暖温带辽东栎林主要树种功能性状的种内分异及其对更新环境的适应

植物功能性状是揭示生物与环境关系的关键。但是对于功能性状的种内变异及其决定机制尚未可知。本项目以北京东灵山典型地带性植被辽东栎天然次生林5ha固定样地为研究对象，对该地区主要的六种树种（辽东栎、棘皮桦、白桦、山杨、五角枫和康椴）幼苗、幼树和成树的叶及根的9个功能性状进行了研究。通过对比主要树种幼苗-幼树-成树生活史过程中功能性状种间和种内差异，及其与光更新生态位的关系，揭示发育过程中功能性状变化的机制；通过分析研究同一物种林窗/林下×坡上/坡下四种生境幼苗/幼树种群功能性状的差异及其环境因子的关系，及其对个体相对生长量和存活的影响，探讨功能性状种内变异的对环境的适应意义。本项目的研究结果是对大尺度植物功能性状与环境关系研究的有益的补充，可以为尺度间互推关系的研究奠定基础，具有重要的理论价值。同时对于深入了解辽东栎林发展动态和维持机制具有重要的理论意义和实践价值。

植物功能性状一直是生态学研究的核心热点问题。课题以北京市东灵山地区辽东栎林、白桦林、胡桃楸林为对象，研究了不同环境梯度（海拔和坡位）下辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz)和五角枫(Acer truncatum) 不同生活史阶段（幼苗、幼树、成树）个体叶和叶柄功能性状种内差异及沿环境梯度变化趋势，并应用标准主轴回归法，分析各生活史阶段个体的功能性状间的异速生长关系。.辽东栎和五角枫的比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量、叶磷含量、叶柄性状在不同发育阶段表现出显著的种内差异性，氮磷比在树种不同的发育阶段无显著差异。两个树种的比叶面积和叶干物质含量在不同的海拔梯度和不同的坡位上都表现出显著的差异性，比叶面积为下坡位＞上坡位，叶干物质含量与之相反，且不同发育阶段的比叶面积和叶干物质含量随坡位变化的规律性相同，表明不同发育阶段个体的比叶面积和叶干物质含量对坡位变化的响应规律相同。坡位对叶的氮磷元素影响不大。树种不同发育阶段的比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量和叶磷含量、叶柄等性状随着海拔梯度的变化都有显著差异，且变化规律不同，表明不同树种各发育阶段的叶、叶柄功能性状对海拔梯度变化的响应机制不同。.植物的异速生长关系及其变化有助于了解植物的适应性响应。研究五角枫不同生活史阶段个体叶性状间的异速生长关系的变化能有效揭示不同生活史阶段五角枫资源利用方式的转变。研究发现五角枫叶干重与各类叶形态和结构性状间体现出1/4整数倍的幂指数关系，但这种幂指数关系会随着个体的不断增长而减小。非叶质量的叶性状间并没有体现出1/4整数倍的幂指数关系，但在一定程度上不同生活史阶段的异速生长指数均发生了变化。单位质量的氮磷数据间并没有显著相关性，单位面积的叶氮含量和叶磷含量间为异速生长关系，异速生长指数为0.86，并且不同生活史阶段氮磷关系并没有显著差异。说明氮、磷化学计量学特征在不同生活史阶段的稳定性。五角枫不同生活史阶段叶片性状的异速生长指数在不同林型下均无显著差异，说明不同林型间叶片投资策略并无差异。但是，胡桃楸林和辽东栎林中五角枫幼树LA-PM、LV-PM、LWC-PM、PWC-PM异速生长指数显著大于白桦林，说明胡桃楸林、辽东栎林与白桦林中五角枫叶柄干重的投资策略具有显著差异。胡桃楸林和白桦林中，五角枫成树的叶柄干重投资回报性更高。