气候变化和外来病原体改变了地中海混交林的碳分配

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Journal of Ecology Pub Date : 2024-10-09 DOI:10.1111/1365-2745.14426

Álvaro Gaytán, Luis Matías, Óscar Godoy, Ignacio M. Pérez-Ramos, Pablo Homet, Xoaquín Moreira, Lorena Gómez-Aparicio

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摘要

在这项研究中，我们旨在调查全球变化的非生物驱动因素（干旱加剧）和生物驱动因素（外来病原体）对地中海混交林成年树木碳分配的单独和综合影响。为此，我们在欧洲最南端的橡树林中安装了降雨排斥基础设施，由于日益干旱和外来侵袭性病原体 Phytophthora cinnamomi 的感染，目前这些森林中的橡树严重减少（Avila 等人，2017 年；Gómez-Aparicio 等人，2012 年）。2016 年春季，在西班牙南部两种类型的橡树混交林中安装了降雨排斥基础设施：一种是由栎树和卡纳里栎树组成的封闭森林，另一种是由栎树和油橄榄组成的开放林地。这些基础设施排除了 30% 的年降雨量，模拟了欧洲南部气候变化模型的预测结果（Ali 等人，2022 年）。在基础设施安装后的头两年（2016-2018 年），我们测量了与这三个物种的成年树在初级生产、繁殖、防御和储备方面的碳吸收和投资有关的一系列变量。我们提出了三个具体问题：（1）降雨排斥和 P. cinnamomi 的丰度如何影响成年树木的主要碳源（光合作用）和碳汇（初级生产、繁殖、防御和储备）？我们假设，降雨排斥和外来病原体的大量存在都会对成树的 C 吸收和 C 吸收汇产生负面影响（Adams 等人，2015 年；Chambi-Legoas 等人，2020 年；Guo 等人，2022 年；Limousin 等人，2009 年）。然而，最近的研究表明，排除降雨可显著降低土壤中 P. cinnamomi 的丰度（Serrano 等人，2022 年，2024 年）。因此，我们还预测，降雨排斥不仅会因土壤水分供应量降低而对成树的表现产生直接的负面影响，而且还会因病原体丰度降低而产生积极（间接）的影响，这一点已在树苗中得到证实（Homet 等人，2024 年）；（2）降雨排斥如何影响成树不同 C sinks 之间的权衡？我们预计树种会采取保守策略，优先考虑防御和储存，而不是初级生产或繁殖，以减轻降雨排斥和 P. cinnamomi 攻击造成的 C 限制（Dietze 等人，2014 年；Kuang 等人，2017 年；Signori-Müller 等人，2021 年）；（3）共存树种在 C 平衡方面对降雨排斥和 P. cinnamomi 的反应是否不同？我们假设降雨减少和外来病原体会对所研究的树种产生不对称的影响，因为它们对干旱（Q. canariensis > Q. suber > O. europaea; Gómez-Aparicio 等人，2008 年；Ibáñez 等人，2017 年）和 P. cinnamomi 攻击（Q. suber > Q. canariensis > O. europaea; Gómez 等人，2020 年）的敏感性不同。这些问题的答案将有助于我们进一步了解非生物和生物压力因素对共存于对全球变化特别敏感的生态系统（如地中海森林）中的树种的碳平衡的综合影响。

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Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.