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(lèi)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(jì)量學(xué)有助于增進(jìn)我們對(duì)全球氣候變化背景下灌叢生長(zhǎng)響應(yīng)特征的認(rèn)識(shí)。然而，前人對(duì)于植物化學(xué)計(jì)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(lèi)型灌叢碳氮磷化學(xué)計(jì)量學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相當(dāng)匱乏。此外，少數(shù)針對(duì)小尺度海拔范圍森林化學(xué)計(jì)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(shì)呈現(xiàn)出升高、降低或隨機(jī)分布等不一致的結(jié)論，因此亟需加強(qiáng)對(duì)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(guó)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(gè)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(lèi)型，同時(shí)測(cè)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(dāng)。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(shuō)，即高山/常綠針葉灌叢通過(guò)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(duì)土壤養(yǎng)分的吸收能力更強(qiáng)。葉片N:P比值隨海拔升高而降低，說(shuō)明高海拔灌叢生長(zhǎng)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(duì)其并無(wú)顯著影響；不同灌叢類(lèi)型葉片元素含量對(duì)氣候與土壤養(yǎng)分的響應(yīng)特征存在巨大差異；各灌叢類(lèi)型環(huán)境適應(yīng)機(jī)制和養(yǎng)分獲取策略的異質(zhì)性對(duì)CNP化學(xué)計(jì)量學(xué)垂直分異的貢獻(xiàn)程度最大，而氣候因子（降雨、溫度和干旱指數(shù)）主要通過(guò)對(duì)灌叢分布和土壤養(yǎng)分的交互作用來(lái)間接調(diào)控葉片CNP化學(xué)計(jì)量學(xué)。在未來(lái)氣候變化背景下，升溫和干旱介導(dǎo)的灌叢類(lèi)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(huì)主辦的學(xué)術(shù)期刊Biogeosciences，課題組成員趙文強(qiáng)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFC0505000）、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院“西部青年學(xué)者”等項(xiàng)目的資助。 

　　原文鏈接

　　

　　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(lèi)型對(duì)葉片碳氮磷化學(xué)計(jì)量學(xué)影響的一般線性模型分析