广西大明山常绿阔叶林20种优势植物的功能性状特征

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植物功能性状是近年来森林生态学研究的热点之一,植物的功能性状及其组合是森林生态系统经营的重要基础。本研究选择在广西大明山自然保护区内的天坪区,在3.2hm2的样地挂牌调查,选出重要值在前20的常绿阔叶林木本植物作为研究对象。对选取的20种木本植物标记调查,主要研究以下几方面:(1)测定各植物的叶功能性状,揭示各功能性状间是否存在相关性,同时分析其变化趋势;(2)用叶功能性状作为分类依据,通过聚类分析划分出植物功能群,进而研究功能群间是否存在功能性状的关系;(3)对20种植物的叶片N、P、N/P进行测定,探讨大明山优势植物是否受N、P元素的制约;(4)通过在不同坡位和不同朝向采集植物叶片进行分析,来研究立地条件对植物功能性状的影响。结果如下:(1)植物各功能性状之间存在不同程度的相关性。其中叶组织密度与叶面积、叶厚度、叶大小显著负相关;比叶面积与叶干物质含量、茎干密度呈显著负相关,与叶氮含量、叶磷含量、叶钾含量显著正相关;植物叶绿素含量与叶氮含量、叶磷含量显著负相关;叶干物质含量与叶组织密度、叶磷含量和叶绿素含量显著正相关;叶磷含量与叶氮含量和叶钾含量显著正相关;茎干密度与叶厚度、叶面积、高径比显著正相关。研究还发现,大明山常绿阔叶林主要植物的叶面积、叶钾含量和冠幅的变化范围很大,其次为叶厚度、叶组织密度、比叶面积、叶氮含量、叶磷含量和胸径,树高、茎干密度、高径比、叶干物质含量和叶绿素含量变化范围最小。这说明植物不同功能性状对相同环境的响应和适应能力有所不同。(2)常绿阔叶林中20种优势木本植物以叶功能性状为分类依据,根据系统聚类分析可分为三个性状功能群。三个功能群的叶片质地分别为:A类:纸质、薄革质;B类:革质;C类:革质、纸质。研究发现A类功能群具有较大的比叶面积,B类功能群有较小的比叶面积和较大的叶组织密度。三个功能群中A类功能群的功能性状表现最好,B类功能群略优于C类功能群,表明多样性增加了均衡效应,使物种群落具有高稳定性。三个功能群之间的功能性状具有相关显著性。三个功能群之间都有显著差异的有叶组织密度和茎干密度;其余的都是两个功能群之间互相显著相关,如比叶面积只在A类功能群和B类功能群之间差异显著;叶干物质含量在A类功能群和B类功能群以及B类功能群和C类功能群之间显著差异。这表明大明山常绿阔叶林功能群通过功能群间的生态补偿作用增加了群落的稳定性。(3)在20种优势植物中,叶片含氮量、叶片含磷量之间并未表现出相关规律性,但是含量大小总体随着N/P上下同时浮动。叶氮含量显著低于整个中国区域和全球区域的叶氮含量水平,但与中国区域的常绿木本植物的叶氮含量接近;叶磷含量大于中国区域的常绿木本和阔叶木本的叶磷含量,但是小于整个中国区域和全球区域的叶磷含量。N/P明显大于全球区域的N/P,和整个中国区域的N/P相似,跟中国区域的常绿木本和阔叶木本的N/P相对偏小。这说明广西大明山的植物生产力主要受P限制。在三个功能群中,叶片含氮量、叶片含磷量之间并无多大关系。A、B、C三个功能群分别受N、P共同限制、N限制和P限制。(4)大明山常绿阔叶林各植物的部分功能性状随着坡位的不同产生了显著差异,如叶干重、叶干物质含量、叶组织密度、比叶面积和叶绿素含量。这表明在山地环境中,光照强度是对植物影响最大的一个因子,同时土体的水分和营养元素也具有一定的影响。对不同方向叶子取样后并未发现它们的叶功能性状间存在差异,各项叶功能性状参数影响不显著,这表明大明山常绿阔叶林优势植物在叶片朝向上并无显著差异性。
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