不同营养异质性下的最佳觅食策略:匍匐茎无性系植物对斑块格局、大小和质量的响应

IF 1.3 4区 环境科学与生态学 Q3 ECOLOGY
Xiaonan Zheng, Yang Gao, Yanan Wang, F. Xing, Meixuan Zhao, Ying Gao
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We further designed three levels of patch size with the same fertilizer concentration at the patch scale in Experiment 2, and four levels of patch quality with the same total amount of fertilizer at the plot scale in Experiment 3. Increased ramet density and stolon growth rate within small patches in Experiment 2 demonstrated effects of heterogeneity on plant foraging responses at the patch scale, while no difference was found in Experiment 3. This means that the influence of patch size on ramet establishment and residence time was alleviated by patch contrast at larger spatial scales. Hence, spatial scale is a key factor determining the interactions between heterogeneous ecosystem components. RÉSUMÉ Le contraste et l'agrégation sont deux composantes de l'hétérogénéité spatiale. Afin de déterminer l'influence de l'hétérogénéité variable des nutriments sur le comportement de quête alimentaire de plantes clonales, nous avons sélectionné Potentilla anserina L. comme matériel et élaboré différentes répartitions, tailles et qualités de parcelles. Dans l'Expérience 1, comparativement aux patrons aléatoires et uniformes, l'agrégation a augmenté la densité des ramètes et l'accumulation de biomasse à l'échelle de la parcelle, mais pas à l'échelle du site. Cela implique que la réponse adaptative des plantes clonales à l'hétérogénéité de nutriments dépend de l'échelle spatiale. Nous avons ensuite élaboré trois niveaux de taille de parcelle avec la même concentration de fertilisant à l'échelle de la parcelle dans l'Expérience 2, et quatre niveaux de qualité de parcelle avec la même quantité totale de fertilisant à l'échelle du site dans l'Expérience 3. La densité plus élevée de ramètes et le taux de croissance plus élevé des stolons dans les petites parcelles de l'Expérience 2 a démontré les effets de l'hétérogénéité sur les réponses de quête alimentaire à l'échelle de la parcelle, alors qu'aucune différence n'a été notée dans l'Expérience 3. Cela signifie que l'influence de la taille de la parcelle sur l'établissement et le temps de résidence des ramètes était compensée par le contraste entre les parcelles aux échelles spatiales plus grandes. 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摘要

抽象对比和聚集是空间异质性的两个组成部分。为了准确确定营养异质性变化对克隆植物觅食行为的影响,我们选择了Potentilla anserina L.作为材料,并设计了不同的斑块模式、大小和质量。在实验1中,与随机和均匀贴片模式相比,聚集在贴片尺度上增加了分株密度和生物量累积,但在图尺度上没有。这意味着克隆植物对营养异质性的适应性反应取决于空间尺度。我们进一步设计了三个水平的贴片尺寸,在实验2中的贴片规模上具有相同的肥料浓度,在实验3中,在地块规模上具有相同肥料总量的四个水平的贴片质量。在实验2中,小斑块内小枝密度和匍匐茎生长率增加,在斑块尺度上证明了异质性对植物觅食反应的影响,而在实验3中未发现差异。这意味着,在更大的空间尺度上,补丁大小对Ramet建立和居住时间的影响被补丁对比所减弱。Hence,空间尺度是决定异质生态系统组成部分之间相互作用的关键因素。对比度和聚集是空间异质性的两个组成部分。为了确定不同营养异质性对克隆植物觅食行为的影响,我们选择了Potentilla anserina L.作为材料,并开发了不同的分布、大小和地块质量。在实验1中,与随机和均匀模式相比,聚集增加了地块规模上的分枝密度和生物量积累,但在场地规模上没有。这意味着克隆植物对营养异质性的适应性反应取决于空间尺度。然后,我们在实验2中开发了三个地块大小级别,在地块规模上使用相同浓度的肥料,在实验3中开发了四个地块质量级别,在场地规模上使用相同总量的肥料。实验2中较小地块中较高的分株密度和较高的匍匐茎生长率证明了异质性对地块范围内的觅食反应的影响,而实验3中未观察到差异。这意味着地块大小对树枝建立和停留时间的影响被较大空间尺度地块之间的对比所抵消。因此,空间尺度是异质生态系统组成部分之间相互作用的关键因素。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Optimal Foraging Strategies in Varying Nutrient Heterogeneity: Responses of a Stoloniferous Clonal Plant to Patch Pattern, Size and Quality
ABSTRACT Contrast and aggregation are two components of spatial heterogeneity. To precisely determine the influence of varying nutrient heterogeneity on the foraging behavior of clonal plants, we selected Potentilla anserina L. as the material and designed different patch patterns, sizes and qualities. In Experiment 1, compared with random and uniform patch patterns, aggregation increased ramet density and biomass accumulation at the patch scale, but not at the plot scale. This implies that the adaptive responses of clonal plants to nutrient heterogeneity depend on spatial scale. We further designed three levels of patch size with the same fertilizer concentration at the patch scale in Experiment 2, and four levels of patch quality with the same total amount of fertilizer at the plot scale in Experiment 3. Increased ramet density and stolon growth rate within small patches in Experiment 2 demonstrated effects of heterogeneity on plant foraging responses at the patch scale, while no difference was found in Experiment 3. This means that the influence of patch size on ramet establishment and residence time was alleviated by patch contrast at larger spatial scales. Hence, spatial scale is a key factor determining the interactions between heterogeneous ecosystem components. RÉSUMÉ Le contraste et l'agrégation sont deux composantes de l'hétérogénéité spatiale. Afin de déterminer l'influence de l'hétérogénéité variable des nutriments sur le comportement de quête alimentaire de plantes clonales, nous avons sélectionné Potentilla anserina L. comme matériel et élaboré différentes répartitions, tailles et qualités de parcelles. Dans l'Expérience 1, comparativement aux patrons aléatoires et uniformes, l'agrégation a augmenté la densité des ramètes et l'accumulation de biomasse à l'échelle de la parcelle, mais pas à l'échelle du site. Cela implique que la réponse adaptative des plantes clonales à l'hétérogénéité de nutriments dépend de l'échelle spatiale. Nous avons ensuite élaboré trois niveaux de taille de parcelle avec la même concentration de fertilisant à l'échelle de la parcelle dans l'Expérience 2, et quatre niveaux de qualité de parcelle avec la même quantité totale de fertilisant à l'échelle du site dans l'Expérience 3. La densité plus élevée de ramètes et le taux de croissance plus élevé des stolons dans les petites parcelles de l'Expérience 2 a démontré les effets de l'hétérogénéité sur les réponses de quête alimentaire à l'échelle de la parcelle, alors qu'aucune différence n'a été notée dans l'Expérience 3. Cela signifie que l'influence de la taille de la parcelle sur l'établissement et le temps de résidence des ramètes était compensée par le contraste entre les parcelles aux échelles spatiales plus grandes. Ainsi, l'échelle spatiale est un facteur clé des interactions entre les composantes des écosystèmes hétérogènes.
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Ecoscience
Ecoscience 环境科学-生态学
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期刊介绍: Écoscience, is a multidisciplinary journal that covers all aspects of ecology. The journal welcomes submissions in English or French and publishes original work focusing on patterns and processes at various temporal and spatial scales across different levels of biological organization. Articles include original research, brief communications and reviews.
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GB/T 7714-2015
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