缙云山不同森林演替阶段群落植物叶片功能性状研究

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植物功能性状(Plant functional traits)是指能够响应生存环境的变化并对生态系统功能有一定影响的植物性状,其反映植物内部不同功能之间的生理或进化权衡及植物对不同环境的适应。本研究选择重庆市北碚区缙云山国家级自然保护区针叶林、针阔混交林、阔叶林三个不同演替阶段森林群落为研究对象,分别对植物叶面积、比叶面积、叶片厚度、叶片强度、叶氮含量、叶碳含量以及叶绿素荧光参数等指标进行了研究,并采用性状梯度分析法,分别计算群落平均性状值、物种平均性状值及物种功能性状的α组分和β组分,对三个演替阶段群落进行纵向比较,揭示了相同气候环境下三个不同演替阶段群落中叶片功能性状的差异。主要研究结果如下:1.在三个群落中,物种平均叶面积随着针叶林到针阔混交林到阔叶林的演替进展呈现增大趋势,且三个样方中均存在显著性差异。2.在三个群落中,比叶面积表现为针叶林小于阔叶林小于针阔混交林,阔叶林和针阔混交林之问存在显著性差异。3.叶片厚度表现为阔叶林小于针叶林小于针阔混交林,针叶林、分别与阔叶林、针阔混交林存在显著性差异。4.叶片强度体现为针叶林小于阔叶林小于针阔混交林。针叶林、分别与阔叶林、针阔混交林存在显著性差异。5.三个不同演替阶段群落物种单位重量叶碳含量(Cmass)表现为针阔混交林小于针叶林小于阔叶林,单位重量叶氮含量(Nmass)为针阔混交林小于阔叶林小于针叶林;单位面积碳、氮含量(Carea、Narea)的变化趋势均为针叶林显著高于其它两种林型,针阔混交林和阔叶林基本持平;碳氮比(C/N)在三个群落中呈现出随着演替进展逐步增大的趋势。6.三个群落中基础荧光值F0无显著变化。最大荧光产量Fm表现为针叶林小于阔叶林小于针阔混交林,且针阔混交林分别与针叶林、阔叶林之间存在显著性差异,针叶林与阔叶林之间无显著性差异。光化学猝灭系数qP变化趋势为针叶林大于阔叶林大于针阔混交林,针叶林、阔叶林分别与针阔混交林之间存在显著性差异,而针叶林和阔叶林之间无显著性差异。最大光化学量子产量Fv/Fm及反映非光化学途径的耗散的参数qNP在本研究中无显著变化。研究结果表明,在缙云山针叶林、针阔混交林、阔叶林三个群落中物种逐渐由叶片小而厚的乔木物种演变为叶片大而薄的乔木物种,叶片强度也有逐渐变小的趋势,并且大叶的常绿物种所占的比例逐渐增加,在阔叶林中物种对建造植物器官的必要元素C需求量更大,群落内乔木物种通过降低叶片厚度及强度、增加叶片面积、降低叶片碳氮比等途径增加对光照、养分、水分、空间等资源的竞争能力。
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