树木叶片稳定碳同位素分馏对环境梯度的响应

摘要

除了自身的遗传因素外,植物对稳定碳同位素的分馏还受温度、水分状况、光照等多种环境因素的影响.通过对生长在中国北热带、亚热带和温带的13个气候区树木的稳定碳同位素分馏与环境要素的关系的研究得出,不同气候条件下树木叶片稳定碳同位素比率(δ1C)和稳定碳同位素分辨率(△)差异明显,分别在-23.759‰--33.914‰和14.581‰-24.354‰的范围内.且由南向北,δ13C值呈现逐渐加重的趋势、而△值逐渐减小.年均温度、相对湿度、降雨量及无霜期等与δ13C值呈显著负相关、与△值显著正相关;年均日照时数、气温年较差、蒸发量、纬度及海拔等与δ13C值呈显著正相关、而与△值显著负相关;而经度、年极端最高气温等与δ13C和△值的相关性较弱.δ13C和△值的变化幅度和趋势在年均温度、年较差、无霜期、活动积温分别达到约19℃、23℃、309d、6000℃出现转折,这些指标在此基础上继续增加反而使叶片δ13C值增大、△值减小.而当年均降雨量和相对湿度分别超过1105mm、75%以及蒸发量小于约1700mm后,δ13C和△值随之变化的幅度也变小.结果表明在亚热带和温带的分界线以南,水热条件均能满足植物正常生理活动的需要,环境条件的相对改变对植物生理活动及叶片稳定碳同位素分馏的影响较小;而在北方,干旱、低温等极端的外界环境条件加剧了对植物生长和生理指标的影响、造成了不同环境梯度下叶片稳定碳同位素分馏的差异.