【摘 要】
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植物功能性状在一定程度上反映了植物对所处环境的响应,可用于表征植物对外部环境的适应和存活策略。蕨类植物作为起源最古老的维管植物,代表了维管束植物一条独特的进化路径,在整个森林生态系统的结构及功能维持中均具有重要地位。然而,目前大部分植物功能性状的研究均集中于种子植物,有关蕨类植物功能性状及其对环境的响应还有待进一步深入。江西武夷山脉保存了典型的中亚热带原生性森林生态系统,蕨类植物资源的分布十分广泛
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植物功能性状在一定程度上反映了植物对所处环境的响应,可用于表征植物对外部环境的适应和存活策略。蕨类植物作为起源最古老的维管植物,代表了维管束植物一条独特的进化路径,在整个森林生态系统的结构及功能维持中均具有重要地位。然而,目前大部分植物功能性状的研究均集中于种子植物,有关蕨类植物功能性状及其对环境的响应还有待进一步深入。江西武夷山脉保存了典型的中亚热带原生性森林生态系统,蕨类植物资源的分布十分广泛,是研究蕨类植物功能性状的理想区域。因此,为探讨不同生境蕨类植物各器官功能性状特征及其关联,本研究在江西武夷山的4种生境（分别为常绿阔叶林、毛竹林、茶叶地和溪边）共采集到45种蕨类植物,分别测定其叶片、细根部分的主要功能性状,以探讨不同生境蕨类植物叶片、细根主要的结构、代谢与养分性状及其关联。本研究的主要结果如下:（1）在叶片功能性状间关系上,总体上蕨类植物叶面积与叶生物量均呈斜率小于1.0的异速生长关系,结果支持“收益递减”假说;与种子植物相比,蕨类植物的比叶重、基于面积的光合与氮含量均低于种子植物的中值,但蕨类植物叶片性状间的关系与种子植物大体一致;不同生境间,蕨类植物比叶重、光合特征及非结构性碳水化合物特征均表现为:茶叶地>毛竹林>溪边>常绿阔叶林;除此之外,茶叶地生境具有较高的光合氮磷利用效率,溪边生境具有较高的叶片氮磷含量。从总体上看,蕨类植物比叶重与基于质量的光合以及光合氮磷利用效率均呈显著负相关（P<0.05）,而光合氮磷利用效率与叶片碳同位素含量呈显著正相关（P<0.001）。叶片氮、磷含量间存在显著正相关（P<0.001）,二者与叶片氮磷比间也存在显著的相关性（P<0.001）。叶片性状间的关系除N:P和N与N:P外,在不同生境间均存在共同异速生长指数,表明大体上生境未改变蕨类植物叶性状间的权衡机制。（2）在细根功能性状间关系上,不同生境间,溪边生境蕨类植物具有较大的比根长和比根面积、较高的细根氮磷含量,较小的根组织密度,毛竹林生境蕨类植物具有较高的细根碳含量和较大的根组织密度。总体上看细根直径与细根比根长、细根比根面积均呈显著负相关（P<0.001）,比根长与比根面积呈显著正相关（P<0.001）,与根组织密度呈显著负相关（P<0.001）,细根比根面积与细根根组织密度间也具有显著的负相关关系（P<0.001）。细根氮、磷含量间存在显著正相关（P<0.001）,二者与细根氮磷比及细根比根长间也存在显著的相关性（P<0.001）。细根性状间的关系在不同生境间大多不存在共同异速生长指数,表明细根性状与叶片性状相比,具有较大的变异性与不确定性。（3）在叶-根功能性状间关系上,从总体上看,叶片与细根的化学计量特征均具有显著差异,其中叶片部分的养分含量（C、N、P含量）较高。细根根组织密度与比叶面积、叶片氮含量间呈显著负相关（P<0.05）,细根氮含量与比叶面积呈显著正相关（P<0.05）,且叶片与细根间的氮含量、磷含量及氮磷比均存在显著正相关（P<0.001）。（4）在蕨类植物资源权衡策略上,蕨类植物的叶、根和整株植物均存在植物资源权衡经济谱,且不同生境的蕨类植物具有不同的资源权衡策略。具体表现为:大部分溪边生境蕨类物种分布在“快速投资-收益”的一端,倾向于选择获取性策略;大部分毛竹林生境蕨类物种分布在“缓慢投资-收益”的一端,倾向于选择保守性策略;而常绿阔叶林和茶叶地生境蕨类物种在获取和保守的两侧均有分布。综上所述,生境会影响蕨类植物功能性状,且蕨类植物的叶、根及二者之间的功能性状存在密切关联,不同生境的物种在适应环境的过程中形成了不同的生活策略。研究结果有助于理解武夷山蕨类植物各性状间相互作用的机制,为现存蕨类植物的生存环境需求提供依据,为生物多样性的保护提供参考。
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