National Science Review | 储诚进教授团队首次绘制全球植物群落CSR功能策略图谱，揭示气候变化下的功能策略演变趋势

研究背景

       植物CSR策略理论由Grime于1974年提出，将植物功能策略划分为竞争型（C）、耐胁迫型（S）和杂草型（R）三类，强调植物在资源竞争、环境胁迫与干扰之间的适应性权衡，为理解植物环境适应机制和群落构建规律提供了经典理论框架。CSR策略已广泛应用于从进化过程、功能性状到生态系统建模等诸多植物生态学领域，成为揭示植物环境适应与生态系统功能关系的重要理论工具。然而，过去的CSR研究多集中于物种或局地样地，对于全球植物群落尺度中哪类策略占主导、其空间格局如何形成，以及未来气候变化将推动怎样的策略演变，仍缺乏系统性探索。

       本研究整合全球sPlotOpen样地数据、多源卫星遥感、气候和土壤资料，利用机器学习估算群落加权平均叶片性状，首次构建1千米分辨率的全球群落尺度CSR策略图谱，并结合CMIP6多情景预测其至2100年的变化。

主要结果

       1）全球植物群落以耐胁迫策略为主导。全球平均C、S、R策略占比分别为23.66%、62.40%和13.94%，81.83%的植物群落具有明显耐胁迫成分。竞争型策略更多出现在热带等稳定、高生产力区域；耐胁迫型策略在荒漠、冻原等严酷环境中占优；杂草型策略则在农田等受干扰区域更突出。

       2）气候与土壤共同塑造全球策略格局。耐胁迫型策略与干旱和温度极端显著相关，杂草型策略与自然及人为干扰相关，竞争型策略与总初级生产力高度正相关（r=0.87）。随机森林模型对C、S、R策略的解释率分别达0.90、0.85和0.79，昼夜温差、年降水量、土壤阳离子交换量和全氮是共同关键因子。

       3）未来植物群落将整体转向更耐胁迫、更适应干扰的策略。在四种未来气候情景下，至2100年竞争型策略预计下降0.56%-0.73%，耐胁迫型和杂草型策略分别上升0.27%-0.38%和0.30%-0.35%。全球均值变化虽小，却掩盖了显著的区域差异；地中海森林、温带阔叶与混交林、农田及热带—亚热带干旱阔叶林的变化最为明显。

       该研究从群落尺度为CSR理论提供了全球定量证据，表明日益严酷的气候条件正在重塑植物的生存策略。研究成果可为改进地球系统模型中的植被功能表达，以及识别气候变化下需要重点监测和保护的生态系统提供依据。

论文信息

       研究成果近日以“Facing a harsh climate: Terrestrial plant functional strategies in a changing world”为题发表在《National Science Review》上。中山大学生态学院储诚进教授为第一通讯作者，王晶副教授为论文第一作者兼共同通讯作者，University of Milan的Simon Pierce教授、我院李远智副教授和黄恒副教授、浙江大学巫东豪研究员、CREAF的Josep Peñuelas教授和Université de Sherbrooke教授的Bill Shipley为本文共同作者（全文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag416）。