片段化生境中常见植物檵木和短尾越橘种内叶功能性状研究

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在异质性生境中,种内功能性状变异有助于植物对环境的适应,进而可影响种群更新、群落构建和生态系统过程。本研究以千岛湖片段化森林生境中的常见种檵木(Loropetalum chinense)和短尾越橘(Vaccinium carlesii)为对象,测定了两种植物共400株幼苗和400株成树个体水平上的叶功能性状(叶面积、比叶面积、叶绿素浓度、叶干物质含量、叶全碳、全氮、全磷含量、叶碳氮比)和相关生境因子(群落郁闭度,土壤最大持水量,土壤全碳、全氮、全磷含量),以及幼苗的植食情况和叶寿命。然后采用相关性检验、主成分分析、线性混合效应模型和分段式结构方程模型等方法,探讨种内叶功能性状变异,及其如何受到生境异质性的驱动,并又如何对叶植食和叶寿命产生影响。主要结果如下:(1)片段化生境中不同叶功能性状的种内变异存在差异,主要呈现为与光合作用有关的功能性状(例如,比叶面积、叶绿素浓度)种内变异较大,而与结构、防御有关的功能性状(例如,叶干物质含量、叶全碳含量)种内变异较小。(2)成树的大部分叶功能性状的种内变异比幼苗小,不同生活史阶段的植物叶功能性状有差异。(3)檵木和短尾越橘幼苗存在种内叶经济谱,体现在主成分1上,可反映叶片的最大光合效率。(4)生境片段化可能通过影响生境条件进而影响植物的叶功能性状,随着生境片段化程度的增加,幼苗叶片逐渐倾向于缓慢投资-收益策略。(5)幼苗比叶面积与植食显示一定的正相关。但比较不同生境,叶植食程度没有因为幼苗的叶功能性状特征倾向于防御而减少。(6)采取缓慢投资-收益策略的幼苗并未具有更长的叶寿命,叶寿命随着群落郁闭度的增大显著增长。本研究表明,千岛湖地区的片段化森林中,常见种可通过调整种内叶功能性状进而在不同生境和不同生长阶段采用不同的生存策略来适应多变的环境。本研究一定程度上丰富了植物叶经济谱的理论实证,也提示在研究片段化生境中群落构建和生物多样性维持机制时应考虑种内叶功能性状变异的影响。
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