东北地理所在自然恢复湿地植被演替对土壤生态功能的调控机制研究方面取得进展
湿地开垦破坏了原有的生物地貌过程,退耕还湿是一种关键的近自然恢复措施。土壤有机碳、全氮和全磷储量是生态恢复成效的重要指标,与植物群落演替和功能策略密切相关,但其驱动因素和影响路径尚不清楚。
研究团队分析了农业退耕后自然恢复的淡水沼泽湿地的土壤功能、植物群落特征和功能性状。结果表明,土壤有机碳储量和氮储量分别在恢复14和17年达到峰值后趋于稳定,而磷储量则先下降后上升。方差分解分析表明,土壤功能动态主要由植物群落特征与功能性状的相互作用驱动。随机森林模型确定了关键驱动因素,而结构方程模型确定了恢复时间对土壤功能的直接影响和植物变量介导的间接途径。具体而言,比叶面积与植物密度协同下降,促进了土壤有机碳积累;比叶面积与茎磷含量协同降低,提升了地上生物量和土壤总氮,但减少了土壤磷的累积。此外,基于性状交互作用的生态功能恢复理论框架,在自然恢复草甸中也得到了验证,并强调了恢复目标群落比单一目标物种更能提升生态功能,突破了传统以目标物种为中心的恢复策略。

图1. 植物功能性状与群落特征对土壤功能的调控途径
该研究证实了排除人为干扰后的自然恢复措施有利于土壤功能趋于稳定,并且植物功能性状和群落特征对功能形成具有协同效应,为制定基于群落性状—物种配置的恢复管理新范式提供了科学指导。相关成果发表在国际期刊Journal of Plant Ecology(一区)上,安雨副研究员、张洺也特别研究助理、佟守正研究员、马红媛研究员等共同完成。研究工作得到国家自然科学基金项目(U23A2004;42471066)、吉林省科技发展计划(20230203003SF;20240602026RC)、吉林省重大科技专项(20230303005SF)等资助。
论文信息及链接如下:
1.An,Y.,Wang,L.,Zhang,M.,Shi,K.,Tong,S.,Jiang,M.,Wu,H.,Liu,Bo,Wang,G. (2025). Plant functional traits and community characteristics jointly shape soil carbon,nitrogen and phosphorus storage in passively restored wetlands following agricultural abandonment. Journal of Plant Ecology, 18(5),rtaf084. https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf084
2.An,Y.,Gao,Y.,Liu,J.,Zhang,Y.,Wang,D.,Ma,H.,Tong,S. (2025). Plant community root traits outweigh target species in mediating soil carbon and nitrogen storage across grazing-exclusion chronosequences in semi-arid grasslands. Journal of Plant Ecology,rtaf131.https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf131
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