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《西北农林科技大学》 2016年
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陕西省森林生态系统乔灌草叶片与凋落物C、N、P化学计量特征

姜沛沛  
【摘要】:本文以陕西省森林生态系统121个样点为研究对象,研究了其乔木层、灌木层、草本层和凋落物层4个层次的C、N、P化学计量学特征及其变异性,探讨了各层次间及其与地理因子间可能存在的关系;并将陕西省森林生态系统按陕北、关中、陕南三个区域进行划分,研究不同区域森林生态系统各层次(乔木层、灌木层、草本层和凋落物层),及不同类型乔木(常绿、落叶树种)叶片与凋落物C、N、P含量及其比值的异同;分析比较陕西省不同科(刺槐、辽东栎、油松)及不同栎类(辽东栎、栓皮栎、麻栎)乔木叶片和凋落物C、N、P化学计量特征及其与纬度、经度、海拔、年均温度和年降水等环境因子之间关系的异同,以期丰富西北地区乃至全国的C、N、P化学计量特征数据库,为更合理的管理陕西省植物资源提供资料,并为认识陕西省主要森林树种养分限制状况和制定合理的植被管理和恢复措施提供理论依据。主要研究结果如下:1)本研究中,乔叶C、N含量最高,草叶P含量最高,凋落物C、N、P含量均最低。乔叶、灌叶、草叶N:P比值差异不显著,但均与凋落物N:P比值差异显著,表明不同生活型活体植物叶片N:P比值具有一定的稳定性。林下草本比灌木与乔木C、N、P含量及其比值具有更好的相关性,表明林下植被中草本层有更强的竞争力。相关分析结果表明,灌叶与纬度关系最紧密,草叶与经度关系最紧密;多元线性回归分析表明,各地理因子对草叶的影响大小表现为经度纬度海拔,对乔叶、灌叶、凋落物的影响大小表现为纬度经度海拔,表明不同生活型植物具有不同的生活策略,有助于更好地分配森林群落中的各种资源。2)常绿树种叶片C、N、P含量的范围均小于落叶树种叶片。三大区域均表现为乔木层C含量最高,表明森林生态系统乔木层固碳能力最强;乔灌草叶片和凋落物C含量均表现为陕南最高,表明陕南有更好的光照条件,植物具有更强的固碳能力。凋落物分解速率与C:N、C:P、N:P比值显著负相关,即C:N、C:P、N:P比值越低,分解速率越快;C:N、C:P、N:P比值越高,分解速率较低。由此可以判断出常绿树种在陕北分解速率最低;落叶树种在陕南分解速率最低,在陕北分解速率最快,因此陕北的常绿森林群落、陕南的落叶森林群落更有助于水土保持。3)不同科树种叶片与凋落物中,C含量及C:N、C:P比值均表现为油松辽东栎刺槐;除凋落物中N:P比值表现为辽东栎刺槐油松,叶片与凋落物中N、P含量及N:P比值均为刺槐辽东栎油松。不同栎类树种凋落物中,C含量及C:N、C:P比值均为栓皮栎、麻栎显著高于辽东栎,N、P含量及N:P比值均差异不显著。辽东栎叶片N、P含量及N:P比值的变异系数在5个主要树种中最小。不同科和不同栎类树种叶片N与P含量均极显著正相关,表明在叶片建成过程中对N、P元素的吸收具有一定的比例关系。与叶片相比,5个主要树种凋落物中N、P含量均显著下降,体现了植物养分的再吸收特征。4)5个树种叶片与凋落物C、N、P含量及其比值中,除叶片C:N比值外,均大致表现出随着纬度和经度的增加而降低,随着年均温度和年降水的增加而增加的趋势;叶片C:N比值则表现为随着经度的增加而增加的趋势;与其它环境因子相比,叶片与凋落物C、N、P含量及其比值受海拔影响较小。不同栎类叶片与凋落物中,与辽东栎和麻栎相比,栓皮栎C、N、P含量及其比值受环境影响较小,可能表明3树种中其植物养分稳定性最强,抵抗外界干扰的能力是最强的。5个主要树种对于环境因子的响应都有着比较大的差异,表明不同树种对于环境具有不同的适应策略,这是植物在长期进化中形成的并与植物自身的遗传特性有关。叶片与凋落物C、N、P化学计量特征与环境因子的关系可以很好的用回归方程表示,在全球变暖的背景下,这些回归方程能有助于更好的理解区域尺度上叶片与凋落物C、N、P化学计量特征与环境因子的关系。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S718.5

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