元江稀樹灌草叢優(yōu)勢物種在降水減少情景下未出現碳饑餓
在全球變化背景下,干旱發(fā)生的強度、頻率和持續(xù)時間將持續(xù)增加,進而對植物的生長、生存和分布造成影響。作為植物中最大的移動碳庫,非結構性碳水化合物(Non-structural carbohydrate,NSC)可在脅迫環(huán)境下調節(jié)碳動態(tài),起到緩沖作用。植物中相對高的非結構性碳水化合物意味著碳供應超過碳需求。然而,干旱脅迫下NSC的動態(tài)及NSC對干旱的響應機制尚不清楚,特別是對于受水分限制的稀樹灌草叢(Savanna)生態(tài)系統(tǒng)。
版納植物園全球變化組博士研究生金艷強在導師張一平研究員的指導下,通過設置控水試驗平臺,模擬不同程度降水持續(xù)減少對元江稀樹灌草叢中三個優(yōu)勢物種(厚皮樹Lannea coromandelica,老人皮Polyalthia cerasoides和扭黃茅Heteropogon contortus)的生長影響;并比較研究了不同生長季中三個物種葉片和小枝的NSC(Non-Structural Carbohydrate)含量和相對變化量。研究發(fā)現:降水持續(xù)減少顯著降低了元江稀樹灌草叢三個優(yōu)勢物種的生長;三個物種的NSC平均含量為8.1%,在不同生長季各減水處理下NSC含量沒有明顯的變化;相反,在減水處理下三個優(yōu)勢物種的NSC相對變化量顯著上升,表明降水持續(xù)減少情景下三個優(yōu)勢種通過不同的調控機制調節(jié)來滿足碳需求,最終維持一個較好的碳平衡,未出現碳限制導致的植物碳饑餓現象。此外,通過研究認為:在評價植物的碳平衡時,相比NSC總量,NSC的相對變化量是一個更為敏感和有效的評價指標。研究結果為理解植物碳平衡和碳饑餓的相關機制提供了新思路。
相關研究結果以Carbohydrate dynamics of three dominant species in a Chinese savanna under precipitation exclusion為題,在線發(fā)表在Tree Physiology上。
元江稀樹灌草叢生態(tài)系統(tǒng)控水試驗平臺(遠景)
稀樹灌草叢三個優(yōu)勢種葉子中碳水化合物的日變化
LC,Lannea coromandelica;PC,Polyalthia cerasoides;HC,Heteropogon contortus