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Linking leaf elemental traits to biomass across forest biomes in the Himalayas

Science China Earth Sciences 2024年第5期67卷 1518-1528页

作者： Nita DYOLA Eryuan LIANG Josep PEÑUELAS J.Julio CAMARERO Shalik Ram SIGDEL sugam aryal Wentao LIN Xiang LIU Yongwen LIU Xingliang XU Sergio ROSSI State Key Laboratory of Tibetan Plateau Earth System Environment and Resources(TPESER)Institute of Tibetan Plateau ResearchChinese Academy of SciencesBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Laboratoire sur lesécosystèmes terrestres boréaux Département des Sciences FondamentalesUniversitédu QuébecàChicoutimi555Boulevard de l′UniversitéChicoutimi(QC)G7H2B1Canada CSIC Global Ecology Unit CREAF-CSIC-UABBellaterraE-08193 CataloniaSpain CREAF Cerdanyola del VallèsE-08193 CataloniaSpain Instituto Pirenaico de Ecología(IPE-CSIC) Avenida Montañana 1005Zaragoza 50059Spain Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Institut für GeographieErlangen 91058Germany State Key Laboratory of Grassland Agro-Ecosystems College of EcologyLanzhou UniversityLanzhou 730000China Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling Institute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of SciencesBeijing 100101China

Plants require a number of essential elements in different proportions for ensuring their growth and *** elemental concentrations in leaves reflect the functions and adaptations of plants under specific environmental ***,less is known about how the spectrum of leaf elements associated with resource acquisition,photosynthesis and growth regulates forest biomass along broad elevational *** examined the influence of leaf element distribution and diversity on forest biomass by analyzing ten elements(C,N,P,K,Ca,Mg,Zn,Fe,Cu,and Mn)in tree communities situated every 100 meters along an extensive elevation gradient,ranging from the tropical forest(80 meters above sea level)to the alpine treeline(4200 meters above sea level)in the Kangchenjunga Landscape in eastern Nepal *** calculated communityweighted averages(reflecting dominant traits governing biomass,i.e.,mass-ratio effect)and functional divergence(reflecting increased trait variety,i.e.,complementarity effect)for leaf elements in a total of 1,859 trees representing 116 *** increasing mass-ratio effect and decreasing complementarity in leaf elements enhance forest biomass accumulation.A combination of elements together with elevation explains biomass(52.2%of the variance)better than individual elemental trait diversity(0.05%to 21%of the variance).Elevation modulates trait diversity among plant species in biomass *** promotes biomass at lower elevations,but reduces biomass at higher elevations,demonstrating an interaction between elevation and *** interaction between elevation and mass-ratio effect produces heterogeneous effects on biomass along the elevation *** research indicates that biomass accumulation can be disproportionately affected by elevation due to interactions among trait diversities across vegetation *** higher trait variation enhances the adaptation of species to environmental changes,it reduces

关键词： Ecosystem function Elevational gradient Functional diversity Functional traits Leaf elements Niche complementarity

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喜马拉雅山不同森林群落主要树种叶片元素性状与生物量之间的关系

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中国科学：地球科学 2024年第5期54卷 1544-1555页

作者： Nita DYOLA 梁尔源 Josep PEÑUELAS JJulio CAMARERO Shalik Ram SIGDEL sugam aryal 林文涛刘向刘永稳徐兴良 Sergio ROSSI 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 Laboratoire sur lesécosystèmes terrestres boréaux Département des Sciences FondamentalesUniversitédu QuébecàChicoutimi555Boulevard de l′UniversitéChicoutimi(QC)G7H2B1Canada CSIC Global Ecology Unit CREAF-CSIC-UABBellaterraE-08193 CataloniaSpain CREAF Cerdanyola del VallèsE-08193 CataloniaSpain Instituto Pirenaico de Ecología(IPE-CSIC) Avenida Montañana 1005Zaragoza 50059Spain Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Institut für GeographieErlangen 91058Germany 兰州大学生态学院草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州730000 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101

植物需要多种基本元素调节并保持其特定比例以维持生长发育,叶片元素含量反映了植物的功能及其对环境的适应性.然而,在森林海拔梯度上,我们对于资源获取、光合作用和生长相关的叶片元素如何调节森林生物量仍知之甚少.本研究在喜马拉雅... 详细信息

植物需要多种基本元素调节并保持其特定比例以维持生长发育,叶片元素含量反映了植物的功能及其对环境的适应性.然而,在森林海拔梯度上,我们对于资源获取、光合作用和生长相关的叶片元素如何调节森林生物量仍知之甚少.本研究在喜马拉雅山干城章嘉峰地区沿热带森林(海拔80m)至高山树线(海拔4200m)设置海拔梯度样带,每间隔海拔100m设置一个样点,对116个树种的1859个个体测定了叶片中10种元素(C、N、P、K、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu和Mn)的含量,通过计算叶片元素含量的群落加权平均值(反映优势物种的性状优势度,表征质量比效应)和功能离散度(反映物种在生态位空间内的聚集或者离散程度,表征互补效应),探究叶片元素含量及其离散程度沿海拔梯度分异特征,解析其对森林群落生物量的影响.研究结果表明,较强的叶片元素质量比效应和较弱的互补效应有利于森林群落生物量的积累.叶片元素性状多样性与海拔的共同作用对生物量的解释量(解释方差:52.2%)高于元素性状多样性的解释量(解释方差:0.05%~21%).海拔调节了树种性状多样性在生物量积累中的作用,互补效应在低海拔和高海拔地区对生物量的影响分别体现为积极和消极作用,这表明海拔和互补效应之间也存在交互作用.此外,海拔和质量比效应的交互作用对海拔梯度上生物量的影响也存在异质性.本研究表明,不同森林群落生物量的积累可能受到由海拔调控的性状多样性的影响.尽管较高的性状分异不利于生物量的积累,但能增强高海拔地区树种对胁迫环境的适应性.

关键词：生态系统功能海拔梯度功能多样性功能性状叶片元素生态位互补

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