论文部分内容阅读
植物对环境的响应机制和适应策略一直是生态学研究的热点之一。坡向是重要的环境梯度之一,植物在不同的坡向会表现出不同的适应策略。刺槐(Robinia pseudoacacia)和杏树(Prunus armeniaca),是常见的两种温带落叶乔木,具有喜光、抗旱、适应性强等特点,而不同的树种对环境变化的响应和适应机制也不尽相同。本文以兰州北山仁寿山为研究区,选取了有代表性的三座山,在每坐山南坡、东坡、西坡、北坡和梁峁设置三个样地,在植物生长旺盛期,分层(0~20、20~40和40~60cm)采集土壤样品以及刺槐和杏树的叶片。测定土壤因子(土壤水分、盐分、容重、pH、有机C、全P、温度)以及刺槐和杏树的叶性状(叶脉密度、叶脉直径、叶面积、叶厚度、比叶面积、叶干物质含量、叶含水量),分析了刺槐和杏树叶性状随坡向的变化及其对土壤因子的响应,主要研究结果如下:(1)各性状在刺槐和杏树之间均存在极显著差异(P<0.01),其中刺槐的叶脉密度(VD)、比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)极显著高于杏树,而中脉直径(VDi)、叶厚度(LT)、叶面积(LA)、叶含水量(LWC)为杏树极显著高于刺槐(P<0.01);两个树种叶性状的种内变异系数均为LWC(9.16%和5.70%)较小,为若变异性(CV≤0.1),其他叶性状表现为中等变异性。(2)刺槐和杏树叶性状随坡向,由南坡到东坡、西坡,再到北坡表现为:两个树种的VD、SLA均为减小的趋势,VD的最大值均出现南坡(83.32mm/mm~2、39.24mm/mm~2),SLA的最大值均出现在梁峁(245.77cm~2/g、243.01cm~2/g)。两个树种的VDi、LT、LDMC大致为增大的趋势,VDi的最大值均为北坡(15.13μm和30.36μm);LT在刺槐中表现为坡向间无显著差异(P>0.05),杏树为北坡显著高于南坡、东坡及梁峁(P<0.05);LDMC在刺槐中为北坡和西坡显著高于南坡、东坡及梁峁(P<0.05),在杏树中为北坡显著高于南坡、梁峁(P<0.05),最小值出现在梁峁(0.246)。两个树种的LA、LWC无明显的变化规律,但均为梁峁最大(9.21cm~2、26.41cm~2和64.88%、72.65%)。(3)两个树种性状间权衡关系表现为:刺槐和杏树的SLA均与LWC、LA呈显著正相关(P<0.05),与LDMC呈显著负相关(P<0.05),LDMC与LWC呈极显著负相关(P<0.01);刺槐的VDi与VD呈极显著负相关(P<0.01),LA与LDMC呈极显著负相关(P<0.01),与LWC呈显著正相关(P<0.05);杏树的VD与LA呈显著负相关(P<0.05),VDi与LT、LDMC呈极显著正相关(P<0.01),与SLA呈显著负相关(P<0.05),LT与LDMC呈显著正相关(P<0.05)。(4)土壤随坡向,由南坡到东坡、西坡,再到北坡的变化规律不明显;随土层深度增加,土壤水分(SMC)、pH、土壤P含量(STP)为减小的变化趋势,土壤盐分(SS)、土壤容重(BD)为增大的趋势;SWC与SS、BD、土壤温度(Tem)呈显著负相关(P<0.05),与土壤有机碳(SOC)呈极显著正相关(P<0.01);SS与pH、SOC呈极显著负相关(P<0.01)。(5)刺槐和杏树的VD均与SMC呈极显著负相关(P<0.01),与Tem呈极显著正相关(P<0.01),VDi与Tem呈极显著负相关(P<0.01),SLA与Tem呈显著正相关(P<0.05),LDMC与Tem呈显著负相关(P<0.05);刺槐的VD与SS呈显著正相关(P<0.05),VDi与SMC、SOC呈显著正相关(P<0.05),与SS呈显著负相关(P<0.05),LA与Tem呈极显著正相关(P<0.01),SLA与BD呈显著负相关(P<0.05);杏树的LT与Tem呈极显著负相关(P<0.01),LA、SLA、LWC与SMC呈显著正相关(P<0.05)。(6)多元回归分析表明:影响刺槐VD、LA、LDMC的主导因子是Tem,VDi的主导因子是Tem和SOC,SLA的主导因子是Tem和BD;影响杏树VDi、LT、SLA、LDMC的主导因子是Tem,VD的主导因子是SMC。可见,Tem对刺槐和杏树叶性状影响较为突出。