植物叶片性状(形态、生态化学计量学等)是植物在长期进化过程中对外界环境因子适应的结果,并随外界环境的变化而变化。因此,在外界环境因子变化的条件下,探讨纬度梯度上单一物种叶片性状的纬度变化规律及其与气候因子和土壤养分的关系,为了解纬度梯度上植物叶片对气候及土壤养分的响应提供基础资料。水杉(Metasequoia glyptostroboides)是我国东部沿海主要的防护林树种之一,种植范围广泛,纬度跨度大,跨温带和亚热带两个气候带,为研究纬度梯度上单一物种叶片性状与外界环境之间的响应提供了理想的区域。本研究中,在中国东部沿海地区沿纬度梯度选取8个林龄相近的水杉林,采集水杉鲜叶、凋落叶以及土壤样品;并收集各地地理和气象因子,研究叶片形态性状(叶片长度、叶片宽度、叶片长宽比、叶片周长、叶片面积、比叶面积、叶片干重等)、生态化学计量学以及养分回收的纬度变化规律,分析叶片性状与气象、土壤因子的关系。结果表明:第一,纬度梯度上,水杉叶片形态表现为种群内的变异小于种群间的变异。种群间的叶长、宽、周长以及叶干重的变异系数分别为70.60%、80.53%、63.27%、62.89%。第二,纬度梯度上,水衫叶片长、宽、周长与纬度显著正相关,叶面积和比叶面积呈先增加后降低的趋势。水杉叶片形态的变化主要受年均温和年均降水量的影响。随着土壤氮含量的增加,比叶面积呈先降低后增加的趋势,叶干重则呈显著下降的趋势;随着土壤磷含量的增加,比叶面积逐渐增加,而叶干重则显著下降。第三,水杉鲜叶N和P的平均浓度分别为25.04mg·g-1、1.75mg·g-1。随着纬度升高,鲜叶N和P含量显著增加,但N:P与纬度的相关性不显著。水杉叶片N和P的平均回收效率分别为45.65%、55.30%。N回收效率与纬度显著正相关,P回收效率与纬度呈先增加后降低的趋势。年均温与年均降水量是影响水杉鲜叶N、P含量以及养分回收效率的主要环境因子,土壤养分对水杉鲜叶N、P含量的影响相对较弱。第四,纬度梯度上,随着水杉鲜叶N含量的增大,其叶片长、宽显著增加,比叶面积呈先增加后降低的趋势;随着水杉鲜叶P含量的增大,其叶片长、宽、周长显著增加。