升温与针叶年龄对杉木针叶功能性状及其协同关系的调控机制

《Plant Science》：Warming and needle age affect needle functional traits and their coordination in Cunninghamia lanceolata

本研究通过+4°C增温实验揭示气候变暖与针叶老化共同驱动杉木向保守型资源利用策略转变，表现为比叶面积（SLA）、叶片氮含量（LNC）和净光合速率（An）降低，叶片干物质含量（LDMC）升高。年轻针叶对升温的表型可塑性更强，叶片性状网络分析表明升温和老化会削弱性状整合度并改变枢纽性状，为亚热带森林碳循环预测提供新视角。

　　

Highlight

升温与针叶年龄对杉木针叶功能性状的调控机制解析

土壤温度和湿度动态

2019年6月至8月期间，对照和增温处理下的平均土壤温度分别为28.3°C和32.3°C（图1A）。增温使土壤温度稳定升高约4°C。土壤湿度方面（图1B），对照和增温处理的平均值分别为13%和10%，表明增温导致土壤湿度较对照下降23%。

比叶面积、叶片干物质含量和叶片氮浓度

LDMC、SLA和LNC均受升温和针叶年龄的显著影响，但未观察到交互作用。

讨论

本研究通过+4°C增温实验系统探讨了升温和针叶年龄对杉木叶片功能性状及其协同关系的调控。尽管该升温幅度超过全球平均水平，但与SSP5-8.5情景下本世纪末中国南方预计升温幅度（较1850–190年升高约4.5°C）相符，且与局部短期升温效应具有可比性。

结论

本研究证实气候变暖和针叶老化共同驱动杉木转向保守型资源利用策略，表现为SLA、LNC和A_n降低，LDMC升高。升温提高内在水分利用效率（iWUE），而针叶老化导致iWUE下降。年轻针叶对升温表现出更强的表型可塑性。叶片性状网络分析进一步揭示升温和针叶老化会削弱整体性状协同性，并促使枢纽性状从资源获取型（如SLA、A_n）向资源保守型（如LDMC、iWUE）转变。