林业科学

作者：刘新月1,2,王立平3,刘春和3,孙艳丽4,魏晓帅1,2,徐铭泽1,2,韩聪1,2,田赟1,2,贾昕1,2,查天山1,2,*

单位：1. 北京林业大学水土保持学院　北京 1000832. 林木资源高效生产全国重点实验室　北京 1000833. 北京市八达岭林场管理处　北京 1021124. 北京市园林绿化规划和资源监测中心　北京 100193

关键词：叶片,化学性状,结构性状,光合性状,权衡,光响应曲线,2响应曲线')">CO2响应曲线

基金：国家重点研发计划（2020YFA0608100）；北京园林绿化生态系统监测网络（GJH-2023-027）

目的: 探讨华北落叶松群落叶性状间的权衡及叶化学性状、结构性状与光合性状间的关系，为林业经营管理优化造林树种的选择和配置提供科学支撑。方法: 以北京百花山落叶松群落木本植物包括优势种华北落叶松、3种落叶阔叶乔木（白蜡、黄檗和五角枫）、2种灌木（胡枝子和绣线菊）为研究对象，于2021年7—8月测定分析叶片的8个光合性状：最大净光合速率（Pnmax）、饱和光强（Isat）、暗呼吸速率（Rd）、饱和胞间CO2浓度（Cisat）、最大羧化速率（Vcmax）、最大电子传递速率（Jmax）、水分利用效率（WUE）和光合氮利用效率（PNUE），2个化学性状：碳氮比（C∶N）、氮磷比（N∶P），3个结构性状：叶厚（LT）、比叶面积（SLA）、叶组织密度（LTD）。利用单因素方差分析、斯皮尔曼相关性分析、主成分分析和线性回归等方法，分析叶性状之间的权衡及化学性状和结构性状对光合性状的影响。结果: 1） 种间变异最大的性状为PNUE和SLA，其为反映光合速率和获取光能的主要性状，变异系数分别为60.88%和56.8%，说明该群落植物更多的是对光资源的竞争。2） 灌木为增加群落垂直结构上的光获取能力，通常具有更大的SLA。同时，灌木叶片的N:P为21.10，高于乔木（14.58），证明位于林分垂直结构下层的灌木为获取更多的光以维持自身生长发育，会将更多的氮分配到叶片中。3） 阔叶乔木叶C∶N、N∶P和SLA分别为18.19、16.04和193.77 cm2·g?1，针叶乔木的对应指标分别为39.6、10.2和82.2 cm2·g?1，针叶乔木具有较大的C∶N和较低的N∶P、SLA，说明针叶乔木更倾向于构建叶片的防御组织，对胁迫具有更强抵抗能力，但光的截获能力和利用率较低。4） 华北落叶松在叶经济谱中倾向于“缓慢投资-收益”型，2种灌木更倾向于“快速投资-收益”型。华北落叶松具有较高的WUE和较低的PNUE，2个叶性状之间存在明显的权衡关系。5） 五角枫和绣线菊的Pnmax没有显著差异，但其Rd仅为0.54和0.68 μmol·m?2s?1，显著小于同生活型的其他物种。6） 该典型群落木本植物的Isat、Rd、WUE和PNUE与C∶N、LT和SLA呈显著线性相关（P<0.05）。结论: 百花山华北落叶松典型群落6种主要木本植物之间存在叶经济谱，群落的种间竞争主要是对光资源竞争。在一定程度上C∶N、LT和SLA可以作为预测植物光合能力的易于观察的叶化学性状和结构性状，即具有较大C∶N、LT，较小SLA的物种，其对强光的耐受能力更高、水分利用效率越高、对弱光的利用能力强且碳消耗较少，但其光合氮利用能力较弱。

来源：2023年第7期

《林业科学》期刊编辑部

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