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生 物 多 样 性 2011, 19 (2): 158–167
Biodiversity Science
Doi: 10.3724/SP.J.1003.2011.10312
http: //www.biodiversity-science.net
地 形 和 土 壤 特 性 对 亚 热 带 常 绿 阔 叶 林 内
植 物 功 能 性 状 的 影 响
1, 2
丁 佳
1, 2
吴 茜
1, 2
闫 慧
1*
张 守 仁
1 ( 中 国 科 学 院 植 物 研 究 所 植 被 与 环 境 变 化 国 家 重 点 实 验 室 , 北 京 100093)
2 ( 中 国 科 学 院 研 究 生 院 , 北 京 100049)
摘 要 : 植 物 功 能 性 状 与 环 境 之 间 的 关 系 是 功 能 性 状 研 究 的 核 心 问 题 。 为 了 探 讨 地 形 和 土 壤 特 性 的 差 异 对 亚 热 带 常
绿 阔 叶 林 植 物 功 能 性 状 的 影 响 , 并 找 到 影 响 古 田 山 亚 热 带 常 绿 阔 叶 林 植 物 形 态 和 生 理 性 状 的 主 要 环 境 驱 动 因 子 ,
我 们 于 2008 年 和 2009 年 夏 天 在 古 田 山 国 家 级 自 然 保 护 区 内 24 ha 大 型 监 测 样 地 测 定 了 147 个 样 方 中 115 种 常 见 木 本
植 物 的 功 能 性 状 。 所 测 性 状 包 括 3 个 生 理 生 态 性 状 ( 叶 绿 素 含 量 、 叶 绿 素 荧 光 参 数 F v /F m 和 PI ABS 和 枝 条 比 导 率 ) 和 4
个 形 态 性 状 ( 气 孔 密 度 、 叶 厚 度 、 比 叶 面 积 和 叶 长 / 宽 比 )。 结 合 地 形 数 据 ( 平 均 海 拔 、 凹 凸 度 、 坡 度 和 坡 向 ) 和 土 壤
数 据 ( 含 水 量 、 全 氮 含 量 、 全 磷 含 量 、 全 碳 含 量 和 pH 值 ), 分 析 影 响 这 些 功 能 性 状 的 主 要 驱 动 因 子 。 排 序 结 果 显 示 ,
叶 绿 素 含 量 随 海 拔 和 凹 凸 度 的 上 升 而 下 降 , 但 与 土 壤 中 的 氮 含 量 和 水 分 含 量 呈 现 正 相 关 关 系 。 由 于 古 田 山 土 壤 呈
酸 性 , 土 壤 磷 素 缺 乏 , 叶 绿 素 荧 光 参 数 F v /F m 和 PI ABS 与 土 壤 氮 、 磷 含 量 呈 现 显 著 的 负 相 关 。 枝 条 比 导 率 与 土 壤 含 水
量 具 有 较 为 显 著 的 正 相 关 关 系 。 比 叶 面 积 与 海 拔 呈 现 正 相 关 关 系 。 研 究 结 果 表 明 , 在 小 尺 度 上 , 海 拔 和 凹 凸 度 是
影 响 亚 热 带 常 绿 阔 叶 林 植 物 功 能 性 状 最 关 键 的 两 个 地 形 因 子 , 而 土 壤 含 水 量 和 全 氮 含 量 是 影 响 该 地 植 物 功 能 性 状
最 主 要 的 土 壤 因 子 。 然 而 , 由 于 土 壤 中 磷 的 缺 乏 , 诸 如 植 物 光 合 作 用 等 一 些 重 要 的 生 理 过 程 受 到 影 响 , 使 得 某 些 性
状 与 环 境 因 子 之 间 呈 现 出 不 同 寻 常 的 相 关 关 系 。
关 键 词 : 功 能 性 状 , 海 拔 , 凹 凸 度 , 土 壤 含 水 量 , 土 壤 含 磷 量
Effects of topographic variations and soil characteristics on plant functional
traits in a subtropical evergreen broad-leaved forest
Jia Ding 1, 2 , Qian Wu 1, 2 , Hui Yan 1, 2 , Shouren Zhang 1*
1 State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing
100093
2 Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049
Abstract: To elucidate the driving factors behind plant functional traits, especially in mountainous areas, we
explored how variation in topography and soil characteristics affects ecophysiological and morphological
traits of woody plants within the Gutianshan 24-ha plot in Zhejiang Province. This site is in a typical subtropical
broad-leaved forest. During the summers of 2008 and 2009, we measured three ecophysiological
traits (chlorophyll content, chlorophyll fluorescence parameters F v /F m and PI ABS , and stem sapwood xylem
specific hydraulic conductivity) and four morphological traits (stomata density, specific leaf area, leaf thickness,
and ratio of leaf length to leaf width) among 115 woody species in the field. Redundancy analysis was
conducted to identify the most influential environmental factors from our topographical factors (mean elevation,
convexity, slope, and aspect) and five soil parameters (moisture, total nitrogen content, total phosphorus
content, total carbon content, and pH). Leaf chlorophyll content was negatively correlated with elevation and
convexity, but positively correlated with soil moisture and total nitrogen content. The two chlorophyll fluorescence
parameters (F v /F m and PI ABS ) were strongly negatively correlated with soil total nitrogen and phos-
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收 稿 日 期 : 2010-12-16; 接 受 日 期 : 2011-03-15
基 金 项 目 : 植 被 与 环 境 变 化 国 家 重 点 实 验 室 森 林 联 网 项 目 、 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 (40631002) 和 中 国 科 学 院 知 识 创 新 资 助 项 目 (KZCX2-YW-430-07)
* 通 讯 作 者 Author for corresponding. E-mail: zsr@ibcas.ac.cn