不同叶龄杉木人工林叶碳氮化学计量及其稳定同位素的海拔梯度变化特点
2019-11-04王亮曹小青孙孟瑶李培玺滕臻徐小牛
王亮,曹小青,孙孟瑶,李培玺,滕臻,徐小牛
安徽农业大学林学与园林学院,安徽 合肥 230036
叶是植物生理上最活跃的植物器官(Gupta et al.,2012),其与环境接触面积最大,特性会随着特定环境做出适应性变化(Schwoertzing et al.,2016);叶指挥植物中某些对生态系统有严重影响的生理活动,表现出高度的耐受性和对气候变化的不同反应(Guerin et al.,2012)。因此,长期以来与叶相关的研究备受生理生态学者的关注。碳氮作为自然界中很重要的生命元素,往往会产生分馏效应,导致碳氮同位素在不同物质之间存在差异,这为同位素技术在生态系统碳氮循环过程中的应用提供了理论基础(Natelhoffer,1988)。碳同位素 δ13C已经被开发为测量水分利用效率(WUE)的工具,因为在δ13C和WUE之间发现有强相关性(Farquhar et al.,1989)。植物氮同位素δ15N是氮循环转化的综合结果,可以间接反映陆地生态系统氮循环的特征;δ15N已被用作生态系统氮饱和状态的指示指标(Högberg,1997;Xu et al.,2010)。
海拔差异会导致生态因子,诸如温度、降水和土壤类型的变化,使生长的植物更加复杂,也导致植物碳氮同位素对海拔梯度的响应更复杂。关于碳氮同位素随海拔的变化,目前大部分研究是植物叶片δ13C随海拔梯度的变化,植物13C的分辨在一定程度上反映未来气候环境变化对植物的影响(史作民等,2004),多数研究显示C3植物的δ13C随着海拔梯度的增加而增加(Körner et al.,1988;Hultine et al.,2000;Shi et al.,2006),也有研究表明 C3植物δ13C随着海拔梯度的增加而降低(Lajtha et al.,1993)。Wang et al.(2010)研究发现,δ13C不受海拔梯度的影响。通常,δ13C主要受到植物自身(生理生态、遗传变异、基因、叶片结构)以及外部环境中的气候因子的影响(沈芳芳等,2017),所以海拔差异导致的气候因子以及植物叶片结构、生理生态的变化很大程度上会影响植物叶片δ13C含量。……
