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科学通报 2022年第10期67卷 986-996页

作者：陈馨悦张世挺牛克昌南京大学生命科学学院南京210023 兰州大学生命科学学院兰州730000 甘南草原生态系统国家野外科学观测研究站甘南740000

功能性状及其关联可以反映有机体响应环境的生态对策,是探究各生态层次生物与环境相互作用的关键.大量的研究报道了区域至全球尺度上植物种间性状的协同或权衡.基于此,研究者试图推演环境变化下种群、群落至植被的功能结构动态.然而,各... 详细信息

功能性状及其关联可以反映有机体响应环境的生态对策,是探究各生态层次生物与环境相互作用的关键.大量的研究报道了区域至全球尺度上植物种间性状的协同或权衡.基于此,研究者试图推演环境变化下种群、群落至植被的功能结构动态.然而,各生态层次性状关联的主导机理不尽相同.性状关系跨尺度推演的核心在于局域群落种内及种间的性状关联,而相关研究极其缺乏.整合性状关联的机理与群落构建理论,我们推测,与大尺度下生态位特化主导物种性状关联类似,局域群落中多物种共存且生态位分化明显时,种间也应有显著的性状协同与权衡;功能平衡和结构优化主导性状关联时,种内与种间存在一致的协同或权衡关系,可推演至群落水平.以环境差异较小而多物种共存的青藏高原高寒草甸植物群落为例,检验了这些推测.结果表明,在生态位分化明显的高寒草甸,局域群落物种间叶片氮磷含量与比叶面积协同变化(与叶片干物质含量权衡),但大多数种内这两类性状的关联并不显著.无论是种间还是大多数种内,功能平衡下叶片氮磷含量协同变化,结构优化使比叶面积与叶干物质含量呈权衡关系.性状的协同与权衡关系在多性状分析中更加明显.这些结果支持了以上预测,为性状关联的跨尺度推演提供了理论基础和实验依据.

关键词：群落构建生物多样性功能性状叶片经济学谱青藏高原

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亚热带地区主要森林类型水分利用效率的影响因子分析

亚热带地区主要森林类型水分利用效率的影响因子分析

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作者：孔令仑福建师范大学

学位级别：硕士

本研究以亚热带地区人工林和天然林两种不同的主要森林类型为研究对象,探索影响植物水分利用效率的主要因子,共分为以下三个部分。（1）以亚热带不同林龄（3、8、14、21、46年生）杉木人工林为研究对象,探索不同叶龄（当年生、1年生、2... 详细信息

本研究以亚热带地区人工林和天然林两种不同的主要森林类型为研究对象,探索影响植物水分利用效率的主要因子,共分为以下三个部分。（1）以亚热带不同林龄（3、8、14、21、46年生）杉木人工林为研究对象,探索不同叶龄（当年生、1年生、2年生和3年生）叶片氮、磷养分状况和水分利用效率的差异及其相互关系。结果表明:不同叶龄水分利用效率差异显著,总体趋势为当年生＞1年生＞2年生＞3年生,而林龄对水分利用效率影响不显著。叶片N:P为11.4-19.6,其中幼龄林和老龄林叶片N:P高于速生期林分叶片N:P,氮、磷浓度随叶龄的变化趋势一致,为当年生＞1年生＞2年生＞3年生。水分利用效率随林龄变化不显著,可能是因为叶片光合速率和气孔导度同时随林龄下降。水分利用效率与叶片氮浓度相关不显著,而与叶片磷浓度呈显著正相关,与N:P呈显著负相关,表明在氮沉降增加的背景下,亚热带森林中植物磷含量逐渐成为影响水分利用效率的重要因子。（2）以武夷山不同海拔（600、900、1300、1500、1800、2000 和 2100 m）的乔木、灌木和草本3种生活型的植物为研究对象,观测其水分利用效率和叶片氮、磷养分浓度随海拔的变化趋势,旨在探索海拔梯度间水分、养分变化与植物水分利用效率变化的关系。结果表明:植物水分利用效率随海拔的增加呈显著上升趋势,乔木叶片δ180随海拔变化不显著。总体上看,叶片氮浓度未观测到规律性的变化,高海拔地区的叶片磷浓度显著高于低海拔地区。水分利用效率与叶片磷浓度呈显著正相关,而与叶片氮浓度相关性不显著。不同海拔植物水分利用效率变化主要由光合速率的变化引起,水分状况对植物水分利用效率的影响不显著。海拔梯度间的植物叶片磷浓度的差异对光合速率影响显著,进而影响水分利用效率。（3）以武夷山同一海拔天然林中乔木、灌木和草本三种生活型的植物为研究对象,探索其水分利用效率随生活型变化的差异,以及“叶片经济学谱”中叶片的各种功能性状的差异对水分利用效率的影响,旨在为研究植物碳-水循环提供新思路。结果显示,植物生活型对水分利用效率影响不显著,但具有一种乔木＞灌木＞草本植物的趋势。不同生活型之间叶片的比叶面积差异显著,且与水分利用效率呈显著负相关关系。基于叶片质量的氮、磷养分浓度与水分利用效率相关性不显著,而基于叶片面积的氮、磷养分浓度与水分利用效率呈显著正相关。研究结果表明,不同生活型植物水分利用效率尽管差异不显著,但其呈现出的变化趋势与叶片比叶面积有关,从养分的角度来看,植物水分利用效率主要受单位叶面积的养分浓度的影响是叶片功能特性规律性变化的体现,而不同生活型植物水分利用效率与功能性状的差异受林地内部的垂直分层影响。植物“叶片经济学谱”以植物的比叶面积的变化为核心,分别基于质量和面积的叶片氮、磷两种养分浓度和有机体的骨架—碳浓度以及水分利用效率发生有序的变化,而由于本区降水量较丰富,水分利用效率未发生显著变化,但具有随“叶片经济学谱”呈规律性变化的趋势。

关键词：年龄序列杉木海拔生活型叶片经济学谱水分利用效率养分状况

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