栓皮櫟幼苗生理生態(tài)特性對環(huán)境的響應(yīng)研究.pdf

1、全球氣候變化下的植被動(dòng)態(tài)越來越受到關(guān)注,溫度、降水等氣候因子被認(rèn)為是影響植物分布格局形成的主要因素。目前,對于植物種分布格局形成的生理生態(tài)學(xué)機(jī)理研究成為了熱點(diǎn),但多集中于對垂直分布格局(海拔梯度)的研究上。環(huán)境因子往往隨緯度梯度有漸變趨勢,因此本文根據(jù)栓皮櫟在我國的自然分布,將不同緯度來源.南界(云南安寧AN)、中部(湖北鶴峰HF)和北界(遼寧莊河ZH)的栓皮櫟幼苗移栽至同一地點(diǎn)湖北武漢(WH)。在其生長旺盛期,同時(shí)在種源地和移栽地進(jìn)行

2、取樣和光合測定工作。研究栓皮櫟幼苗生理生態(tài)特性對環(huán)境的響應(yīng),從而探索其南、北界分布格局形成的驅(qū)動(dòng)因子及其生理生態(tài)學(xué)機(jī)理,為理解植物的生長與分布在緯度梯度上適應(yīng)及響應(yīng)機(jī)制提供科學(xué)的參考依據(jù)。得到的研究結(jié)論如下:
　　 1.分布區(qū)內(nèi)巨大的環(huán)境梯度差異使不同緯度栓皮櫟種群在進(jìn)化過程中形成了不同的生態(tài)型,其生理生態(tài)特性更多的受到不同緯度栓皮櫟種群本身遺傳特性的影響。環(huán)境因子的改變對栓皮櫟的葉表型性狀和生物量分配沒有產(chǎn)生明顯的影響,但對其

3、他生理生態(tài)特性均產(chǎn)生了不同程度的影響。
　　 2.種源地栓皮櫟的葉長、葉面積與緯度間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系,而葉寬和葉長寬比也表現(xiàn)為北界更高,在葉片大小上,北界栓皮櫟種群較其中低緯度分布區(qū)更大,但不同緯度間栓皮櫟種群的比葉面積差異不明顯；在生物量分配上,南界和中部種群對地下部分的投入更大,而北界則將更多的干物質(zhì)分配給地上部分。
　　 3.種源地栓皮櫟各器官的N含量與緯度間均存在顯著的正相關(guān)關(guān)系,而莖、根的全P含量則隨緯度升

4、高而降低,且莖的P含量與緯度間呈顯著的負(fù)相關(guān),全K含量在各緯度間差異不明顯。栓皮櫟幼苗的N源-匯隨緯度升高而降低,各營養(yǎng)元素的含量均以“源”(葉)中的比例最大。
　　 4.種源地栓皮櫟總體的NSC含量表現(xiàn)為北界大于中部和南界,但其源-匯比值較為穩(wěn)定,總體的淀粉含量上以北界最大,而可溶性糖含量隨緯度的變化不明顯。栓皮櫟莖的可溶糖、NSC含量,根的淀粉含量與緯度間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。在非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的分配上,NSC及其組分均以

5、根中的比例最大。北界栓皮櫟種群在源和匯中的C/N均小于其分布的南界和中部種群,各緯度栓皮櫟的碳氮比值均以“匯”中更高。
　　 5.綜合比較種源地不同緯度栓皮櫟的光合特征參數(shù)發(fā)現(xiàn),南界栓皮櫟種群的光合作用能力要高于中部和北界,而北界種群對于弱光的利用能力則更強(qiáng)。
　　 6.環(huán)境變化后,北界栓皮櫟種群各器官的氮、磷含量均出現(xiàn)顯著的降低,而中部和南界則未表現(xiàn)出明顯變化,不同緯度栓皮櫟的全鉀含量未隨環(huán)境變化產(chǎn)生明顯變化。在非結(jié)構(gòu)

6、性碳水化合物上,不同緯度栓皮櫟的NSC含量和可溶性糖含量變化不大,而淀粉含量的變化較為明顯。光合特性方面,移栽地適宜的光照及溫度條件下,各緯度的最大光合速率均有所升高,北界升高更為顯著；生長環(huán)境變化后北界栓皮櫟種群對于強(qiáng)光的適應(yīng)和利用能力有所上升。
　　 7.研究表明,N含量對于植物的分布格局形成有更為重要的作用,但N、P、K都不太可能成為限制栓皮櫟分布北界形成的重要因子；而在栓皮櫟的分布北界也未發(fā)現(xiàn)“碳受限”現(xiàn)象。