海拔梯度下薹草属(Carex)功能性状变异与适应策略的生态机制研究

本研究针对喜马拉雅山西部海拔梯度下薹草属植物的生态适应机制展开系统研究，通过分析24个物种在500-2000m海拔带的分布格局、功能性状变异及CSR策略，揭示中海拔物种多样性峰值现象，发现植物干重和根茎数是性状分化的关键驱动因子，证实从低海拔的竞争型(C)向高海拔胁迫耐受型(S)策略的梯度转变，为高山植被应对环境变化提供理论依据。

　　

在气候变化加剧的背景下，理解植物如何通过功能性状调整适应环境梯度成为生态学研究的前沿课题。喜马拉雅山脉作为全球生物多样性热点区域，其复杂的地形和急剧变化的海拔梯度为研究植物环境适应机制提供了天然实验室。其中，薹草属(Carex)作为温带生态系统的优势类群，兼具形态保守性与生态多样性，是探究海拔-性状-适应策略关联的理想模型。然而，现有研究对喜马拉雅西段薹草属的海拔适应模式仍存在认知空白。

King Khalid University的研究团队在《Flora》发表的研究中，系统考察了喜马拉雅山西部500-2000m海拔带内薹草属植物的适应策略。研究人员采用跨海拔梯度(500-1000m、1100-1500m、1600-2000m)的样带调查法，记录物种分布并测量株高、比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)等关键功能性状，结合CSR生态策略模型，解析性状-环境互作机制。

主要技术方法包括：1) 跨3个海拔带的群落调查与物种鉴定；2) 植物形态、生物量分配等12项功能性状测定；3) 基于叶面积、SLA和LDMC的CSR策略量化分析；4) 性状-环境因子的多元统计分析。

【Study area】

研究区位于喜马拉雅山西段，该区域以复杂的地形、冰川依赖型水文系统和丰富的特有物种著称，其垂直带谱完整呈现从亚热带到高山草甸的植被更替。

【Composition and distribution of Carex】

共记录24种薹草属植物，呈现明显的海拔分异：低海拔区(500-1000m)以Carex fedia等7种为主；中海拔(1100-1500m)物种丰富度最高(23种)，出现Carex cruciata等特有种；高海拔区(1600-2000m)保留11种，包括耐寒的Carex nivalis。13个物种跨带分布显示广适性。

【Discussion】

中海拔的多样性峰值归因于生态位分化与环境过滤的平衡：1) 低海拔优势种具有较高株高(平均42.3cm)和SLA(298.7 mm²/mg)，体现资源获取型策略；2) 高海拔种LDMC提升17.6%，根茎生物量占比增加至34.2%，反映胁迫适应投资；3) CSR分析显示策略谱从低海拔的C/CS型(竞争型)向高海拔的S/CS型(胁迫耐受型)转变，与温度下降和辐射增强显著相关(P<0.01)。

【Conclusions】

该研究首次系统揭示了喜马拉雅西段薹草属沿海拔梯度的适应格局：1) 中海拔(1100-1500m)是物种多样性维持的关键带；2) 植物干重和根茎发育是海拔适应的核心性状；3) CSR策略梯度证实环境过滤对功能性状的塑造作用。这些发现为预测高山植被对气候变化的响应提供了功能性状框架，对喜马拉雅生态保护区的植被管理具有指导价值。研究特别指出，未来应关注中海拔过渡带的物种共存机制，以及根茎性状在碳分配策略中的调控作用。