巴西半干旱高地森林树种物候是否由茎功能性状决定？茎木质密度与储水能力对物候模式的影响机制研究

本研究通过分析21种树种茎部功能性状（WD与Qwsat）与物候的关联性，揭示半干旱高地森林中环境因子（如降雨、湿度）对物候（落叶与萌芽）的主导作用，而茎功能性状对物候分组的解释力较弱，凸显叶物候策略对该生态系统功能群划分的关键意义。

　　

Highlight

研究区域与土壤采集

本研究在巴西伯南布哥州特林塔市Sítio Coroas的森林片段进行，该区域属于帕杰乌河谷微区域北部，地势起伏且多山，海拔1034米，坐标7°85'07.90"S, 38°14'07.83"W（图1）。根据柯本-盖格气候分类，该地区属湿润-半湿润气候，年平均温度18°C，年降水量约1200毫米，雨季集中于12月至次年5月。土壤采样于2023年1月进行，使用标准土钻在0-20厘米深度采集复合样本，土壤类型为富含有机质的黏壤土，pH值呈弱酸性（5.8-6.2）。

茎功能性状与物候模式

基于叶片策略，研究识别出三种物候模式（表1）：1）半落叶植物（占物种43%），落叶高峰集中于最热月份（2023年及2024年9-10月）；2）常绿物种（43%），保持持续叶片更替，落叶强度均值6-22%；3）落叶物种（14%），全年至少有1-3个月完全落叶期，落叶时间因物种而异。木质密度（WD）分析显示，86%的物种WD介于0.52-0.62 g/cm3，且茎部储水能力（Q_wsat）较低；仅三种物种（14%）WD较低（0.38-0.48 g/cm3），但茎部Q_wsat较高（达干质量的105-157%）。萌芽期与降雨呈正相关，落叶期则受湿度与WD双重负向影响，常绿物种落叶率较其他类群低22.4%。

讨论

环境因子对物候模式表现出强驱动作用。主成分分析表明，物种与物候性状（尤其是落叶与萌芽）关联紧密，叶片物候是功能群划分的核心依据，而茎功能性状（WD与Q_wsat）在高地森林中不足以解释功能群差异。与周边卡廷加植被不同，本研究生态系统中茎性状并非植物功能的关键指标，叶物候策略更具生态相关性。这一发现挑战了干旱区植物水力性状主导物候的传统认知，为半干旱高地森林的适应性机制提供了新视角。

结论

气候变量与物候模式显著相关，但木质密度未能明确区分树种功能群，而叶物候特征（落叶与萌芽）是高地森林功能群分类的核心依据。结果强调，叶物候策略相较于茎部水力性状更能解释该生态系统的植物功能分配，对预测全球变化下的植被动态及退化区域生态恢复具有指导意义。