Mối quan hệ hệ sinh thái, sự tương đồng hình thái và phản hồi giữa thực vật và đất

Chúng tôi đã tiến hành một thí nghiệm phản hồi giữa thực vật và đất quy mô lớn sử dụng 49 loài thực vật đồng thời xuất hiện từ miền Nam Ontario, Canada, đại diện cho một dải hệ động vật phong phú. Chúng tôi đã thử nghiệm xem liệu các tác động của việc điều hòa đất có khác nhau giữa các loài này hay không và liệu các loài tập trung khác nhau có phản ứng tương tự với cùng một điều hòa đất hay không. Tiếp theo, chúng tôi đã điều tra xem liệu các đặc điểm thực vật và các phản hồi đất có phụ thuộc vào sự tương đồng về hệ phát sinh hay không và các đặc điểm thực vật nào ảnh hưởng đến phản hồi giữa thực vật và đất giữa các cặp loài thực vật. Cuối cùng, chúng tôi đã sử dụng kết quả thí nghiệm để kiểm tra xem các phản hồi đất có ảnh hưởng đến sự đồng xuất hiện của các loài ở hiện trường hay không.

Chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng về cả phản hồi đất tích cực mạnh và tiêu cực giữa các cặp loài thực vật. Phương pháp điều hòa đất của chúng tôi giải thích gần 20% sự biến động trong hiệu suất của các loài tập trung.

Sự liên quan về hệ phát sinh và sự tương đồng hình thái giữa các loài thực vật không có mối liên hệ với sức mạnh của phản hồi đất của chúng. Tuy nhiên, nhiều đặc điểm thực vật của các loài điều hòa ảnh hưởng đến sức mạnh của phản hồi đất đối với các loài tập trung, bao gồm diện tích lá cụ thể và năng suất sinh vật trên mặt đất tổng. Những khác biệt về đặc điểm giữa các loài cũng dự đoán các phản hồi giữa thực vật và đất, mặc dù đối với một số cặp loài, sự gia tăng khác biệt về đặc điểm đi kèm với phản hồi giữa thực vật và đất tích cực và đối với những loài khác, sự khác biệt về đặc điểm gắn liền với phản hồi giữa thực vật và đất tiêu cực.

Sự đồng xuất hiện của các loài thực vật ở hiện trường liên quan đến các phản hồi đất được xác định qua thí nghiệm của chúng tôi, nhưng chỉ đối với một số loài thực vật cụ thể.

Tổng hợp. Kết quả của chúng tôi minh họa cách mà lịch sử tiến hóa và sự biến đổi hình thái định hình phản hồi giữa thực vật và đất và nhấn mạnh sự cần thiết của các nghiên cứu dựa trên đặc điểm. Do lịch sử tiến hóa độc đáo của các đặc điểm riêng lẻ và sự biến động của tầm quan trọng của chúng trên tất cả các loài tương tác có thể có, chúng tôi cho thấy rằng các chỉ số về sự liên quan tổng thể về hình thái và hệ phát sinh là những dự đoán kém về phản hồi giữa thực vật và đất ở quy mô hệ phát sinh lớn. Chúng tôi kết luận rằng một cách tiếp cận chi tiết dựa trên đặc điểm có thể được sử dụng để dự đoán phản hồi giữa thực vật và đất, và các biện pháp phản hồi đất trong phòng thí nghiệm có thể giải thích các mẫu đồng xuất hiện trong tự nhiên.