植物功能性状研究主要探讨植物生理生态特性与外界环境之间的相互关系问题,通过分析不同地理及气候条件下植物功能性状的响应差异,论述植物对环境变化的生长适应性,以及在营养物质和能量平衡上所做出的生态策略,以此作为评价森林群落动态格局和生态系统功能的依据。本文的研究目的是探讨红松功能性状响应地理和气候因子变化的特征规律,对影响红松功能性状的因子进行评价筛选。本文的研究内容包括:(1)红松功能性状的海拔响应特征,通过分析中国长白山地区,地理和气候因子变化对红松功能性状的影响以及性状之间的相关性,初步筛选影响红松性状响应差异的主要原因;(2)红松功能性状的纬度响应特征,通过分析中国东北地区不同纬度红松功能性状与气候因子的响应关系,进一步判断影响红松功能性状变化的因素,以及红松为适应气候变化的适应调节策略;(3)红松天然更新苗和人工栽培苗的性状差异,通过比较中国东北地区红松天然更新苗和人工栽培苗的性状差异,探讨红松更新苗的生长适应特性,以及环境条件对天然更新、人工更新的影响差异;(4)控制条件下红松幼苗功能性状的差异,通过控制温度、光照等条件,判断限制不同苗龄红松幼苗功能性状的主要因素。论文主要研究结论如下:(1)海拔升高对红松功能性状产生显著影响(P<0.01),而这种生境异质性导致各个样点降水和温度条件的改变是造成红松性状差异的主要原因。海拔的升高使比叶面积(SLA)、叶厚(LT)以及叶氮磷比(N/P)下降,而叶干物质含量(LDMC)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)则升高。各海拔的气候因子与红松功能性状相关性显著(P<0.01),降水对红松性状的影响比温度更为明显,并且红松对降水和温度因子分别采取了不同的生态响应策略。红松性状间的联系密切,比叶面积、叶厚和叶干物质之间相关显著,叶厚、叶氮磷含量之间相关性显著。功能性状间的关系体现了红松为适应气候因素干扰对各器官组织的资源分配做出调节。(2)红松功能性状的纬度梯度变化差异明显(P<0.01),影响红松功能性状的主要因素为年降水(AP)、潜在蒸散量(PET),其次有明显作用的是海拔、纬度、生长季降水(GSP)和最冷月均温(MTCM)等,经度和年均温(MAT)的影响不明显。红松各功能性状间的关系为:比叶面积、叶厚、叶干物质含量和叶氮磷含量关系与海拔分析结论相似,叶氮磷含量和根氮磷含量的线性关系明显,比根长与叶厚、叶氮含量的线性相关性显著(P<0.01)。研究尺度的大小会使红松功能性状的气候因子响应程度发生改变,尺度缩减使气候因子对红松性状的影响加深,同时加深了气候因子与性状之间的相关关系。(3)比较红松天然更新和人工栽培幼苗时发现,随着纬度升高,红松天然更新苗和人工栽培苗对地理和气候因素的响应特征基本相似。但在相同的温度、降水条件下红松天然更新苗在生境适应性上更具优势,人工栽培苗则在生长积累方面优势明显。这两种情况代表了红松在生长过程中对不同环境条件所采取不同生长调节策略,这一特点将在它们各自未来的生长发育阶段产生重要影响。(4)不同苗龄的红松幼苗功能性状对温度和光照变化的响应差异显著(P<0.01),叶性状差异是温度、光照和苗龄的独立作用和交互作用共同影响的结果,影响程度依次为:苗龄>温度>温度X光照X苗龄>光照>光照X苗龄>温度X光照>温度X苗龄。温度和苗龄的影响更明显(0.945,0.672),光照在2者的作用基础上产生影响。红松幼苗叶性状间的线性关系是对温度、光照和苗龄响应的结果。叶性状间紧密联系反应的是红松为响应环境因素影响所采取的物质分配策略的变化,其目的是维持植物体内同化和异化作用的平衡保障红松幼苗稳定生长。通过植物功能性状对红松群落更新环境进行评价发现,虽然实验选择的对比因子不同,但在自然条件下红松功能性状的响应有趋同特征:无论是海拔变异性还是纬度变异性,其性状的响应特征可以互相借鉴印证。与之相反,比较天然幼苗和人工幼苗的性状响应差异时,两者变化存在很大差别,对气候因子的敏感程度也有区别。通过野外调查取样和人工控制实验相结合的研究方法,可以做到研究结果的相互印证,并对矛盾的原因进行深入探讨。本研究对未来量化模拟红松性状的动态规律提供数据支持,并对解决红松林更新保护和恢复难题,以及对实际经营管理中红松栽培和选育等措施具有指导借鉴意义。