植物生态策略的变化导致了高山生态系统中土壤有机碳储量的差异

《Journal of Ecology》：Shifts in plant ecological strategies drive divergent soil organic carbon stock in alpine ecosystems

土壤有机碳（SOC）库存受植物碳输入与微生物转化的动态平衡影响，气候变化驱动高山植物群落从耐胁迫（S）向竞争型（C）策略转变。本研究在中国七座山脉中，基于功能性状划分C/S策略群落，运用贝叶斯混合效应模型和分段结构方程模型分析发现：C策略社区SOC中植物贡献（56.1%）显著高于微生物（26.1%），而S策略社区微生物主导（56.2%＞植物40.4%），差异源于植物对温度更敏感。研究揭示了植物策略通过功能性状调控碳循环机制，为全球变暖下的生态系统响应预测提供理论框架。

　　

摘要

1. 高山生态系统中的土壤有机碳（SOC）储量主要受植物介导的碳供应与土壤微生物对其后续转化之间相互作用的影响。在高山生态系统中，气候变暖正在重塑群落特征组成，促使群落从耐逆性策略向更具获取性和竞争性的策略转变。尽管这些变化对SOC动态有着深远的影响，但不同植物策略如何影响SOC的具体机制仍不甚明了。
2. 在这项研究中，我们调查了基于植物群落特征的策略变化如何影响中国七座山脉上不同海拔和地理位置区域的SOC储量。我们根据植物的功能特征将其分为竞争型（C策略）和耐逆型（S策略）两大类。我们结合贝叶斯混合效应模型和分段结构方程模型（SEM），以分析植物、土壤性质、微生物生物量和胞外酶对SOC储量的直接影响和间接影响。
3. 研究结果表明，两种策略下的SOC储量存在显著差异：C策略群落的SOC水平高于S策略群落。在S策略群落中，由于叶片干物质含量较高，SOC的储存主要由土壤微生物（56.2%）贡献，而植物仅贡献40.4%；而在C策略群落中，由于叶片比面积（SLA）较大且植株高度较高，植物的贡献（56.1%）是微生物（26.1%）的两倍多。这种差异可能源于植物对温度的敏感性高于土壤微生物。这些发现表明，在高山生态系统中，SOC储量主要受植物策略的影响，且这种影响与其功能特征和碳输入途径密切相关。
4. 总结：通过证明不同的植物策略会驱动截然不同的碳调节途径，本研究为将植物功能特征与高山生态系统的碳调节机制联系起来提供了理论框架。这些发现揭示了气候驱动的特征组成变化如何重塑碳循环过程，为基于特征的生态系统响应预测提供了新的视角。

利益冲突声明

无利益冲突声明。

同行评审

本文的同行评审记录可查阅：https://www.webofscience.com/api/gateway/wos/peer-review/10.1111/1365-2745.70270。

数据可用性声明

本研究的所有数据均存储在Zenodo平台上：https://doi.org/10.5281/zenodo.18449455（Wang等人，2026年）。