来源:中科院青藏高原研究所 发布时间:2022/11/18 13:42:58
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FE:揭示喜马拉雅山区海拔梯度植被生产力动态

 

如何利用简单易测的指标反映复杂的生态系统过程和功能变化一直是生态学研究的难点问题。植物功能性状是植物个体对环境变化响应的适应特征,可以指示生态系统功能变化过程。在海拔梯度带上,植物生境条件会发生明显变化,植物个体特征、群落结构和生态系统功能也随之变化。已有研究主要利用多个物种的功能性状综合表征生态系统过程和功能。然而,单一物种的功能性状是否能指示生态系统功能的变化尚不明确。

绢毛蓼(Koenigia mollis)(图1)作为已知的全球最大海拔跨度物种之一,可以作为探究植物功能性状如何响应环境变化的模式植物。在喜马拉雅山区植被垂直带考察中,科院青藏高原所生态系统格局与过程团队发现,绢毛蓼分布跨越了亚热带常绿阔叶林至高寒树线约2700m(1515- 4216 m)的海拔跨度(图2)。在亚热带林区,绢毛蓼为多年生的常绿半灌木,而在高海拔为一年生草本。基于对绢毛蓼植物功能性状的海拔格局研究,团队发现由海拔变化引起的水分-能量动态是驱动绢毛蓼功能性状变化的主要环境因子。绢毛蓼通过形成面积更小、成本更高和水分利用效率更高的叶片适应高海拔地区的生境。研究还发现,绢毛蓼的植株高度和比叶面积等6个主要功能性状能解释超过90%的基于遥感估算的生态系统生产力变化,表明单物种的性状变化能有效指示生态系统水平的功能变化(图3)。

该研究以喜马拉雅山区植被垂直带为研究模板,揭示了海拔梯度带上广布种的结构与格局变化及其驱动机制。水分-能量动态在调控物种性状和生态系统功能中的重要作用,是理解高山树线等植被边界形成的重要指标。该研究为探讨高山树线等植被分布边界提供新的证据,为揭示植物如何改变生态策略,适应环境变化提出了新见解。

研究成果以“Functional traits of a plant species fingerprint ecosystem productivity along broad elevational gradients in the Himalayas”为题,近期在线发表于《Functional Ecology》杂志。我所博士后Shalik Ram Sigdel为第一作者,梁尔源研究员为通讯作者。研究获得国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究专项的资助。

文章链接: https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.14226

图1 绢毛蓼种群和生境照片(2800 m)

图2 绢毛蓼种群调查采样点的分布图

图3 海拔(ELV)(a)和潜在蒸散量(PET)(b)与绢毛蓼关键功能性状间的结构方程模型。ISO:叶碳稳定同位素比值;PHT:植株高度;C:叶碳含量;SLA:比叶面积;N:叶氮含量

 
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