土壤水分胁迫制约全球植被变绿和初级生产力持续增加

大尺度的研究表明全球植被光合能力和生产力自20世纪80年代以来持续增加,但是很少有研究关注到其时空异质性.本研究将全球植被绿度变化趋势分为持续变绿、由变绿转为变棕、持续变棕以及不显著变化等不同类型,发现全球植被绿度变棕区域持续增加.到2010年以后逐渐超过持续变绿的区域(27.8×10^(6)km^(2),26.4%),达到了39.0×10^(6)km^(2)(全球植被面积的35.9%).这一现象抵消了2010年前12.0%±3.1%(0.019±0.004 NDVI a^(-1))植被绿度增加(2010~2016,P<0.05).全球陆地生态系统初级生产力也表现为类似的变化特征.这种变化主要是由于土壤水对于植被胁迫的负向作用,在部分地区超过了温度和辐射对于植被光合的积极作用.目前地球系统模型中的相关模块并不能反映这一正在增加的植被土壤水分胁迫.研究提示随着全球升温作用进一步加强,目前的地球系统模型土地模块可能会高估全球陆地生态系统碳固持能力.

热带森林优势种青冈叶片气孔、解剖和形态性状与气候、土壤因子的关联

了解优势树种叶片多水平的功能性状沿海拔梯度的变化及其内在关联,有助于预测优势种应对气候变化的响应与适应。本文研究了青冈属树种叶片气孔、解剖和形态性状沿海拔梯度的变化及其与环境调控因子的关联,探究了其生态策略是否随海拔发生改变。在海南尖峰岭热带森林,沿海拔梯度(400–1400 m)采集了6种常绿青冈:竹叶青冈(Cyclobalanopsis bambusaefolia)、雷公青冈(C.hui)、托盘青冈(C.patelliformis)、饭甄青冈(C.fleuryi)、吊罗山青冈(C.tiaoloshanica)和亮叶青冈(C.phanera)叶片,用于气孔、解剖和形态性状的测定。研究结果表明,随海拔升高,青冈树种叶片气孔密度、气孔孔隙度指数和叶面积显著增加,但海绵组织厚度比和干物质含量则显着降低。叶片气孔、解剖和形态性状沿海拔梯度的变化主要受年均温、年降水量和土壤pH值调控。在低海拔和高海拔处,青冈属采取“耐受”和“竞争”策略,而在中海拔处,则是“竞争”策略。土壤磷含量和土壤pH值随海拔的变化可能是驱动其生态策略转变的主要原因。该结果揭示,热带森林优势树种青冈可通过从气孔细胞-组织解剖结构-叶片水平功能性状的改变来响应环境变化。