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热带雨林木质藤本生理生态学特征及其与树木竞争关系的研究

陈亚军  
【摘要】: tenuiflora;茎缠绕种刺果藤Byttneria aspera)的表型特征在不同光强(4%, 35%和全光照)和土壤养分处理(高、低)下的表型特征的研究,探讨了木质藤本不同的攀援习性与其资源获取能力的关系。结果表明:木质藤本大部分表型特征主要受光照的影响,受土壤养分的影响较小。弱光促进地上部分生长,弱光下两种木质藤本均具有更大的比叶面积(SLA)、茎生物量比(SMR)和平均叶面积比(LARm)。高光下,总生物量增加,并且投入到地下部分的比重增大,具有更大的根生物量比(RMR)、更多的分枝数、更高的光合能力(Pmax)和净同化速率(NAR),以及更高的相对生长速率(RGR)。在相同光照和土壤养分条件下,卷须缠绕种薄叶羊蹄甲(B. tenuiflora)的RGR显著高于茎缠绕种刺果藤(B. aspera)。上述结果表明,与土壤养分相比,光照可能是决定木质藤本分布更为重要的因子。卷须缠绕种薄叶羊蹄甲由于具有特化的攀援器官,在形态上和生理上具有更大的可塑性,将使得卷须缠绕种木质藤本在与其它植物的竞争中更具优势。 通过对生长在两种光照环境下的8种热带木质藤本和5种常见的雨林冠层树种幼苗在不同光照环境中叶片光合特征、形态解剖、色素含量以及叶片光谱反射等特征的对比研究,结果表明:在低光下木质藤本光合能力(Pmax)较低,但光强升高,其光合能力比树木有更大的提高(树木提高61.5%,木质藤本提高86.4%)。其光合作用光补偿点(LCP)和饱和点(LSP)较高,与研究树种相比,更趋向于“喜光种”的特性。所有种均通过光系统Ⅱ的可逆失活减少光合机构的损伤,木质藤本和树木类群间的荧光参数(最大量子产率Fv/Fm,实际量子产率△F/ Fm′、电子传递速率ETR和非光化学猝灭NPQ)日进程无明显差异,个别种(如藤漆Pegia nitida Colobr.和薄叶羊蹄甲B. tenuiflora)光系统Ⅱ日间受到抑制程度较小,表现出对高光的适应。光强升高,木质藤本和树木单位叶面积叶绿素含量减少。木质藤本比树木在两种光强处理下单位面积均具有更高的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量,以及更高的叶绿素a/b的比值。木质藤本和树木叶片的光谱参数与叶绿素荧光参数(PRI vs△F/ Fm′;△P RI vs NPQ)和色素含量参数(Chl NDI vs Chl total; SIPI vs Car/ Chl total;△PRI vs Car/ Chl total)均未表现出显著的相关性,可能是研究所用的物种叶片表面特征不同所致。尽管木质藤本比树木具有更大的叶片厚度,但其仍具有更大的SLA,反映出其较低的叶片密度。 通过对两种光照环境(4%和35%的光照)四种竞争处理(AN,全竞争,RN仅有根竞争,SN仅有枝竞争,NN无竞争)的一种木质藤本幼苗和3个树种幼苗的地上和地下竞争关系的研究表明:木质藤本竞争显著影响树木生长,光照改变影响地上部竞争和地下部竞争的相对强度。低光下,地上部分竞争(SN)比地下部竞争(RN)对树木幼苗的生长特征以及光合能力造成更大的影响,但是高光下,地下部分竞争对树木生长造成更大的抑制作用。不同的竞争处理和光照对树木的生物量配置造成了显著的影响。不同的竞争处理间,同种植物表现出不同的表型特征,由于竞争的影响,苗木在形态上较为矮小、叶片数较少、叶面积减小,但是长细比改变很小。 在所调查的勐宋山地原始雨林中,调查样地内木质藤本共64种,隶属30个科。茎缠绕是最主要的攀缘方式,占总个体数的57%,卷须缠绕种所占比重最小,仅占3%;沟谷比坡地树木别缠绕的比例更大(分别为43.7%和28.6%)。与亚洲其它热带地区森林相比,勐宋地区藤本种的多样性低,但是木质藤本的密度却较高。


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