【摘要】：樹木葉經(jīng)濟(jì)和水力性狀的變異性及權(quán)衡策略對(duì)評(píng)估和預(yù)測(cè)氣候變化對(duì)樹木的存活、生長(zhǎng)及分布至關(guān)重要,而且對(duì)于揭示植物碳水耦合、擴(kuò)展葉經(jīng)濟(jì)譜系均具有重要作用。在帽兒山森林生態(tài)站27年生興安落葉松(Larix gmelnii)人工林從山谷到山脊設(shè)立一條由5個(gè)樣地組成的全坡位樣帶,通過測(cè)定不同立地條件下興安落葉松葉養(yǎng)分、結(jié)構(gòu)、光合和水力性狀,分析了種內(nèi)葉經(jīng)濟(jì)和水力性狀的變異性和相關(guān)性。主要研究結(jié)果如下:(1)不同立地條件下興安落葉松的種內(nèi)葉經(jīng)濟(jì)性狀差異顯著(p0.05)。從山谷到山脊,比葉質(zhì)量(LMA)、基于葉質(zhì)量的葉氮含量(Nmass)和基于葉質(zhì)量的暗呼吸速率(Rmass)均呈現(xiàn)出“低-高-低”的格局,基于葉質(zhì)量的光合速率(Amass)則逐漸降低,但僅LMA與Nmass呈現(xiàn)正相關(guān)。基于葉面積的葉經(jīng)濟(jì)性狀,包括基于葉面積的光合速率(Aarea)、葉氮含量(Narea)和暗呼吸速率(Rarea),在不同樣地間同樣呈現(xiàn)差異顯著的“低-高-低”格局,而且彼此間存在成對(duì)的相關(guān)關(guān)系。LMA變異范圍是全球尺度的1.3%,Amass為5.3%,Nmass為 11.3%。以上結(jié)果表明興安落葉松葉經(jīng)濟(jì)性狀響應(yīng)于不同立地條件而表現(xiàn)出顯著的表型變異,且不可忽略種內(nèi)變異對(duì)構(gòu)建全球葉經(jīng)濟(jì)譜系的影響。與全球相比,其較低的LMA和落葉性呈現(xiàn)出“快速”投資收益策略,這與一般的針葉植物相反。整體上興安落葉松基于葉面積比葉質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)性狀間關(guān)系更緊密,因此利用基于葉面積的經(jīng)濟(jì)性狀預(yù)測(cè)葉壽命差異較小的落葉樹種的種內(nèi)變異可能更準(zhǔn)確。土壤養(yǎng)分含量是驅(qū)動(dòng)葉經(jīng)濟(jì)性狀的主要因子,而與土壤水分供應(yīng)無關(guān)。(2)響應(yīng)于不同立地條件,興安落葉松葉水力性狀同樣表現(xiàn)出顯著差異(p0.05;葉水容除外)。在土壤水分供應(yīng)較好(黎明前葉水勢(shì)(ψpre)較高)的山谷中,興安落葉松葉水力導(dǎo)度較高(Kleaf高),但抗栓塞能力較弱(P50高),而在土壤水分供應(yīng)較差的山脊中(ψpre較低)則相反。無論基于葉面積(Krea)還是基于葉質(zhì)量(Kmass)的水力導(dǎo)度均與抗栓塞能力(P50)均存在顯著負(fù)冪函數(shù)關(guān)系(p0.01),表明種內(nèi)存在水力效率和安全的權(quán)衡。P50與膨壓丟失點(diǎn)水勢(shì)(TLP)顯著正相關(guān),指出在一定程度上木質(zhì)部?jī)?nèi)和木質(zhì)部外水分運(yùn)輸路徑之間存在協(xié)同性。隨著土壤水分供應(yīng)的增加(ψpre增加),Kleaf和P50增加,這表明在水分充足的地區(qū),植物具有更高的水分運(yùn)輸效率,但應(yīng)對(duì)干旱脅迫更加脆弱。興安落葉松種內(nèi)葉水力性狀的協(xié)同作用為其更好的適應(yīng)不同水分條件提供了生理基礎(chǔ)。(3)雖然興安落葉松葉經(jīng)濟(jì)和水力性狀在各器官內(nèi)性狀間表現(xiàn)出強(qiáng)相關(guān)性,但葉經(jīng)濟(jì)和水力性狀間關(guān)系不強(qiáng)。整體上看,分離樹高對(duì)葉水力性狀的影響后,僅Kmass與Rmass存在顯著正相關(guān)關(guān)系,表明興安落葉松種內(nèi)碳水的解耦。主成分分析進(jìn)一步表明,葉經(jīng)濟(jì)性狀(Aarea、Nmass、Narea、LMA等)在PCA軸1上有較強(qiáng)的正載荷,而葉水力性狀(Kmass、Karea、P50等)和水分利用效率在PCA軸2上較強(qiáng)的負(fù)載荷。這些發(fā)現(xiàn)均表明興安落葉松種內(nèi)葉經(jīng)濟(jì)和水力性狀的獨(dú)立。多維的葉性狀組合為興安落葉松更好的適應(yīng)環(huán)境變化提供了更多的生存策略選擇。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S791.222
【圖文】：

脊呈現(xiàn)出“低一高一低”的趨勢(shì)，表明不同坡位興安落葉松因立地條件差異而發(fā)生自然逡逑稀疏的強(qiáng)度不一。為此，根據(jù)林分密度和胸高斷面積，在每條樣帶中建立了邋５塊長(zhǎng)逡逑２０ｍ、寬３ｍ的樣地（圖２－１邋）；然后在每塊樣地內(nèi)選擇胸徑（ＤＢＨ）接近樣地平均ＤＢＨ逡逑的樣樹各４棵，共６０棵樣樹（表２－１）。逡逑＿逡逑圖２－１樣地位置示意圖。樣地代碼（Ｐ１－Ｐ５）見表２－１。逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｌｏｔ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ．邋Ｒｅｆｅｒ邋ｔｏ邋Ｔａｂｌｅ邋１邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｐｌｏｔ邋ｃｏｄｅｓ邋（Ｐ１－Ｐ５）．逡逑－７－逡逑

分別為５．１４－８．１４邋ｎｍｏｌ邋Ｔｉｆ２，邋ｓ＇邋０．６５－２．０１邋ｎｍｏｌ邋．ｍ－２．邋ｓ＇心挪的最大值出現(xiàn)在Ｐ４樣地逡逑中，為３１．７ｐｍｏｌ．ｋｇ＋ｓ＇是最小值的２．３倍（Ｐｌ，Ｕ．Ｓｐｍｏｌ．ｋｇ＋ｓ－１）。人脫隨著離山逡逑谷距離的增加，平均值從１２８．４邋ｐｍｏｌ邋－ｋｇ—１－邋ｓ—１逐漸降低到９３．４阿0１邋＿ｋｇ—Ｌ邋ｓ—１邋（圖３－１邋）。逡逑＾邐ｒ邐＿「逡逑（Ｎ逡逑Ａ邐Ｂ逡逑＜Ｎ邋＿逡逑一一邋一邐Ｓ邋－邐ａ逡逑ｊｒ邐ａ邐Ｊ°邋—邋Ｔ邋ａｂ逡逑［Ｉ！邐ｎ邐Ｈ逡逑0邋Ｂ邋Ｂ．邋Ｍ邋Ｌ．１邋0Ｗ邋Ｂ邋１１邋１邋１１邋＿＿逡逑Ｐ１邋Ｐ２邐Ｐ３邋Ｐ４邐Ｐ５邐Ｐ１邐Ｐ２邐Ｐ３邋Ｐ４邋Ｐ５逡逑＾邐ｒ邐Ｓ邋－逡逑Ｃ邐Ｄ逡逑－一邋ｎ邋－邐－ｒ＾邋°邋＇邐ａ逡逑Ｖ邐ｙ邐ａ邋ｔ逡逑＂ｅ邐ａ邋ａ邐＾邋ｓ邋－邐ａ邋ｂ邋＾邋ｎｒ逡逑１…N內(nèi)由邋１邋，邋ＩＩ邋＾逡逑１邐＿邐Ｔｂ邋１邋＂N■邐ｆ］逡逑＂－＇ｉ邐ｎ邐＾誦邐Ｉ逡逑［逡逑ｏ邐邐ｗｍ邐邐邐邐邐邐？—邐0邐邐邐邐邐邐邐逡逑Ｐ１邋Ｐ２邋Ｐ３邋Ｐ４邋Ｐ５邐Ｐ１邋Ｐ２邋Ｐ３邋Ｐ４邋Ｐ５逡逑圖３－１不同樣地興安落葉松葉光合和暗呼吸速率的比較。人』ｍａｓｓ：基于葉面積和葉質(zhì)量的光合逡逑速率；尺ａｒｅａ、尺ｎａｓｓ：基于葉面積和葉質(zhì)量的暗呼吸速率。Ｐ１－Ｐ５

逑Ｐ１樣地中ＬＭＡ值最小，為０．０４９邋ｋｇ．ｍ－２，是最大值的７２％（Ｐ３，０．０６８邋ｋｇ．ｍ－２），且逡逑從山谷到山脊呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。Ｎａｍ和Ｎｍａｓｓ變化趨勢(shì)與ＬＭＡ類似（圖３－逡逑２）。不同樣地間辦和７＾差異顯著，且最小值均出現(xiàn)在Ｐ１，分別波動(dòng)在０．０９３－０．１６邋ｍｏｌ－ｎｆ逡逑２＿邋ｓ＇邋１．３８－２．３７邐ｓ＿１之間，最小值均是最大值的５８％邋（圖３－３）。與全球葉經(jīng)濟(jì)逡逑性狀變化范圍相比，本文中ＬＭＡ變異范圍為全球尺度的１．３％，３ｍａｓｓＳ邋５．３％，＞＾＆則逡逑為邋１１．３％。逡逑Ｏ逡逑５廠邐Ａ逡逑°邋＂邐ａｂ邐ａ邐ａｂ逡逑＾邋。Qg廣｜咼￥逡逑ｉＨＩＩｍＩ邋ｕｉｉ逡逑°邋Ｐ１邋Ｐ２邋Ｐ３邋Ｐ４邋Ｐ５逡逑？＾「邋－逡逑Ｂ邐Ｃ逡逑寸－邐導(dǎo)－邐ａ逡逑ａｂ邐ａｂ逡逑＾邐ｃ邐Ｐｈ邋＾邋ｂｅ逡逑＾邐N邋‘邋ａｂ邐３邐＿逡逑ｈ＇ｎ邋ｈ邋Ｘｉ邋ｊ邋°邋■邋Ｉ邋■逡逑－ｉ邐－１逡逑0邋Ｉｍ邋■ＬＪ．．．Ｌ，１邐１１１１邐0邋ｍ邐Ｌ邋Ｊ邐■■■■■■■■■■Ｍｌ邐＿＿逡逑Ｐ１邋Ｐ２邋Ｐ３邋Ｐ４邋Ｐ５邐Ｐ１邋Ｐ２邋Ｐ３邋Ｐ４邋Ｐ５逡逑圖３－２不同樣地興安落葉松比葉質(zhì)量（ＬＭＡ）和葉氮含量的比較。Ｎａ＾、Ｎｍａｓｓ：基于葉面積和葉質(zhì)逡逑量的葉氮含量。Ｐ１－Ｐ５

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2775875