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      兼性附生植物開拓林冠和巖石生境體現(xiàn)了化學計量的穩(wěn)定性和靈活性

      發(fā)布時間:2020-09-28
      來源:科技外事處

        植物生態(tài)化學計量對環(huán)境變化的響應既可表現(xiàn)出內穩(wěn)性,又可表現(xiàn)出靈活性。前者指生物體內元素比例相對穩(wěn)定,反映了構建基本生命成分所需相對狹窄的元素比例;后者指生物體改變元素平衡以應對環(huán)境變化,反映了生物體對元素平衡的調節(jié)能力。在影響內穩(wěn)性和靈活性的諸因素中,生長基質資源變化將直接作用植物養(yǎng)分吸收,改變其化學計量特征。因此,研究不同基質上植物化學計量特征對于揭示植物的養(yǎng)分利用及其對環(huán)境變化的響應與適應策略具有重要意義。 

        兼性附生植物能夠同時生長在喬木宿主、巖石或土壤等不同基質上。它們是同一物種在不同生境中的生態(tài)型。由于規(guī)避了系統(tǒng)發(fā)育偏差,這類植物成為研究植物化學計量與生長基質轉化的理想實驗材料。然而,有關基質轉化如何影響兼性附生植物化學計量的研究卻鮮有報道。 

        版納植物園的吳毅博士、宋亮副研究員和劉文耀研究員等基于前期野外調查,選擇西雙版納石灰山熱帶季節(jié)性濕潤林中典型的蘭科、蕨類等9種兼性附生植物作為研究對象,綜合運用混合效應模型、主成分分析和方差分解等方法,分析了石生種群與附生種群植物葉片9種常規(guī)元素含量、N/P、碳氮同位素δ13C和δ15N的差異及其成因。 

        結果顯示:石生種群的δ15NCa含量均顯著高于附生種群。反之,KFeMn三種元素含量則顯著低于附生種群。 NPSMgNaN/P以及δ13C的差異不顯著。整體上,兼性附生植物的化學計量受到基質影響,表現(xiàn)出“有機結合元素穩(wěn)定性”和“非有機結合元素靈活性”。結果暗示:隨著生長基質和可用資源轉化,兼性附生植物通過控制有機結合元素的穩(wěn)定含量和比例,確保基本生命過程的穩(wěn)定運行。同時,它們還通過靈活改變非有機結合元素含量來調控光合能力、酶活性等重要生理功能,以應對多變且嚴酷的林冠和石生生境。因此,通過有效權衡基本生理功能維持和最大適合度提升之間的關系,兼性附生植物實現(xiàn)了對林冠和巖石生境的成功拓殖。 

        研究結果以Stoichiometric and isotopic flexibility: facultative epiphytes exploit rock and bark interchangeably為題發(fā)表于國際植物學期刊Environmental and Experimental Botany 

       熱帶季節(jié)性濕潤林中的兼性附生植物(左附生,右石生) 

       兼性附生植物葉片化學性狀差異 

       兼性附生植物葉片化學性狀主成分分析 

      本文作者:吳毅

      責任編輯:zhangwj_151c53
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