青藏高原灌叢生態(tài)系統主要分布在高原東南部，其種類(lèi)豐富并能適應低溫和干旱等極端氣候環(huán)境，研究該區域灌叢化學(xué)計量學(xué)有助于增進(jìn)我們對全球氣候變化背景下灌叢生長(cháng)響應特征的認識。然而，前人對于植物化學(xué)計量學(xué)的研究主要集中于森林與草地生態(tài)系統，不同類(lèi)型灌叢碳氮磷化學(xué)計量學(xué)的基礎數據相當匱乏。此外，少數針對小尺度海拔范圍森林化學(xué)計量學(xué)的研究結果顯示，喬木葉片氮磷含量隨海拔的變化趨勢呈現出升高、降低或隨機分布等不一致的結論，因此亟需加強對大范圍海拔梯度植物葉片碳氮磷垂直分布規律的全面分析。 

　　中國科學(xué)院成都生物研究所生態(tài)中心劉慶課題組收集了青藏高原125個(gè)樣地48種灌叢植物（海拔523~4685米），將灌叢分為高山、亞高山、山地、河谷、闊葉落葉、常綠落葉、常綠針葉等不同類(lèi)型，同時(shí)測定葉片碳氮磷含量。研究發(fā)現，灌叢葉片C、N、P含量分布范圍分別是358.2~539.8、9.7~39.4 和0.69~3.43 mg g?1，葉片C與C:N值相比其它區域森林草地以及全球平均水平要高7.3%~47.5%，葉片N與N:P值低10.2–75.8%，葉片P含量相當。灌叢葉片C隨海拔升高、溫度降低而逐漸升高，印證了植物生理適應假說(shuō)，即高山/常綠針葉灌叢通過(guò)增加葉片內非結構性C含量以平衡滲透壓并抵御低溫脅迫。灌叢葉片N和P最大值出現于海拔1500米附近的干旱河谷，該區域分布的落葉闊葉灌叢凋落物分解速率更高且根系對土壤養分的吸收能力更強。葉片N:P比值隨海拔升高而降低，說(shuō)明高海拔灌叢生長(cháng)更易受N限制。 

　　此外，該研究首次發(fā)現干旱指數與葉片N和P含量呈顯著(zhù)正相關(guān)，而年平均降雨量對其并無(wú)顯著(zhù)影響；不同灌叢類(lèi)型葉片元素含量對氣候與土壤養分的響應特征存在巨大差異；各灌叢類(lèi)型環(huán)境適應機制和養分獲取策略的異質(zhì)性對CNP化學(xué)計量學(xué)垂直分異的貢獻程度最大，而氣候因子（降雨、溫度和干旱指數）主要通過(guò)對灌叢分布和土壤養分的交互作用來(lái)間接調控葉片CNP化學(xué)計量學(xué)。在未來(lái)氣候變化背景下，升溫和干旱介導的灌叢類(lèi)型分布區域的改變很可能影響灌叢養分積累及其生態(tài)系統功能。 

　　該論文以“Shrub type dominates the vertical distribution of leaf C:N:P stoichiometry across an extensive altitudinal gradient”為題，發(fā)表于歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會(huì )主辦的學(xué)術(shù)期刊Biogeosciences，課題組成員趙文強為第一作者，劉慶和尹華軍研究員為通訊作者。該研究獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2017YFC0505000）、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院“西部青年學(xué)者”等項目的資助。 

　　原文鏈接

　　

　　青藏高原灌叢葉片碳氮磷含量的垂直分布圖

　　

　　氣候、土壤和灌叢類(lèi)型對葉片碳氮磷化學(xué)計量學(xué)影響的一般線(xiàn)性模型分析