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植物表皮蜡质是覆盖在植物表皮细胞外的复杂有机混合物,主要由亲脂性化合物组成,包括超长链脂肪酸、烷烃、一级醇、次级醇、脂肪醛、酮类和酯类物质等,一般呈绿灰色和灰白色霜状。它的主要功能是减少非气孔的蒸腾作用,控制叶片温度,保护植物免受外来机械损伤、病虫害入侵和太阳辐射等。作为植物与环境的第一接触面,植物叶表皮蜡质组分、含量和晶体结构对多种环境因子响应敏感。研究自然环境条件下植物叶表皮蜡质组分、含量和晶体结构的变化规律,有利于阐明蜡质特征变化对环境变化的响应机制,从而为研究全球气候变化下植物对环境的响应和适应提供重要的理论依据。本研究在青藏高原东缘,以生长在青藏高原高寒草甸的草本植物为对象,按纬度设置了9个采样区,分别位于类乌齐、下拉秀、清水河镇、巴颜喀拉山、黄河源、河卡隧道、河卡镇、巴卡台和门源。调查了各个采样区的植被,采用气相色谱和质谱技术测定了高寒草甸植物叶表皮蜡质含量和组分,并通过扫描电镜(SEM)观察了叶表皮蜡质的晶体形态。主要研究结果如下：1.植被调查结果表明：矮火绒草(Leontopodium nanum)、雪白萎陵菜(Potentilla nivea)、乳白香青(Anaphalis lacteal)和矮嵩草(Kobresia humilis)在所有采样区均有分布。9个采样区的植被盖度、物种数和优势种都有明显差异,植被盖度均在90%以上,植物种以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)、毛莨科(Ranunculaceae)、莎草科(Cyperaceae)和玄参科(Scrophulariaceae)等植物为主。在海拔4800 m以上,点地梅属(Androsace)和风毛菊属(Saussurea)植物分布较多。物种丰富度和多样性指数与纬度和海拔无显著相关关系。表明群落多样性的变化,是植物群落对生物和非生物因素的综合响应。2.各采样区植物叶表皮蜡质主要由烷、酸、初级醇、次级醇、醛、酮和酯类等物质组成,其含量变化存在种间和采样区差异。其中,烷类物质在蜡质总量中所占比例最高,而醛类物质含量较少。不同环境条件下,烷、酸、酮和酯类物质含量存在差异,但并没有表现出特定的规律。矮火绒草和雪白委陵菜在巴颜喀拉山含较多的初级醇、次级醇和酮类物质,这些组分在河卡镇较低。纬度最低的下拉秀和类乌齐的叶表皮蜡质含量显著高于其它采样区,这与该地区较高的年平均温度和年降雨量有关。叶表面覆盖一层厚茸毛的矮火绒草和乳白香青的蜡质含量显著高于叶表光滑的雪白委陵菜和矮嵩草。说明植物叶表覆盖的厚茸毛影响叶表皮蜡质含量的积累。3.对生长在门源的7种菊科(Compositae)植物叶表皮蜡质正烷烃分布特征的研究表明,植物叶表皮蜡质实际含量和相对含量存在种间差异。这是植物自身具体进化压力与周围环境综合作用的结果。大多数植物最丰富正烷烃是C29、C31和C33；而C25和C27相对含量在部分植物中较高；碳链<C25和>C33的烷烃浓度较低。CPI变化范围在1.38～20.60之间,表现为奇数优势；ACL变化范围在26.88～30.61之间。经聚类后,7种菊科植物可分为2大类：Ⅰ类包括以C29作为主要烷烃的茵陈蒿(Artemisia capillaris)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)和美丽风毛菊(Saussurea pulchra), Ⅱ类包括以C31为主要烷烃的矮火绒草、乳白香青、紫菀(Aster tataricus)和狮牙草状风毛菊(Saussurea leontodontoides)。这些结果表明正烷烃分布特征不能作为菊科植物分类的决定性因素。4.经扫描电镜观察发现,植物叶表覆盖一层蜡质薄膜,弥漫性分布于叶表,蜡质薄膜之上散布蜡质晶体。不同植物的蜡质晶体形态存在差异,其中矮嵩草晶体结构以片状、块状和颗粒状为主,雪白委陵菜则以片状和块状为主。巴颜喀拉山和黄河源矮嵩草蜡质晶体呈垂直片状,而河卡隧道、河卡镇、下拉秀和类乌齐的蜡膜形成褶皱凸起。雪白委陵菜蜡质晶体在所有采样区均发生不同程度的熔融。矮火绒草和乳白香青的叶表具纤毛,在扫描电子显微镜下未能观察到蜡质晶体结构。这种差异表明不同采样区因环境条件的不同,导致植物叶表皮蜡质晶体结构发生变化,从而提高植物的适应性。