植物叶片在衰老过程中可能会富集某些重金属元素,以减小其对植物的毒害,这一过程对于维持植物生长和生理代谢具有重要意义。吴福忠教授团队于2021年在中国湿润亚热带森林沿南北(温度梯度)、东西(降水梯度)方向建立了3000 km样带,采集了亚热带森林286个乔木和灌木新鲜叶和凋落叶样品,分析了不同功能群的植物凋落叶重金属富集效率,目前取得部分进展。
研究发现,常绿和落叶树种凋落叶对Fe、Mn、Pb、Cd、Cr元素进行富集,而对Cu和Zn并未进行富集。植物叶片对Fe、Pb、Cd、Cr富集效率没有受到系统发育的影响,而Mn、Cu、Zn富集效率受到系统发育影响。常绿树种凋落叶Fe、Cu、Zn、Pb、Cd和Cr富集效率与新鲜叶中对应的重金属浓度呈显著负相关,落叶树种凋落叶Cu、Pb和Cr富集效率与新鲜叶中对应的重金属浓度也呈显著负相关。这些结果揭示了亚热带森林植物凋落叶重金属富集特征及其在不同功能群之间的差异,为理解植物对重金属的适应和防御机制提供了科学依据。
研究成果以“亚热带森林72个常绿和落叶树种凋落叶重金属的富集效率”为题发表于《中国科学: 生命科学》,2023级硕士生曾婉珍为第一作者,吴福忠教授为通讯作者,艾灵、吴秋霞、张玉、朱晶晶负责亚热带森林样带样品采集和数据集整理(按姓氏拼音排序),倪祥银研究员负责亚热带森林样带设计。本研究获得国家重点研发计划青年科学家项目(2023YFF1305500)和国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(32022056)资助。
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http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSV-2024-0192图1 亚热带森林常绿和落叶树种凋落叶重金属富集效率. 绿色: 常绿树种(n=56); 棕色: 落叶树种(n=16). Fe: 铁; Cu: 铜; Mn: 锰; Zn: 锌; Pb: 铅; Cd: 镉; Cr: 铬. 常绿与落叶树种凋落叶重金属富集效率之间的差异均不显著(P>0.05). 白色正方形: 平均值; 黑色长方形: 25%~75%置信区间.