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如何利用簡單易測的指標反映復雜的生態系統過程和功能變化一直是生態學研究的難點問題。植物功能性狀是植物個體對環境變化響應的適應特征，可以指示生態系統功能變化過程。在海拔梯度帶上，植物生境條件會發生明顯變化，植物個體特征、群落結構和生態系統功能也隨之變化。已有研究主要利用多個物種的功能性狀綜合表征生態系統過程和功能。然而，單一物種的功能性狀是否能指示生態系統功能的變化尚不明確。
絹毛蓼（Koenigia mollis）（圖1）作為已知的全球最大海拔跨度物種之一，可以作為探究植物功能性狀如何響應環境變化的模式植物。在喜馬拉雅山區植被垂直帶考察中，中科院青藏高原所生態系統格局與過程團隊發現，絹毛蓼分布跨越了亞熱帶常綠闊葉林至高寒樹線約2700m（1515- 4216 m）的海拔跨度（圖2）。在亞熱帶林區，絹毛蓼為多年生的常綠半灌木，而在高海拔為一年生草本。基于對絹毛蓼植物功能性狀的海拔格局研究，團隊發現由海拔變化引起的水分-能量動態是驅動絹毛蓼功能性狀變化的主要環境因子。絹毛蓼通過形成面積更小、成本更高和水分利用效率更高的葉片適應高海拔地區的生境。研究還發現，絹毛蓼的植株高度和比葉面積等6個主要功能性狀能解釋超過90%的基于遙感估算的生態系統生產力變化，表明單物種的性狀變化能有效指示生態系統水平的功能變化（圖3）。
該研究以喜馬拉雅山區植被垂直帶為研究模板，揭示了海拔梯度帶上廣布種的結構與格局變化及其驅動機制。水分-能量動態在調控物種性狀和生態系統功能中的重要作用，是理解高山樹線等植被邊界形成的重要指標。該研究為探討高山樹線等植被分布邊界提供新的證據，為揭示植物如何改變生態策略，適應環境變化提出了新見解。
研究成果以“Functional traits of a plant species fingerprint ecosystem productivity along broad elevational gradients in the Himalayas”為題，近期在線發表于《Functional Ecology》雜志。我所博士后Shalik Ram Sigdel為第一作者，梁爾源研究員為通訊作者。研究獲得國家自然科學基金、第二次青藏高原綜合科學考察研究專項的資助。
文章鏈接： https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.14226
圖1 絹毛蓼種群和生境照片（2800 m）
圖2 絹毛蓼種群調查采樣點的分布圖
圖3 海拔（ELV）（a）和潛在蒸散量（PET）（b）與絹毛蓼關鍵功能性狀間的結構方程模型。ISO：葉碳穩定同位素比值；PHT：植株高度；C：葉碳含量；SLA：比葉面積；N：葉氮含量
標簽： 喜馬拉雅山
