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植物在不同地理分布上的生理响应一直是生态学研究的热点,目前对植物不同地理分布的研究多集中在海拔梯度上植物的生理特征和营养在植物体内分布的差异,而对不同纬度上同一植物的生理响应研究较少。植物非结构性碳水化合物(NSC)和营养元素含量在海拔梯度上研究较多,其在纬度梯度上的变化规律缺乏研究。植物在不同生长季、不同生长阶段、不同器官的生理代谢存在差异,这种差异也是植物对环境响应研究中的重要内容。栓皮栎树种分布范围极其广泛,是研究植物地理分布生理响应的理想树种之一。本文选取栓皮栎树种为取样对象,分别在生长季和非生长季两次取样,并分别对植物不同生长阶段的成年树和幼龄树,同时采集植物的叶(仅生长季)、茎、皮和根,分别分析其非结构性碳水化合物和营养元素含量。本研究在栓皮栎分布区从北到南,分别选取北京平谷(BJPG)、河北临城(HBLC)、河南济源(HNJY)、河南内乡(HNNX)、湖北秭归(HBZG)、湖南慈利(HNCL)和湖南城步(HNCB)7个纬度梯度,采集栓皮栎样品并分析其NSC和营养元素(N、P、K)含量,研究NSC和营养元素含量的纬向变化规律及与环境因子的关系。主要结果如下:1、栓皮栎各器官的NSC含量在生长季随纬度不同表现出规律性变化,这种变化因不同生长阶段、不同器官、NSC种类而异,具体结果为:幼龄树叶中的淀粉含量(P=0.035)、成年树茎中的可溶性糖含量(P<0.001)、幼龄树茎中的可溶性糖含量(P=0.007)、成年树皮中的淀粉含量(P<0.001)、成年树皮中的TNC含量(P=0.025)、幼龄树皮中的淀粉含量(P=0.012)、幼龄树根中的淀粉含量(P<0.001)、幼龄树根的TNC含量(P=0.001)均与纬度显著正相关,成年树茎中的淀粉含量(P=0.021)与纬度显著负相关。2、栓皮栎各器官NSC含量在非生长季随纬度不同表现出一定的规律变化,这种变化规律因不同生长阶段、不同器官、NSC种类而异,具体表现在:成年树茎中的可溶性糖含量(P=0.01)、幼龄树茎中的可溶性糖含量(P<0.001)、幼龄树茎中的TNC含量(P=0.001)、成年树皮中的可溶性糖含量(P<0.001)、成年树皮中的TNC含量(P<0.001)、幼龄树皮中的可溶性糖含量(P<0.001)、幼龄树皮中的TNC含量(P=0.002)均与纬度呈极显著的正相关关系。3、栓皮栎各器官的营养元素含量在生长季与纬度表现出一定的相关关系,这种关系因不同生长阶段、不同器官和营养元素种类而异,具体来讲:成年树叶中的氮含量(P<0.001)、成年树茎中的氮含量(P=0.020)、成年树茎中的磷含量(P=0.010)、成年树根中的氮含量(P=0.001)、幼龄树根的氮含量(P=0.002)均与纬度显著正相关,成年树叶中的磷含量(P=0.045)、幼龄树叶中的氮含量(P<0.001)、成年树根中的磷含量(P<0.001)、成年树根的钾含量(P=0.018)、幼龄树根中的磷含量(P=0.030)、幼龄树根中的钾含量(P=0.010)均与纬度显著负相关。4、对栓皮栎在非生长季各器官营养元素含量的纬向变化研究发现,栓皮栎成年树茎中的磷含量(P=0.017)、幼龄树根中的钾含量(P=0.004)均与纬度显著正相关,幼龄树茎中的钾含量(P=0.016)、成年树皮中的钾含量(P=0.019)、幼龄树皮中的钾含量(P=0.002)、成年树根中的钾含量(P=0.013)均与纬度显著负相关。5、栓皮栎成年树在生长季各器官的NSC含量主要与环境因子中的土壤因子相关关系较强,而与气象因子的相关关系较弱;生长季栓皮栎幼龄树、非生长季栓皮栎成年树、非生长季栓皮栎幼龄树中各器官的NSC含量主要与环境因子中的气象因子相关关系较强,而与土壤因子的相关关系较弱。无论在生长季或非生长季,成年树和幼龄树各器官的营养元素含量均主要与环境因子中的气象因子相关关系较强,而与土壤因子的相关关系较弱。