秦岭太白山攀援植物的生长策略研究

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攀援植物是热带、亚热带和温带森林群落中的重要组成部分,对森林结构、功能和动态有重要的影响。近年来,生态学家围绕攀援植物的生长策略开展了大量的研究,但主要集中在热带和亚热带区域,而温带攀援植物关注较少,且已有研究都将攀援植物归为一类,缺乏攀援植物的分类研究。基于此,本研究以秦岭太白山暖温带森林中主要攀援植物为研究对象,基于功能性状和生物量分配模式的调查研究,对比分析了4种攀援方式草质攀援植物(茎缠绕类、叶柄缠绕类、卷须类和蔓生类)和3种攀援方式木质攀援植物(茎缠绕类、卷须类和蔓生类)在功能性状和生物量分配指标上的差异,分析了攀援植物在不同生活型及不同攀援方式的资源获取策略和资源分配策略,并综合分析其生长策略的差异。主要研究结果如下:(1)攀援植物的资源获取策略由叶功能性状之间的组合权衡来确定。在不同生活型间,草质攀援植物为相对“快速资源获取-生长”型策略,木质攀援植物为相对“缓慢资源获取-生长”型策略。在不同攀援方式间,草质攀援植物的资源获取策略通过比叶面积、叶氮含量和叶干物质含量、比叶重、叶碳氮比这两组叶功能性状之间的权衡来确定,表现为从卷须类的相对“快速资源获取-生长”型策略,向茎缠绕类的相对“较快速资源获取-生长”型策略,再向叶柄缠绕类和蔓生类的相对“缓慢资源获取-生长”型策略过渡;3种攀援方式木质攀援植物的资源获取策略通过叶面积、比叶面积、叶氮含量和叶干物质含量、比叶重、叶碳氮比这两组叶功能性状之间的权衡来确定,表现为从卷须类的相对“快速资源获取-生长”型策略,向茎缠绕类和蔓生类的相对“缓慢资源获取-生长”型策略过渡。(2)不同生活型和不同攀援方式攀援植物的资源分配策略存在差异,即其拥有不同的生物量分配模式。在不同生活型间,草质攀援植物主要将生物量分配到叶,木质攀援植物主要将生物量分配到茎和根。而在不同攀援方式间,4种攀援方式草质攀援植物中,茎缠绕类将较多的生物量分配到茎,卷须类和蔓生类将较多的生物量分配到叶,叶柄缠绕类将较多的生物量分配到根;在地上-地下部分,草质攀援植物将较多的生物量分配到地上部分;3种攀援方式木质攀援植物中,茎缠绕类和蔓生类将较多的生物量分配到茎,卷须类将较多的生物量分配到根;在地上-地下部分,除卷须类外,茎缠绕类和蔓生类将较多的生物量分配到地上部分。综上所述,不同生活型和不同攀援方式攀援植物有不同的生长策略。在不同生活型间,草质攀援植物为相对“快速资源获取-生长”型策略和其主要将生物量分配到叶以增强其光捕获能力来获取资源;木质攀援植物为相对“缓慢资源获取-生长”型策略和其主要将生物量分配到茎和根以增强其空间扩展能力和地下部分资源获取能力来获取资源。在不同攀援方式间,4种攀援方式草质攀援植物中,卷须类为相对“快速资源获取-生长”型策略,其主要将生物量分配到叶,反映了卷须类主要通过改变叶的形态以及投资来增加其光捕获能力来获得足够的资源;茎缠绕类的为相对“较快速资源获取-生长”策略,其主要将生物量分配到茎,通过形成更长的缠绕茎攀附附主以到达更好的光环境;蔓生类为相对“缓慢资源获取-生长”策略,其通过较大的比茎长以及分配较多的生物量到叶来增强其在林下低光环境的资源竞争能力;叶柄缠绕类为相对“缓慢资源获取-生长”策略,其主要通过分配较多的生物量到根以增强其地下部分的资源竞争能力。在木质攀援植物中,卷须类为相对“快速资源获取-生长”型策略,其主要将生物量投入到根,以获取更多的资源;茎缠绕类和蔓生类为相对“缓慢资源获取-生长”策略,其主要将生物量分配到茎以获取更多的资源。
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