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植物叶片形态的生态功能、地理分布与成因
植物生态学报
2021, 45 (10):
1154-1172.
DOI: 10.17521/cjpe.2020.0405
叶片是植物与环境进行水气交换的重要场所, 形态多变。叶片形态可直接影响植物的生理生化过程, 反映植物的资源获取策略。该文以叶片大小、叶形、叶缘特征(有无叶齿)和叶型(单、复叶)等形态性状为例, 总结了当前叶片形态的研究进展, 分析了叶形态性状的生态功能, 综述叶片形态的地理分布, 探讨叶片形态性状变化的驱动因素及其对生态系统功能的影响。现有研究主要聚焦于局域尺度的特定类群, 关注叶大小、叶缘具齿性以及叶型的地理分布与生态成因, 发现叶片的形态发育受基因调控, 叶形态性状与其他性状相互权衡, 其空间变异受气温和降水量共同驱动。以叶大小为代表的叶片形态性状影响水分和养分循环, 能够反映气候变化下的群落响应, 也可用于预测生态系统初级生产力。今后应结合新方法获得覆盖度高且区域无偏的数据, 探索叶形态在长时间尺度上的适应性进化, 研究叶形态特征及其对生态系统功能影响的尺度推绎。该文有助于从叶片的角度认识植物对环境变化的响应, 以性状为桥梁将个体适合度、群落动态与生态系统功能联系起来, 能够加深对植物群落生态学和功能生物地理学等相关领域研究进展的了解。  View image in article
图1
不同形态叶片的手绘图。 A, 铃兰, 单叶, 全缘, 叶椭圆形或卵状披针形。B, 水青冈, 单叶, 叶缘有锯齿, 叶卵形或长卵形。C, 荠, 基生叶丛生呈莲座状, 大头羽状分裂, 顶裂片卵形至长圆形, 侧裂片长圆形至卵形; 茎生叶抱茎, 窄披针形或披针形, 边缘有缺刻或锯齿。D, 元宝枫, 单叶, 掌状5裂。E, 蒺藜, 偶数羽状复叶, 小叶矩圆形或斜短圆形。F, 水杉, 叶条形, 呈羽状排列。A-C, F, 蔡琼绘; D, 买一慧绘; E, 罗晓图绘。描述参考中国植物志中英文版(
正文中引用本图/表的段落
叶片是植物进行光合作用和蒸腾作用的主要器官, 是植物与外界进行水、气交换的重要门户, 对生态系统物质生产以及全球碳循环和水循环等均具有重要影响(Chapin et al., 1993)。叶片形态多变, 表现在其大小、形状、叶缘、叶尖、叶基和叶脉等多个方面(图1)。基于此, 有学者提出自然界不存在两片相同的叶子。叶形态是植物分类的重要指标, 研究叶片的形态, 对于认识植物的系统进化, 了解植被资源与分布, 促进生物多样性保护具有重要意义。
本文的其它图/表
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