(相關(guān)資料圖)

如何利用簡單易測的指標(biāo)反映復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)過程和功能變化一直是生態(tài)學(xué)研究的難點(diǎn)問題。植物功能性狀是植物個(gè)體對環(huán)境變化響應(yīng)的適應(yīng)特征，可以指示生態(tài)系統(tǒng)功能變化過程。在海拔梯度帶上，植物生境條件會發(fā)生明顯變化，植物個(gè)體特征、群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能也隨之變化。已有研究主要利用多個(gè)物種的功能性狀綜合表征生態(tài)系統(tǒng)過程和功能。然而，單一物種的功能性狀是否能指示生態(tài)系統(tǒng)功能的變化尚不明確。

絹毛蓼（Koenigia mollis）（圖1）作為已知的全球最大海拔跨度物種之一，可以作為探究植物功能性狀如何響應(yīng)環(huán)境變化的模式植物。在喜馬拉雅山區(qū)植被垂直帶考察中，中科院青藏高原所生態(tài)系統(tǒng)格局與過程團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，絹毛蓼分布跨越了亞熱帶常綠闊葉林至高寒樹線約2700m（1515- 4216 m）的海拔跨度（圖2）。在亞熱帶林區(qū)，絹毛蓼為多年生的常綠半灌木，而在高海拔為一年生草本。基于對絹毛蓼植物功能性狀的海拔格局研究，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)由海拔變化引起的水分-能量動態(tài)是驅(qū)動絹毛蓼功能性狀變化的主要環(huán)境因子。絹毛蓼通過形成面積更小、成本更高和水分利用效率更高的葉片適應(yīng)高海拔地區(qū)的生境。研究還發(fā)現(xiàn)，絹毛蓼的植株高度和比葉面積等6個(gè)主要功能性狀能解釋超過90%的基于遙感估算的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力變化，表明單物種的性狀變化能有效指示生態(tài)系統(tǒng)水平的功能變化（圖3）。

該研究以喜馬拉雅山區(qū)植被垂直帶為研究模板，揭示了海拔梯度帶上廣布種的結(jié)構(gòu)與格局變化及其驅(qū)動機(jī)制。水分-能量動態(tài)在調(diào)控物種性狀和生態(tài)系統(tǒng)功能中的重要作用，是理解高山樹線等植被邊界形成的重要指標(biāo)。該研究為探討高山樹線等植被分布邊界提供新的證據(jù)，為揭示植物如何改變生態(tài)策略，適應(yīng)環(huán)境變化提出了新見解。

研究成果以“Functional traits of a plant species fingerprint ecosystem productivity along broad elevational gradients in the Himalayas”為題，近期在線發(fā)表于《Functional Ecology》雜志。我所博士后Shalik Ram Sigdel為第一作者，梁爾源研究員為通訊作者。研究獲得國家自然科學(xué)基金、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究專項(xiàng)的資助。

文章鏈接： https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.14226

圖1 絹毛蓼種群和生境照片（2800 m）

圖2 絹毛蓼種群調(diào)查采樣點(diǎn)的分布圖

圖3 海拔（ELV）（a）和潛在蒸散量（PET）（b）與絹毛蓼關(guān)鍵功能性狀間的結(jié)構(gòu)方程模型。ISO：葉碳穩(wěn)定同位素比值；PHT：植株高度；C：葉碳含量；SLA：比葉面積；N：葉氮含量

標(biāo)簽： 喜馬拉雅山