热带山地雨林林冠层碳氮水耦合新模式

A new pattern of carbon-nitrogen-water coupling in the canopy of tropical montane forest

植物功能性状表征植物生理生态过程，反映植物在群落中的表现与适应性，影响基于碳氮水耦合的生态系统功能。热带雨林林冠层组成植物物种十分丰富，叶片碳氮水耦合过程紧密，但耦合模式与机理极其复杂。

中国林业科学研究院刘世荣研究员及其团队在国家自然科学基金（批准号：31290223）的资助下，基于海南尖峰岭热带山地雨林监测样地（以下简称“大样地”），筛选表征碳氮水耦合的关键叶片功能性状，系统揭示该区林冠层碳氮水耦合作用模式及其维持机制。首次在国内建立热带雨林林冠树种叶脉高分辨率影像数据库，利用APGⅢ分类系统重建大样地木本植物物种组成系统发育树。从个体水平、群落水平以及系统发育水平分析林冠层碳氮水耦合关键性状的权衡（trade-off）关系，揭示影响热带林植物碳氮水耦合的生物驱动机制。

研究发现尖峰岭山地热带林冠层树种演化形成差异性的碳氮水耦合模式，确保各树种能够在林冠层中相互生存。该耦合模式可通过性状空间（trait space）直观表达。通过多尺度分析，首次证明与生态系统碳氮耦合密切相关的比叶面积（SLA）与碳水耦合密切相关的叶脉密度（VD）在考虑物种进化关系后呈现关联性。提出叶水分含量更适合作为表征该区热带林冠层碳氮水耦合的基础性状。

本研究为提升热带雨林稳定性，保护物种多样性提供理论依据。相关研究成果发表在《生态学报》、《应用生态学报》等期刊。

尖峰岭大样地部分林冠层树种高分辨率叶脉结构示意图

林冠层碳氮水耦合的功能性状空间3D模式图