高寒生態(tài)系統(tǒng)植被群落的生命過程受溫度制約明顯。即使在生命循環(huán)的末期，氣候變化也能夠使某些草本植物得以機(jī)會(huì)性生長(zhǎng)，進(jìn)而改變或潛在影響植物秋季養(yǎng)分的回流動(dòng)態(tài)、物質(zhì)貯存量以及來年生長(zhǎng)和物候。但是，植物生命過程對(duì)氣候變化的響應(yīng)可能因植物種類、生活型以及功能群類型的差異而呈多樣性表現(xiàn)，進(jìn)而影響自然群落間的競(jìng)爭(zhēng)平衡和高寒生態(tài)系統(tǒng)植被群落的結(jié)構(gòu)及組成。
為進(jìn)一步研究高寒生態(tài)系統(tǒng)植被群落對(duì)氣候變化的響應(yīng)方式和適應(yīng)機(jī)理，中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所高山生態(tài)學(xué)科組史長(zhǎng)光在孫庚副研究員指導(dǎo)下，對(duì)比研究了青藏高原東部草甸多個(gè)功能群（多年生禾草與雜草）、生活型（一年生植物與多年生植物）植物秋季枯黃過程葉片及莖中葉綠素和N的動(dòng)態(tài)變化過程以及根系中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(total non-structural carbohydrate, TNC)的貯存量差異，并跟蹤觀測(cè)了植物群落來年生長(zhǎng)和物候變化。研究發(fā)現(xiàn)，一年生植物秋季枯黃過程受增溫影響不顯著，而多年生植物的枯黃過程對(duì)秋季增溫敏感。對(duì)于不同的功能群植物而言，盡管在秋季增溫背景下，禾草和雜草的葉綠素分解進(jìn)程在枯黃過程中呈現(xiàn)相似趨勢(shì)（先減緩后加速），但雜草植物根系中的TNC貯存量在晚秋和初春得到了顯著增加。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，植物莖稈的枯黃過程也對(duì)模擬的秋季增溫敏感，暗示植物莖稈應(yīng)成為研究氣候變化對(duì)植物秋季養(yǎng)分回流動(dòng)態(tài)變化及物質(zhì)貯存中不可忽視的組成部分。該研究提出植物在秋枯過程中可能存在累積低溫承受限制——“壓力板”假設(shè)（類似春季累積高溫誘導(dǎo)植物萌生），使其在秋季增溫背景下，葉綠素的分解在枯萎初期延緩，一旦環(huán)境低溫積累到植物組織的承受能力上限，“壓力板”崩潰，葉綠素的分解便將加速進(jìn)行。在接下來的溫室模擬試驗(yàn)中將進(jìn)一步檢驗(yàn)這一假設(shè)，以期深入探究氣候變暖改變生長(zhǎng)末期生態(tài)過程并影響來年植物群落生長(zhǎng)和物候的機(jī)制。
該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目31350110328和31100360的資助，研究成果以Climate warming alters nitrogen dynamics and total non-structural carbohydrate accumulations of perennial herbs of distinctive functional groups during the plant senescence in autumn in an alpine meadow of the Tibetan Plateau, China 為題，發(fā)表于近期的Agricultural and Forest Meteorology。
