版納植物園發現橡膠樹在西雙版納季節性乾旱和低溫脅迫下具有明顯的葉片養分迴流策略

目前我國的橡膠種植區主要分布在海南、雲南南部和廣東等地區。橡膠林作為人工構建的主要森林生態系統類型之一，已經成為上述地區區域生物多樣性空間格局和森林景觀的重要組成部分。但是由於我國的橡膠種植區基本處於熱帶北緣，氣候條件處於橡膠樹生長的北限，與橡膠原產地南美熱帶雨林環境相比，多表現為冬春低溫多霧，在季節性乾旱和低溫氣候條件下橡膠樹已經由原產地南美洲亞馬遜原始熱帶雨林中的常綠樹種轉變成為集中落葉樹種。

為了確定季節性乾旱和低溫脅迫下橡膠樹在葉片衰老到落葉期間的內部營養策略以及土壤在此過程中的生態功能，中國科學院西雙版納熱帶植物園科研人員李玉武及其合作者在研究員曹敏、正高級工程師鄧曉保、研究員林露湘和楊效東等的指導和幫助下，選擇了西雙版納地區9個林齡（1年，5年，8年，10年，15年，23年，32年，40年，48年）的單一種植橡膠種植園構建橡膠林時間序列（1-48年），分別調查了不同林齡的橡膠樹成熟葉和衰老葉片養分含量和總量，以及成熟葉片階段、葉片衰老和凋落階段以及來年的新芽萌發初期三個階段的土壤養分和土壤微生物特徵。研究結果表明橡膠樹在葉片衰老和更新期間N，P和K等元素存在明顯而複雜的養分迴流過程。從葉片衰老到凋落階段，約50.26%的葉片養分和21.47%的土壤養分重新迴流到橡膠樹體，然而未發現土壤微生物的結構和功能等特徵伴隨發生顯著變化。這些養分迴流策略可能是重要的脅迫應激反應。在養分迴流過程中，土壤扮演營養供應者和養分「銀行」的雙重角色。在此研究階段，土壤既從脫落前的橡膠葉片中獲得養分（N、P），又同時向正處於非生長階段的橡膠樹提供養分（K）。而且橡膠樹樹體對養分的吸收和積累在葉片開始枯萎和凋落前就已經開始了。

由於該研究受實驗設計、方法和資金限制，只能初步表徵橡膠樹的這種養分迴流策略及土壤在此過程中的生態功能，還有待下一步從更大空間尺度和更高時間頻率以及利用同位素示蹤的方法進一步開展相關研究。該研究以Rubber Trees Demonstrate a Clear Retranslocation Under Seasonal Drought and Cold Stresses 為題發表於《植物科學前沿》（Frontiers in Plant Science）。該研究得到了國家自然科學基金（41201298）、農業部橡膠生物學和遺傳資源利用重點實驗室開放課題（RRI-KLOF1407）和中科院熱帶森林生態學重點實驗室開放課題（09KF001B04）的資助。該研究也得到了西雙版納熱帶雨林生態系統研究站和土壤生態學研究組在野外和室內實驗以及數據處理和論文撰寫方面的支持和生物地球化學實驗室的室內樣品分析支持。

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乾旱和低溫脅迫下的橡膠樹葉片養分迴流過程假想圖

橡膠樹葉片養分迴流過程和比例以及此階段土壤的雙重角色