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北京山区典型群落垂直结构优势木本植物叶功能性状时间动态研究

Temporal dynamics of leaf functional traits of dominant woody plants across the vertical structure of typical community in Beijing mountainous region

摘要探究山区典型植物群落垂直结构中的优势木本植物叶功能性状在生长发育过程中的变化规律、性状间关系及其资源权衡策略,有助于揭示群落垂直结构优势物种随生长发育和环境变化的适应策略,可为该地区植被保护和可持续营林管理提供数据基础.以北京东北部山区典型群落中的优势木本植物为研究对象,其中乔木层包括黄栌(Cotinus coggygria)和山桃(Prunus davidiana),灌木层包括荆条(Vitex negundo var.heterophylla)和小叶鼠李(Rhamnus parvifolia),在7-9月周期性开展野外调查和6个叶功能性状测定,分析各物种叶功能性状的月变化特征与性状间关系,并探明其资源权衡策略在时间尺度的异同及乔灌层物种资源权衡策略的差异.结果表明:(1)从月份来看,荆条和小叶鼠李的比叶面积(SLA)和最大净光合速率(Amax)随月份变化呈降低趋势,其中在7月均显著高于9月(P<0.05),表明植物在生长旺盛时期更倾向于对叶片光合能力的资源投资,以满足快速生长需求.此外,4种优势木本植物的叶组织密度(LTD)与SLA在不同月份呈现显著负相关关系,表明植物叶片在物理防御结构与光合能力的资源投资之间存在"此消彼长"的权衡关系.(2)从群落垂直结构来看,乔木黄栌和山桃的叶厚(LT)在7-9月显著高于灌木荆条和小叶鼠李(P<0.05),表明位于群落垂直结构上层的植物通过较大的LT来减少水分散失和抵御强光对叶片造成的物理性损害.本研究结果表明,4种优势木本植物随时间变化均从"快速投资-收益"型策略转向"缓慢投资-收益"型策略,表明植物会随着其生长发育来调整资源权衡策略.在群落垂直结构上,整个研究阶段群落上层乔木黄栌和山桃倾向于采取"缓慢投资-收益"型策略,群落下层灌木荆条和小叶鼠李则倾向于采取"快速投资-收益"型策略,以适应垂直结构的植物资源供给差异.该研究结果进一步证实了木本植物会通过调节叶功能性状及性状间协同或权衡关系来优化其资源权衡策略,以适应植物生长发育及其环境变化.

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2026年46卷6期

2925-2936页

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