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低溫和干旱等極端氣候環(huán)境，研究該區(qū)域灌叢化學計量學有助于增進我們對全球氣候變化背景下灌叢生長響應特征的認識。然而，前人對于植物化學計量學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計量學的基礎數(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計量學的研究結果顯示，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假說，即高山/常綠針葉灌叢通過增加葉片內非結構性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，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)分的響應特征存在巨大差異；各灌叢類型環(huán)境適應機制和養(yǎng)分獲取策略的異質性對CNP化學計量學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控葉片CNP化學計量學。在未來氣候變化背景下，升溫和干旱介導的灌叢類型分布區(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)表于歐洲地球科學聯(lián)合會主辦的學術期刊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）、國家自然科學基金、中國科學院“西部青年學者”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計量學影響的一般線性模型分析