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以长期定位试验在商丘国有林场研究了一个生长周期内7年生泡桐(Paulownia fortunei)人工林的叶形态特征与元素含量的季节变化及其相互关系,结果表明:生长季节中泡桐叶形态特征与元素含量的季节变化规律可用具有生物学意义的模型进行描述,且通过拟合得到的多个生理生态极值与实际基本吻合。如泡桐LA(单叶面积)、干鲜比(RDF)的生长时间变化可用Growth曲线描述,LDW(叶干重)、SLW(比叶重)的季节动态用Exponential Growth拟合最优,WC(叶含水率)与SLA(比叶面积)与生长时间的相关关系为Cubic型,LFW(叶鲜重)的季节变化曲线可以用Logarithm模型描述,LN(叶片数)的季节动态为Hyperbola型,泡桐叶形态指标间具有良好的相关关系,且这种关系也可用多种数学模型描述,此外,按照Between groups linkage(类间平均链锁法),对生长季节内叶形态特征进行Hierarchical Cluster Anlysis(聚类分析),可以把泡桐的生长时间过程划分为3个时期,即生长迅速期、生长稳定期与生长衰老期。 泡桐叶不同元素季节变化趋势不同,其季节变化动态模型、相互关系及生态极值不同。泡桐叶N、P、Ti浓度的生长时间变化可以用Cubic模型描述,K、Ca、Mg、Zn、Cu、Mn、V元素浓度季节变化动态为Quadratic型,Fe、Al、B为ExponentialGrowth型,Na为Exponential Decay型,Ba为Rational型,Sr为Linear型,Ni、Li元素波动程度较大,没有良好的数学模型可以描述其季节变化规律。生长季节中泡桐叶各元素间存在着数学关系,多数关系也可以用数学模型拟合。根据聚类分析的Pearson correlation(相关距离)方法可以把一个生长周期内的18种元素划分为四类,第一类包括N、P、K、Zn、Cu、Mg、Na等7个元素,生长季节中它们共同的变化趋势特征是生长初期浓度相对较高,生长季节术期相对低,整体呈降低趋势;第二类包括Ba、Sr、Ca、Mn、B、V等6种元素,呈现增加趋势;第三类包括Al、Ti、Fe、Ni等,呈现两端高中间低的趋势,第四类为Li元素浓度极低变化波动比较大,而且规律性不强。通过多元分析建立了有多个代表性元素参与的回归分析模型Mg=1843.440+25.797 Zn+0.107Ca-23.295 B-1.697Al+0.836 P-0.30 N。通过方差分析与多重比较发现,一个生长周期内,N、Ca、K、Mg、P、Fe浓度各自均与其余的17种元素差异达到极显著水平。而Al、Sr、Mn、Na、Ba、B、Zn、Cu、Ti、V、Ni、