植物如何分配物質(zhì)能量？相關(guān)研究成果發(fā)表在《國家科學(xué)評(píng)論》上

植物物質(zhì)能量或生物量的分配模式是植物生態(tài)學(xué)的核心科學(xué)問題之一。不同環(huán)境條件下，植物如何定量將合成的有機(jī)物/生物量分配給植物葉和根系的生長，以及生物與非生物因素如何調(diào)控其分配模式，一直是學(xué)術(shù)界尚未解決的重要科學(xué)問題。

4月2日，來自蘭州大學(xué)的鄧建明團(tuán)隊(duì)在《國家科學(xué)評(píng)論》(National Science Review)上發(fā)表研究論文，提出了“生物與非生物因子調(diào)控植物生物量分配的一般性規(guī)律”。該文推導(dǎo)并建立了植物群落中個(gè)體生物量分配由植物個(gè)體高度、鄰體競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度(密度)以及均降雨量和溫度共同調(diào)控的一般性理論模型。

通過收集全球2841個(gè)森林群落數(shù)據(jù)對(duì)所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)，該文得出以下發(fā)現(xiàn)。第一，樹木葉比重(即葉生物量/總生物量)主要受樹高和密度以及年均降雨量和溫度共同調(diào)控，而且葉比重與植物個(gè)體高的-1次方呈正比，且樹高對(duì)葉比重變化的解釋率最高。第二，樹木地上—地下生物量比與樹高、密度、年均溫度、降雨量和土壤營養(yǎng)條件均無顯著關(guān)系。第三，在一定科或種分類水平上，不論植物葉比重還是地上、地下生物量分配比例的相對(duì)變異程度均與年均降雨或年均溫度的變異程度呈正比。同時(shí)，作者通過蒙特卡羅模擬分析，發(fā)現(xiàn)植物群落物種組成或物種多樣性隨地理環(huán)境或維度梯度的變化，在相當(dāng)程度上緩沖了全球尺度上植物生物量分配隨環(huán)境或維度梯度的變異程度。

近年來，鄧建明團(tuán)隊(duì)圍繞“不同環(huán)境條件下植物物質(zhì)能量代謝與分配規(guī)律”開展了系列深入研究，取得系列原創(chuàng)性研究成果。此次研究成果，對(duì)理論生態(tài)學(xué)、植物學(xué)和植物生理學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響和科學(xué)意義，而且對(duì)進(jìn)一步了解和解釋全球氣候變化背景下尤其干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能、生物多樣性與穩(wěn)定性以及生態(tài)修復(fù)等方面具有理論指導(dǎo)意義。