重庆市主城区自生植物功能性状及其对城市化的响应

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植物对环境的适应性一直是生态学领域关注的热点之一,植物通过改变自身的某些特性来响应环境变化,形成不同的生存策略。城市化的快速发展改变了植被赖以生存的环境条件,造成植被生存空间破碎化与异质化,对植物的生长、发育、繁殖和扩散具有显著影响。目前关于植物对环境的适应性大多仍针对自然生态系统,在城市生态系统中的研究相对较少。从功能性状角度解析城市植物群落对于城市化的响应机制,有利于为城市生物多样性保护提供科学依据。本文以重庆市主城区为研究区域,以自生植物为研究材料,结合城市化梯度,分析重庆市主城区城市化梯度下自生植物群落功能性状分化特征,归纳总结山地城市自生植物对城市化的适应机制。主要研究结果如下:(1)重庆市主城区自生植物功能性状概况1)本研究共对重庆市主城区70种自生植物进行功能性状测定,所测植物功能性状指标变异系数均小于1,其中叶片C含量的变异系数最低(7.45%),具有一定的内稳态。自生植物SLA平均值为359.33 cm~2/g,SPAD平均值为39.62,平均高度为0.41 m,叶片C含量平均值为449.53 mg/g,叶片N含量平均值为24.74mg/g,叶片P含量平均值为2.81 mg/g,C/N平均值为20.62,N/P平均值为11.25,C/P平均值为234.06。2)对所有自生植物功能性状进行相关性分析,部分功能性状之间具有较强的相关性;SLA(比叶面积)与叶片N含量、C含量呈显著正相关,叶片N与叶片P含量呈显著正相关,种子大小与植株高度、果实大小呈显著正相关。3)重庆市主城区不同生活型植物功能性状之间存在较大差异,一年生草本表现为较高的相对生长速率和快速的碳同化作用,而多年生草本的SLA显著高于一年生草本;本地种与外来种之间的功能性状差异不显著,表明不同生活型、不同来源植物为适应城市环境采取了不同的生存策略。4)本研究运用聚类分析的方法将自生植物分为4种功能型,不同功能型自生植物间功能性状差异显著。本研究中将重庆市主城区自生植物生态策略主要概括为“CR”(竞争-抗干扰型)、“R”(抗干扰型)、“SR”(胁迫忍耐-抗干扰型)三种,“R”策略植物在城市中占主导地位,与城市化的特征相适应。(2)自生植物功能性状对城市化的响应1)本研究表明随城市增长强度升高,SLA减小,叶片N含量降低,叶片N/P、C/P呈下降趋势,C/N呈上升趋势,植物体内营养利用率升高,抗逆性加强,其它性状对城市增长强度的响应不显著。2)在不同生境水平上,叶片P含量、N/P、C/P差异显著,灌草丛间隙叶片P含量显著高于林缘和土壤废弃地,而N/P却显著小于林缘,其它功能性状在生境水平上差异不显著;植物功能性状之间的关系会受到生境影响而发生策略位移。本研究不仅可以补充山地城市植物功能性状测量数据的空白,还有助于阐明山地城市特殊景观格局下的城市自生植物生态策略,为我国山地城市城市生态系统稳定性提供重要的理论反馈。
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