温带森林阔叶树幼苗叶茎经济谱及其与防御性状的关系

作     者：程思祺 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：金光泽

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：权衡策略 经济谱性状 防御性状 幼苗 主成分分析 

摘      要：理解植物性状之间的关系一直是生态学研究的热点问题。其中,前人研究多集中于易测定的成年树叶经济谱相关性状,而对幼苗阶段尤其是其他关键性状(如防御性状)研究较少。由于林下的生物和非生物环境能够影响幼苗的生长和存活,评估对这些环境因子响应的关键性状尤为重要。本研究以黑龙江凉水国家级自然保护区典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林和谷地云冷杉林内共有的8种阔叶乔木和11种阔叶灌木物种的幼苗叶片为研究对象,通过测定共16个幼苗叶、茎经济谱和防御性状,评估了幼苗功能性状在不同生活型、林型和器官间的差异以及性状之间的关系。本研究发现所有叶片性状在乔木和灌木幼苗之间无显著差异,谷地云冷杉林中的幼苗的叶总酚含量和单宁含量显著高于阔叶红松林中的幼苗,谷地云冷杉林林下光照强度弱于阔叶红松林,且空气和土壤湿度较高。所有茎性状在乔木和灌木幼苗之间以及不同林型之间均无显著差异。幼苗叶绿素含量与比叶面积呈极显著正相关关系,与叶氮含量、叶磷含量呈显著正相关关系;幼苗叶氮含量与叶磷含量呈显著正相关关系;幼苗叶防御性状之间呈显著正相关关系;幼苗叶绿素含量与叶总酚含量、单宁含量、类黄酮含量呈显著负相关关系,叶氮含量与叶总酚含量、单宁含量呈显著负相关关系,与类黄酮含量呈极显著负相关关系,说明幼苗叶经济谱性状与防御性状之间存在权衡关系,即对叶片碳代谢性状的更多投资意味着对叶防御性状更少的投资;乔、灌木幼苗具有相似的资源利用策略。茎氮含量与茎磷含量呈显著正相关关系;茎总酚含量与茎单宁含量呈极显著正相关关系;茎总酚含量与茎类黄酮含量呈显著正相关关系;茎类黄酮含量与茎单宁含量、茎缩合单宁含量呈显著正相关关系。茎经济谱性状与茎防御性状存在于两个独立的维度。幼苗的叶性状与茎性状之间存在协作关系。对于幼苗经济谱性状,植物从高光合速率、高茎磷含量、低木质密度和低叶干物质含量的“资源获取型物种逐渐转变为低光合速率、低茎磷含量、高木质密度和高叶干物质含量的“资源保守型物种;对于幼苗防御性状,茎缩合单宁含量与叶总酚含量、叶单宁含量、叶类黄酮含量、叶缩合单宁含量均呈显著正相关关系,茎单宁含量以及茎总酚含量与叶单宁含量均呈极显著正相关关系。