藏东南高山常绿灌木及草本植物叶寿命指数对气候变化敏感性的比较研究

作为全球植物叶功能性状谱系中的一个重要综合指标，叶寿命综合反映了植物的结构功能特征。前期工作表明，常绿林冠层叶寿命与年平均气温呈显著负相关，对于温度<10℃的森林群落，叶寿命随温度的变化率明显大于温度>10℃的地区，表明叶寿命与温度的关系斜率对气候变化很可能具有重要指示意义。但是，目前仍不清楚这种相关规律是否也存在于对气候变化更敏感的高山植物中，因为国际上对高山灌木和草本植物叶寿命随海拔分异性的认识仍存在很大的不确定性。本研究拟在藏东南色季拉山4200-4700m地带，利用微气象自动观测系统定位监测九个不同海拔高度土壤温度/水分的动态变化，沿海拔梯度测定黄杯杜鹃（常绿灌木）和岩白菜（常绿草本）的叶寿命、光合/呼吸速率、叶氮磷含量及碳稳定同位素值等叶功能性状，阐明同一种植物叶寿命指数及相关叶性状随海拔和土壤温度的变化率及其意义，为理解高山地区不同生活型植物对气候变化响应的敏感性差异提供依据。

基于对藏东南色季拉山林线过渡带两个典型高山常绿灌木和草本植物（薄毛海绵杜鹃和岩白菜）比叶重、叶氮含量和相关生长指标以及土壤温湿度等环境要素沿海拔梯度的分析测定，得到如下研究结果：（1）土壤温湿度并没有明显的海拔格局，但年平均气温和7月气温随海拔的下降速率分别为0.33和0.57 ℃/100m；（2）草本和灌木比叶重均随海拔增加而增加，其增加速率分别为12和40 g m-2/100m，前者通过同时改变叶厚度和密度来改变比叶重，而后者主要通过改变厚度来实现；（3）两个物种当年叶叶氮含量随海拔的下降速率相同，均为0.6 mg g-1/100m；（4）灌木的最大光合速率、树轮宽度和相对生长速率以及草本新叶的干物质生产均随海拔增加而降低，基于灌木树轮宽度序列与模拟的生产力之间的正相关关系，重建了过去50年来的灌木生产力，与林芝县气象站6月气温具有很好的吻合；（5）岩白菜叶片能量特征随海拔增加显著增加。上述结果表明，高海拔地区植物生产力受到明显的低温抑制，在未来气候变暖背景下，高山常绿植物叶氮含量将增加而比叶重降低，导致生产力显著增加。常绿草本将趋于构建低能量的叶片，其叶寿命也将趋于降低。但由于灌木叶寿命大于3年，要全面评估两个物种对气候变化的敏感性尚需1-2年的持续观测数据。