Nature Plants | 碳中和数据中心陈修治团队揭示全球变绿背景下不同林龄落叶阔叶林的叶片适应策略差异

理论假设——

       在全球变暖背景下，植被绿度显著增加，这既可能来自最大叶面积指数（LAImax）的提升，也可能来自生长季长度（LOS）增加。传统观点假设这两种途径是协同发生的，但“叶片经济谱”理论指出，植物的叶片性状存在着不同的策略：

      “快经济谱策略”植物倾向生产更多、薄而高效的叶片，以获得快速的碳收益。

      “慢经济谱策略”植物倾向生产更厚而耐久的叶片，延长寿命周期以维持长期稳定的碳收益。

       这意味着LAImax和LOS延长可能不是同步发生，而是存在权衡关系。但该假说此前缺乏大尺度验证。

研究发现——

       中高纬度落叶阔叶林最大叶面积指数变化量（ΔLAImax）与生长季长度变化量（ΔLOS）呈显著负相关（R= -0.16,P< 0.001），说明“长叶子”和“延长生长季”难以兼得。并且这个负相关关系强烈依赖于森林年龄。年轻森林（东亚地区）LAImax显著增加，LOS变化较小，表现出“获取型策略”，老龄林（北美和欧洲地区）则LOS显著延长，LAImax变化较小，表现出“保守型策略”。

       上述差异化叶片适应策略还伴随着显著的叶片物理和化学属性以及功能的分化。全球植被变绿背景下，采用“获取型策略”的年轻森林，比叶质量（LMA）平均下降1.39mgcm⁻²、叶片含水量（LMC）下降1.18%，叶片更薄且更高效，使冠层光能利用效率（LUE）显著提升。相反，采取“保守型策略”的年老的森林，LMA增加1.27-1.94mgcm⁻²、LMC增加5.55–8.72%，叶片更厚且更耐久，虽然延长了光合作用时长，但导致LUE下降，整体碳吸收速率减弱。

      该研究成果以“Contrasting age-dependent leaf acclimation strategies drive vegetation greening across deciduous broadleaf forests in mid- to high latitudes”为题发表在Nature Plants。碳中和数据中心陈修治教授为通讯作者，王芳怡和薛梅梅同学为共同第一作者。

【文章链接】https://academic.oup.com/nsr/article/12/4/nwaf052/8026011#

【论文信息】Wang, F., Xue, M., Zhou, L. et al. Contrasting age-dependent leaf acclimation strategies drive vegetation greening across deciduous broadleaf forests in mid- to high latitudes. Nat. Plants11, 1748–1758 (2025). https://doi.org/10.1038/s41477-025-02096-5