物种变化在退化生态系统中是普遍存在的，特别是在干旱和半干旱地区的沙化草地。以往的研究认为，草地沙漠化过程中物种的变化是物种适应与环境变化相互作用的结果。在干旱和半干旱地区，植物生长往往受到干旱胁迫和营养物质缺乏的限制，而草地沙漠化又加剧了这一状况。通常，功能性状被用作植物物种对环境变化响应的指标，用以表征植物在胁迫条件下的生存和资源利用策略。已有的研究比较了一年生植物和多年生植物的光合作用、叶片形态和化学特征。然而，很少有人专门研究一年生植物和多年生植物叶片和细根性状在协调和组织方面的差异，也很少有人将这些差异与物种变化联系起来。探讨一年生植物和多年生植物在叶片和细根性状的权衡方面是否存在差异，并将这种差异与植物的适应机制相联系，对于了解沙质草地植物物种组装规律的理解具有重要意义。

中国科学院奈曼沙漠化研究站的恢复生态学研究团队，长期致力于科尔沁沙地草地沙漠化的机理，及沙化草地的恢复治理研究。研究人员调查了科尔沁沙地54种植物叶片和细根功能性状，比较了一年生植物和多年生植物叶片和细根功能性状的差异，并分别分析了一年生植物和多年生植物叶片和细根性状之间的权衡。研究结果表明：（1）一年生植物和多年生植物叶片和细根功能性状分别表现出资源获取和资源保守策略；（2）在N限制环境下，一年生植物倾向于发展硬度较高且适口性差的器官组织，而多年生植物倾向于发展出更小的叶片以降低代谢水平；（3）叶片和细根功能性状之间的协调性分析结果显示，一年生植物叶片和细根之间光合产物的分配具有比例性，而多年生植物在资源有限环境中倾向于分配更多的光合产物以构建更深的根系统以提高资源吸收能力。该研究的结论是，一年生植物和多年生植物在适应性、资源获取和资源分配等方面存在较大差异，这可能是沙漠化草地物种变化的部分原因。

该成果于2021年12月以Comparison of leaf and fine root traits between annuals and perennials, implicating the mechanism of species changes in desertified grasslands为题在线发表于Frontiers in plant science期刊(IF=5.753)。西北生态环境资源研究院博士研究生宁志英为第一作者。该研究获得国家自然科学基金面上项目（Y911021001）的支持。

文章链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2021.778547

图1. 一年生植物和多年生植物功能性状的比较（LT，叶厚度；LA，叶面积；LDMC，叶干物质含量；SLA，比叶面积；LTD，叶组织密度；LN，叶N含量；LC，叶C含量；FRDMC，细根干物质含量；SRL，比根长；FRTD，细根组织密度；FRN，细根N含量；FRC，细根C含量）

图2. 一年生植物和多年生植物叶片和细根功能性状的PCA分析（A）未考虑系统发育独立比较（B）考虑系统发育独立比较