森林是地球最重要的生态系统之一，地球上约80%的陆地生物量分布在森林生态系统中，对于调节全球生物地球化学循环具有重要作用。树木可以通过光合和呼吸作用、蒸腾作用等方式调节森林碳吸收，影响陆地生态系统的结构和功能以及地球系统的碳水循环和能量平衡。

树木叶片具有很高的多样性，可以根据叶片习性（常绿 vs 落叶）和叶片形态（阔叶 vs 针叶）划分为常绿阔叶树、落叶阔叶树、常绿针叶树和落叶针叶树四大类型。树木的叶片特征会显著影响植物的资源利用策略，深刻理解叶片类型的环境梯度变化对于预测气候变化背景下全球的生物地球化学循环至关重要，但是目前缺乏基于实地观测的全球森林叶片习性和叶片形态的定量研究。

这项研究定量分析了全球常绿针叶树、常绿阔叶树、落叶针叶树和落叶阔叶树的分布和占比情况，发现常绿针叶树占比最高，占全球树木总数的38%。其次是常绿阔叶树（29%）和落叶阔叶树（27%），落叶针叶树占比最小，仅占全球树木总数的5%。

四种叶型树木地上森林生物量的分析发现，常绿阔叶树对地上森林生物量贡献最大，占全球地上森林生物量的54%。虽然常绿针叶树全球数量占比最高，但常绿针叶树只存储了全球地上森林生物量的21%。

图一：全球森林不同叶片类型分布

图二：全球森林不同叶片种类占比及其地上生物量

研究人员进一步分析了环境因子对叶片习性和叶片形态的影响，发现叶片习性对气候扰动较为敏感，叶片形态与绝对温度和湿度具有更高的相关性。因此，气候变化背景下不确定的气候特征将影响常绿树木的生长，更高的年均温可能会不利于针叶树种的生存，这意味着未来的气候变化可能会对森林生态系统的结构和功能产生更大的影响。结合未来不同排放情景气候数据，发现本世纪末地球上约三分之一的森林可能会受到气候变化带来的环境胁迫，这些环境威胁可能会影响森林的碳储量和演替进程。

图三：全球林地受气候变化影响的程度

本研究揭示了全球森林中不同叶型树木的数量分布和生物量贡献，强调了气候变化对森林生态系统的潜在影响，为如何更好地保护和管理森林资源提供了重要理论支撑。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41477-023-01543-5