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微小的降雨变化驱动植物共存的实质性变化

摘要

尽管人们早就知道降水模式会影响植物的分布1在美国,气候变化对物种之间的相互作用以及群落组成的影响还远远没有被了解23..在这里,我们利用加州的一个年度草原群落,探讨了降水的变化如何通过对单个物种的直接影响,以及通过物种间竞争互动强度的变化,来改变竞争动态。为了参数化竞争模型,我们在环境和减少降水的情况下在田间种植植物4据此,我们量化了决定每种降雨状态下物种共存的稳定生态位和适应度差异。我们发现,降水减少对单独生长的物种几乎没有直接影响,但对15对物种对中的10对的预测竞争结果产生了质的改变。此外,功能更相似的物种对不太可能经历结果的改变,这表明功能多样化的群落可能受到变化的相互作用的最大威胁。我们的研究结果强调了在预测物种和群落对全球变化的反应时,考虑物种相互作用的变化是多么重要。

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图1水处理对配对稳定生态位及适应度差异的影响。
图2:无竞争者生长时,水处理对物种繁殖力的影响。
图3:水处理对物种入侵生长速率组成的影响。
图4:水处理内部和水处理之间功能性状差异对两两竞争结果的影响。

数据可用性

资料由Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.7083314).数据记录在Microsoft Excel (v16.63.1)中,并在R (v4.2.0)中进行分析。

代码的可用性

代码可在Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.7083314).在R (v.4.2.0)中创建了图和表。

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下载参考

确认

我们承认楚马什人是我们种植实验的地区的传统土地守护者,加布里诺/通瓦人是Tovaangar(洛杉矶盆地和索)的传统土地守护者。加州大学洛杉矶分校所在的海峡群岛);G. Kandlikar、K. Hayashi和M. Vaz提出了有益的建议,并进行了鼓舞人心的讨论;A. Kleinhesselink和C. Johnson为分析提供帮助;H.林赛、M.克拉克、A.达利瓦、G.坎德里卡、K. Hayashi、A. Kleinhesselink、K. McCurdy、A. Hardy、L. Johnsen、M. Browne、J. Cooch、M. Cowen、S. Montague和F. Van Dyke负责实验室和现场援助。这项工作由塞奇威克保护区的La Kretz中心、加州大学洛杉矶分校的Vavra奖学金和国家科学基金会的DEB 164461、2022810和2022213资助。

作者信息

作者和隶属关系

作者

贡献

mn.vvd和n.j.b.k构想并领导了这个项目。M.N.V.D、J.M.L.和N.J.B.K.开发了这些方法。m.n.v.进行了现场实验并收集了数据。数据由m.n.v.d进行分析和可视化。最初的手稿由m.n.v.d和N.J.B.K撰写,J.M.L.提供了大量的贡献

相应的作者

对应到玛丽·n·范·戴克

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有竞争利益。

同行评审

同行评审信息

自然感谢匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。同行评审报告是可用的。

额外的信息

出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构附属的管辖权要求保持中立。

扩展的数据图和表

图1水处理对各竞争对稳定生态位和适合度差异的影响。

每个物种对分别用置信区间(+/−1 SD)表示,以稳定自举得到的生态位和适合度差异。灰色阴影区域内部表示共存,外部表示竞争排斥。

图2焦点植物群落功能性状的主成分分析。

用23个物种和11个功能性状进行主成分分析10(方法)。本研究的6个物种用圆圈填满,并在扩展数据表下标记1.开放的圆圈代表群落中的其他物种。参见扩展数据表3.用于特征描述。

表1从0g/m开始的两种处理中各树种的平均人均制种量2背景图±标准误差
表2两种降雨处理下各物种对稳定生态位及适合度差计算
表3扩展数据图中用于创建PCA的11个功能特征。2他们的单位和描述
扩展数据表4 Ω,稳定生态位差异的结构模拟和θ,适合度差异的结构模拟35对两种降雨处理下的物种配对及其竞争结果进行了结构法预测
扩展数据表5 Ω,稳定生态位差异的结构模拟和θ,适合度差异的结构模拟35利用结构法对两种降雨处理下各树种的竞争结果进行了预测
扩展数据表6 Ω,稳定生态位差异的结构模拟和θ,适合度差异的结构模拟35对四组、五组和六组物种进行了分析,并利用结构法预测了两种降雨处理下的竞争结果
表7实验中三个不同时间测量的重量水含量(GWC)

补充信息

权利与权限

Nature或其许可方根据与作者或其他权利所有人签订的出版协议,对本文拥有专有权;作者对本文已接受的手稿版本的自我存档完全受此类出版协议条款和适用法律的约束。

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引用本文

范戴克,M.N,莱文,J.M.和克拉夫特,N.J.B.小的降雨变化驱动植物共存的实质性变化。自然(2022).https://doi.org/10.1038/s41586-022-05391-9

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