image: 旱区窄分布物种和宽分布物种在不同干旱水平下叶片功能性状适应策略的差异 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
Science China Life Sciences近日报道了来自兰州大学生态学院、草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室邓建明教授团队的最新研究成果。过去十年间，该团队建立了横跨东西、直线距离近4000公里的自然样带，几乎涵盖了中国旱区的所有生态系统类型。该团队的一个重要研究方向是从功能性状角度，解析旱区植物的适应策略。尽管过去二十年来植物功能性状的研究取得了显著进展，但大多数研究将所有物种视为整体，未考虑不同分布范围的物种，即宽分布物种与窄分布物种，在适应策略上存在差异。事实上，不同分布范围物种在响应干旱时存在明显差异，但学术界对此尚未开展系统研究。在全球气候变化背景下，旱区窄分布物种面临更高的多样性下降甚至灭绝的风险。因此，研究旱区植物，尤其是窄分布物种在叶片功能性状方面的适应策略，对于保护这些物种具有重要意义。
针对上述问题，该研究团队沿着自然样带在中国旱区生态系统的172个地点，对152个植物物种的10种功能性状（包含形态和生理性状）进行了测量。基于物种的全球分布数据，该团队评估了各物种的分布范围大小，并据此将物种分为窄分布物种和宽分布物种。研究结果表明，在高干旱环境（干旱水平>0.8）下，除了叶片含水量外，大多数功能性状在窄分布物种和宽分布物种之间并无显著差异；而窄分布物种的叶片含水量显著高于宽分布物种。
此外，该研究还提供了窄分布物种具有更高叶片含水量的形态学证据。随着干旱程度的增加，窄分布物种的叶体积相对于叶干重的增长速度更快（即叶体积和叶干重之间的幂律指数更高），使其叶片具有更大的储水空间。更为重要的是，在高干旱环境，窄分布物种中，叶片含水量较高的物种往往有更高的物种丰富度。
这些结果表明，叶片含水量是支撑窄分布物种在极端干旱环境中能够存活的关键功能性状，为揭示干旱环境下的物种分布格局提供了新视角。该研究深入阐明了旱区窄分布物种在极端干旱环境下的适应性策略，研究结果对于气候变化背景下旱区稀有物种保护、维系旱区生态系统稳定性具有指导意义。
研究详情请见原文：
Morphological and Physiological Responses to Aridity in Narrowly- and Widely-distributed Plant Species in Drylands
原文链接： https://doi.org/10.1007/s11427-024-2969-7
Journal
Science China Life Sciences