樹木在調控氣候和主導碳匯方面發(fā)揮著關鍵作用，而氣候變暖引發(fā)的熱浪和干旱則對高山林線冷適應樹木的生長狀況產生了嚴重影響。太白紅杉作為秦嶺高山林線的先鋒樹種，是中國特有、秦嶺唯一的落葉松屬國家二級保護樹種，并與其林下物種形成的森林生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，在指示氣候環(huán)境變化、評估水源涵養(yǎng)功能和保護高山生物多樣性中發(fā)揮著重要作用。木質素作為樹木徑向和軸向生長的第二大結構性物質，具有支撐組織結構穩(wěn)固和應對水熱環(huán)境脅迫的功能，尤其結構位點與功能基團是探究生長—環(huán)境響應關系的有效指標。然而，能否利用木質素結構特異性來研究林線樹種的種間生長關系和氣候響應特性還存在未知，其相關化學結構機理也有待進一步厘清。

　　木質素間位甲氧基穩(wěn)定氫同位素比率的年際與種間變化特征表明，太白紅杉與其林下第二生態(tài)位的陜西杜鵑在氣候暖干化背景下，尤其自1990年以來正經歷著生長季延長和熱量積累的一致性增強種間模式；對于水熱氣候響應，兩樹種存在明顯的種間差異性，即落葉針葉生活型—太白紅杉能較好的記錄生長季5-9月溫度和降水信號，而常綠闊葉生活型—陜西杜鵑則發(fā)生水熱信號丟失現象；優(yōu)勢生活型樹種的權重組合發(fā)現，秦嶺林線樹種組合能更為顯著地通過木質素甲氧基穩(wěn)定氫同位素指示高山區(qū)域的水熱環(huán)境變化。對于種間響應差異的可能機理在于，盡管木質素生物合成存在種間協(xié)同性，但木質素母苯環(huán)3位和5位存在位點甲基化的生理代謝異質性，從而使得將僅含有間3位木質素單體的太白紅杉與同時含有間3/5位木質素單體的陜西杜鵑進行物種組合，更能反映整個林線森林生態(tài)系統(tǒng)樹木生長動態(tài)對水熱資源變化的響應。

　　上述研究成果以“Warming and drying increased the interspecies consistency of tree-ring lignin methoxy δ2H variability at the alpine treeline”為題，近日發(fā)表于國際地學綜合期刊Global and Planetary Change（中科院一區(qū)TOP期刊，IF=4.0）,西安植物園為第一署名單位，路強強博士為第一作者，陜西師范大學劉曉宏教授為通訊作者。該研究獲國家自然科學基金委（42301053）、陜西省科技廳（2024ZC-KJXX-099）和陜西省科學院（2023k-08）等項目資助。特色農業(yè)與環(huán)境植物學團隊、西北大學、陜西省氣象臺、太白山國家級自然保護區(qū)管理局、中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、秦嶺國家植物園等相關人員參與了本研究工作。

　　文章全文鏈接：DOI: 10.1016/j.gloplacha.2024.104468