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常绿阔叶林是我国中亚热带东部典型的植被类型,浙江天童国家森林公园的常绿阔叶林是其中的代表性地段。近几十年来,随着人类活动的日益加剧,植被的退化和恢复问题也日益备受关注,为更好的了解研究区内各优势种光合生理生态特性以给常绿阔叶林地区退化植被的恢复和重建提供科学和技术上的支持,本研究借助Li-6400便携式光合测定系统对研究区内不同干扰背景下常绿阔叶林更新层各主要优势种(栲树(Castanopsisfargessi)、木荷(Schimasuperba)、米槠(C.carlesii)、石栎(Lithocarpusglaber)、苦槠(C.sclerophylla))幼苗幼树的光合生理生态特性进行实验测定,实验分别在四块人工采伐样地、七块自然干扰林窗和一个原生对照样地中分四个季节进行。通过比较不同干扰样地中各生境因子的差异和变化,进而对不同干扰背景下各优势种幼苗幼树的Pn-PFD曲线、光合作用速率日进程、蒸腾作用速率日进程等生理生态指标进行比较。结果表明:
与原生对照样地相比,各干扰样地内太阳有效辐射在各季节均要高于原生样地;干扰样地空气温度在春夏秋季白天远高于原生样地,冬季情况有些特殊,上午10时前原生样地中高于各干扰样地,随着太阳辐射的增加干扰样地中的温度逐渐升高到原生样地之上;干扰样地空气相对湿度稍低于原生对照样地;空气CO2浓度差异很小。
比较不同优势种幼苗幼树Pn日进程,去除乔木层样地中各幼苗幼树的Pn日进程在春夏秋季多呈“双峰”曲线,峰值分别出现于上午和下午,中午太阳辐射最强时多为低值区,其它干扰样地在一年中多为“单峰”曲线,中午为Pn最高值,原生对照样地中各优势种幼苗幼树Pn日进程表现为一个“梯形”曲线,从8时至16时Pn基本维持在一个稳定的水平上。从Pn日进程各测定时段Pn值来看,在春夏秋季去除了乔木层的样地1、2和3中各优势种幼苗幼树Pn值明显高于保留有乔木层的样地4、林窗和原生对照样地5,尤其在日出后天空太阳辐射较强的时候优势更明显;冬季的情况有些特殊,早晨及同出后一段时间内受温度的影响,原生对照样地中各优势种幼苗幼树Pn值反倒高于各干扰样地,直到9点左右以后干扰样地中Pn值才慢慢上升到原生样地之上。从各树种在干扰样地和原生对照样地中Pn日进程图来看,各优势种Pn特性发生的改变各有不同,对5个优势种幼苗幼树在两大类样地中的光合能力排序如下:幼苗:(干扰样地:石栎>栲树>米槠>苦槠>木荷,原生对照样地:木荷>栲树>石栎>米槠>苦槠);幼树:(干扰样地:石栎>木荷>栲树>苦槠>米槠,原生对照样地:栲树>石栎>苦槠>木荷>米槠)。
蒸腾作用速率在干扰样地尤其是去除了乔木层的干扰样地中在夏秋季节白天的高温低湿环境中,各优势种幼苗幼树的Tr远远高于原生对照样地,春冬季节由于温度的原因,其差值稍小,但干扰样地中依然要高于原生对照样地。
使用统计分析软件对光合作用速率与诸生理生态影响因子的相关性进行分析发现:对各优势种光合作用速率来说,诸影响因子重要性稍有差别,但由于各影响因子之间又是相互影响相互制约的,所以各生理因子和生态因子时刻都在共同作用于植物体,只是不同时间某些因子表现的更明显些而已。根据多元线性回归方程偏相关系数排序,综合全年各季节数据,诸影响因子对植物体光合作用速率影响力大小排序为:PARi>Tr>CO2R>VpdL>Ci>RH_R>Tair>Cond。
通过此研究使我们对不同干扰程度生境下各优势种幼苗幼树光合生理生态特性的改变有所了解,为受损地区常绿阔叶林的恢复和重建过程中造林树种的选择从各优势种的生理生态特性方面提供选择依据。