基于叶片性状变化下云杉幼苗更新的C,N,P调控机制

为探测云杉幼苗更新的潜在生态学机制,研究了云杉幼苗随更新年龄变化下的叶片形态特征、叶片及根系C,N,P含量特征及其与叶片形态特征的相关性。结果表明,云杉幼苗叶片形态指标随更新过程中龄级的增加而变化。其中,叶长、叶宽、叶周长、叶面积均随着龄级的增加而增加,叶长宽比和比叶面积随着龄级的增加而减小。云杉幼苗叶片有机碳与全磷含量随年龄的增大而增加,全氮则在减少;根系中C,N,P随更新年龄增加均呈增加趋势。叶片和根系C,N,P含量随更新年龄的增加而变化且各含量间相互关联。云杉幼苗更新过程中,叶片有机碳和全磷可促进叶长、叶宽、叶面积及叶周长的增加,同时抑制叶长宽比和比叶面积的增加;全氮对幼苗更新过程中叶片形态特征的影响与有机碳、全磷相反。根系中C,N含量及C,N,P间的关联变化对叶片C,N含量及C,N,P间的相互作用存在显著影响;叶片C,N,P含量受根系C,N,P含量的影响,并通过影响叶片形态特征从而对云杉幼苗的更新过程起调控作用。     

青杄功能性状及其在各器官间分配格局的时空变化

为研究青杄在不同环境和发育阶段的适应性和生存策略,以关帝山典型森林分布区的青杄(Piceawilsonii)为对象,分析其叶片鲜干比、叶面积、叶绿素和C、N、P含量等重要功能性状在不同年龄(5、15、25、35、45a)和不同海拔梯度(1760、1820、1880、1940、2000m)上的变化,以及C、N、P在各器官间分配格局随年龄和海拔的时空变化。结果表明:1)随树龄的增加,青杄叶面积、叶鲜干比呈增大趋势,叶P和根P含量呈下降趋势,叶有机碳含量下调,但根有机碳在上调。2)随海拔增加,叶绿素、叶面积显著增加,叶有机碳呈下降趋势,而根有机碳在增加。叶、枝、根中的N、P含量均呈先增加后减小趋势,相比之下,N、P随海拔的变化较有机碳更为显著。3)随树龄增加,C、N、P在各器官间分配格局表现为:P在幼年时于叶、根中分配比例相对较大,成年时主要集中在枝中。在研究的5~45a范围内,N分配呈叶>枝>根的稳定格局,未随年龄而显著变化。有机碳则在各器官呈近乎均匀分配的基础上随年龄增加根中比例略有增大,相反叶中比例略有下降。C、N、P并未随海拔增加呈现各器官间分配格局上的显著变化。青杄各功能性状随年龄和海拔变化并通过在各器官间相互关联和协调分配来增强其生态适应性。     

关帝山云杉次生林土壤的空间异质性及其与地形相关性

为揭示森林土壤空间变异特征及其变异机制,参照CTFS样地土壤采样方案,在关帝山4 hm2云杉次生林样地199个采样点进行土壤取样和测定,运用经典统计方法分析寒温性云杉林土壤pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质的水平和垂直空间分布特征,应用地统计学和ArcG IS插值的方法,重点分析了0～ 10 cm层土壤性质的空间异质性及其分布格局,并基于RDA排序和方差分解定量评价地形因子对土壤各指标空间变异的影响程度和解释量.结果表明:云杉次生林土壤的pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质含量呈明显的水平及垂直空间变异,0 ～ 10 cm层土壤上述5个指标的变异系数分别为8.78％、41.15％、58.36％、46.60％和48.38％;土壤变异的空间自相关范围为4.9～58.8 m,pH值和有效氮呈中等程度的空间自相关,有效磷、有效钾和有机质呈强烈的空间自相关变异;有效氮、有机质和有效钾呈相似的空间斑块状分布格局,即样地有效氮含量高的斑块中有机质和有效钾含量也高.pH值和有效磷则表现出相反的斑块分布格局;地形因子中,pH值、有效氮和有效磷受海拔影响最大,其中,海拔与pH值、有效磷呈正相关,分别解释其空间变异的40.43％和28.81％,而与有效氮呈负相关,能单独解释其空间变异的19.48％.凹凸度对有效钾和有机质的影响最大,可分别解释9.37％和6.88％的有效钾和有机质的空间变异,与这2个土壤性质指标为负相关.研究可为深入认识华北地区植物分布和物种共存提供基础依据.