与气候变化紧密相关的温度上升可能会对林木功能产生重要影响。华南植物园鼎湖山台站开展了长达7年的野外增温实验(2012-2019)—将几种重要的本土树种(短序润楠、红枝蒲桃、木荷和鼠刺等)和土壤(分层)从海拔600米移位到300和30米。
中科院华南植物园生态中心博士生吴婷在刘菊秀研究员的指导下,探讨了温度升高对不同物种的叶片水力性状和经济学特性的影响(本研究呈现了近3年的实验结果)。结果表明:1)增温显著增加了短序润楠(300m)、红枝蒲桃、木荷和鼠刺(300m和30m)的单位面积和单位质量的光合速率,主要与雨季气孔导度和气孔密度的增加有关,同时也促进了它们的快速生长。然而,短序润楠(30m)较低的气孔密度和单位面积光合速率则抑制了其生长。2)增温增加了短序润楠(300m)、红枝蒲桃、木荷和鼠刺(300m和30m)的光合氮和光合磷利用效率,但由于叶片厚度的下降显著降低了这个四个树种的比叶重,表明这四个树种分配更多的资源用于上调光合而非结构性投资。3)通过该4个物种表型可塑性的变化,可预测这四个树种未来的命运:短序润楠在鼎湖山的分布将会逐渐上移;红枝蒲桃和鼠刺可通过调节气孔的大小和/或密度来适应温度的上升,以较少的水分散失固定更多的碳;木荷的气孔较大且气孔可塑性较低,未来更容易受到土壤水分亏缺的影响。同时这4个树种通过降低叶片厚度来增加散热。
相关研究结果已近期发表在全球变化领域著名刊物Global Change Biology(《全球变化生物学》)(IF2019=8.555;生态学7/168)。该研究得到了国家自然科学基金和广州市科技计划等项目的资助。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.15355
图:(a) 实验样地介绍; (b) 增温可影响叶片水力特性和经济学特性机理