论文部分内容阅读
枯落物分解作为一个重要的生态系统过程，对生物地球化学循环具有重要的影响。在全球范围不同的生态群区内，植物功能性状是枯落物降解过程中的主要控制因素。由于植物体在叶片凋落过程中对养分回收的不完全，导致了植物活叶性状与落叶性状间具有高度的相关性，植物活叶性状可以通过这种后生命(afterlife)效应影响落叶的降解过程与生态系统碳和营养元素循环。植物种在叶片经济型谱上的位置以及它的系统发生历史包含了与其性状组成特征相关的重要信息，而目前关于植物的经济策略和系统发生对落叶降解过程的影响的研究还较少。植物叶片经济型谱描述了维管植物的一个重要经济权衡即养分的快速获得与固持的权衡，与营养经济学有关的叶片性状（叶经济性状）是叶片经济型谱的代表。现代分子进化树的发展和完善使得在关注生态学问题时考虑物种的进化学背景（物种的系统发生历史）成为了可能。本研究的目的是以蔷薇类植物为主要对象将大量物种的叶片经济性状及植物系统发生历史与落叶的降解速率相联系以研究叶片经济性状及系统发生对落叶可降解性的影响。
在本研究中我们测量了37种蔷薇类植物和14种其它进化分枝植物的六个叶经济性状与落叶降解速率，使用谱系分析的方法研究植物性状与落叶可降解性之间的协同进化关系。
我们发现叶片机械韧性、比叶重和叶干物质含量是落叶降解速率的负指示指标。与预测相反的是，叶片的叶绿素含量与落叶的降解速率间表现出显著的负相关关系。数据进行系统发生独立比较后，发现叶片的机械韧性和叶绿素含量与落叶降解速率均呈显著的负相关关系，而光系统Ⅱ量子产率与落叶的降解速率呈正相关关系。只有其它分枝的比叶重和落叶降解速率表现出了谱系信号，即与基于布朗运动的性状进化模型相比亲缘关系越近的物种具有更加相似的比叶重和落叶降解速率。
叶片叶绿素含量与落叶降解速率的负相关性可能与使用叶绿素仪SPAD-502(KonicaMinolta，Japan)测定叶绿素含量有关。我们发现叶片的SPAD值同时与叶片的比叶重有显著的正相关关系，因此认为在使用叶片SPAD值作为一种快速经济的反映叶片叶绿素含量的指标时对其的校正是有必要的，具体的校正方法有待于进一步的研究。无论是否考虑植物种的系统发生史，叶片机械韧性与落叶降解速率间很强的负相关性表明这一易于测量的经济性状作为落叶降解速率的负指示指标的稳定性。