林下地表苔蘚植物是北方針葉林和亞高山森林生態(tài)系統中的優(yōu)勢層片。蘚類,特別是大型側蒴蘚類,常在林下形成厚度達數十厘米的墊狀蘚層,蓋度經常達到60%以上。蘚類植物植株表面沒有角質層,葉片常僅由單層細胞組成,因此蘚類植物能高效吸收大氣沉降的養(yǎng)分。蘚類的各項生理活動也可能更容易受到大氣N沉降增加的影響。開展林下蘚類植物對N添加響應的研究,可以彌補目前的認識空白,為在全球變化的背景下預測森林生態(tài)系統的發(fā)展和演替動態(tài)提供依據。
為了揭示N添加后短期內苔蘚植物的光合生理生態(tài)響應,成都生物研究所恢復生態(tài)學學科組的劉鑫、王喆等研究人員在組長包維楷研究員的帶領下,在黑水縣達古冰川保護區(qū)的冷杉老齡林中開展了養(yǎng)分添加實驗,并對林下兩種優(yōu)勢蘚類,錦絲蘚和塔蘚,的光合速率等指標進行了測定。結果表明,在N添加后8天內,添加的N主要被兩種蘚類的當年生部分所吸收;兩種蘚類的葉綠素a、b的含量均顯著增加;光系統II的量子產率也顯著增加。然而,凈光合速率卻并未顯著改變。塔蘚的光合速率和葉綠素a含量等指標均高于錦絲蘚,而SMA(Shoot Mass per Area)則低于錦絲蘚,這表明生長速率較高的塔蘚也具有較高的光合速率,且分配較少的資源到結構組織。實驗證實了林下苔蘚層對大氣N沉降的敏感性和對沉降N較高的吸收能力以及兩種生活型、生長型相似蘚類在結構和生理上的差異;為進一步研究蘚類光合與養(yǎng)分生理和預測森林生態(tài)系統的演替發(fā)展提供基礎。
上述結果以 Photosynthetic responses of two pleurocarpous mosses to low-level nitrogen addition: a study in an old-growth fir forest 為題發(fā)表于苔蘚植物學主流期刊Journal of Bryology。
冷杉老齡林下苔蘚層片
錦絲蘚(左)和塔蘚(右)