喜马拉雅山不同森林群落主要树种叶片元素性状与生物量之间的关系

植物需要多种基本元素调节并保持其特定比例以维持生长发育,叶片元素含量反映了植物的功能及其对环境的适应性.然而,在森林海拔梯度上,我们对于资源获取、光合作用和生长相关的叶片元素如何调节森林生物量仍知之甚少.本研究在喜马拉雅山干城章嘉峰地区沿热带森林(海拔80m)至高山树线(海拔4200m)设置海拔梯度样带,每间隔海拔100m设置一个样点,对116个树种的1859个个体测定了叶片中10种元素(C、N、P、K、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu和Mn)的含量,通过计算叶片元素含量的群落加权平均值(反映优势物种的性状优势度,表征质量比效应)和功能离散度(反映物种在生态位空间内的聚集或者离散程度,表征互补效应),探究叶片元素含量及其离散程度沿海拔梯度分异特征,解析其对森林群落生物量的影响.研究结果表明,较强的叶片元素质量比效应和较弱的互补效应有利于森林群落生物量的积累.叶片元素性状多样性与海拔的共同作用对生物量的解释量(解释方差:52.2%)高于元素性状多样性的解释量(解释方差:0.05%~21%).海拔调节了树种性状多样性在生物量积累中的作用,互补效应在低海拔和高海拔地区对生物量的影响分别体现为积极和消极作用,这表明海拔和互补效应之间也存在交互作用.此外,海拔和质量比效应的交互作用对海拔梯度上生物量的影响也存在异质性.本研究表明,不同森林群落生物量的积累可能受到由海拔调控的性状多样性的影响.尽管较高的性状分异不利于生物量的积累,但能增强高海拔地区树种对胁迫环境的适应性.