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DOI: 10.1111/jvs.12784

摘要

关心的问题：欧洲温带草原的功能性状如何变异？在植物形态和功能的全球模式中这种变异如何表现？不同栖息地的专有种(specialists)是否在不同环境下表现出显著差异？

研究方法：收集了欧洲地区五种不同草原类型的645种植物作为物种库，同时对这些植物的18种功能性状进行分析。

研究结果：性状空间的第一排序轴解释了总方差的23%，反映了植物快速生长和缓慢生长之间的梯度。株高和比叶面积对第一和第二排序轴都有贡献。再生性状主要贡献于第二及以上排序轴，前五个轴共解释了总方差的56%。不同草原类型中专有种的非再生性状之间显示了较大的功能差异。

结论：不同草原类型中专有种的功能之间的差异与环境条件的筛选、海拔和所受干扰有关，这种环境筛选主要发生在非再生性状中，而大部分的再生性状在一种草原类型中也表现出多种生长策略。

研究背景

在全球范围内，植物功能性状在多维空间中的变异取决于与植株的大小和叶面积相关的两个维度。多维性状的视角有助于理解植物物种功能多样性的进化限制，但仍然需要将这种性状变异与生态驱动因素联系起来。

一些专有种在相应生境中有较强的竞争力，研究专有种的性状变异可能有助于检测特定生境物种库中环境条件对物种的筛选作用。广布种(generalists)普适于多种环境条件，广布种的存在减弱了环境—性状之间的可预测性，但可用来研究非生态位过程对物种分布的限制作用。

本文的研究目的为（1）描述欧洲温带草原物种库的性状谱，并检验其是否体现了全球范围内观察到的主要性状空间特征。（2）检验每种草原类型的专有种之间是否展现出了可能用以解释环境条件筛选作用的性状差异。

研究方法

物种数据：选择了五种草原类型，移除了出现频率低于5%的稀有物种。使用Fisher精确检验确定了每种草原类型中的专有种。其他物种定为广布种。

性状选择与数据收集：大多数性状数据从TRY植物性状数据库中收集，从其他数据源中选择了10个性状。

数据分析：使用主成分分析来描述多元性状谱，并确定个体性状的贡献。同时还检验了各草原类型之间性状平均值的差异(分为再生性状和非再生性状两组)。

研究结果

专有种分布：草甸草原56种，干草原75种，Nardus草原77种，石灰质土壤高山草原133种，酸性土壤高山草原47种。广布种和专有种两组植物，涵盖了研究区内83%的物种。

多维性状谱：基于14个数值型性状的主成分分析第一、第二和第三轴分别解释了总方差的23%、9.2%和9.1%。株高和比叶面积与开花开始、种子质量、每分株种子数和开花持续时间共同对第二轴有较高贡献。

生境专有种的性状变异：不同草原类型之间的主要差异与主成分分析第一轴有关(Kruskal–Walliss2=127.4，p=<0.001)。在主成分分析第二轴上，只有酸性土壤高山草原与Nardus草原有显著差异(s2=12.029，p=0.03)。区分专有种的最重要性状是株高、花期持续时间、种子库寿命、比叶面积和花期开始时间。

酸性土壤高山草地的比叶面积最低、株高最矮，并且径向生长速率缓慢且较晚、花期较短。Nardus草原专有种的特征在非再生性状方面与高山草原专有种相似。与其他三种高海拔生境相比，草甸和干草原具有最高的比叶面积、最高的植株高度、最快的径向生长率、最早的花期开始时间和最长的花期持续时间。草甸也具有更快的无性繁殖扩散速率。干草原的专有种相比于其他草原类型，拥有物理休眠的物种所占比例更大。

结论

由于温带草原被定义为以禾本科和杂类草为主的草原，对功能变异分析的着重点在草原类型具体差异相关模式及其驱动因素上。与植物生长相关的非再生性状主要与环境梯度和干扰有关，而再生性状则表明草原类型内存在多种再生策略。本文的研究方法受到可用植物性状质量的限制，除了再生和非再生性状之外，未来的研究需要探索对物种生态反应具有更强生理影响的性状。

小编有话说

本文的研究中将群落物种组成和功能性状相结合，为我们探究环境因子影响群落物种组成及物种在功能性状上对环境改变的响应提供了新的研究思路。在进行其他植物性状的相关研究中，TRY全球植物性状数据库（TRY Plant Trait Database）可以为我们提供非常好的数据支持。

文献翻译：史超逸——中国林业科学研究院在读硕士，主要研究方向荒漠生态学及恢复生态学。

转自：“碧草黄沙天地间”微信公众号

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