● 摘要
植物功能性状与功能多样性研究是近年来生态学研究的热点问题之一,而在植物功能性状的研究中将植物的叶功能性状作为切入点被重点研究,植物功能多样性的研究也多集中在植物功能性状之间的关系以及物种多样性与功能多样性之间的关系上。本文选了比叶面积(SLA)、叶大小(LS)、叶干物质含量(LDMC)、叶厚度(LT)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)、叶钾含量(LKC)等7项叶功能性状指标;以比叶面积、叶干物质含量、叶大小、叶氮含量和叶磷含量计算的FDSLA、FDLDMC、FDLS、FDLNC和FDLPC等5项功能多样性指标作为研究对象,对黄土高原子午岭地区的植物叶功能性状和功能多样性进行了研究。目的在于探讨6个主要的相关问题:(1)阐释黄土高原森林群落主要物种叶功能性状间的相互关系;(2)地形因子对群落叶功能性状有无影响?(3)不同群落间叶功能性状的变异性;(4)黄土高原主要森林群落物种多样性特征;(5)主要森林群落功能多样性特征;(6)物种多样性与功能多样性及功能多样性之间的相互关系。通过研究分析,得到了以下的主要结论:
(1)各种叶功能性状间彼此相关:叶干物质含量(LDMC)与比叶面积(SLA)呈负相关;SLA与叶厚度(LT)呈负相关,但与叶氮含量(LNC)和叶磷含量(LPC)呈正相关;LT与LNC、LPC和叶钾含量(LKC)呈负相关;LNC、LPC和LKC三者之间均呈正相关。
(2)坡位是影响叶大小(LS)、LT、LNC和LKC的主要地形因子,海拔对LPC和SLA的影响最大,而坡向则是影响LDMC的主要因子。叶功能性状对立地条件的适应都表现出了植物的生态策略。
(3)各群落间的乔木层叶功能性状均有显著差异,灌木层的叶功能性状无显著差异,而草本层除了LDMC无显著差异(P>0.05)外,其他叶功能性状均有显著差异,说明群落的叶功能性状的大小取决于群落内物种的叶功能性状及其重要值。
(4)子午岭地区4种主要森林群落的物种多样性在多样性指数、均匀度指数以及丰富度指数的测度上结果表现出一致性,即油松(Pinus tabulaeformis)+辽东栎(Quercus wutaishanica)混交林群落多样性最高。辽东栎林和白桦(Betula platyphylla)林次之,油松林群落的各项多样性指标均最低,其群落的多样性也最低。
(5)4种森林群落的物种多样性在群落的垂直结构上,均表现一致的变化趋势,即灌木层>草本层>乔木层。除了油松+辽东栎混交林与油松林的Pielou指数有差异外,多样性指数指数以及丰富度指数在4种不同森林群落的乔木层、灌木层和草本层无显著差异。
(6)以比叶面积、叶干物质含量、叶大小、叶氮含量和叶磷含量计算的功能多样性FDSLA、FDLDMC、FDLS、FDLNC和FDLPC在不同群落间乔木层、灌木层和草本层均没有显著差异(P>0.05)。且灌木层的功能多样性高于乔木层和草本层。
(7)黄土高原4种森林群落的物种多样性与功能多样性关系有正相关和无相关两种结果:呈正相关的有:乔木层功能多样性FDSLA、FDLNC、FDLS指数与物种多样性Shannon-Wiener指数和Simpson指数呈正相关;灌木层中功能多样性FDSLA、FDLDMC、FDLS、FDLNC和FDLPC与物种多样性Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度呈正相关关系;草本层中功能多样性FDSLA、FDLDMC、FDLS、FDLNC和FDLPC与物种多样性Shannon-Wiener指数、Simpson指数和均匀度呈正相关。无相关的有: 乔木层功能多样性FDLDMC、FDLPC与物种多样性Shannon-Wiener指数、Simpson指数和丰富度无相关关系,FDLS、FDSLA与物种的均匀度和丰富度无相关关系;灌木层中功能多样性FDSLA、FDLDMC、FDLS、FDLNC和FDLPC与物种的均匀度无相关关系;草本层中功能多样性FDSLA、FDLDMC、FDLS、FDLNC和FDLPC与物种的丰富度无相关关系。
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