在青藏高原高山树线之上的草甸和流石滩(高山冰缘带)植被中,常能看到一团团紧贴地面的“绿色坐垫”——它们就是垫状植物。在高山冰缘带,垫状植物以半球状、小枝紧密簇生、贴地匍匐等创新性形态特征适应强风、低温、土壤贫瘠且不稳定等不利环境条件。这一特殊生活型不仅提升了垫状植物自身生存能力,还能改善土壤养分、水分、温度等微环境条件,为环境胁迫耐受力较低的物种提供“庇护所”,形成植物种间协作作用,并进一步影响冰缘带重要生态过程与功能。由垫状植物主导的植物种间协作作用在全球高山冰缘带生态系统群落结构、物种多样性(包括植物和节肢动物多样性)的形成与维持过程中发挥着重要作用。
长期以来,关于垫状植物对群落结构与物种多样性影响的研究,多集中于探索和揭示垫状植物冠层范围内的影响。理论上,垫状植物对微环境的塑造作用在其冠层外部应具有一定的延伸性,并因此对冠层外植物微群落特征(包括物种组成及其多样性等)产生积极影响。但垫状植物对其冠层外微环境以及微群落的影响和意义,在以往的研究中被严重忽略。换言之,垫状植物对高山生态系统植物多样性形成与维持的积极意义,可能被以往研究严重低估。另一方面,研究广泛证实生物多样性与生态系统功能以及群落稳定性之间存在显著相关关系,即生物多样性对提升生态系统功能和群落稳定性具有重要意义。但截至目前,未有研究探索和揭示由不同垫状植物类群所提升和维持的植物多样性对高山冰缘带生态系统功能及群落稳定性的积极意义。因此,全球范围内对高山垫状植物生态系统功能的认识和理解仍然极不充分且不全面。
近期,中国科学院昆明植物研究所“泛第三极植物多样性形成及创新驱动专题组”以横断山高山冰缘带内广泛分布的八种典型垫状植物(团状福禄草Arenaria polytrichoides、山生福禄草Arenaria oreophila、关节委陵菜Potentilla articulata等)为研究对象开展了创新性研究(图1),证实了垫状植物护理作用在其冠层外具有较强的空间延伸性,并因此对构建植物微群落、提升群落植物多样性,进而提升生态系统功能(地面生产力)和群落稳定性产生重要作用。通过该研究,作者首次建议在探索和揭示垫状植物生态系统功能的研究中,应当将由垫状植物在一定空间尺度上所构建的植物微群落作为整体进行考虑,而不仅仅考虑其冠层内部的植物微群落。