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太白山植物气孔性状沿海拔梯度的变化

2020-12-10阅读(994)

太白山植物气孔性状沿海拔梯度的变化

论文摘要

气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的主要通道,能够调节植物碳同化和水分散失的平衡关系,在一定程度上反映植物对外界环境变化的适应。本研究以太白山北坡为研究区,测定210种植物（隶属于68科、155属）的4个气孔指标。以群落调查数据为基础,利用尺度扩展的方法,研究不同海拔梯度下物种水平、生长型水平及群落水平气孔性状的变化及影响因素,旨在从气孔角度揭示植物群落对环境变化的适应策略。结果表明:1.物种水平下,气孔长度（SL）、气孔密度（SD）、潜在气孔导度指数（PCI）沿海拔梯度呈递增的变化形式,气孔宽度（SW）沿海拔变化不显著（P>0.05）。气孔性状间关系随环境的不同而发生变化,SD与SL的负相关关系、SL与SW及气孔大小（SL与SW）与PCI之间的正相关关系在3个海拔处均达显著水平。SD与SW的负相关关系只在低海拔和高海拔处达到显著水平。SD与PCI的正相关关系仅在低海拔和中海拔达到显著水平（P<0.05）。气候、土壤和植物功能型（PFT）三者的总效应解释四个性状14.42%-22.23%的变异,其中,PFT对气孔性状的影响最大,最多可解释性状11.50%的空间变异。2.不同生长型气孔性状随海拔表现不同的变化趋势。乔木层SDT与PCIT随海拔升高而降低,SLT与SWT呈现先升高后降低的趋势。灌木层中只有SWS随海拔升高表现为显著的负相关关系,其余性状变化均不显著。草本层气孔性状随海拔增加均呈上升趋势。乔木层SDT与SLT间关联性呈现极显著的负相关（P<0.01）,但这种相关关系在灌木层不显著,在草本层表现为正相关关系（P<0.01）。SW与PCI在每一层均表现为正相关。对草本层而言,性状间关联关系除SD与SW的关系外其余均达极显著相关（P<0.01）。气候和土壤的总效应解释乔木层气孔性状79.99%-97.90%的变异,其中交互效应是影响性状变异的主要因素,解释了气孔性状34.41%-89.27%的变异性。灌木层中,两者总效应解释30.31%-70.06%的变异,其中气候的最大解释量为54.30%。草本层中总效应解释30.97%-58.33%的性状变异,同样,气候对性状变异影响最大,解释5.94%-41.75%的变异性。3.气孔性状在群落尺度上具有明显的垂直分布特征。SDC随海拔升高线性递减;SLC、SWC随海拔上升表现为双峰变化趋势,先升高后降低,然后再上升;PCIC随海拔升高表现为单峰变化趋势,先降低后上升。SDC与SLC呈极显著的负相关,SLC与PCIC、SWC与PCIC、SLC与SWC呈极显著的正相关（P<0.01）。在群落水平上,气候和土壤两者总共解释性状44.87%-87.03%的变异,两者的交互效应对气孔性状的变异贡献较大,解释性状2.36%-59.95%的变异。4.气孔性状在不同水平变化差异较大。与物种水平相比,群落水平气孔性状表现出更明显的垂直地带性变化。气孔性状间关联关系在不同水平中存在差异。植物功能型（PFT）是物种水平下性状变异的主导因素,而在植物生长型及群落水平下,气候、土壤的交互效应以及气候的独立效应对性状变异的解释程度最大。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 气孔性状的研究进展
  •     1.2.1 气孔性状参数
  •     1.2.2 气孔性状间的关联关系
  •     1.2.3 气孔性状沿海拔的变化
  •     1.2.4 不同植物功能型的差别
  •     1.2.5 群落尺度上的气孔性状
  •   1.3 研究目的意义及主要研究内容
  •     1.3.1 研究目的意义
  •     1.3.2 研究内容
  •     1.3.3 技术路线
  • 第二章 材料与方法
  •   2.1 研究区概况
  •   2.2 样品采集
  •     2.2.1 群落调查
  •     2.2.2 叶片样品采集
  •     2.2.3 土壤样品采集
  •   2.3 室内样品处理
  •     2.3.1 气孔性状的测定
  •     2.3.2 土壤养分的测定
  •     2.3.3 气象数据的获取
  • 第三章 物种水平气孔性状沿海拔梯度的变化
  •   3.1 数据分析方法
  •   3.2 结果与分析
  •     3.2.1 各物种气孔性状的基本统计参数
  •     3.2.2 不同植物功能型气孔性状的差异
  •     3.2.3 植物气孔性状间的关联性
  •     3.2.4 物种水平气孔性状沿海拔梯度的变化
  •     3.2.5 环境因素对物种水平气孔性状的影响
  •   3.3 讨论
  •     3.3.1 物种水平下气孔性状的关联关系
  •     3.3.2 物种水平气孔性状的海拔变化
  •   3.4 小结
  • 第四章 植物生长型水平气孔性状沿海拔梯度的变化
  •   4.1 数据分析方法
  •     4.1.1 植物生长型气孔性状计算
  •     4.1.2 统计分析方法
  •   4.2 结果与分析
  •     4.2.1 植物生长型气孔性状的基本统计参数
  •     4.2.2 植物生长型气孔性状的差异性及关联性
  •     4.2.3 植物生长型气孔性状沿海拔的变化
  •     4.2.4 植物生长型气孔性状的影响因素
  •   4.3 讨论
  •     4.3.1 植物生长型气孔性状的差异性与关联性
  •     4.3.2 植物生长型气孔性状沿海拔的变化
  •   4.4 小结
  • 第五章 群落水平气孔性状沿海拔梯度的变化
  •   5.1 数据分析方法
  •     5.1.1 群落尺度气孔性状的计算
  •     5.1.2 统计分析方法
  •   5.2 结果与分析
  •     5.2.1 群落尺度气孔性状指标的统计特征
  •     5.2.2 群落水平气孔性状的关联关系
  •     5.2.3 群落水平气孔性状的垂直分布特征
  •     5.2.4 群落水平气孔性状的影响因素
  •   5.3 讨论
  •     5.3.1 群落水平物种的组成
  •     5.3.2 群落水平气孔性状间的权衡关系
  •     5.3.3 群落水平气孔性状沿海拔的变化
  •   5.4 小结
  • 第六章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 温婧雯

    导师: 张硕新,王瑞丽

    关键词: 气孔性状,海拔梯度,群落加权平均值,生长型,太白山

    来源: 西北农林科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 西北农林科技大学

    基金: 陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站运行费

    分类号: Q948

    总页数: 59

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