长白山阔叶红松林槭属树种时空格局及其共存机制

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:good_loloo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
学位
学位
介绍新型冠状病毒(2019-nCoV)疫情期间口腔颌面外科急诊患者救治过程中的护理防控措施.通过制定防疫流程、严格患者及家属陪同管理、落实病房区域内的消毒措施、指导培训护理
工业的快速发展和农业含氮化肥的大量施用,导致大气氮沉降迅速增加。过多的沉降氮会对森林生态系统产生一系列的影响。土壤含氮气体(N2O、NO和N2)及其比例关系的测定,对于理解
植物受体蛋白识别病原微生物模式分子或无毒效应蛋白引发本底抗性或小种专化抗性。大麦MLA是NLR(NOD-like receptor)类型的抗病蛋白,识别大麦白粉菌效应蛋白AvrMLA,激活下游免
该论文的任务是带有质量分离器的二级静电透镜聚焦离子束系统的部分设计和整机调试、AuSi合金液态金属离子源的研制以及利用所研制的聚焦离子束系统物理溅射刻蚀制作场发射尖
非洲菊萎蔫病是严重影响非洲菊生产的重要病害之一,培育抗病品种是防治该病害最为经济、有效和对环境安全的措施。与抗病基因紧密连锁的分子标记不仅便于抗病基因的鉴定和作图
自新型冠状病毒肺炎疫情爆发后,第四军医大学口腔医院护理部及时发挥职能效用,迅速评估疫情形势,通过调配全院护士人力,科学培训,做好人员心理疏导等举措,既保证了临床护理工
采用溶胶-凝胶方法制备了镶嵌在SiO凝胶玻璃中的C、Ge、AlP、和InAs纳米颗粒,研究了它们的结构、光致发光和非线性光学性质,探讨了结构和性能的关系.
该文的工作分为四部分,首先要解决的是程控交换机用户线接口芯片CTH986制造过程中出现的问题,包括器件的耐压问题,芯片功能上的问题.第二部分的工作是针对测试中发现的问题,