青藏高原灌叢生態(tài)系統(tǒng)主要分布在高原東南部，其種類豐富并能適應(yīng)低溫和干旱等極端氣候環(huán)境，研究該區(qū)域灌叢化學(xué)計量學(xué)有助于增進我們對全球氣候變化背景下灌叢生長響應(yīng)特征的認識。然而，前人對于植物化學(xué)計量學(xué)的研究主要集中于森林與草地生態(tài)系統(tǒng)，不同類型灌叢碳氮磷化學(xué)計量學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相當匱乏。此外，少數(shù)針對小尺度海拔范圍森林化學(xué)計量學(xué)的研究結(jié)果顯示，喬木葉片氮磷含量隨海拔的變化趨勢呈現(xiàn)出升高、降低或隨機分布等不一致的結(jié)論，因此亟需加強對大范圍海拔梯度植物葉片碳氮磷垂直分布規(guī)律的全面分析。 

　　中國科學(xué)院成都生物研究所生態(tài)中心劉慶課題組收集了青藏高原125個樣地48種灌叢植物（海拔523~4685米），將灌叢分為高山、亞高山、山地、河谷、闊葉落葉、常綠落葉、常綠針葉等不同類型，同時測定葉片碳氮磷含量。研究發(fā)現(xiàn)，灌叢葉片C、N、P含量分布范圍分別是358.2~539.8、9.7~39.4 和0.69~3.43 mg g?1，葉片C與C:N值相比其它區(qū)域森林草地以及全球平均水平要高7.3%~47.5%，葉片N與N:P值低10.2–75.8%，葉片P含量相當。灌叢葉片C隨海拔升高、溫度降低而逐漸升高，印證了植物生理適應(yīng)假說，即高山/常綠針葉灌叢通過增加葉片內(nèi)非結(jié)構(gòu)性C含量以平衡滲透壓并抵御低溫脅迫。灌叢葉片N和P最大值出現(xiàn)于海拔1500米附近的干旱河谷，該區(qū)域分布的落葉闊葉灌叢凋落物分解速率更高且根系對土壤養(yǎng)分的吸收能力更強。葉片N:P比值隨海拔升高而降低，說明高海拔灌叢生長更易受N限制。 

　　此外，該研究首次發(fā)現(xiàn)干旱指數(shù)與葉片N和P含量呈顯著正相關(guān)，而年平均降雨量對其并無顯著影響；不同灌叢類型葉片元素含量對氣候與土壤養(yǎng)分的響應(yīng)特征存在巨大差異；各灌叢類型環(huán)境適應(yīng)機制和養(yǎng)分獲取策略的異質(zhì)性對CNP化學(xué)計量學(xué)垂直分異的貢獻程度最大，而氣候因子（降雨、溫度和干旱指數(shù)）主要通過對灌叢分布和土壤養(yǎng)分的交互作用來間接調(diào)控葉片CNP化學(xué)計量學(xué)。在未來氣候變化背景下，升溫和干旱介導(dǎo)的灌叢類型分布區(qū)域的改變很可能影響灌叢養(yǎng)分積累及其生態(tài)系統(tǒng)功能。 

　　該論文以“Shrub type dominates the vertical distribution of leaf C:N:P stoichiometry across an extensive altitudinal gradient”為題，發(fā)表于歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會主辦的學(xué)術(shù)期刊Biogeosciences，課題組成員趙文強為第一作者，劉慶和尹華軍研究員為通訊作者。該研究獲得國家重點研發(fā)計劃（2017YFC0505000）、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院“西部青年學(xué)者”等項目的資助。 

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　　青藏高原灌叢葉片碳氮磷含量的垂直分布圖

　　

　　氣候、土壤和灌叢類型對葉片碳氮磷化學(xué)計量學(xué)影響的一般線性模型分析