【摘要】：植物功能性狀是能夠?qū)⒅参飩�體特征、群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能結(jié)合起來的良好載體,近年來被廣泛應用于探討群落構(gòu)建機制及生態(tài)系統(tǒng)過程和功能等問題。以往的研究集中于分析個體尺度上植物功能性狀沿環(huán)境梯度的變化規(guī)律,但這并不能反映植物通過群落構(gòu)建來適應環(huán)境梯度變化的生態(tài)學機制,也很難建立起植物群落的功能性狀與生態(tài)系統(tǒng)功能的生理生態(tài)學聯(lián)系。因此在環(huán)境梯度上,如何通過植物功能性狀的連續(xù)變化來構(gòu)建群落、以及植物功能性狀如何反映生態(tài)系統(tǒng)功能等問題上仍有較多問題。本文以天山雪嶺云杉森林群落為研究區(qū),分別采集喬木層、灌木層和草本層植物樣品,測試了各樣品的14個功能性狀指標,在估算群落各組分碳密度的基礎上,探討(1)不同功能型植物功能性狀的差異性及其沿海拔梯度的變化規(guī)律;(2)群落尺度上植物功能性狀的垂直分布格局;(3)群落碳密度與植物功能性狀的聯(lián)系機制,結(jié)果表明:(1)不同功能型間,5個性狀(葉片碳含量(C_(leaf))、葉干物質(zhì)含量(LDMC)、細根碳含量(C_(root))、葉片木質(zhì)素含量(LLC)、植株高度(H))表現(xiàn)為喬木灌木草本,5個性狀(葉片氮含量(N_(leaf))、葉片氮磷比(N/P),葉綠素含量(Chl)、細根氮含量(N_(root))、細根磷含量(P_(root)))表現(xiàn)為草本灌木喬木。2個性狀(葉片碳氮比(C/N)、細根干物質(zhì)含量(RDMC))表現(xiàn)為灌木與喬木相差不大但都顯著大于草本的特征,2個性狀(葉片P含量(P_(leaf))比根長(SRL))無顯著差異。(2)由于海拔梯度上氣候、土壤及種間相互作用等因子的多重過濾,不同功能型物種隨海拔表現(xiàn)出的變化規(guī)律有較大差異,并多呈線性和多項式分布,進而造成海拔梯度上群落結(jié)構(gòu)的分化。(3)隨海拔升高,群落C/N逐漸上升,群落C_(leaf)、SRL和H先升高后降低,群落Chl、P_(root)、N/P逐漸下降,C_(root)先升高后趨于平緩,群落N_(root)先下降后又有所回升,N_(leaf)、LLC、LDMC、RDMC在各海拔段間無顯著差異;(4)海拔梯度上群落H主要受到土壤有機質(zhì)和干濕度指數(shù)的顯著影響,群落葉片和細根中營養(yǎng)元素含量及比值主要受到土壤中該元素的限制,群落LDMC和RDMC與水熱條件顯著相關,群落SRL和群落Chl主要受到溫度的調(diào)控,而群落LLC的主要影響因子為降水。(5)群落H、SRL以及C_(leaf)、P_(leaf)通過影響資源的獲取、營養(yǎng)元素的限制及利用,進而影響碳固定過程;LLC則通過參與植物殘體的分解而影響碳釋放過程,對森林碳庫具有良好的指示作用。(6)植被碳密度與群落H、N/P的關系及總碳密度與群落C_(leaf)、SRL的關系隨海拔梯度而發(fā)生顯著變化,而各組分碳密度與Cleaf等指標的關系在海拔上表現(xiàn)為趨同性,但由于選擇壓力和單個海拔段性狀指標變化較小等原因,碳密度與群落性狀僅在相應的海拔段表現(xiàn)出顯著相關性。本文明確了海拔梯度上不同功能型植物功能性狀特征及其沿海拔梯度的變化規(guī)律,分析了群落尺度上植物功能性狀的垂直帶譜及影響因素,探討了群落碳密度與植物功能性狀的聯(lián)系機制,為天山森林的保育、管理與經(jīng)營提供有價值的基礎數(shù)據(jù),并對全球變化背景下的森林管理及功能預測提供依據(jù)。
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S718.5
【圖文】：

等提出的森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)概念模型：圖1-1 森林生態(tài)系統(tǒng)中碳元素循環(huán)的概念模型Fig.1-1 Concept model of carbon biogeochemical cycle in forest ecosystems

17圖3-1 不同生長型植物功能性狀間的差異性Fig3-1. Characteristics of functional traits in different growing plants圖中不同小寫字母a、b、c表示P<0.05水平下差異顯著，相同表示不顯著，NF表示各海拔梯度間無顯著差異，下同。3.2.3 不同功能型物種的植物功能性狀沿海拔梯度的變化規(guī)律為探討不同功能型物種的功能性狀沿海拔梯度的變化趨勢，采用回歸分析方法，以線性函數(shù)、多項式函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)對各功能型物種的植物功能性狀與海拔進行擬合，以判定系數(shù)（R2），標準誤差，模型及系數(shù)的顯著性水平及 F 值選擇最優(yōu)的模型，其中當 5 種函數(shù)的擬合程度均未達到顯著的擬合效果時

間無顯著差異（P>0.05）。群落 C/N 隨海拔逐漸上升，并且在高海拔區(qū)域2100—2700 m 顯著高于 1700—1900 m（P<0.05）。圖4-1 群落葉功能性狀隨海拔的變化規(guī)律Fig.4-1 Community functional traits of leaf change with altitude群落尺度上細根性狀和植株高度沿海拔的變化規(guī)律見圖 4-2。結(jié)果表明，在海拔 1700—2700 m，群落 Croot處于 37.14%—83.25 %的范圍內(nèi)，并隨著海拔的升高逐漸升高，其中在 2100—2300 m 梯度顯著高于 1700—1900 m 處（P<0.05）；群落 Nroot在 1.25%—1.61 %范圍內(nèi)，隨海拔先降低后升高；海拔的升高導致群落

【參考文獻】

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本文編號：2798757