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群落中物种如何共存一直是生态学家研究的热点问题。竞争相似性假说认为,亲缘关系相近的物种,生态位重叠度高,资源竞争强烈,共存机制更为复杂且难以解释。然而,自然界同一植物群落中常常有许多同属物种,它们是如何共存的?这是生态学研究中的一个长期挑战。中国东北有槭属(Acer)植物9种,是东北地区几种森林类型的主要组成树种。研究其共存机制,对理解物种的共存问题具有非常重要的意义。本论文以长白山阔叶红松林25 ha样地中槭属7个树种(白牛槭Acer mandshuricum、簇毛槭Acer barbinerve、色木槭Acer mono、青楷槭Acer tegmentosum、拧筋槭Acer triflorum、假色槭Acerpseudo-sieboldianum、茶条槭Acer ginnala)为研究对象,分析了它们生长和死亡的时空格局特征,并从养分元素组成、养分再吸收特征及N吸收利用等方面,探讨了槭属树种的养分利用策略。主要结论如下: 1)对槭属树种生长特征及其驱动因素研究发现,槭属各树种胸径相对生长率随胸径的变化规律存在差异,假色槭、青楷槭、白牛槭、色木槭和簇毛槭呈开口向下的“抛物线”,拧筋槭和茶条槭呈斜率为负的“直线”;不同生活史阶段,7个槭属树种小径级个体的相对生长率差异较大,其在幼树阶段的生活策略存在较大差异;影响槭属各树种生长的因子差异很大,但自身个体大小在各因子中起决定性作用;生物因子和非生物因子主要影响多度较大且分布广泛的簇毛槭、假色槭和色木槭的生长。因此,明确物种水平上树木生长特征及其影响因子,有助于准确的预测森林动态和生产力。 2)分析槭属树种死亡的时空特征发现,槭属7个树种的死亡量和死亡率存在种间差异,其中个体数较多的3个树种假色槭、簇毛槭和色木槭死亡量较大,个体数较少的其他几个树种死亡量较少。除茶条槭和青楷槭外,其他几个树种的死亡率在2004-2009和2009-2014两个5年间没有明显差异。径级结构分布表明,槭属各树种的死亡个体主要集中分布于DBH<4cm的小径级个体中,各树种小径级个体死亡比例均较大。对槭属树种死亡个体的空间格局分析表明,个体数较多的色木槭、簇毛槭和色木槭表现为聚集分布;个体数较少的树种,死亡个体空间格局不同树种间差异很大,且随时间而变化。对个体较少树种的空间分布格局的研究,有助于更好地预测森林生物多样性的变化。 3)比较槭属树种的元素化学组成差异发现,长白山阔叶红松林槭属树种具有特定的元素组成,即生物地球化学生态位。各树种叶片的元素组成差异大于根,说明植物自身结构和代谢功能在元素组成分化中起重要作用。槭属树种根和叶中元素的种内变异性具有同步性,表现为微量元素(Fe、Mn)变异大,大量元素(N、P、K、Ca、Mg、S)变异小。生物和环境因子对物种元素组成无明显影响,说明同一群落中槭属各树种的叶片元素组成较稳定。叶片元素组成差异可能是槭属树种避免相互竞争的重要机制,为研究物种共存提供了新视角。 4)对槭属树种叶片的养分再吸收格局的分析发现,槭属7个树种间养分的利用方式存在一定差异,且同一树种对不同元素的利用方式也不同。对N而言,青楷槭、拧筋槭和茶条槭通过较高的N转移度和再吸收率,以保存体内更多的养分,降低对土壤N素的依赖性;簇毛槭通过减少对N素的需求,以维持自身生长;白牛槭、假色槭和色木槭通过N浓度较高的凋落物归还,对土壤养分有效性产生正反馈,满足对N素的需求。广泛分布种色木槭、假色槭和簇毛槭,通过P浓度较高的凋落物归还,满足对P素生长需求,通过较高的K转移度来减少对土壤K元素的依赖。槭属树种主要受氮素限制,但各树种受N素限制的程度不同,色木槭比簇毛槭更易受N限制;各树种间N:K和P:K再吸收比差异较大,广泛分布的簇毛槭、假色槭和色木槭的N:K和P:K再吸收比较低,较高的K再吸收率有利于这3个树种适应不良生活环境。K元素对温带森林物种组成和多样性的影响应给予重视。 5)槭属优势种色木槭叶片δ15N值小于非优势种白牛槭,两树种叶片中δ15N差异大小为0.74‰,远小于温带和寒带森林生态系统δ15N的差异均值(2‰),表明这两个树种可能具有相似的N利用策略。白牛槭和色木槭叶片δ15N值均与土壤凋落物层的δ15N值和土壤铵态氮δ15N值接近,表明这两个树种对氮素的吸收不存在垂直方向上和形态上的差异。两树种叶片δ15N值差异的原因可能与它们根系受菌根浸染程度及自身代谢有关。