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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3
东亚阔叶林中全缘叶物种比例随年平均气温升高而增大。从左到右, 全缘叶物种降低, 具齿叶物种增多。白色实线为回归拟合线, 决定系数高达0.98。改编自Wolfe等(
正文中引用本图/表的段落
叶缘组成是指一定区域内全缘叶物种(或具齿叶物种)占区域内全部物种的比例。叶缘组成与气候间的关系一直是古生态学家研究的热点(Wolfe, 1979; Adams et al., 2008; Peppe et al., 2011)。叶缘分析通过研究现有植被的叶缘组成与年平均气温的关系, 构建转换方程, 再根据叶化石重建古温度(Bailey & Sinnott, 1915; Wolfe, 1979, 1993)。叶缘分析最早起源于Bailey和Sinnott在20世纪初对木本植物区系的观察。他们发现, 热带和亚热带地区的双子叶植物具有较高比例的全缘叶物种, 而温带地区则具有较高比例的具齿叶物种(Bailey & Sinnott, 1915, 1916)。之后, Wolfe等(1979)研究了东亚和北美植物区系的叶缘组成, 首次定量验证了叶缘组成与年平均气温间的线性关系(图3), 并将其用于重建第三纪气候。
本文的其它图/表
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