“最美邻人”豆科植物的生态代价

紫檀、黄檀、红木、花梨等宝贵木柴可谓是家具原材中的“贵族”。实际上，它们同属豆科植物，是十分重要的植物类群。在丛林生态系统中，豆科植物与其“邻人”物种有着奈何的接洽和影响？它在生态系统中饰演着何种脚色？解密这些生态学问题意义重大。

 

克日，中国林业科学研究院研究员许涵团队深度揭秘了豆科植物与其邻人植物之间的构成干系，以及对邻体植物出产力和多样性的影响。研究人员提出假说，即被遍及认为是植物界“最美邻人”的豆科植物，并非我们以往所熟知的完全利他主义“好邻人”形象，反而大概更多表示出了“利己主义”。相关研究成就在线颁发于《自然》旗下的《通讯—生物学》杂志。

 

丛林豆科植物的“是长短非”

 

“已往，豆科植物，出格是大豆、苜蓿等农作物，被认为是‘好邻人’。”论文第一作者和通讯作者许涵汇报《中国科学报》。

 

他表明道，氮素是生态系统最为重要的营养物质，豆科植物能牢靠大气中的氮，在生态系统的养分轮回中发挥着很是重要的浸染。而且，它们还能向周围情况或植物提供有效氮来历，并活化根际的泥土磷情况。因此，在农作物系统中，豆科植物凡是被认为有利于提高农业生态系统的邻体出产力和多样性。

 

在丛林生态系统中，出格是豆科植物富厚的热带丛林中，是否也存在同样的纪律？豆科植物在提高邻体出产力的同时，是否也能提高邻体多样性？已往，以树木为工具的相关研究较少。

 

作为热带丛林地域一个重要类群，豆科树木被认为是生物固氮的主要树种。

 

“在丛林生态系统，豆科植物长短常好的微型化工场。”中科院西双版纳热带植物园研究员陈江华汇报《中国科学报》，不像农田，没有大量的栽培作物和人类过问，在丛林生态系统中，需要依靠自然界差异的物种来为整个生态系统提供能量供需、维持营养均衡；而豆科植物恰好饰演了这一重要的脚色，它和泥土中的根瘤菌产生共生，将氛围的游离态氮元素转化为化合态氮，所以豆科植物的叶片卵白含量高、种子也富含高油高卵白，可以或许为动物提供富厚的营养，“就像我们人类喝牛奶。同时豆科植物还为泥土提高肥力！”

 

陈江华说，豆科植物有着很好的共生特性，它不只与根瘤菌互作，饰演着“天然化工场”的浸染，为植物绵绵不断地供给氮元素；并且豆科植物也可与真菌共生，为植物发展提供磷元素。“丛林中有无豆科植物对整个泥土和生物多样性的影响差别照旧较量大的。”

 

有研究表白，豆科植物在泥土氮轮回进程中饰演着需求者和供应者的双面脚色，其自身既对氮有较大需求；同时又给泥土提供更多氮源。事实上，豆科植物固氮机制是多样化的：有的可一连过量固氮、有的可在氮限制获得缓解的时候主动淘汰生物固氮，而有的则基础不能固氮。

 

“这种固氮机制的多样性导致在豆科植物与泥土氮磷的干系方面存在许多悖论，”许涵进一步表明，豆科植物与泥土氮磷的干系又影响到了其邻体的选择与共存。

 

好比，一方面，豆科植物有利于从枝菌根的定殖和泥土微生物活化，减轻热带丛林生态系统的磷限制。这些微生物共生浸染有利于差异物种对泥土养分发生互补资源操作，有利豆科植物邻体多样性提高；另一方面，泥土养分增加，大概会强化植物间的地上竞争，从而低落植物的邻体多样性。而豆科植物大概给邻体提供氮源，这也就有大概低落邻体多样性。