華南植物園揭示植物枝條支撐葉片面積的全球格局及其驅動因子

????植物枝條所能支撐的葉片面積（A_L/A_S）與森林生態(tài)系統(tǒng)的碳固存、群落組成以及服務功能密切相關。已有的研究表明，植物功能性狀A_L/A_S是聯(lián)結植物葉片經濟學和植物水力學的重要紐帶，在一定程度上對森林植物響應和適應全球氣候變化起關鍵作用。然而，A_L/A_S的全球格局及其驅動因子尚不清楚。

????中國科學院華南植物園生態(tài)中心植物生理生態(tài)研究組的賀鵬程副研究員，通過測定大量的野外實地森林木本植物，并收集前人已發(fā)表文章的相關數據，建立了包含全球285個樣地1137種木本植物（1612個觀測值）的植物A_L/A_S數據庫。研究發(fā)現，全球木本植物A_L/A_S的平均值為0.63m² cm^-2，其中熱帶雨林植物A_L/A_S最高，而沙漠植物的A_L/A_S最低；生長季的降水量解釋了A_L/A_S變化的18%，土壤氮含量和有機碳含量越高，植物A_L/A_S越大，土壤pH則與A_L/A_S顯著負相關，而表征植物競爭關系的植株密度解釋了A_L/A_S變化的7%，研究中所包含的生物和非生物因子共同解釋了植物A_L/A_S變化的45%。此外，研究還發(fā)現植物A_L/A_S與森林生態(tài)系統(tǒng)初級生產力顯著正相關，暗示了隨著全球降水格局的改變，如極端降雨事件增加、生長季的持續(xù)延長，植物A_L/A_S的變化將顯著影響全球森林生態(tài)系統(tǒng)的生產力。

????綜上，該研究揭示了生長季的降水、土壤pH以及植物木材密度對A_L/A_S變異的重要貢獻，以及A_L/A_S的變化對森林生態(tài)系統(tǒng)生產力的影響機制，為深入理解植物葉片構建和水分利用策略的地理差異奠定了基礎，從而有助于建立更加可靠的全球植被功能模型。相關研究結果已近期在線發(fā)表于國際主流刊物Plant,Cell & Environment（《植物、細胞與環(huán)境》）（IF_5-year=7.6）。該研究得到了國家自然科學基金（32371641；32371575）和廣東省重點實驗室項目（2023B1212060046）的資助，論文鏈接：http://doi.org/10.1111/pce.15169

圖 . 不同降水條件下植物A_L/A_S變化的概念圖。植物對水分選擇的策略：耗水型植物選擇生長在濕潤地區(qū)，耐旱型植物則選擇生長在干旱地區(qū)。生長在濕潤地區(qū)的耗水型植物需要形成大的導管提高水分傳輸速率以維持高葉片蒸騰和固碳速率，而生長在干旱地區(qū)的耐旱型植物則選擇小而密的導管減少水分消耗以增加水分運輸的安全。表征植物競爭關系的植株密度也顯著影響了植物的A_L/A_S。藍色箭頭和長柱部分分別表示水流量及導管大小。