题名 | 哀牢山湿性常绿阔叶林附生蕨类植物的功能性状及其对环境变化的响应 |
作者 | 陈泉 |
答辩日期 | 2019 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 中国科学院西双版纳热带植物园 |
导师 | 刘文耀 |
关键词 | 附生蕨类植物,功能性状,森林退化,环境变化,湿性常绿阔叶林 |
学位名称 | 博士 |
其他题名 | Functional traits of epiphytic ferns and their responses to environmental changes in subtropical moist forest of Ailao Mountains |
学位专业 | 生态学 |
英文摘要 | 功能性状影响着植物个体的定植、存活、生长与死亡,它们能够反映植物资源获取的能力以及在应对环境变化时所采取的生态策略。在群落和物种水平上,植物功能性状研究已成为解决一些关键生态学问题的有效途径。附生植物是森林生态系统中重要的组成部分之一,而附生蕨类植物是附生维管植物中的第二大类群,它们对自然或人为活动导致的环境变化非常敏感。然而,目前对附生蕨类植物的功能性状研究仍然滞后,人们在附生蕨类植物如何应对环境条件变化及人为干扰方面仍了解甚少。本研究以哀牢山木果柯原生林及其退化后形成的老龄栎类次生林和旱冬瓜林中的附生蕨类植物为对象,分别对其中常见或优势物种在不同生长时期及生境条件下的形态、生理和养分特征等进行测定,并从群落或物种的层次上,探讨了森林退化对附生蕨类植物功能性状的影响,以及附生蕨类植物对环境变化的响应和生态策略,以期为深入研究山地森林生态系统组成、结构及功能动态提供科学依据。研果表明:(1)森林退化对附生蕨类植物的物种多样性和功能多样性均发生了显著影响。在哀牢山徐家坝地区原生林中共调查到31 种附生蕨类和石松类植物,而老栎类次生林和旱冬瓜林中分别只有20 种和16 种。Shannon-Wiener 多样性指数Simpson 指数、均匀度指数等物种多样性指数随森林退化而显著降低,物种多样指数和功能多样性指数之间存在显著的正相关关系。(2)附生蕨类植物不同生长段的个体在水分维持及碳同化能力上有较大差异,大部分功能性状与个体生物量之在异速生长关系。生长早期的个体对水分的变化较为敏感,其自然失水速率较快但水后能快速地从干旱胁迫中恢复,而碳同化速率相对较低;随着个体的发育,附生植物在生长后期具有更强的耐旱性,光合能力较高,但经历干旱后,其恢复速度相较慢。附生蕨类植物生理生态学性状在种内及种间的差异体现了耐脱水性状及经济之间的相互关联和权衡关系。(3)在林冠垂直高度梯度上,原生林中占优势的棕鳞瓦韦(Lepisorus scolopendium)、二色瓦韦(L. bicolor)和高山条蕨(Oleandra wallichii)大部分的功能性状表现出较大的种内差异。林冠下层阴湿树干上附生的个体具有较大的叶长、叶宽、比叶面积及相对较高的叶绿素含量和最大光合速率;而在光照条件较强的林冠上层,附生蕨类植物具有小而厚的叶片,且叶片的肉质性较高,保水能力较强,光合能力变弱。(4)在森林退化过程中,棕鳞瓦韦和二色瓦韦由专性附生转变为兼性附生,它们在原生林中仅分布于林冠内,并以8~16m冠层中的相对多度最高;在次生林中二者的附生个体主要分布于0~4m 的范围,且们在附生和地生生境中的相对多度随林冠开阔度的增加而升高。二者的叶片功能性也随森林的退化而发生改变,功能性状之间的权衡关系使二者在原生林和次生林附和地生生境中采取不同的资源利用策略:原生林中的附生个体具有更强的光捕获力而次生林中的附生个体表现出更强的光合能力和资源利用效率;在同类次生林中,生个体趋向于适应弱光环境,且比附生个体具有更高的养分利用效率。(5)棕鳞韦和二色瓦韦的根系包含4 级根序。森林退化后,根系分枝数量增多,尤其是地生体的一级根和二级根所占的比例比附生个体大,根系的吸收功能增强;此外,附生蕨类植物根系的形态和生长性状随林冠开阔度的增加和生长基质的变化发生了一系列的改变,并表现出不同的根系觅食策略;相对于形态性状,根系的生长性状对根系呈现出不同的觅食策略关系更为密切。综合以上结果,在群落水平上,森林的退化导致附生蕨类植物的物种多样性及功能多样性显著下降,这在一定程度上影响了其群落的稳定性和功能的发挥。在物种水平上,附生蕨类植物的功能性状具有较强的可塑性且存在权衡关系,使其能在不同生长发育阶段及环境条件发生变化时,形成不同的生态策略以充分利用环境中有限的资源,从而维持个体的存活和生长。 |
语种 | 中文 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.xtbg.org.cn/handle/353005/11355] |
专题 | 西双版纳热带植物园_西双版纳热带植物园毕业生学位论文 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈泉. 哀牢山湿性常绿阔叶林附生蕨类植物的功能性状及其对环境变化的响应[D]. 中国科学院西双版纳热带植物园. 中国科学院大学. 2019. |
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