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植物碳代谢与资源利用策略不仅为植物其他重要的生理过程提供物质与能量,而且也能反应植物对环境的适应机制,已成为植物生态学研究的重要领域之一。为探究不同海拔黄山松(Pinus taiwanensis)的碳代谢及其资源利用策略差异,分析其生长的主要影响因素,本研究以江西武夷山国家级自然保护区不同海拔(1200m、1400m、1600m、1800m和2000m)黄山松为研究对象。分季节(夏季、秋季和冬季)测定不同海拔黄山松针叶基质特征、光合与呼吸速率及其对温度、光强及CO2浓度变化的响应,结合不同海拔黄山松的生长速率及死亡率,阐明不同海拔黄山松碳代谢过程及其资源利用效率对不同海拔黄山松生长的影响机制。主要研究结果如下:1.不同海拔黄山松光合速率-光响应特征随着光强的增加,主要以2000m和1800m海拔的黄山松针叶净光合速率最高。各海拔黄山松不同季节光合速率的光响应参数存在显著差异:秋季光饱和点高于夏季约13%-66%,高于冬季约49%-198%;从光补偿点来看,1400m黄山松秋季时高于夏季约73%,但是2000m光补偿点却低于夏季约10%;并且,秋季最大净光合速率高于夏季约5%-67%,高于冬季约42%-138%。2.黄山松针叶光合、呼吸速率的温度响应特征黄山松针叶的净光合速率随温度变化在三个季节(夏季、秋季和冬季)里都呈先增后减的趋势。黄山松针叶光合的适应能力在冬季相较于夏秋季更强,并且温度适应性随海拔升高呈上升趋势(夏季和冬季)。黄山松针叶净光合速率(A)的最适温度(Topt)在夏秋季都高于冬季,且最适净光合速率(Aopt)和在25℃下的净光合速率(A25)都呈现秋季>夏季>冬季的趋势。不同海拔和季节中,黄山松针叶最适温度随海拔增加呈下降趋势。夏秋季不同海拔黄山松针叶Aopt和A25随海拔增加而增加,但冬季并未显示出明显变化规律。黄山松针叶25℃下的呼吸速率(R25)在夏秋季基本低于冬季水平,而呼吸速率温度敏感系数(Q10)值表现为夏秋季高于冬季。在不同海拔条件下黄山松针叶R25均随海拔增加而增大,其Q10值在不同海拔、季节及其二者的交互作用中均存在显著相关性。3.黄山松针叶光合速率-CO2响应特征随着CO2浓度的增加,黄山松针叶净光合值达到一个稳定趋势。Vcmax值在不同海拔上均以夏秋季节较高,冬季较低。Jmax在不同海拔上反而以秋冬季节较高,夏季较低。Vcmax/Jmax值和Vcmax值的变化趋势相似。经过双因素方差分析,Vcmax、Jmax和Vcmax/Jmax均受季节和海拔的显著影响,并且受季节和海拔交互作用的影响。4.黄山松针叶基质特征与养分利用效率对其碳代谢的影响不同海拔黄山松针叶比叶重在秋冬季节显著高于夏季。夏季黄山松针叶A25mass、R25mass和LMA之间无显著相关性,但在秋季、冬季时则存在显著负相关关系(p<0.05),表明了植物叶片干物质含量的累积影响植物碳代谢。R25mass与N、P、C/N、N/P、C/P均呈异速生长关系,反应了植物养分含量的变化影响着植物的呼吸速率。黄山松针叶氮磷资源利用效率与光合在不同季节均呈正相关(p<0.001),即植物资源利用效率的提高将增强其光合作用能力。5.黄山松树木生长及其主要影响因素黄山松树高随海拔升高呈下降趋势,2014年和2017年黄山松树高由低海拔到林线处分别下降约72.39%、71.75%。不同海拔黄山松胸径与树高具有显著异速生长关系,且异速生长指数均小于1.0,即不同海拔的黄山松胸径增长速率均大于树高。黄山松断面积生长速率随海拔的升高而降低,从低海拔35.53 cm2 3-years-1到高海拔17.62 cm2 3-years-1下降了约为50.41%。黄山松针叶的NSC、N、P浓度与海拔呈正相关关系,而与其生长速率呈现负相关关系。综上所述,不同海拔黄山松光合速率的温度适应在夏秋季节差异不显著,而不同海拔黄山松呼吸速率的温度敏感系数Q10在冬季无显著差异。因此,本文认为黄山松针叶对碳代谢的调节会受到叶片本身生长发育和海拔梯度的共同影响,并且,随温度的升高,亚热带高海拔的黄山松将富有提高森林生产力的潜力。黄山松针叶在极端低温气候条件下通过降低对温度的瞬时敏感性,维持生存所必须的最低碳获取是支持其成为高山林线树种的重要碳代谢策略之一。同时,黄山松的年生长速率下降,但是其针叶的NSC、N、P等含量整体上呈显著增加趋势,表明了黄山松树种支持“生长抑制”假说。研究结果有助于深入了解黄山松的环境适应机制,为湿润亚热带山地系统的适应性管理提供理论依据。