Inferring Adaptation at Community Composition Level From the Relationship Between Succession Rate and Global Change Intensity.

چکیده اصلی

In response to anthropogenic environmental changes, biological communities often undergo compositional changes, which are traditionally thought to represent adaptation. However, this hypothesis and its mechanism remain surprisingly underexplored. In this study, we conducted a 10-year nitrogen deposition experiment in the Eurasian steppe, manipulating nine intensities under two management strategies (fencing or mowing). As the intensity increased from 0-20 to 50 g N m-2 yr-1, the succession rates of both plant and soil microbial communities first increased but then decreased, implying that high intensities of N deposition exceed the capacity of community adaptation. In addition, both the succession rate of the deterministic component of community compositional variation and the succession rate of soil physicochemical characteristics increased and then decreased with increasing N intensity. They were positively correlated, demonstrating that adaptation is primarily driven by deterministic ecological processes. Meanwhile, mowing promoted the plant community's adaptation, while fencing promoted adaptation of the microbial community, both by restraining stochastic processes. Overall, to enable biological communities to adapt compositionally to environmental changes, we should aim to limit the intensity of changes below certain thresholds, and implement reasonable strategies, whether deterministic (e.g., restoring soil physicochemical conditions) or stochastic (e.g., adding seeds of adaptive species).

ترجمه فارسی چکیده

در پاسخ به تغییرات محیطی انسانی، جوامع زیستی اغلب تغییرات ترکیبی را تجربه می‌کنند که به طور سنتی به عنوان سازگاری در نظر گرفته می‌شوند. اما این فرضیه و مکانیسم آن به طور ناگهانی کمتر بررسی شده‌اند. در این مطالعه، ما یک آزمایش ۱۰ ساله رسوب نیتروژن در استپ اوراسیا انجام دادیم که در آن نهاد شدت تحت دو استراتژی مدیریتی (سپرگذاری یا چیدن) دستکاری شد. با افزایش شدت از ۰-۲۰ به ۵۰ گرم N m-2 yr-1، نرخ توالی جوامع گیاهی و میکروبی خاک ابتدا افزایش یافت اما سپس کاهش یافت، که نشان می‌دهد شدت‌های بالا از ظرفیت سازگاری جوامع فراتر می‌روند. علاوه بر این، نرخ توالی مؤلفه قطعی تغییرات ترکیبی جوامع و نرخ توالی ویژگی‌های فیزیوشیمیایی خاک با افزایش شدت N افزایش و سپس کاهش یافتند. این دو با هم همبستگی مثبت داشتند که نشان می‌دهد سازگاری عمدتاً توسط فرآیندهای اکولوژیکی قطعی هدایت می‌شود. در حالی که چیدن سازگاری جوامع گیاهی را تقویت کرد، سپرگذاری سازگاری جوامع میکروبی را تقویت کرد، هر دو از طریق محدود کردن فرآیندهای تصادفی. به طور کلی، برای اینکه جوامع زیستی بتوانند به طور ترکیبی با تغییرات محیطی سازگار شوند، باید تلاش کنیم شدت تغییرات را زیر آستانه‌های مشخص محدود کنیم و استراتژی‌های منطقی را پیاده‌سازی کنیم، چه فرآیندهای قطعی (مانند بازگرداندن شرایط فیزیوشیمیایی خاک) و چه تصادفی (مانند اضافه کردن بذر گونه‌های سازگار).

متن کامل اصلی