全球范圍內(nèi)，高達(dá)31000余種附生維管植物(以下簡稱“附生植物”)生長于營養(yǎng)極端貧瘠的林冠生境，由于其多數(shù)物種與地面土壤缺少直接連接，通常面臨著比陸生植物更為嚴(yán)峻的氮磷限制。

現(xiàn)有研究表明，葉片營養(yǎng)重吸收是陸生植物應(yīng)對(duì)環(huán)境養(yǎng)分脅迫的重要機(jī)制之一，即通過將養(yǎng)分從衰老葉片轉(zhuǎn)移至儲(chǔ)存器官或生長組織，延長營養(yǎng)元素的體內(nèi)存留時(shí)間，提高養(yǎng)分利用效率，降低植物對(duì)外界養(yǎng)分的依賴。鑒于此，我們合理推測(cè)，附生植物可能更加依賴于營養(yǎng)重吸收途徑，以應(yīng)對(duì)林冠環(huán)境更為嚴(yán)苛的營養(yǎng)脅迫。但由于附生植物獨(dú)特的生境、接近途徑和規(guī)范性采樣限制，其葉片氮磷重吸收效率、過程和控制策略仍處于黑箱狀態(tài)，缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)予以闡明。

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究組碩士研究生劉彥在李蘇副研究員的指導(dǎo)下，與合作者共同選取云南哀牢山亞熱帶森林10種涵蓋多個(gè)類群的附生維管植物，分別采集并測(cè)定其成熟葉和衰老葉N、P及δ15N含量，并整合少量可用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，探討了熱帶和亞熱帶森林附生植物的營養(yǎng)限制類型、氮磷重吸收效率及其控制策略。結(jié)果表明：1)相比熱帶森林附生植物主要受P限制，哀牢山附生植物群落主要受N限制，同位素分析顯示其可能源于當(dāng)?shù)丨h(huán)境有效磷較高而導(dǎo)致的氮的相對(duì)缺乏;2)哀牢山附生植物基于單葉的氮磷重吸收效率分別約為63%和68%，明顯高于基于單位質(zhì)量和面積的重吸收效率，但與全球尺度的陸生植物相似;3)附生植物葉氮磷重吸收在熱帶地區(qū)受化學(xué)計(jì)量和養(yǎng)分限制策略共同控制，而在哀牢山，其或由兩種策略共同控制，或僅由化學(xué)計(jì)量策略控制;4)其氮、磷重吸收均受功能群類型顯著影響，但對(duì)前者解釋程度顯著更高;5)葉片重吸收中δ15N變化反映養(yǎng)分變化狀況，且具物種特異性。

該研究首次詳細(xì)揭示森林附生維管植物的葉片養(yǎng)分重吸收特征及控制策略;但與預(yù)期不同，初步發(fā)現(xiàn)葉片養(yǎng)分重吸收效率及其控制策略在附生和陸生類群應(yīng)對(duì)環(huán)境營養(yǎng)脅迫中具有普適性，這為理解附生植物如何適應(yīng)林冠環(huán)境并維系生物多樣性格局提供了重要證據(jù)。相關(guān)結(jié)果以Leaf nutrient resorption of vascular epiphytes isregulatedby stoichiometry and nutrient limitation control strategies為題發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊Plant Cell & Environment上。

該研究得到國家自然科學(xué)基金和云南省興滇人才計(jì)劃的資助，以及哀牢山生態(tài)站和生物地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的大力支持。

圖1哀牢山10種附生維管植物的成熟葉和衰老葉

圖2附生植物葉片養(yǎng)分重吸收變量的相關(guān)性

圖3葉片養(yǎng)分的絕對(duì)重吸收比率(resorbed N:P)與成熟葉N:P比值(Nm:Pm)的線性回歸