成都生物所揭示高寒生态系统植被群落对气候的响应方式

　　高寒生态系统植被群落的生命过程受温度制约明显。即使在生命循环的末期，气候变化也能够使某些草本植物得以机会性生长，进而改变或潜在影响植物秋季养分的回流动态、物质贮存量以及来年生长和物候。但是，植物生命过程对气候变化的响应可能因植物种类、生活型以及功能群类型的差异而呈多样性表现，进而影响自然群落间的竞争平衡和高寒生态系统植被群落的结构及组成。

　　为进一步研究高寒生态系统植被群落对气候变化的响应方式和适应机理，中国科学院成都生物研究所高山生态学科组史长光在孙庚副研究员指导下，对比研究了青藏高原东部草甸多个功能群（多年生禾草与杂草）、生活型（一年生植物与多年生植物）植物秋季枯黄过程叶片及茎中叶绿素和N的动态变化过程以及根系中非结构性碳水化合物(total non-structural carbohydrate, TNC)的贮存量差异，并跟踪观测了植物群落来年生长和物候变化。研究发现，一年生植物秋季枯黄过程受增温影响不显著，而多年生植物的枯黄过程对秋季增温敏感。对于不同的功能群植物而言，尽管在秋季增温背景下，禾草和杂草的叶绿素分解进程在枯黄过程中呈现相似趋势（先减缓后加速），但杂草植物根系中的TNC贮存量在晚秋和初春得到了显著增加。研究同时发现，植物茎秆的枯黄过程也对模拟的秋季增温敏感，暗示植物茎秆应成为研究气候变化对植物秋季养分回流动态变化及物质贮存中不可忽视的组成部分。该研究提出植物在秋枯过程中可能存在累积低温承受限制——“压力板”假设（类似春季累积高温诱导植物萌生），使其在秋季增温背景下，叶绿素的分解在枯萎初期延缓，一旦环境低温积累到植物组织的承受能力上限，“压力板”崩溃，叶绿素的分解便将加速进行。在接下来的温室模拟试验中将进一步检验这一假设，以期深入探究气候变暖改变生长末期生态过程并影响来年植物群落生长和物候的机制。

　　该项研究得到了国家自然科学基金项目31350110328和31100360的资助，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 为题，发表于近期的Agricultural and Forest Meteorology。