Intraspecific trait variation responds consistently to global change drivers and mediates herbivory across unrelated plant species

IF 6.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2026-07-04 DOI:10.1111/1365-2745.70389

Nicolas D. Zurbuchen, Fletcher W. Halliday

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种内性状变异一致地响应全球变化驱动因素，并介导不相关植物物种的食草性

草食是影响生物多样性和生态系统功能的关键生态过程。由于相互作用的驱动因素和生态系统的复杂性，预测全球变化下的食草动物是具有挑战性的，但机制的见解可以改善预测。在这里，我们特别研究了两个重要的全球变化因素——干旱和传染病——如何影响不同气候来源的植物的食草性，以及我们如何利用种内性状变异来做出一般预测。我们进一步研究了性状-草食关系是否在这些不同的环境背景下发生变化。在野外操作研究中，我们从18个亲缘关系较远的草地物种的65个居群中培养了1161个植物个体。利用一个普通的花园试验，我们对沿海拔梯度生长的植物进行了干旱处理（通过减少灌溉）和病原体去除处理（通过施用杀菌剂）的因素交叉处理。我们测量了无脊椎动物的食草性和可能介导食草性的五个关键植物性状。我们使用广义线性混合效应模型和结构方程模型来测试全球变化如何影响植物性状、食草性和性状-食草性联系。所有植物性状均受到至少一种处理的影响，5个测定的植物性状中有4个与草食性相关（叶干物质含量、比叶面积、生物量、叶面积）。与我们的预期相反，性状-草食联系在实验处理中是强大的。虽然全球变化处理对草食的净影响有限，但叶片干物质含量和生物量似乎以一种平衡的方式调节环境诱导的草食变化。此外，起源于高海拔地区的种群往往最容易食草。综合：在经典的基于性状的方法中，性状反映了在长期进化时间尺度上进化的不同植物策略。我们的研究表明，这些权衡也在单一物种的种群中一致出现，产生类似的生态后果。来自高海拔地区的植物对草食动物的敏感性增加，这是由其叶片干物质含量减少所介导的，这一特性反映了植物的防御水平。最终，性状-草食关系在环境梯度上的稳定性表明，生长-防御权衡在生物尺度上是保守的，这表明对物种内性状变异的解释可以改善对未来生态系统过程的预测。

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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 We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems.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.