近几十年来,气候变化导致了热带森林地区年降雨量减少,同时伴随着旱季时间增长和降雨规律的改变,进而对热带生态系统中树木群落结构和功能产生了影响。热带干旱森林生态系统拥有高度多样性的树种资源,并且表现出广泛的植物旱生策略。了解热带干旱森林的树种生存状态对于理解树木干旱适应机制,以及预测树木对未来气候条件变化的反应至关重要。
为了更好地理解在干旱梯度上树种的生存策略,并预测它们在不同干旱条件下的表现,版纳植物园群落生态与保护研究组助理研究员Ravi K. Chaturvedi,从植物功能性状的角度出发,利用主成分层次聚类法将热带干旱森林中47种常见树种分成了避干旱性、抗干旱性和耐干旱性三种不同的功能类群,并对不同生存策略和功能性状进行了分析。探讨了以下三个主要问题:(1)热带干旱森林中土壤有效水分的变化梯度上,树种的主要功能类群是什么?(2)影响不同森林群落中树种组成的重要因素是什么?(3)该研究地点内功能类群的组成是什么,以及其如何影响土壤有效水分变化梯度上的生物量积累能力?
研究结果表明,茎饱和含水率对避干旱性树种的影响最为显著,最大饱和光合速率、叶片磷含量、气孔导度和叶片氮含量对耐干旱性树种的影响显著,叶干物质含量和冠层覆盖度对耐干旱性树种的影响显著。在5个森林片断中,沿土壤含水量梯度,三个功能类群在物种丰富度、树干密度、地上生物量和生物量积累量上表现出显著差异。作者观察到避干旱性树种在干旱地区的优势度越来越大,而抗干旱性和耐干旱性在潮湿地区的丰度更高。在三个功能类群中,耐干旱性树种的生物量和生物量积累量在本研究区最高。除此之外,避干旱性策略与热带稀树草原生境的关系更为密切,而耐干旱性和抗干旱性则表现出对热带干旱森林的重要的策略。该发现可以帮助森林管理者更进一步的恢复和保护热带干旱森林。
相关结果以Functional traits indicate a continuum of tree drought strategies across a soil water availability gradient in a tropical dry forest为题,发表在期刊Forest Ecology and Management 上。
根据冠层覆盖强度(CC)、木材性状和叶片性状的主成分分析方法(PCA),将47种热带干旱森林树种沿第一和第二主成分分析(PCA)排序而得出的三个功能类群
(DAFG为耐旱性功能类群,DRFG为抗旱性功能类群,DTFG为耐旱性功能类群)
热带干旱森林内三个功能类群所表现出的土壤含水量、物种丰富度、树干密度、地上树木生物量、单位茎基面积生物量积累和单位林分面积生物量积累的分布情况