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Annals of Botany:植物叶性状可指示干旱区植被的地带性分布
2016-11-08

  全球变暖下,降水格局的变化可能会导致干旱区植被分布格局发生改变。但是,由于传统上用于植被区划的指标过于繁杂,因此,很难用它们来预测未来气候变化下不同植被类型边界的变化。叶性状是植物适应环境所表现出来的叶片水平上的特征,与生态系统功能关系密切,植物叶性状及其相关关系沿着环境梯度的变化在决定植物分布格局上具有重要作用。因此,一些关键叶性状很可能是一个较客观反映植被本身特征的、可测量和比较的植被区划综合指标。但是,关于植物叶性状与干旱区植被区划关系的研究仍很缺乏。

  基于此,中国科学院青藏高原研究所高寒生态学与生物多样性重点实验室罗天祥研究员课题组及中国林业科学研究院荒漠化研究所吴波研究员课题组以我国北方干旱区沙地上广泛分布的油蒿种群为研究对象,跨越不同植被类型和降水梯度(150-400mm),系统分析测定了几个关键叶性状指标和相关冠层特征沿降水的变异规律。研究发现:1)沿着降水梯度,油蒿叶性状及其相关关系在干旱阈值0.29(年降水量/年潜在蒸散量)下发生显著变化(图1和图2);2)干旱阈值0.29与我国北方典型草原和荒漠草原的边界具有很好的吻合性(图3)。青海高寒干旱区沙地油蒿数据进一步验证了这一研究发现。这一新认识揭示了植物叶性状对干旱区植被区划的指示意义,对于预测未来气候变化下干旱区植被的动态变化具有重要意义。

  研究成果已发表于《Annals of Botany》(魏海霞博士后为第一作者和通讯作者)。

  论文链接:http://aob.oxfordjournals.org/content/118/3/541.full.pdf 

  本研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导专项B等的支持。

图1. 油蒿比叶面积(SLA)和叶氮含量(Nmass)关系沿降水梯度的变化。实心圆和黑色实线代表降水量较低的地区(降水量,150-265mm;湿润指数,0.17-0.29);空心圆和黑色虚线代表降水量较高的地区(降水量,310-370mm;湿润指数,0.33-0.41);灰色三角和灰色实线代表高降水量区和低降水量区间的过渡区域(降水量,290mm;湿润指数,0.31)。

图2. 油蒿单位面积叶氮含量(Narea)与单位面积叶建成成本(CCarea)(A, C, E)和叶片δ13C(B, D, F)关系沿降水梯度的变化,图例标示见图1。

图3. 油蒿叶性状相关关系沿降水梯度发生变化的干旱阈值0.29与我国北方典型草原和荒漠草原的边界具有很好的吻合性,图例标示见图1。

 
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