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版纳植物园等揭示光合能力与水力结构特征可预测亚热带常绿阔叶林树木生长速率

  在我国,常绿阔叶林分布区分为两个亚区域,即东部常绿阔叶林亚区域和西部常绿阔叶林亚区域。在我国西南亚热带地区,常绿阔叶树林在中高海拔的山地呈连片分布。在云南中部哀牢山海拔2000米至2600 米范围内,分布有大面积的中山湿性常绿阔叶林,以壳斗科、樟科和茶科的常绿阔叶树种占优势,落叶树种约占15%,在植物区系组成和生态外貌上具有亚热带常绿阔叶林特征,其分布生境却是暖温带和温带气候。哀牢山中山湿性常绿阔叶林常绿和落叶树种在生理特征和生长策略上有何差异,它们如何适应中高海拔的气候条件,仍是尚待研究的生态学问题。

  中国科学院西双版纳热带植物园哀牢山生态站的监测人员杞金华在树木年轮与环境演变组研究员范泽鑫的带领下,与美国缅因大学、荷兰瓦赫宁根大学的研究人员合作,以哀牢山中山湿性常绿阔叶林的8个常绿树种和8个落叶树种幼树为研究对象,进行了持续三年的径向生长和高生长速率的监测。研究人员系统测定这16个树种的叶片光合能力、养分利用效率和枝条水力结构等20个形态和生理性状,对比常绿和落叶树种在光合碳积累、水力结构及养分利用效率等方面的差异,并分析了不同功能类群树种的功能性状对树木径向生长和高生长速率的预测能力。研究表明,叶片光合能力、比叶重、养分利用效率、木材密度和理论导水率等形态和生理性状,可以预测常绿和落叶树种的径向和高生长速率。落叶树种具有较高的叶片碳同化能力和较低的构建成本,可通过较高的资源获取能力使其在较短的生长季节实现快速生长,而常绿树种具有更保守的资源获取和利用策略。常绿与落叶树种的径向和高生长速率与功能性状的关联强度存在差异,其中常绿树种的生长速率与其叶片光合同化能力、养分利用效率和构建成本有关,而落叶树种的生长速率更多地取决于枝条的水分运输效率。

  常绿与落叶树种在碳获取、水分和养分利用策略等方面存在明显的差异,这些差异决定了它们在生长表现和耐受性上的不同策略。该研究对于深入理解我国西部中山湿性常绿阔叶林树木对环境的适应性及物种间相互竞争与共存的机制提供了新思路。相关研究成果以Differential determinants of growth rates in subtropical evergreen and deciduous juvenile trees: carbon gain, hydraulics and nutrient-use efficiencies为题,以封面文章的形式发表在Tree Physiology上。杞金华为论文第一作者,范泽鑫为论文通讯作者。

  论文链接

该研究被选为Tree Physiology封面论文

哀牢山中山湿性常绿阔叶林常绿树种(绿色)和落叶树种(紫色)20个功能性状的第一主成分对直径和高生长速率的预测


研究团队单位:西双版纳热带植物园

分类标签:科学进展  

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