两种不同生态系统中植物叶片功能性状及养分再吸收比较研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:samsam1005
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叶片是植物获取资源的重要器官,对环境变化敏感且可塑性大,其养分组成不仅能够反映植物的生态策略,而且也是适应生境条件的一种表征。叶片性状不仅能解释植物在不同环境梯度下的分布特征和适应环境的机理,而且能够预测生态系统对环境变化的重要响应,且其本身对生态系统过程也具有显著的影响。养分再吸收是指植物叶片在衰老过程中会把一部分养分元素回收到植物体内供其它组织重复利用的过程,养分再吸收不仅是植物对养分贫瘠环境的一种适应进化策略,也是植物养分保存、增强竞争力、提高养分利用效率和生产力的重要对策。由于叶片结构特征和养分含量组成会随气候、土壤和环境因子而变化,因此对不同生长环境植物叶片功能性状及养分再吸收的研究能更好的阐明叶片生理生态对环境变化的响应机理。  本研究选择中亚热带同一气候带下喀斯特石灰岩生态系统和常绿阔叶林砂岩生态系统中的主要木本植物作为研究对象,将植物分为常绿和落叶两种生活型植物进行对比研究,分别测定了两种生活型植物成熟和衰老叶片的叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)、叶片厚度(LT)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)和叶钾含量(LKC)及叶氮磷比(N∶P)等指标,首先,分别对每种生态系统中的常绿和落叶植物叶片功能性状和养分再吸收情况进行了对比研究,最后,比较了两种生态系统中不同生活型植物叶片功能性状及养分再吸收效率的差异。主要研究结果表明:  1.对于喀斯特石灰岩生态系统中不同生活型植物相比:叶片功能性状相比,在成熟和衰老叶中,常绿植物和落叶植物叶功能性状相比,常绿植物LDMC和LT显著大于落叶植物,SLA显著小于落叶植物,LNC、LPC、LKC及N/P在两种生活型植物中差异不显著;同一生活型植物成熟和衰老叶相比,常绿植物成熟叶SLA、LT及N/P与衰老叶相比无显著差异,但LDMC、LNC、LPC及LKC显著低于衰老叶;落叶植物成熟叶LMMC、SLA、LT及N/P与衰老叶相比无显著差异,同样LNC、LPC和LKC显著低于衰老叶。养分再吸收相比,常绿植物N和P再吸收效率高于落叶植物,K再吸收效率低于落叶植物。其中常绿植物N、P和K的再吸收效率分别为39.42%、43.13%和32.48%;落叶植物N、P和K的再吸收效率分别为25.79%、35.47%和34.82%。对于养分再吸收程度,常绿植物衰老叶中N、P和K含量均低于落叶植物,表明常绿植物具有较高的养分再吸收程度,常绿植物衰老叶中N、P和K平均含量分别为11.01 mg/g、0.51 mg/g和5.98 mg/g;落叶植物的则分别为14.88 mg/g、0.67 mg/g和8.33 mg/g。  2.对于常绿阔叶林砂岩生态系统中不同生活型的植物相比:叶片功能性状相比,在成熟和衰老叶中,常绿植物和落叶植物叶功能性状相比,常绿植物LDMC显著大于落叶植物,SLA、LNC和LPC显著小于落叶植物,LT和LKC在两种生活型植物中差异不显著;同一生活型植物成熟和衰老叶相比,常绿植物成熟叶LDMC、SLA、LT及N/P与衰老叶相比无显著差异,但LNC、LPC及LKC显著低于衰老叶;落叶植物成熟叶LMMC、SLA、LT及N/P与衰老叶相比无显著差异,同样LNC、LPC和LKC显著低于衰老叶。养分再吸收相比,常绿植物N和K再吸收效率低于落叶植物,P再吸收效率在两种生活型植物中无明显差异。其中常绿植物N、P和K的再吸收效率分别为31.49%、45.26%和31.66%;落叶植物N、P和K的再吸收效率分别为44.45%、45.87%和45.31%。对于养分再吸收程度,常绿植物衰老叶中N、P含量均低于落叶植物,K含量高于落叶植物,表明常绿植物具有较高的N和P再吸收程度,常绿植物衰老叶中N、P和K平均含量分别为12.19 mg/g、0.35 mg/g和8.35 mg/g;落叶植物的则分别为16.71 mg/g、0.78 mg/g和7.60 mg/g。  3.两种生态系统中不同生活型植物叶片功能形状相比:在成熟和衰老叶中,石灰岩生境常绿植物LDMC和LPC显著高于砂岩生境,SLA和N/P显著低于砂岩生境,LKC低于砂岩生境,但无显著差异;石灰岩生境落叶植物LDMC显著高于砂岩生境,SLA显著低于砂岩生境,LT、LNC、LPC和LKC没有显著差异。两种生境所有植物相比,石灰岩生境所有植物总体上表现出LDMC显著高于砂岩生境,SLA和N/P显著低于砂岩生境,虽然LNC和LKC低于砂岩生境,LT和LPC高于砂岩生境,但无显著差异。  4.两种生态系统中植物叶片功能性状之间的相互关系:在成熟中,两种生境所有植物叶片功能性状之间的关系共同表现为:LDMC与SLA和LKC之间呈显著负相关;SLA与LT之间呈显著负相关,与LKC之间呈显著正相关;LNC与LPC之间呈显著正相关;LPC与N/P之间呈显著负相关。在衰老叶中,LDMC与SLA之间呈显著负相关;LNC与LPC之间呈显著正相关;LPC与N/P之间呈显著负相关。  5.两种生态系统中不同生活型植物养分再吸收相比:养分再吸收效率相比,石灰岩生境常绿植物N、K平均再吸收效率均高于砂岩生境,P平均再吸收效率低于砂岩生境,但不存在显著差异;石灰岩生境落叶植物和全部植物N、P、K再吸收效率均低于砂岩生境,同样不存在显著差异。养分再吸收程度相比,石灰岩生境常绿植物衰老叶片中N、K平均含量(分别为11.01 mg/g和5.98 mg/g)均低于砂岩生境(分别为12.19 mg/g和8.35 mg/g),P平均含量(0.51 mg/g)高于砂岩生境(0.35 mg/g),这表明石灰岩生境常绿植物P再吸收程度低于砂岩生境,N和K再吸收程度高于砂岩生境;石灰岩生境落叶植物和全部植物衰老叶中N、P、K平均含量均低于砂岩生境,这表明石灰岩生境落叶植物和全部植物N、P、K再吸收程度高于砂岩生境。
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