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天童国家森林公园常见种幼苗光合特性及物质分配特征

作　者: 赵镭
导　师: 王希华
学　校: 华东师范大学
专　业: 生态学
关键词: 天童幼苗光合特性生物量分配养分利用非结构性碳水化合物生存策略
分类号: Q948
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

常绿阔叶林是我国中亚热带东部典型的植被类型,浙江天童国家森林公园的常绿阔叶林是其中一块难得的代表性地段。近几十年来,随着人类活动影响的加剧,植被的退化和恢复问题日益受到关注。幼苗更新是森林群落演替、植被恢复等过程中非常关键的一步。本文从幼苗的光合特性及物质分配角度,以天童地区常见种为研究对象,重点探讨幼苗光合能力,生物量分配,养分利用、非结构性碳水化合物的储存特点,以及光合产物与物质分配之间的适应性,以求进一步了解幼苗时期不同物种的生存策略。主要研究结果如下：(1)借助Li-6400便携式光合仪对天童地区20种常见种幼苗的光-光响应曲线进行测定,比较不同生活型植物光合特性的差异,发现常绿种幼苗拥有较低的光补偿点(light compensation point,LCP)、暗呼吸速率(dark respiration rate,Rd)和较高的表观量子效率(apparent quantum efficiency, AQE)、最大净光合速率(maximum net photosynthetic rate,Amax);落叶种则表现出较高的光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)和较低的表观量子效率(AQE)和最大净光合速率(Amax)。这说明常绿种对光能的转化效率更高,同化代谢能力更强,对弱光有更好的利用能力。而常绿灌木的光饱和点(light saturation point,LSP)和最大净光合速率(Amax)高于常绿乔木,说明常绿灌木不仅利用弱光能力强,且相对于常绿乔木拥有较高的净生产能力。(2)个体水平上的生物量分配模式,能够影响植物的功能属性,是植物对环境适应和进化的结果。本研究对选取的天童地区20种常见种幼苗生物量分配模式进行分析,结果表明：常绿种将更多的生物量用于构建光合器官叶片,以适应林下弱光环境中的生存,而落叶种则通过加大茎干生物量的投入,加快生长速度来满足它对高光的需求。常绿灌木将更多的生物量用于扩大叶面积和构建根系系统,一方面是为其适应林下低光量子密度环境进行的形态塑造,另一方面也是为植物获取充足的养分以及为非结构性碳水化合物储存创造更多的场所。(3)在植物进化过程中,为了适应不同的生长环境,不同的植物种,不同的植物生活型,乃至同株植物的不同器官形成了各自不同的养分特征。幼苗叶片中的N、P含量最高；落叶种叶片中N,P含量以及茎部N含量大于常绿种。常绿灌木的叶片及茎部的N、P含量均大于常绿乔木,这与灌木幼苗强大的根系构建相关。不同器官中的N,P元素含量呈显著的正相关性,说明不同元素间能互相促进吸收。(4)根部是非结构性碳水化合物储存的主要场所。为适应林下弱光环境的生存,常绿种幼苗根部储存了更多的非结构性碳水化合物,茎部的可溶性糖含量也高于落叶种。常绿灌木由于长期生活于荫蔽环境中,个体矮小,容易受到外界干扰和危害,其根部可溶性糖、非结构性碳水化合物总量以及茎部淀粉、非结构性碳水化合物总量均显著大于常绿乔木,是一种生存适应。(5)物种在群落中的地位很大程度取决于它在生长和生存之间的权衡。幼苗光合特性及物质分配的特征是物种与环境长期适应而形成的生存策略。“高生长,高养分,低储存”的策略主要以喜阳或作为先锋种的落叶种为代表；强耐荫的常绿灌木主要采用“低生长,低养分,高储存”的策略进行林下更新；林下生存过程中具有“停滞-等待”阶段的半耐荫的常绿乔木树种,其光合能力与非结构性碳水化合物储量介于前两者之间。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-12
第一章前言  12-21
  1.1 研究进展及意义  12-18
    1.1.1 植物的光合特性  13-15
    1.1.2 植物的生物量分配  15-16
    1.1.3 植物的养分  16-17
    1.1.4 植物的非结构性碳水化合物  17-18
  1.2 研究的主要内容  18-20
  1.3 技术路线  20-21
第二章研究区域概况及研究方法  21-26
  2.1 研究区域自然概况  21
  2.2 研究方法  21-26
    2.2.1 野外取样及生物量测定  21-23
    2.2.2 光-光响应曲线的测定  23-24
    2.2.3 全氮全磷养分测定  24
    2.2.4 非结构性碳水化合物含量的测定  24-25
    2.2.5 数据分析与处理  25-26
第三章常见种幼苗光合特性研究  26-33
  3.1 常见种幼苗的光合特性参数  26-28
  3.2 不同生活型植物幼苗光合特性差异  28-31
    3.2.1 常绿种和落叶种幼苗光合特性的差异  28-29
    3.2.2 常绿乔木和常绿灌木幼苗光合特性差异  29-31
  3.3 小结与讨论  31-33
第四章常见种幼苗不同器官生物量分配  33-38
  4.1 常见种幼苗生物量分配  33-35
  4.2 不同生活型植物的生物量分配差异  35-36
    4.2.1 常绿种和落叶种幼苗生物量分配差异  35-36
    4.2.2 常绿乔木和常绿灌木幼苗生物量分配差异  36
  4.3 小结与讨论  36-38
第五章常见种幼苗不同器官的养分特征  38-46
  5.1 常见种幼苗不同器官的养分含量养分特征  38-40
  5.2 不同生活型植物幼苗各器官N和P养分差异  40-42
    5.2.1 常绿种和落叶种植物幼苗各器官N和P养分的差异  40-41
    5.2.2 常绿乔木和常绿灌木幼苗各器官N和P养分的差异  41-42
  5.3 植物幼苗N和P元素含量的相关性  42-44
    5.3.1 植物幼苗各器官内N和P元素含量的相关性  42-44
    5.3.2 植物幼苗各器官之间N和P含量的相关性  44
  5.4 小结与讨论  44-46
第六章常见种幼苗非结构性碳水化合物研究  46-51
  6.1 植物根、茎中可溶性糖、淀粉和NSC的含量  46-48
  6.2 不同生活型植物根、茎非结构性碳水化合物含量的差异  48-49
    6.2.1 常绿种和落叶种根、茎非结构性碳水化合物含量的差异  48
    6.2.2 常绿乔木和常绿灌木幼苗根、茎碳水化合物含量的差异  48-49
  6.3 小结与讨论  49-51
第七章讨论与展望  51-56
  7.1 不同生活型幼苗光合特性与物质分配  51-53
    7.1.1 常绿种与落叶种光合特性与物质分配  51-52
    7.1.2 常绿乔木和常绿灌木光合特性与物质分配  52-53
  7.2 生存策略  53-54
  7.3 研究展望  54-56
参考文献  56-64
致谢  64-65

天童国家森林公园常见种幼苗光合特性及物质分配特征

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