论文部分内容阅读
博斯腾湖是典型的山前湖泊绿洲,干旱的气候荒漠条件及人类干扰导致博斯腾湖西岸湖滨湿地植被种类单一,生态系统结构简单。叶片作为植物进行光合作用和物质生产的主要器官,对外界环境的变化较为敏感,在植物的生长发育过程中具有重要作用。分析湖滨湿地植物叶片功能性状和叶片生态化学计量特征,对掌握植物的生长速率及植物对土壤养分的吸收和利用效率具有重要意义。因此以该地区优势植物为研究对象,采用野外调查的方法,通过植物功能性状样品及土壤样品的采集,结合室内植物功能性状指标和土样理化指标的测定,利用数据统计、单因素方差分析、回归分析等方法,分析博斯腾湖湖滨带水盐梯度下植物叶片功能性状、生态化学计量特征及功能多样性在水盐梯度下的差异,探讨水盐梯度下的环境因子对植物功能性状及功能多样性的影响,阐明不同植物对环境因子的响应策略,对于该地区环境以及植物的保护具有重要意义。研究结果如下:（1）在春夏秋不同的3个季节,对研究区设置的24个样地内进行调查和采集,调查样地内共有植物24种,其中灌木8种,草本16种,根据重要值和《中国植被类型》将样地中的植物群落划分成6种植物群落类型。随着盐含量的增加,土壤水含量也呈增加趋势;在三个季节中,土壤全磷、有效磷和水分在3个季节中均表现为差异显著性,而全钾和p H在3个季节中无差异显著性。春季和夏季水盐含量变化幅度不明显,其盐含量变化范围分别为80.06～277.75g·kg-1、90.06～299.75g·kg-1,其水含量变化范围分别为1.21～57.67%、0.39～43.18%。（2）博斯腾湖湖滨带植物叶片功能性状在不同的水盐梯度下存在显著性差异,且随着土壤水盐含量的增加,植物叶片功能性状呈现不规律的变化趋势。植物种间叶片功能性状变化明显。刚毛柽柳（Tamarix hispida）、唐古特白刺（Nitraria tangutorum）、黑果枸杞（Lycium ruthenicum）、盐穗木（Halostachys caspica）、盐地碱蓬（Suaeda salsa）、芦苇（Phragmites australis）6种植物叶片氮（N）含量的平均值均高于夏秋两季,且春季和夏季芦苇、刚毛柽柳和黑果枸杞的叶片N含量与秋季存在显著差异;秋季叶片的平均磷（P）含量均高于春夏两季且呈显著性差异;6种植物叶片的碳（C）比N值在春夏两季无显著差异,而秋季跟春夏季呈显著差异。叶干物质含量（LDMC）与叶干重（LDW）在春、夏、秋三个季节均呈极显著正相关;叶绿素含量（SPAD）与比叶面积（SLA）、叶片含水量（LWC）、LDMC、LDW在春秋两季均呈正显著相关,LWC与LDMC、LDW在春秋两季均呈正显著相关,LDMC与C在春秋两季均呈显著正相关;在春季,SPAD与叶片厚度（LT）、N与P显著正相关,而SLA与LDMC、LDW与P显著负相关;在夏季,LT与SLA、LWC呈显著负相关,SLA与LWC、C呈显著负相关;在秋季,SPAD与C、LT与LDW、LDW与C均呈显著正相关,而SPAD与P、LT与C、LWC与PLDW与P显著负相关。（3）通过分析植物群落物种功能多样性指数在不同土壤水盐梯度下的变化可知,随着土壤水盐梯度的升高,植物群落物种功能丰富度指数FRic、功能均匀度指数FEve、功能分散指数FDis和二次熵指数Rao Q均呈递增趋势,但功能分异指数FDiv随着土壤水盐含量的增加呈递减趋势;不同植物功能多样性指数变化也不相同,功能丰富度指数FRic和功能均匀度指数FEve变化明显,二次熵指数Rao Q、功能分异指数FDiv和功能分散指数FDis相对稳定。研究发现,夏季的功能丰富度指数FRic与叶片含C量呈显著正相关;春季的功能分异指数FDiv与叶绿素含量SPAD呈显著正相关,与比叶面积SLA呈极显著正相关;其他功能多样性指数与植物功能性状无显著关系。随着季节的变化,群落物种功能多样性指数变化并不相同,功能丰富度指数FRic是秋季＞夏季＞春季,在春季植物丰富度最小;FDiv和FDve在春季较大,在夏季最小;群落物种功能分散指数FDis和二次熵指数Rao Q在夏季最大。通过对不同季节的物种功能多样性指数进行单因素方差分析可知,植物功能多样性指数在不同的季节均无显著差异。（4）通过分析土壤环境因子之间的相关性可知,全氮（TN）与土壤有机质（SOM）表现为极显著正相关,速效钾（AK）与全磷（TP）表现为极显著正相关,含水量（WC）与SOM、TN表现为极显著正相关,WC与速效磷（AP）表现为极显著负相关,相关系数为0.456,总盐（Salt）与SOM、AP、AK呈显著相关。通过分析环境因子对6种优势种叶片功能性状的影响发现,芦苇的叶片含水量与速效磷呈极显著正相关,比叶面积与全氮、叶干物质含量和叶干重与土壤含水分呈显著负相关;刚毛柽柳的比叶面积和叶片含水量与全钾呈极显著正相关,叶干物质含量和叶干重与速效磷呈极显著正相关;盐地碱蓬的叶绿素含量与总盐呈极显著正相关,叶片含水量与全钾呈极显著正相关;唐古特白刺的叶片含水量与全钾呈极显著正相关;黑果枸杞的叶干物质含量和叶干重与速效磷和总盐均呈极显著正相关。通过分析植物功能多样性指数与环境之间的相关性发现,FRic与TN呈正相关关系,FEve与AP呈正相关关系。综上所述,在不同的季节中,土壤水盐含量变化范围不同,植物叶片功能性状存在显著性差异;植物功能多样性随着土壤水盐含量的变化表现出不同的变化趋势,而植物功能多样性指数在不同的季节均无显著差异;影响不同植物功能性状的土壤环境因子不同。