四川山矾(Symplocos setchuanensis)幼树植物功能性状对毛竹林不同演替阶段响应的研究

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由于自然和人为的干扰,缙云山上分布有成片的毛竹林群落,毛竹林属于经济林类,在人为经营较好的地段为人类创造经济和财富,但另一方面毛竹林的存在与其他树种争夺资源和空间,使群落结构单一,造成生态系统结构不稳定,服务功能不能得到很好的发挥。四川山矾(Symplocos setchuanensis)为山矾科(Symplocos)常绿阔叶乔木,其种群为缙云山自然保护区亚热带常绿阔叶林演替前期的优势种群。优势种群决定着群落结构和群落环境的特征,从而决定着群落的物种组成。演替前期优势种的发展动态,关系到群落向顶级演替能否顺利进行。并对群落演替有着十分重要的指示作用。植物功能性状(plant functional trait)是指影响植物适合度的一些形态、生理和物候等方面的特征,这些特征可以通过作用于植物生长、繁殖和存活而对适合度产生影响。植物功能性状能够客观表达植物对外部环境的适应性,能将植物生存的环境、植物个体以及生态系统结构和功能联系起来,是植物适应性研究有效的手段。从而通过对亚热带常绿阔叶林演替前期树种四川山矾幼树植物功能性随毛竹林向常绿阔叶林不同演替阶段适应方式进行研究。对于揭示常绿阔叶树种的适应机制、更新动力以及森林群落的演替动态具有尤为重要的意义。通过本试验对于从毛竹林向常绿阔叶林不同演替阶段下四川山矾幼树植物功能性状响应方式的研究,得出的主要结论如下:(1)随着毛竹林向常绿阔叶林演替的进行,由于演替阶段的不同,其内物种组成发生较大的变化,最终导致群落环境的差异。群落光环境随着演替的进行具有减小的趋势,从而使群落下层可利用光能降低。对于群落土壤环境的研究中发现,随着演替的进行,土壤物理性质中土壤含水量减少、土壤容重增加。而土壤化学性质中土壤PH、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾均具有-定减小的趋势。最终导致随演替进行土壤性质向低含水量、低营养的方向发展。使得不同演替阶段环境条件具有很大的差异。(2)随着毛竹林向常绿阔叶林演替的进行,演替前期树种四川山矾,为了适应演替过程中环境的改变,四川山矾幼树通过将叶片变大变薄,叶柄变长变细,增加比叶面积,减小叶片干物质含量等途径,使叶片伸展到合适的位置并增大受光面积,从而适应不同演替阶段光环境的差异。(3)随着毛竹林向常绿阔叶林演替的进行,四川山矾幼树通过改变同化器官和非同化器官的生物量分配策略来适应演替的不同阶段环境因子的差异。四川山矾幼树通过减小幼龄叶片的生物量与叶片数量的分配比例并增加老龄叶片的生物量与叶片数量的分配比例,提高老龄叶片的利用效率降低生产成本,最终达到节约资源的目的。随着演替的进行,四川山矾幼树还通过减少叶片、枝条、根生物量,增加叶片与枝条的生物量分配比例来适应不同演替阶段的环境差异。(4)随着毛竹林向常绿阔叶林演替的进行,四川山矾幼树通过提高叶片钾元素的含量,降低根、茎中氮磷钾元素的含量,并降低随叶片、枝条龄级以及根系径级的增加而分配的营养元素的含量,提高营养元素的利用效率,达到营养元素的优化配置,从而适应不同演替阶段环境的差异。(5)随着毛竹林向常绿阔叶林演替的进行,四川山矾幼树通过增加叶片光合色素chla、chlb的含量,减少(chla/chlb)来适应不同演替阶段环境的差异。四川山矾幼树还通过增加成熟叶片chla、chlb的含量,减小成熟叶片(chla/chlb),提高成熟叶片的光合效率,从而适应不同演替阶段环境的差异。(6)通过对于土壤P元素含量、四川山矾幼树叶片N/P的变化范围,以及缙云山所处位置的特殊性,我们还得出了磷元素是毛竹林演替不同阶段样地中的限制元素这一结论。从而可见,随着毛竹林向常绿阔叶林演替的进行,演替前期树种四川山矾幼树通过形态功能性状以及生理功能性状的一系列改变,对于不同演替阶段的环境因子产生适应性变化,使自身可以在演替的不同阶段得以生存,并为演替的顺利进行提供了保障。
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