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于2012年7月对福建东南海岸带山地—灵石山,以海拔梯度100m为间隔,将灵石山分9个海拔梯度进行优势树种与土壤调查与取样,参照《陆地生物群落调查观测与分析标准方法》测定灵石山不同海拔优势树种叶片、土壤的矿质元素含量、应用叶绿素仪(SPAD-502)测定优势树种叶片叶绿素含量、用CI-203激光叶面积仪测量其叶面积;用MAT253同位素比率质谱仪(Isotope Ratio Mass Spectrometer)与Flash EA1112HT元素分析仪(Elemental Analyzer)测试优势树种叶片的氮、碳同位素及不同海拔土壤氮、碳同位素;用LI-8100 土壤碳通量测量仪测定土壤碳通量。分析不同海拔优势树种叶属性特征;优势树种叶片氮同位素、碳同位素分布结构与差异;优势树种叶片氮、碳同位素对海拔梯度环境的响应特征;优势树种的矿质元素含量对叶片氮、碳同位素值的联合作用;不同海拔优势树种矿质元素含量对叶片氮、碳同位素分馏的影响;不同海拔优势树种叶片氮、碳同位素与土壤氮、碳同位素、土壤矿质元素、土壤碳通量等的相关性。从不同海拔梯度优势树种叶片稳定氮、碳同位素、叶片矿质元素、土壤稳定氮同位素以及土壤矿质元素等角度分析优势种叶片氮、碳稳定同位素特征及其对环境的响应,为构建“环境—植物—环境”系统机制提供重要理论基础,并对中亚热带海岸带的重要常绿阔叶林群落分布格局、生态系统的养分循环特征、退化生态系统恢复以及植被吸收氮沉降规律提供重要理论基础。研究结果显示:1、对灵石山多海拔连续出现的优势树种叶片矿质元素含量进行比较,C含量最高,Cu含量最低。乔木优势种的各个矿质元素含量规律基本相同,除Na受海拔差异的影响较大外,其他矿质元素受海拔因素影响均不明显;灌木优势种矿质元素差异没有表现出明显一致性规律。300m和400m海拔乔木与灌木树种间叶绿素具有显著差异,300m～700m海拔梯度乔木优势树种叶绿素在树种间具有极显著差异,200m～400m海拔的不同灌木优势树种间叶绿素差异达极显著水平。优势树种的叶面积均呈现出随海拔升高而降低的趋势,乔木与灌木优势种的SLA总体分布于0.011～0.027之间,基本呈现出随海拔升高而下降的趋势,同一海拔梯度乔木树种和灌木树种SLA具有显著差异。2、对灵石山优势树种叶片氮同位素进行分析,所测试的26种优势树种63份样品的δ15N值分布于-6.0405‰～0.472‰间,均值为-3.1025‰。不同功能型植物叶片δ15N的组成具有明显差异,乔木δ15N均值为-2.6538‰,高于灌木δ15N的均值-3.3991 ‰。优势树种δ15N随海拔高度变化表现为明显的二次曲线,在海拔100m～400m左右,植物δ15N均值大致随海拔升高而逐渐变轻,在海拔400m～900m左右转换为随海拔升高而变重,说明在灵石山全海拔梯度中,植物δ15N分馏在海拔400m左右产生转换。灵石山优势树种叶片δ15N因树种差异与海拔差异表现出较大变率。3、就优势树种叶片δ15N与矿质元素关系而言,乔木优势树种N和C/N对δ15N的影响最显著,Ca和Mn与δ15N相关性较好,而C、K以及Cu与三种乔木之间相关性不显著。灌木优势树种δ15N与Ca、P和Mg呈显著的正相关,与C/N呈显著的负相关。选择300 m与400 m海拔的6个乔木和灌木优势树种叶片δ15N值与矿质元素含量进行相关性分析,具有极显著相关性的有:δ15N与N、C/N;N与C/N;K与C;Mg与C、Ca;Mn与C、K、Ca;Cu与Fe,具有显著相关性的有:δ15N与P;Ca与C、K;Mn与Na、Mg;Cu与C、K;Zn与Ca、Mg、Mn。优势树种叶片δ15N与N以及C/N的相关性表明,灵石山优势种叶片δ15N的海拔差异可能与N的利用具有密切关系。4、灵石山优势树种叶片δ13C值分布于-27.4265‰～-35.984‰间,其中超过95%的δ13C值分布在-29‰～-35‰之间,均值为-32.4938‰。乔木δ13C的平均值为-31.6242‰,高于灌木δ13C的均值-32.5807‰。优势树种δ13C随海拔高度变化表现为二次曲线,各海拔优势树种叶片δ13C均值与海拔变化显著相关,海拔100m～300m,优势树种δ13C均值随海拔升高逐渐变轻,在海拔300m～900m则变为随海拔升高变重,表明在灵石山不同海拔梯度中优势树种δ13C分馏在海拔300m就产生。对多海拔分布的主要优势种的研究发现,大部分主要优势种δ13C值随海拔升高而变重,但变化幅度不一致,主要因物种与小生境的不同而稍有差异。与优势种叶片δ15N相比,δ13C受海拔生境变化的影响更为明显。5、对灵石山在4个及4个以上海拔出现的优势树种叶片碳同位素与其矿质元素进行分析,300m～800 m米槠δ13C值与N、C/N间呈二次曲线相关,200m～700 m猴欢喜δ13C值与C、N、C/N、Fe和Mn之间均为二次曲线相关。在多海拔间,厚壳桂叶片δ13C值与N以及C/N之间的二次曲线极显著相关,100m～500 m罗伞树叶片δ13C值与N和Mg的二次曲线拟合效果最好,围涎树、九节木叶片δ13C值仅与少量矿质元素呈曲线相关。6、灵石山不同海拔优势树种叶片中δ15N的变动较δ13C大,不同海拔优势树种叶片δ15N的变动系数为-0.2556,其极差较大,最大值是最小值2.27倍,而优势树种叶片δ13C的变动系数为-0.0431,最大值与最小值的差异仅为15%。灵石山优势树种叶片的δ15N与δ13C不相关,优势树种叶片δ15N、δ13C与海拔的关系都呈现出二次曲线。优势树种叶片δ15N与年均温度和降水量没有表现出明显趋势,优势树种叶片δ13C随着年均温度的降低不断偏重,两者显著负相关,优势树种叶片δ13C与年均降水量表现出显著负相关。7、灵石山不同海拔表土层(0cm～20cm)土壤的δ13C均值介于-27.69‰～-20.21‰之间,平均值为-25.15‰,不同海拔表土层(0cm～20cm)土壤的δ15N均值介于-0.5‰～5.56‰之间,平均值为2.71‰,土壤δ13C和δ15N值在不同海拔梯度上的分布均存在极显著差异。土壤δ15N、δ13C之间呈显著正相关。不同土层间的δ15N、δ13C差异均不显著,土层和海拔的交互作用也不明显。土壤δ13C与土壤水分、温度之间呈现极显著正相关,土壤δ15N与土壤水分、温度之间呈现显著正相关。土壤δ15N不同海拔均值分布于-0.5‰～5.56‰,优势树种δ15N分布于-6.0405‰～0.472‰,土壤δ15N与优势树种δ15N相比显著富集。土壤δ13C分布于-25.57‰～-20.21‰,优势树种δ13C分布于-27.4265‰～-35.984‰,土壤δ13C明显较优势树种δ13C偏正,而且土壤δ13C与优势树种δ13C两者间具有显著的正相关性。