《常綠闊葉林植物構型與群落層片配置的生理學機理》是依託華東師範大學，由閻恩榮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：常綠闊葉林植物構型與群落層片配置的生理學機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：閻恩榮
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物構型是其植株建造構件在空間上的配置模式和形態體現，是群落層片配置的基本單位，其特徵一般取決於植物的光資源獲取和水分輸導特徵。但是，目前對此生態過程的理解往往基於推理性的科學假設，缺乏定量的生理學證據。本課題選擇浙江天童100×100m大小的成熟常綠闊葉林樣地，根據植物構型與其光線利用和水分傳導功能間的生理生態關係，在調查群落結構、光照和水分特徵的基礎上，通過測量常見植物的冠層形態、枝條伸展方向和疏密度、枝葉的空間搭配方式、導管直徑與比葉面積等構型特徵，以及光合和蒸騰速率、氣孔導度、水分傳導速率和導水率等表征植物光資源獲取和水分輸導過程的生理學參數，從植物功能和群落代謝角度，揭示光照和水分驅動下常綠闊葉林植物構型和群落層片配置關係的生理學機制。本研究旨在深化植物幾何構型與功能關係理論，完善植物群落的層片配置機制，也為全面理解植物的光照和水分利用策略，乃至指導該地區的營林建設提供理論依據。
結題摘要
水分和光線是植物構型和群落層片分異的主要驅動因素，但我們對其生理生態過程的理解仍不完全。本項目以浙江天童常綠闊葉林的木荷群落和灌叢為研究對象，分別測定和分析了各高度層每木個體木本植物的構型、水分利用、水分動力學及光線利用特徵。結果表明：樹木構型特徵在森林垂直層次間存在顯著差別，喬木層植物具有空間體積大、枝葉濃密和樹冠緊湊的構型，而亞喬木和灌木層植物具有空間體積小、枝葉稀疏和樹冠開闊的形態。隨群落垂直高度升高，樹冠曝光度、植物淨光合速率和葉綠素a/b值顯著增大(p < 0.001)；葉片氣孔導度和蒸騰速率均顯著增加(p < 0.001)，胡伯爾值未有顯著性差異(p = 0.55)；上層木導水率、最大導水率、比導率、最大比導率、液流通量和液流密度均顯著大於下層木，上層木與下層木相比，有明顯大的導管直徑和導管內腔面積(p < 0.01)，表明群落垂直結構分化的解剖學機制可能為導管大小的異質性，而不是導管密度的異質性。氣孔密度隨垂直層次高度的升高而增加(p < 0.001)，淨光合速率、蒸騰速率、氣孔導度和液流密度與氣孔密度存在顯著的相關關係(p < 0.05)。樹幹溫度在垂直層次間表現為喬木白天低於灌木，夜間高於灌木；樹幹液流速率、日蒸騰量、樹幹日溫差和最大光合速率等4種代謝速率均與樹木高度間存在WBE模型預測的冪函式關係。植物株高與液流密度、單葉面積、木質部導管大小、枝空腔面積、葉片氣孔密度、最大光合速率、光飽和點、光補償點、植物導水率及邊材比導率均存在著顯著正相關關係，與比葉面積、乾材密度負相關，表明植物高度與水分和光線利用間存在顯著的經濟型譜。綜合而言，本研究結果證明了植物光線利用、水力運輸和利用能力是決定常綠闊葉林樹木構型和群落層片垂直分異的主要生理因素，其中氣孔密度可能起決定性影響。項目研究成果對於揭示群落垂直結構的分化機理提供了重要依據，有望為推動群落建構理論的進一步發展起到重要作用。
