近期,水土保持学院青年教师徐铭泽联合海南大学生态学院靳川副教授发表了题为“Plant size drives divergence in leaf economic spectrum of tropical forest understory herbaceous species”的研究论文。该成果于2026年7月28日在国际期刊Ecological Indicators(中国科学院1区TOP,IF 8.7)上在线发表,为深入理解热带林下草本植物叶片性状资源整合提供了新视角。

植物功能性状被广泛认为是反映物种生态策略的稳健指标。迄今为止,学界对植物高度和叶片大小如何调节植物叶片功能特征的理解主要局限于树种,目前并不清楚植物大小是如何介导热带雨林下层草本植物叶片性状协同变异的。众所周知,高草本植物和矮草本植物的共存是热带雨林林下群落的一个典型现象。与木本植物相比,由于缺乏木质组织,草本植物在茂密的森林树冠下无法长得很高,也无法逃脱强光的限制。之前的研究表明,热带草本物种的叶片性状对株高的反应弱于木本物种。此外,增加叶片大小也是林下草本植物适应低光环境的重要策略。长叶柄使它们能够寻找光线并避免自我遮荫。它们通常会产生更大、更长的叶子来争夺有限的光线。研究预计,在热带森林下层受限的垂直空间内,将更多的资源分配给叶片形态扩张而不是茎伸长以增加高度,可能更有利于提高热带草本植物的叶片碳经济。
针对上述科学问题,研究团队在中国海南岛南部的保亭七仙岭研究站开展了23种热带雨林林下典型草本物种的功能性状测定,分析了植物高度(PH)、叶片长度(LL)以及与叶片经济谱相关的10个叶片性状,以探索(1)叶片性状对植物高度和叶片长度的具体反应,以及(2)热带草本物种由植物高度和叶长驱动的性状适应策略差异。
研究发现:植物高度显著影响光合氮利用效率和单位面积叶氮含量,光合氮利用效率随高度的增加而增加,单位面积叶氮含量随高度的减少而减少;与高度相比,叶片长度能够解释林下草本植物更多叶片特征的变化,即叶厚度、叶面积和光合氮利用效率随着叶片长度的增加而增加,而单位面积叶质量和单位面积叶氮含量随着叶片长度的增加而减少;另一方面,叶片最大碳同化速率、叶片干物质含量的种间变异与高度、叶片长度均无关;通过主成分分析确定了热带草本植物叶片性状特征存在两个关键的变异轴。第一大性状变异轴(PC1)与传统的碳经济轴(PC2)正交,主要受叶片长度驱动,本研究定义为叶片氮经济谱(LNES)。LNES 轴两端形成明显的种间策略分化:即长叶物种通常采取高氮获取型策略,拥有更高光合氮利用效率、更大叶面积、更厚叶片、更高叶绿素含量,同时单位面积叶氮、单位面积叶质量更低,而短叶物种则表现为氮保守型策略,性状特征与之相反。
该研究得到国家自然科学基金(U23A20023)、云南省水土保持与荒漠化防治学一流学科开放课题(SBK20260004))等项目资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2026.115236