植物群落功能性状对白云岩山地景观的响应--以贵州施秉世界自然遗产地为例
研究植物群落功能性状随不同地形部位的变化特征，对于认识不同地形部位条件下植物群落的形成、植物对不同地形的复杂环境的适应，以及对白云岩喀斯特地区生态系统功能和结构的维持都具有重要的意义。本研究以贵州施秉白云岩喀斯特世界自然遗产地植物群落为研究对象，对研究区乔灌木植物群落物种组成及优势物种进行样品采集与调查，分别测定群落内乔灌木优势种的13种功能性状（株高H、胸径DBH、高径比HDR、叶面积LA、比叶面积SLA、叶片厚度LT、叶绿素含量SPAD、叶鲜重LFM、叶干重LDM、叶干物质含量LDMC、叶碳含量LCC、叶氮含量LNC、叶碳氮比C:N）及9种环境因子（光照强度Light intensity、海拔Elevation、坡度Slope、土壤厚度Thickness of soil、土壤湿度Soil moisture、土壤温度Soil temperature、土壤有机质含量SOM、土壤全氮含量TN、土壤全磷含量TP），探讨了植物功能性状之间的关联、不同地形部位乔灌木功能性状特征和环境因子的特征，分析了植物功能性状和环境因子对不同地形部位的响应及植物功能性状与环境因子的关系，结果如下： （1）调查研究得出不同地形部位的乔灌木群落结构，乔木：山顶是大明松（Pinus taiwanensis Hayata var.damingshanensis Cheng et L.K.Fu）和马尾松（Pinus massoniana Lamb.）为主的针叶林群落；中上部是马尾松（Pinus massoniana Lamb.）和香叶树（Lindera communis Hemsl.）为主的针阔叶混交林群落；中部是杉木（Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.）和毛脉南酸枣（Choerospondias axillaris(Roxb.)Burtt et Hill var.pubinervis(Rehd.et Wils.)Burtt et Hill）为主的针阔叶混交林群落；中下部是朴树（Celtis sinensis Pers.）和毛脉南酸枣（Choerospondias axillaris(Roxb.)Burtt et Hill var.pubinervis(Rehd.et Wils.)Burtt et Hill）为主的常绿-落叶阔叶林群落；河谷是尖叶四照花（Dendrobenthamia angustata(Chun)Fang）和猴欢喜（Sloanea sinensis(Hance)Hemsl.）为主的常绿阔叶林群落。灌木：山顶是黄栌（Cotinus coggygria Scop.）和川钓樟（Lindera pulcherrima(Wall.)Benth.var.hemsleyana(Diels)H.P.Tsui）为主的山地灌丛；中上部是香叶树（Lindera communis Hemsl.）和黄独（Dioscorea bulbifera Linn.）为主的山地灌丛；中部是山胡椒（Lindera glauca(Sieb.et Zucc.)Bl）和小果润楠（Machilus microcarpa Hemsl.）为主的山地灌丛；中下部女贞（Ligustrum lucidum Ait.）和构树（Broussonetia kazinoki S.et Z.）为主的山地灌丛；河谷是蚊母树（Distylium racemosum Sieb.et Zucc.）和苎麻（Boehmeria nivea(L.)Gaudich.）等为主的河漫滩灌丛。 （2）研究区乔木功能性状之间相关性变化与灌木功能性状间的相关性大体一致，均表现为株高与胸径呈显著正相关（P＜0.01）；胸径与高径比呈显著负相关（P＜0.01）；叶面积与比叶面积呈显著正相关（P＜0.05），与叶鲜重、叶干重呈显著正相关（P＜0.01）；比叶面积与叶片厚度呈显著负相关（P＜0.01），与碳氮比呈显著负相关，乔木的比叶面积与碳氮比是在0.01水平上显著，而灌木的比叶面积与碳氮比是在0.05水平上显著；叶绿素含量与叶面积呈显著正相关（P＜0.01），与叶片厚度呈显著负相关（P＜0.01），与碳氮比呈显著负相关（P＜0.05）；叶鲜重与叶干重呈显著正相关（P＜0.01）；叶氮含量与碳氮比呈显著负相关（P＜0.01）。不同的是乔木的叶绿素含量与叶鲜重、叶干重呈显著正相关（P＜0.05），叶面积与叶片厚度呈显著负相关（P＜0.01）；灌木的叶绿素含量与叶鲜重、叶干重及叶面积与叶片厚度没有显著性相关；灌木的叶片厚度与碳氮比呈显著负相关（P＜0.05），而乔木的叶片厚度与碳氮比没有相关性；乔木的叶碳含量与胸径呈显著负相关（P＜0.05），与高径比呈显著正相关（P＜0.01），灌木的其他功能性状与叶性状没有相关性。 （3）环境因子间的关系表现为光照强度与海拔呈正相关（P＜0.01），与全磷呈显著负相关性（P＜0.05）；海拔与坡度呈显著正相关性（P＜0.01），与土壤湿度呈负相关性（P＜0.01）；土壤有机质与土壤全氮、土壤全磷呈显著正相关性（P＜0.01）；土壤全氮与土壤全磷呈显著正相关性（P＜0.05）。 环境因子对不同地形部位的响应如下，光照强度表现为山顶>中上部≥中下部>河谷≥中部（P＜0.05）；海拔表现为山顶＞中上部＞中部＞中下部＞河谷（P＜0.01）；坡度表现为中上部＞中部＞山顶＞中下部＞河谷（P＜0.01）；土壤厚度表现为中部＞中下部≥中上部＞山顶＞河谷（P＜0.05）；土壤温度表现为山顶≥河谷≥中部≥中上部≥中下部，没有显著性差异；土壤湿度表现为中下部＞中部≥中上部＞山顶＞河谷（P＜0.05）；土壤有机质表现为中部＞中下部≥中上部＞山顶＞河谷（P＜0.05）；土壤全氮表现为中部≥中下部≥中上部≥山顶≥河谷，差异性不显著；全磷表现为中部＞中下部≥中上部＞山顶≥河谷（P＜0.05）。 （4）本文研究得出乔灌木对不同地形部位的响应，乔木株高表现为：中部≥河谷≥中下部≥中上部>山顶，株高值在中部、河谷、中下部、中上部的变化不大，但这四个地形部位的株高与山顶的株高有显著差异（P＜0.05）；胸径表现为：中部＞河谷＞中下部≥中上部＞山顶（P＜0.01）；叶面积表现为中部≥中下部＞河谷＞中上部≥山顶（P＜0.05）；比叶面积现为中部＞中下部＞中上部＞河谷≥山顶（P＜0.05）；叶碳含量表现为中部≥中下部≥中上部≥山顶≥河谷，差异不显著；叶氮含量表现为中部＞中下部≥中上部＞河谷＞山顶（P＜0.01）；灌木株高表现为中上部＞中下部≥中部＞河谷≥山顶（P＜0.05）；胸径表现为中上部＞中下部≥中部≥河谷≥山顶（P＜0.05）；叶面积表现为中下部＞河谷≥中上部≥中部≥山顶（P＜0.05）；比叶面积表现为中下部＞中部＞河谷＞中上部＞山顶（P＜0.01）；乔木叶片厚度表现为：山顶＞中上部＞河谷＞中下部＞中部（P＜0.05）；灌木叶片厚度表现为山顶＞中部＞中上部＞河谷≥中下部（P＜0.05）；乔木和灌木的叶片干物质含量差异不显著，但还是表现为山顶≥河谷≥中上部≥中下部≥中部；乔木叶绿素含量表现为中部≥中下部＞中上部＞河谷＞山顶（P＜0.01），而灌木叶绿素含量是中上部大于中部和中下部，这可能与灌木层群落结构有关，导致了乔木和灌木出现了一些差异；乔木和灌木的叶鲜重和叶干重均表现为中下部≥中部≥中上部≥山顶≥河谷，但差异不显著；乔木、灌木的叶碳含量、叶氮含量均表现为中部≥中下部≥中上部≥河谷≥山顶，叶碳含量差异不显著。 （5）对植物功能性状影响最大的主要是土壤物理因子（土壤厚度、土壤湿度、土壤温度），其次是土壤养分因子（土壤有机质、土壤全磷、土壤全氮），最后是地形因子（坡度、海拔）、气象因子（光照强度）。植物功能性状与环境因子的关系表现为土壤厚度、土壤有机质、土壤全磷、土壤全氮均与叶氮含量、比叶面积、叶绿素含量、叶面积、叶碳含量、株高、胸径呈正相关（P＜0.05），与叶片厚度和叶干物质含量呈负相关（P＜0.05）。海拔、光照强度、土壤温度与叶片厚度、干物质含量、碳氮比、高径比呈正相关（P＜0.05）；海拔与植物株高、胸径、叶片鲜重、叶片干重呈负相关（P＜0.05）；光照强度、土壤温度与叶面积、比叶面积、叶绿素含量、叶氮含量、叶碳含量呈负相关（P＜0.05），土壤湿度与叶片鲜重、叶片干重呈正相关（P＜0.05）；坡度与植物的比叶面积、叶碳含量、叶氮含量呈正相关（P＜0.05）。
喀斯特山地;植物群落;功能性状;环境因子
贵州师范大学
硕士
地理学;自然地理学
容丽
2020
中文
Q948.1
2020-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）