Journal of Plant Ecology ›› 2022, Vol. 15 ›› Issue (4): 743-755.DOI: 10.1093/jpe/rtac021
Wenzong Zhao1, Chunwang Xiao1,*, Mingxu Li2, Li Xu2 and Nianpeng He2,3,4, *
摘要: 中国植物叶片硫含量的空间变异与适应机制
硫是植物生长发育和形态建成所必需的营养元素之一,并在其非生物胁迫抗性和环境适应等方面发挥着重要作用。因此,揭示植物叶片硫含量 (leaf sulfur content, LSC) 的空间变异规律和适应机制,将 有助于我们进一步了解植物的进化机制以及功能元素利用策略。本研究采用统一的采样流程和测试方法,构建了中国80个典型生态系统 (包括31个森林、38个草原和11个荒漠)、2207种植物叶片硫含量的实测数据库,系统地评估了不同植物生长型 (PGFs)和生态系统之间LSC的差异,并探讨了LSC的空间变异规律及其主要环境驱动因素。研究结果表明:(1)中国区域自然植被LSC的变化范围为0.15–48.64 g kg-1,平均值为2.13 ± 0.04 g kg-1。(2)LSC在不同生态系统和植被类型之间存在显著的空间变异特征。尤其发现干旱地区或草本植物的LSC较高。叶片在干旱、低温和强紫外线辐射环境中倾向于积累更多的硫,可能是植物增强胁迫生境抗逆性的重要途径。(3) 温度、降水、辐射、土壤硫含量和干旱的交互作用共同调控着LSC,并解释了其79%的空间变异;而系统发育对LSC空间变异没有显著影响。本研究从中国区域尺度揭示了LSC的空间变异规律,证实LSC在植物应对极端环境的重要作用及其机制,拓展了人们对硫的生物功能的认识。