两种分布模式迥异刺柏属植物的相似功能结构与入侵动态：探究植物分布差异背后的奥秘

《Folia Geobotanica》：Similar functional structure and encroaching dynamics in two Juniperus species with contrasting distribution patterns

为解决同域生长但分布格局差异显著的刺柏属植物 Juniperus communis 和 J. sabina 的动态及差异问题，研究人员开展了植物性状、物候、初级生长、种群结构及景观作用的研究。结果表明二者功能结构相似但种群结构和繁殖能力有别，对理解植被动态和制定保护政策意义重大。

　　在温带山区的生态舞台上，灌木物种正悄然改变着植被的格局。近年来，欧洲许多地区的草原上，灌木植被不断扩张，这一现象主要是传统土地利用方式改变，如大量减少牲畜放牧和使用火来创造夏季牧场等造成的。在这个过程中，一些灌木物种凭借出色的定植能力、对压力的抵抗特性以及在干扰后恢复的能力，成为了植被动态变化的主导力量。然而，那些看似相似的灌木物种，在全球尺度上却有着截然不同的分布和生态表现，这背后的原因一直是生态学家们渴望解开的谜题。

Juniperus communis 和 J. sabina 这两种刺柏属植物，就像一对神秘的 “双胞胎”。它们在伊比利亚比利牛斯山脉中部的埃斯波特山谷（Espot valley）同域生长，展现出相似的入侵能力，都以匍匐灌木的形态在曾经的牧场上扩张。但离开这个山谷，J. communis 如同 “旅行家”，广泛分布于区域乃至全北区；而 J. sabina 则像 “隐居者”，仅稀疏分布在遥远的古北区，且局限于少数特定地点。这种巨大的差异引发了研究人员的浓厚兴趣：是什么导致了它们在生物地理表现上的天壤之别？它们在推动景观变化的过程中又有着怎样的动态机制？

为了揭开这些谜团，来自巴塞罗那大学（University of Barcelona）等机构的研究人员展开了深入研究。研究人员沿着海拔梯度，对这两种植物的植物性状、物候、初级生长、种群结构及其在景观中的作用进行了全面分析。

研究人员用到的主要关键技术方法有：在不同海拔的三个采样点，每个点选取 20 个代表植株测量冠层高度、计算比叶面积（SLA）和叶干物质含量（LDMC）等；采集果实计算种子质量；通过测量灌木冠层直径、高度等评估冠层扩张；记录物候数据并统计果实产量；利用航拍照片分析种群结构，同时使用统计分析方法探究各因素的影响。

研究结果如下：

1. 功能结构：J. communis 和 J. sabina 都具有低 SLA、高 LDMC 和长叶寿命的特点，表明它们都在叶片抗逆性上有大量投入。不过，二者在一些性状上也存在差异，如 J. sabina 的种子质量是 J. communis 的两倍，且在中高海拔地区 J. sabina 形成的灌丛更密集123。
2. 冠层扩张：J. sabina 的初级生长速度比 J. communis 更快，二者的生长速度都在中低海拔较高，高海拔较低。并且，性别对 J. sabina 的生长有一定影响，雌株生长略快于雄株45。
3. 物候形态：两种植物在长物候期内表现相似，但也存在一些差异。J. sabina 的生长启动比 J. communis 稍晚，开花时间从仲夏持续到次年早春，果实成熟较晚且在植株上停留时间更长。此外，J. communis 的果实产量显著高于 J. sabina67。
4. 种群结构：J. communis 种群中小到中等大小的灌木比例较大，年龄结构更均衡，有明显的更新能力；而 J. sabina 种群中大型灌木较多，年轻个体稀少，其更新能力较弱。不过，在过去几十年里，二者的覆盖面积都有显著增加8910。

综合研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。它揭示了看似相似的两种刺柏属植物，在功能结构上虽有相似之处，但在种群结构和繁殖能力上的差异，决定了它们不同的生态命运。J. communis 凭借更成功的扩散和更新能力，在许多景观中得以广泛分布；J. sabina 则依靠克隆生长和个体长寿，在少数适宜的景观斑块中顽强生存。这不仅有助于理解全球范围内灌木入侵过程中植被的动态变化，还为珍稀残遗物种的保护政策制定提供了重要依据。该研究成果发表在《Folia Geobotanica》，为植物生态学领域的发展添砖加瓦，让人们对植物与环境的相互作用有了更深刻的认识。