《泛北京地區不同生態功能區域內植物的葉屬性特徵研究》是依託中國農業大學，由韓文軒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：泛北京地區不同生態功能區域內植物的葉屬性特徵研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：韓文軒
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物葉的碳、氮、磷含量（CNP）及其計量關係（C:N:P比值）是重要的植物功能屬性，但區域水平的植物葉CNP計量及其相關屬性的研究仍不多見。本研究擬在北京及周邊地區（泛北京地區），系統採集該區代表性植被群落的建群種或常見種植物的葉片，測量其CNP含量及相關葉屬性（比葉面積、葉厚度、葉壽命；最大光合速率、氣孔導度等）；據此研究該地區不同功能群（如，草-灌-喬，常綠-落葉，針葉-闊葉，C3-C4）植物葉的化學計量規律及其與生理屬性的關係。同時，通過比較不同生態功能區（工業、農業和生活區）內自然植物的葉屬性及其與環境變數(大氣組分和土壤養分特性)的關係，分析人類活動對植物葉化學計量的可能影響。本項目的研究結果有助於揭示北京及周邊地區植物葉屬性的區域性規律，評估本地區植被生長的營養狀況，並為全球環境變化背景下全國和全球尺度CNP的生物地球化學循環和生物地理學的耦合建模提供基本參數。
結題摘要
本項目在北京及周邊地區近30個地點，系統採集587種常見植物和相應地點的土壤樣品；另外，還採測其中10個地點約20個大氣氮沉降樣品；建立了泛北京地區不同功能群植物葉碳氮磷等元素含量及其他葉屬性（如，比葉面積、葉厚度等葉物理屬性，最大光合速率、氣孔導度等生理屬性）的生態功能屬性資料庫。通過研究本地區48種草、灌、喬植物的6種葉生理屬性的變異規律，發現這些屬性存在顯著相關性，但不同生長型之間只有水分利用效率差異顯著，且環境因素比生長型對這些屬性的影響更大。通過採集市區到近郊平原25處30多種常見植物的葉樣品，分析比較了北京不同生態功能區（工業、農業、交通、生活休閒區）植物的15種葉屬性的空間格局。初步分析表明，從市區到近郊葉厚度和P、Ca、Mg含量等9種屬性值總體呈上升趨勢，而SLA和C、N、K含量等6種屬性值有降低趨勢；工業區植物葉N和Zn、Al等含量較高，農業區的N、P含量較高，生活區植物的N、Al、Na等較低但P含量較高。特別地，以常見的葎草為例研究了大氣活性氮組分對葎草全氮含量和δ15N的影響，發現大氣氮沉降濃度與葎草葉片氮含量和δ15N顯著正相關，且嫩葉對銨態氮回響最明顯。在這些實測數據的基礎上，整合相關文獻數據，系統分析了中國近2000種陸生植物葉氮磷等多種元素的化學計量特徵、地理格局及其與氣候、土壤酸性和肥力植物多樣性等生態因素的關係，結果表明這些植物化學元素在經、緯度方向上具有相似的地理格局，但它們對不同環境因子的回響不同：例如植物磷和鋁對溫度（比降水）回響更明顯，而氮等其他元素更明顯受降水影響；那些經常限制植物生長的營養元素在植物體內的含量具有相對穩定性，其對環境變化的回響也較為穩定（限制元素穩定性假說）。在本項目資助下，本課題組成員還與其他研究人員合作，進行了系列相關研究：分析了我國植物化學計量對大氣氮沉降的回響，發現植物葉氮與大氣活性氮濃度近30年來呈現一致的上升趨勢，而葉磷卻沒有顯著變化；研究了氣候、土壤和生長型對中國東部森林氮磷的影響，發現葉氮主要與植物生長型相關，而磷和氮磷比則由氣候和生長型共同決定；全球陸生植物和土壤碳氮比對二氧化碳濃度升高和氮添加的回響分析表明，植物和土壤碳氮計量的變化與氮的動態關係更密切。本項目的系列研究結果和相關數據，將為全球環境變化背景下泛北京地區以至全國尺度碳氮磷等元素的生物地化循環和生物地理學的耦合建模提供參考。
