成都生物所揭示高寒生態系統植被群落對氣候的響應方式

　　高寒生態系統植被群落的生命過程受溫度制約明顯。即使在生命循環的末期，氣候變化也能夠使某些草本植物得以機會性生長，進而改變或潛在影響植物秋季養分的回流動態、物質貯存量以及來年生長和物候。但是，植物生命過程對氣候變化的響應可能因植物種類、生活型以及功能群類型的差異而呈多樣性表現，進而影響自然群落間的競爭平衡和高寒生態系統植被群落的結構及組成。

　　為進一步研究高寒生態系統植被群落對氣候變化的響應方式和適應機理，中國科學院成都生物研究所高山生態學科組史長光在孫庚副研究員指導下，對比研究了青藏高原東部草甸多個功能群（多年生禾草與雜草）、生活型（一年生植物與多年生植物）植物秋季枯黃過程葉片及莖中葉綠素和N的動態變化過程以及根系中非結構性碳水化合物(total non-structural carbohydrate, TNC)的貯存量差異，并跟蹤觀測了植物群落來年生長和物候變化。研究發現，一年生植物秋季枯黃過程受增溫影響不顯著，而多年生植物的枯黃過程對秋季增溫敏感。對于不同的功能群植物而言，盡管在秋季增溫背景下，禾草和雜草的葉綠素分解進程在枯黃過程中呈現相似趨勢（先減緩后加速），但雜草植物根系中的TNC貯存量在晚秋和初春得到了顯著增加。研究同時發現，植物莖稈的枯黃過程也對模擬的秋季增溫敏感，暗示植物莖稈應成為研究氣候變化對植物秋季養分回流動態變化及物質貯存中不可忽視的組成部分。該研究提出植物在秋枯過程中可能存在累積低溫承受限制——“壓力板”假設（類似春季累積高溫誘導植物萌生），使其在秋季增溫背景下，葉綠素的分解在枯萎初期延緩，一旦環境低溫積累到植物組織的承受能力上限，“壓力板”崩潰，葉綠素的分解便將加速進行。在接下來的溫室模擬試驗中將進一步檢驗這一假設，以期深入探究氣候變暖改變生長末期生態過程并影響來年植物群落生長和物候的機制。

　　該項研究得到了國家自然科學基金項目31350110328和31100360的資助，研究成果以Climate warming alters nitrogen dynamics and total non-structural carbohydrate accumulations of perennial herbs of distinctive functional groups during the plant senescence in autumn in an alpine meadow of the Tibetan Plateau, China 為題，發表于近期的Agricultural and Forest Meteorology。