中国科研人员揭示全球尺度上叶片含水量和环境温度对叶片影响

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记者22日从西南民族大学获悉,西南民族大学四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站研究人员近日在《Nature Communications》上发表了题为《Leaf water content contributes to global leaf trait relationships》的研究论文。该研究基于生态代谢理论模型,揭示了全球尺度上叶片含水量和环境温度对叶片功能性状的定量影响,阐明了植物叶片含水量在叶经济谱中扮演的重要角色。

植物叶片功能性状与植物碳获取、水分传递、养分循环等重要生命活动密切相关。通过植物叶片功能性状探讨物种分布格局、生长策略和存活机制及其对全球变化的响应与适应,是近年来生态学研究的热点之一。叶片含水量在叶温调节中扮演了重要角色并进一步影响叶碳同化作用等一系类生态学过程。然而,目前关于叶片含水量如何定量影响其它叶片功能性状则鲜有报道。

在本研究中,作者基于生态代谢理论,构建了一个量化叶片含水量与其它叶功能性状关系的模型,并通过收集整理两套叶功能性状数据集(数据集a,分布于全球3427个物种的叶面积,叶干重、鲜重,比叶面积,叶含水量和叶干物质含量6个功能性状指标;数据集b,分布于中国1215个物种的叶光合速率,叶面积,叶干物质含量和叶氮、磷元素含量5个功能性状指标),验证该模型的有效性。

经过温度和叶片含水量校正后,叶面积和叶质量的异速关系指数趋近于理论预测值并且不受植物生长型、生态系统类型和纬度区间所影响。研究也发现相比叶片氮含量和磷含量,叶片水分质量能够更好地预测叶光合速率及叶面积。

本研究从理论上阐明了叶片含水量和温度对其它叶片功能性状及其异速关系的调控作用,该研究结果将有助于人类理解和预测全球气候变化对叶经济谱的影响,对于在大尺度上探究植物与环境的关系具有重要意义。

西南民族大学王志强副研究员为论文的第一作者,西南民族大学为第一单位,美国德州农工大学黄恒博士后为通讯作者,合作者还包括清华大学王焓教授,浙江农林大学林业与生物技术学院

院长李彦教授和谢江波副教授,西班牙巴塞罗那自治大学Josep Peñuelas和Jordi Sardans教授,美国康奈尔大学Karl J. Niklas教授,爱沙尼亚科学院ülo Niinemets院士以及澳大利亚麦考瑞大学Ian J. Wright院士。r

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