近日,Journal of Applied Ecology上发表题为“Diversity-conditioned soil strengthens plant diversity-productivity relationship”的论文,报道了田间和室内相结合的植物土壤反馈实验揭示的生物多样性-生产力关系结果,提出植物土壤反馈介导的土壤遗留效应对生物多样性和生产力关系具有正向效应的发现。研究结果有助于加强对植物土壤反馈作用机制的认识,并为指导农业生态系统管理提供科学依据。
生物多样性对陆地生产力的影响对于在全球变化下维持生态系统服务至关重要。尽管近年来越来越多的研究认识到植物-土壤反馈(PSF)在确定多样性-生产力关系中的关键作用,但其对后代多样性-生产力关系的遗留效应仍不清楚。我们的研究进行了一项经典的PSF实验,为了评估植物多样性调节后的土壤对后代植物多样性-生产力关系的影响,连续三年在不同多样性水平(1、4和8个物种)调节的土壤中相应种植了三种植物多样性。此外,为了测试土壤微生物多样性在介导土壤调节植物多样性效应中的作用,我们采用土壤接种液稀释的方式创建了低、中和高三种土壤生物多样性,然后将这三种植物多样性水平与相应的土壤生物多样性水平组合种植。结果表明,与种植单一植物的土壤(1个物种)相比,种植混播植物的土壤(4和8个物种)促进了植物生产力。在种植混播植物的土壤中,植物多样性与生产力呈正相关,而在种植单一植物的土壤中,二者之间没有关系。总的来说,我们的研究结果强调了PSF表现在调节生物多样性对生产力正向效应上的重要性,指示了在农业生态系统管理中应鼓励多样化的种植系统以获得PSF效应的积极影响。揭示了土壤遗留效应对于优化植物生产力的重要作用,尤其是对于调节种植中等植物数量的土壤。
图1. 植物多样性调控的植物土壤反馈实验设计图
图2. 植物多样性调控的土壤稀释实验设计图
南京农业大学草业学院任海彦副教授为第一作者,资环学院刘满强教授为通讯作者。郭辉教授和北京林业大学庾强教授,硕士生谢佳瑶和李康、博士生石思博参与了工作。本研究得到国家自然科学基金(32271615)及中央高校业务费(KYCYXT2022008、XUEKEN2022020)的共同资助。
原文链接:https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2664.14454
编辑:任海彦
校对:石思博
审核:刘满强