（生态学专业论文）亚热带39种植物的叶碳效率对环境因子的响应研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 植物的光合、呼吸是最基本的生理生态特征，植物通过光合作用积累碳化 合物，通过呼吸释放c 0 2 ，因此植物的光合和呼吸很大程度上决定了全球的碳循 环聊是植物光合速率和呼吸速率的比例，是用以研究不同环境下植物碳平衡 的重要指标因子。本研究主要选择了3 9 种亚热带植物，其中有2 1 种木本植物， 1 8 种草本植物，在生长温度2 5o c 和没有氮和水限制的条件下进行净光合速率 ( p n ) 和呼吸速率( r ) 的测量，并进一步改变光照条件、温度条件、土壤氮浓 度、土壤水分四个环境因子，研究其中1 5 种植物的光合、呼吸和r p 对不同环 境因子的响应情况。主要研究结果如下： ( 1 ) 在3 9 种植物中，p n 的值分布在5 2 5l x m o lm 艺s - 1 ，r 的值分布在1 5l a m o lm 之 s 一，r p 的数值分布在0 1 0 3 。3 9 种植物的r p 的平均值为0 1 9 ，木本和草本 两个功能群的r p 平均值分别为0 2 0 和0 1 8 。木本和草本之间的r p 的值没有 显著差异，但在功能群内部的各个物种之间却存在了显著差异这说明，草本植 物的叶的碳有效性与木本植物整体上无差别，但这两个功能群内部差异很大， 木本与草本功能群的划分对于叶碳有效性来说没有意义 ( 2 ) 3 9 种植物的r p 随光照强度增加而减小，随着光强的增加，植物能更多的 进行光合作用合成千物质，净碳获得能力增加当光强超过l2 0 0i j , m o lm - 2s ， 木本植物出现光抑制现象，草本植物中车前( p l a n t a g ov i r g i n i c a ) 、蓟( c i r s i u m j a p o n i c u m ) 、吉祥草( r e i n e c k i ac a r n e a ) 三种植物有光抑制现象，光合能力受 到限制，呼吸消耗不变，净碳累积量只占到光合吸收的4 0 ( 3 ) 在低水的环境下，杭州石荠芋( m o s l ah a n g c h o w e n s i s ) 的r p 对不同氮水 平响应不明显( p o 0 5 ) ，净碳累积量占光合总吸收的4 0 小鱼仙草( m o s l a d i a n t h e r a ) 随着氮浓度的增加，净碳截取能力增加小花荠芋( m o s l a c a v a l e r i e i ) 不适合低水的环境，死亡率超过8 0 。在饱和水分的环境下，杭州石荠芋和小 花荠芋r p 随氮浓度变化不显著，小鱼仙草r p 在低氮下显著高于饱和氮和高 v 浙江大学硕士学位论文 氮水平( p 0 0 5 ) ，饱和水分和土壤高氮浓度更有利于三种石荠芋属植物的净碳 累积淹水环境下情况与饱和水分没有显著差异，低水对植物的胁迫性更大 ( 4 ) 木本植物和草本植物r p 随着水分供给的增加而显著下降( p 0 0 5 ) ，草 本植物的r p 在低水环境下显著低于充足水分和淹水的处理，在充足水分和淹 水的两个处理间没有显著差异( p 0 0 5 ) 这说明，低水不适合植物的干物质积 累，在饱和水分和淹水环境下，植物的净碳获得能力高于低水环境 ( 5 ) 木本植物和革本植物的r p 值随着温度的增加变化不大，2 0o c ，2 5o c ， 3 0o c 三个温度处理间无显著差异( p 0 0 5 ) 三个温度问，植物的呼吸消耗光 合积累的比例不变，但木本植物由于光合能力低于草本植物，净碳积累量也低 于草本植物 ( 6 ) 当将我们得到的数据置于全球尺度下，和其他在相同测量条件下的文献数 据进行比较，结果发现我们的数值( o 1 9 ) 介于生长在干旱温暖的地区的植物 ( o 2 3 ) 和生长在寒冷地区的植物( 0 0 7 ) ，在温度较低的区域r p 较低，降雨 量的变化对r p 影响不大随着温度和干旱程度的增加，植物的呼吸消耗的比 例逐渐增加，净碳获得能力逐渐下降。当植物处于极端环境，两个功能群之间 出现显著差异 关键词：叶片特性；碳利用效率；恒定态；光照；氮沉降；生长温度；降雨； 亚热带 v i 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t l e a fn e tp h o t o s y n t h e s i s ( p n ) a n dd a r kr e s p i r a t i o n ( r ) a r et h et w om o s tf u n d a m e n t a l p l a n tp h y s i o l o g i c a lp r o c e s s e s ，a n dt h e yp l a yav i t a lr o l ei nt h ec a r b o nc y c l ea ts c a l e s r a n g i n gf r o mt h el e a f t ot h eg l o b e t h er a t i oo fr e s p i r a t i o nt og r o s sp h o t o s y n t h e s i so f w h o l ep l a n t s ( r ：p ) i sar e l e v a n tp a r a m e t e rt od e s c r i b et h ec a r b o nb a l a n c eo f v e g e t a t i o n n e tp h o t o s y n t h e s i s ( p n ) a n dd a r kr e s p i r a t i o n ( r ) w e r em e a s u r e da t c o n s t a n t2 5o ci nn e i t h e rw a t e rn o rn i t r o g e nl i m i t e dc o n d i t i o nt oa s s e s sw h e t h e rt h e r pw a sc o n s t a n ta c r o s sd i f f e r e n ts p e c i e sa n d f u n c t i o n a lg r o u p s w ea l s oc h a n g e d f o u re n v i r o n m e n t a lf a c t o r sa sl i g h t ，s o i ln i t r o g e n ，t e m p e r a t u r ea n d s o i lw a t e rt os e e t h er e s p o n s eo ft h ep l a n t s t h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) p na n drw e r eh i g h l ys k e w e da m o n gt h e3 9s p e c i e s ，r a n g i n gf r o m5 _ 2 5l a n o li n - 2 s 。1a n d1 - 5p m o lm 之s ，r e s p e c t i v e l y ，w h i l er pw a s n o r m a l l yd i s t r i b u t e da t0 1 - 0 3 m e a nr pw a so 1 9f o ra l l3 9s p e c i e s ，a n d0 2 0a n d0 1 8f o rw o o d ya n dh e r bg r o u p s ， r e s p e c t i v e l y r ps h o w e ds i g n i f i c a n td i f f e r e n c e s ( p 0 01 ) a m o n gt h es p e c i e sw i t h i n e a c hf u n c t i o n a lg r o u p ，a l t h o u g hn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c ew a sf o u n db e t w e e nt h et w o g r o u p s w o o d ys p e c i e sh e l das i m i l a rc a r b o ns t o r a g ea b i l i t ya sh e r bs p e c i e sw h i c h s h o w e dt h a tt h e r ei sn os e n c et od e p a r tw o o d ya n dh e r bw i t ht h e r ec a r b o n s e q u e s t r a t i o na b i l i t y ( 2 ) r po ft h e3 9p l a n t sd e c r e a s e da st h el i g h td e n s i t y ( p p f d ) i n c r e a s e d p l a n t s i n c r e a s e dt h en e tc a r b o ns t o r a g ew i t ht h el i g h ti n c r e a s e d w h i l et h el i g h ti n c r e a s e d , t h ew o o d ys p e c i e ss h o w e dl i g h ti n h i b i t i o n , a n dt h er pw e n tt o0 6 2 f i v eo f t h e h e r b sw h i c hi sp l a n t a g ov i r g i n i c a ，c i r s i u m j a p o n i c u m ，r e i n e c k i ac a r n e as h o w e d s i m i l a ri n h i b i t i o n t h ec a r b o ns t o r a g ed e c r e a s e df o rt h ep h o t o s y n t h e s i si n h i b i t i o n u n d e rt h el i g h tw i t hp p f ds u r p a s s12 0 0i m a o lm 之s 1 ( 3 ) r e g a r d l e s so fl o ww a t e r ，s a t u r a t e dw a t e r , i n u n d a t e dw a t e r , m o s l a h a n g c h o w e n s i s s h o w e dn os i g n i f i c a n tr e s p o n s et os o i ln i t r o g e n ( p o 0 5 ) u n d e rd r o u g h tc o n d i t i o n , v i i 浙江大学硕士学位论文 r i po fm o s l ad i a n t h e r au n d e rl o wn i t r o g e nw a sh i g h e r ( 0 7 5 ) t h a nm e d i a ni l i 臼o g e n a n ds a t u r a t e dn i t r o g e n ( 0 3 ) u n d e rs a t u r a t e dw a t e r ，r po fm d i a n t h e r au n d e rl o w n i t r o g e n ( 0 3 8 ) w a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a ns a t u r a t e dn i t r o g e na n dh i g hn i t r o g e n ( o 12 ) ( p o 0 5 ) r po fm c a v a l e r i e ik e p tc o n s t a n ta to 2 3r e g a r d l e s so ft h es o i l n i t r o g e nd i f f e r e n c e n l ec o n d i t i o nw i t hi n u n d a t e dw a t e rw a ss i m i l a rw i 廿lt h e s a t u r a t e dw a t e rc o n d i t i o n ( 4 ) r po fw o o d ya n dh e r bs p e c i e sd e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yw i t ht h ei n c r e a s eo fs o i l w a t e r ( p 0 0 5 ) w o o d ya n d h e r bs p e c i e sh a dah i g h e rr pu n d e rd r o u g h tc o n d i t i o n t h a ns a t u r a t e dw a t e rc o n d i t i o n ( p o 0 5 ) l o ww a t e rc o n d i t i o ni sh a r m f u lf o rt h en e t c a r b o ns t o r a g ea b i l i t yo fe i t h e rw o o d ys p e c i e so rh e r b s ( 5 ) w o o d ya n dh e r bs p e c i e sh e l das i m i l a rr i pa m o n g d i f f e r e n tt e m p e r a t u r et r e a t m e n t o f 2 0o c ，2 5 0 ca n d3 0 0 c ( p l0 0 0g r n o lm - 2s 以) 下测定净光合速率口n ：g m o l m 。2s i ) ，在植物黑暗3 0 分钟后进行呼吸速率的测定( r ：g m o lm 之s 以) 在进行土 壤氮浓度，土壤水分，温度三个因素的不同梯度处理实验时，光合速率为定光 强l0 0 0g m o lm - 2s 一 2 4 文献数据采集 为了比较不同气候特点对r p 的影响，我们将高温高水下得到的数据结果 放入更大的数据库，和不同气候地区的数值进行比较( w r i g h te ta 1 ，2 0 0 4 ；t j o e l k e r e ta 1 ，2 0 0 5 ；t u m b u l le ta 1 ，2 0 0 5 ) 我们选择了那些报导2 5o c 下叶片光合，呼吸 的文章，测量的叶片应是充分伸展但不是老化，必须保证净光合是在近饱和光 强下测得的最大光强，所有的研究都必须是在某一个样地进行实验测量的，一 些依靠模型和理论方法推测得到的数据不予采纳，这样才能保证每个数据都有 相应的年均温( m a t ) 和年降雨量( m a p ) 的数据 9 浙江大学硕士学位论文 2 5 数据处理分析 在我们的数据分析中，每一个数据点代表每个种的4 个重复的平均值。用 s p s s1 3 0 ( s p s si n c ，c h i c a g o ，u s a ) 检验数据点正态分布。p 。和r 之间用t y p e i i 回归检验相关性( s t e e l & t o r r i e ，1 9 8 0 ；s o k a l & r o h l f , 1 9 9 5 ) 在s p s s 中用独 立样本t 检验和方差分析( a n o v a ) 进行分析，我们还计算了p n 和r 之间的 p e a r s o n 系数来表征两个参数间的相关性，所有的数据表示为平均值4 - 标准误，统 计显著参数a = 0 0 5 。 1 0 浙江大学硕士学位论文 表2 1 亚热带3 9 种物种在中国的分布及其生境 t a b l e2 1d i s t r i b u t i o na n d g e n e r a lh a b i t a ti nc h i n ao fs p e c i e su s e di nt h i se x p e r i m e n t 浙江大学硕士学位论文 续表2 1 亚热带3 9 种物种在中国的分布及其生境 t a b l e2 1d i s t r i b u t i o na n dg e n e r a lh a b i t a ti nc h i n ao f s p e c i e su s e di nt h i se x p e r i m e n t 1 2 浙江大学硕士学位论文 续表2 1 亚热带3 9 种物种在中国的分布及其生境 t a b l e2 1d i s t r i b u t i o na n dg e n e r a lh a b i t a ti nc h i n a & s p e c i e su s e di nt h i se x p e r i m e n t 1 3 浙江大学硕士学位论文 续表2 1 亚热带3 9 种物种在中国的分布及其生境 t a b l e2 1d i s t r i b u t i o na n dg e n e r a lh a b i t a ti nc h i n ao f s p e c i e su s e di nt h i se x p e r i m e n t i n f o r m a t i o no nt h ed i s t r i b u t i o no fe a c hs p e c i e sw a so b t a i n e df r o mc h i n e s ev i r t u a l h e r b a r i u m ，c v h ( w w w c v h o r g o n ) 1 4 浙江大学硕士学位论文 表2 2 修正后的h o a g l a n d 营养液配方( h o a g l a n d & a r n o n , 1 9 5 0 ；w a s s n e r & r a v e t t a , 2 0 0 7 ) t a b l e2 2c o m p o s i t i o no ft h em o d i f i e dh o a g l a n d sn u t r i e n ts o l u t i o n su s e df o r t h e t h r e enl e v e l st r e a t m e n t s ( h o a g l a n d & a m o n19 5 0 ；w a s s n e r & r a v e t t a 2 0 0 7 ) c o n c e n t r a t i o n so fm a c r o n u t r i e n t s ( m gl - 1 ) n i t r o g e nl e v e l s m a j o re l e m e n t sl nm n s n c o n c e n t r a t i o n so fm i c r o n u t r i e n t s * ( m gl 1 ) t h r e enl e v e l sc o n t a i nt h es a m ec o n c e n 仃a t i o n so fm i c r o n u t r i e n t s l n 、m n 、s n 分别代表含氮1 0 、4 0 、1 0 0 的修正后的h o a g l a n d 营养液 1 5 浙江大学硕士学位论文 33 9 种植物的p n 、r 、r p 种间和功能群间差异 3 1 亚热带3 9 种植物之间p n 、r 、r p 的种问差别 3 9 个物种的p n , r 和r p 有着显著的种间差别，分别分布在5 2 5i m a o lm 2s 、 1 5i - t m o lm 2s i 、0 1 0 3 ( 表3 1 ，图3 1 ) 。 美人蕉( c a n n ai n d i c a ) 有最大的p n 值2 4 3 8 n o lm 。2s ，其次蓟的光合值 为2 3 8 7m n o l m 。2s 呼吸值最大的仍然是美人蕉，而黑麦草( l o l i u m p e r e n n e ) 的呼吸值5 3 4i m a o l 产s 。1 仅次于美人蕉。木本植物野含笑( m i c h e l i as k i n n e r i a n a ) 有着最低的光合值和呼吸值。苦楮( c a s t a n o p s i s s c l e r o p h y l l a ) 和枫香( l i q u i d a m b a r f o r m o s a n a ) 的r p 在3 9 种植物里是最高的，达到了0 3 0 。3 9 种植物的光合、 呼吸、r i p 的平均值分别是1 0 5i x r n o li n - 2s - 1 ，1 9 9l a m o lm 之s 。1 和0 1 9 ( 表3 1 ， 图3 1 ) 3 9 种植物的p n 和r 是显著相关的( 图3 3 ) ，8 5 的p 。的数值处于5 1 01 t m o l m 。2s ，9 0 t 均r 的数值小于3l a m o lm 2s 。1 ( 图3 2 ，表3 2 ) 因为p 。和r 的相 关性，r p 比p n 和r 的变化都要小，3 9 种物种的r p 值正态分布在0 1 0 3 ，稳 定在o 1 9 附近( 图3 1 ，表3 2 ) 1 6 浙江大学硕士学位论文 表3 1 亚热带3 9 种植物的光合速率( p n ) 、呼吸速率( r ) 和r p t a b l e3 1l i s to fs p e c i e sa n dt h e i rm e a nn e tp h o t o s y n t h e s i s ( p n ) ，d a r kr e s p i r a t i o n ( r ) a n dr e s p i r a t i o nt op h o t o s y n t h e s i sr a t i o ( r p ) 1 7 浙江大学硕士学位论文 续表3 1 亚热带3 9 种植物的光合速率( p n ) 、呼吸速率( r ) 和r p t a b l e3 1l i s to fs p e c i e sa n dt h e i rm e a nn e tp h o t o s y n t h e s i s ( p n ) ，d a r kr e s p i r a t i o n ( r ) a n dr e s p i r a t i o nt op h o t o s y n t h e s i sr a t i o ( r i p ) s p e c i e s f a m i l y 燃n a - m 二。盎。肿 觚u p t y p e 籀茹 m o s l as o o c h o w e n s i s l a b i a t a eh e r b 12 6 32 2 20 18 t a r a x a c u mm o n g o l i e u m e r i g e r o na l l n u l z s j u n c u se f f u s u s r u m e x j a p o n i c u s c a n n ai n d i c a l o l i u mp e r e n n e a l ls p e c i e s ( n = 3 9 ) c o m p o s i t a e c o m p o s i t a e j u n c a e e a e p o l y g o n a c e a e c a n r l a g e a e g r a m i n e a e h e r b h e r b h e r b h e r b h e r b h e r b 9 0 91 7 00 1 9 1 2 7 92 4 40 1 9 2 0 3 64 7 50 2 3 1 3 1 33 0 80 2 3 2 4 3 85 7 80 2 4 2 2 1 45 3 40 2 4 l o 51 9 90 1 9 全缘冬青：i l e xi n t e g r a ；腊梅：c h i m o n a n t h u sp r a e c o x ；杜英：e l a e o c a r p u ss y l v e s t r i s ； 红翅械：a c e r f a b r i ；交让木：d a p h n i p h y l l u mm a c r o p o d u m ；木荷：s c h i m as u p e r b ； 乐东拟单性木兰：p a r a k m e r i al o t u n g e n s i s ；金叶含笑：m i c h e l i af o v e o l a t a ；山核 桃：c a r y ac a t h a y e n s i s ；夏腊梅：s i n o c a l y c a n t h u sc h i n e n s i s ；刨花楠：m a c h i l u s p a u h o i ；浙江腊梅：c h i m o n a n t h u sz h e j i a n g e n s i s ；阿丁枫：a l t i n g i ac h i n e n s i s ；深 山含笑：m i c h e l i am a u d i a e ；木蓬：m a n g l i e t i af o r d i a n a ；桃叶石楠：p h o t i n i a p r u n i f o l i a ；青冈：c y c l o b a l a n o p s i sg l a u c a ；野含笑：m i c h e l i as k i n n e r i a n a ；黑壳 楠：l i n d e r am e g a p h y l l a ；苦槠：c a s t a n o p s i ss c l e r o p h y l l a ；枫香：l i q u i d a m b a r f o r m o s a n a ；石荠芋：m o s l as c a b r a ；鹅观草：r o e g n e r i a k a m o f i ；小鱼仙草：m o s l a d i a n t h e r a ；吉祥草：r e i n e c k i ac a r n e a ；小花荠芋：m o s l ac a v a l e r i e i ；鸢尾：i r i s t e c t o r u m ；蓟：c i r s i u m j a p o n i c u m ；苦荬菜：i x e r i sl a e v i g a t a ；接骨草：s a m b u c u s c h i n e n s i s ；杭州石荠芋：m o s l ah a n g c h o w e n s i s ；北美车前：p l a n t a g ov i r g i n i c a ； 苏州荠芋：m o s l as o o e h o w e n s i s ；蒲公英：t a r a x a c u mm o n g o l i c u m ；一年蓬：e r i g e r o n a n n u u s ；灯芯草：j u n c u se f f u s u s ；羊蹄：r u m e x j a p o n i c u s ；美人蕉：c a n n ai n d i c a ； 黑麦草：l o l i u mp e r e n n e 浙江大学蛳学位论文 3 0 l |：-，。，。6，3；9，o古阜6 ”。 i i i 0 d l l i ；封 w o o l y h e r b 田31 亚热带3 9 种植物的光合速率( p 。) ，呼吸速率( r ) 、r p 的葙囝，其中 ( a ) ，( c ) 、( e ) 代表木本植物，( b ) 、( d ) 、( f ) 代表草本植物，x 轴为植物的 拉丁名缩写，按照m 的值从低到高排列( 木本：i i n ：l l e xi n t e g r a ；c p r ： c h i m o n a n t h u s p r a e c o x ；e s y ：e l a e o c a r p u ss y l v e s t r i s ；a f a ：a c e rf a b r i ；d m a ： d a p h n i p h y l l u mm a c r o p o d u m ；s s u ：s c h i m as u p e r b a ；p l o ：p a r a k m e f i al o t u n g e n s i s ； m f o ：m i e h e l i af o v e o l a t a ；c c a ：c a r y ac a t h a y e n s i s ；s c h ：s i n o c a l y c a n t h u sc h i n e n s i s ； i u 甲 n￥ 目 目 ivj p 甲 卓 口i y hy 自iv y 自 中 p 甲 申 昏 “ 邮 川m一 的 审 小 浙江大学硕士学位论文 m p a ：m a c h i l u sp a u h o i ；c z h ：c h i m o n a n t h u sz h e j i a n g e n s i s ；a c h ：a l t i n g i ac h i n e n s i s ； m m a ：m i c h e l i am a u d i a e ；m r ：m a n g l i e t i af o r d i a n a ；p p r ：p h o t i n i ap r u n i f o l i a ；c g l ： c y c l o b a l a n o p s i sg l a u c a ；m s k ：m i c h e l i as k i n n e r i a n a ；l m e ：l i n d e r am e g a p h y l l a ；c s c ： c a s t a n o p s i ss c l e r o p h y l l a ；l f o ：l i q u i d a m b a rf o r m o s a n a 草本：m s ：m o s l as c a b m ； m k a ：r o e g n e r i ak a m o j i ；m d ：m o s l ad i a n t h e r a ；r c a ：r e i n e c k i ac a m e a ；m c a ：m o s l a c a v a l e r i e i ；i r e ：i r i st e c t o r u m ；c j a ：c i r s i u mj a p o n i c u r e ；u a ：i x c f i sl a e v i g a t a ；s o ： s a m b u c u sc h i n e n s i s ；m h ：m o s l ah a n g c h o w e n s i s ；p v i ：p l a n t a g ov i r g i n i c a ；m s o ：m o s l a s o o c h o w e n s i s ；t m o ：t a r a x a e u mm o n g o l i c u m ；e a n ：e r i g e r o na n n u u s ；j e f fj u n c u s e f f u s u s ；g j a ：r u m e xj a p o n i c u s ；c i n ：c a n n ai n d i c a ；l p c ：l o l i u mp e r e n n e ) f i g 。3 1 n e tp h o t o s y n t h e s i s ( p n ) ，d a r kr e s p i r a t i o n r a t e ( r ) a n dr e s p i r a t i o nt o p h o t o s y n t h e s i sr a t i o ( r p ) v a l u eo f3 9s p e c i e s ，r e p r e s e n t i n g 瓴c ，e ) w o o d ya n d ( b ，d ， f ) h e r b t h ex - a x i si si n d i c a t e db yt h ea b b r e v i a t i o no ft h es p e c i e sn a m e s p e c i e sa r e a r r a n g e df r o ml e rt or i g h to nt h ex - a x i sb yr pr a t i or a n k i n g ( 1 0 wt oh i g h ) 051 01 52 02 53 0 p h o t o s y n t h e s i so j m o il n 2s - t ) r e s p i r a t i o n0 a n o lm - 2s 。1 ) 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 r ：p 黜t l o 图3 2 亚热带3 9 种植物的光合速率( p n ) 、呼吸速率( r ) 、r p 的频度图，实 线代表正态曲线 f i g 。3 2h i s t o g r a m ss h o w i n gt h ed i s t r i b u t i o no f ( a ) n e t , a r e a - b a s e dp h o t o s y n t h e s i s ( p n ) ； ( b ) r e s p i r a t i o nr a t e ( r ) ；a n d ( c ) r e s p i r a t i o np h o t o s y n t h e s i sr a t i o ( r p ) f o r3 9s p e c i e s s o l dc u r v e si n d i c a t ef i t t e dl o g - n o r m a lc l v e s hv葺oj可pl_一 浙江大学硕士学位论文 3 2 亚热带3 9 种植物之间p n 、r ，r p 的功能群间差别 我们将3 9 种植物主要分为两个功能群，木本和草本，木本植物的光合值较 低，木本植物和草本植物的平均光合值分别为7 6 21 m o l m 2s 1 和1 4 2 6p m o l m ? s - 1 同时，木本植物的呼吸值也比较低，2 1 种木本植物的呼吸平均值为1 4 6t a n o l m - z s ，而草本植物的呼吸值为2 7 0v x n o lm 之s - 1 ( 表4 1 ) 木本植物较低的光合 值直接导致了较高的r p 数值，木本和草本植物的r p 分别为o 2 0 和0 1 8 革 本和木本之间的光合、呼吸值存在显著差异，由于r 和p 的相关性导致两个功 能群间的r p 没有显著差异( 表4 1 ，图3 3 ) 然而，每个功能群内部的r p 都存在显著差异( p 0 0 1 ) ，2 1 种木本植物 的r p 分布在o 1 0 3 ，1 9 种草本植物的r p 分布在0 0 7 0 2 5 虽然如此，大部 分木本植物的r p 在o 1 5 0 2 2 ，而草本植物的r p 大多处于0 1 0 1 8 ，这段区间 的重叠导致了两个功能群r p 数值的趋近性，木本植物的o 2 0 和草本植物的 0 1 8 ，两个功能群间的r p 没有显著差异( 图3 4 ) 表3 2 木本植物和草本植物两个功能群的光合速率( p n ) 、呼吸速率( r ) 和r p ( 士标准误) t a b l e3 2m e a nn e tp h o t o s y n t h e s i s ( p n ) ，r e s p i r a t i o nr a t e ( r ) a n dr e s p i r a t i o nt o p h o t o s y n t h e s i sr a t i o ( p p ) ( 士s e ) f o rt w of u n c t i o n a lg r o u p s s i g n i f i c a n td i f f e r e n c e si nm e a n so fp h o t o s y n t h e s i sa n dr e s p i r a t i o nb e t w e e nw o o d y a n dh e r b ( p o 0 5 ) 2 1 浙江大学硕士学位论文 051 01 52 02 53 0 p h o t o s y n t h e s i s ( p m o lm s 1 ) - 图3 3 两个功能群3 9 种植物的呼吸速率( r ) 和光合速率( p 。) 之间的散点图， 数据点包括了每个种的重复数值 f i g 3 3s c a r e rp l o tb e t w e e nr e s p i r a t i o n ( r ) a n dn e tp h o t o s y n t h e s i s ( p n ) f o r3 9 s p e c i e sa n dt h et w of u n c t i o n a lg r o u p s d a t ai n c l u d ef o u rd u p l i c a t ev a l u e sf o re a c h s p e c i e s 7 6 5 4 3 2 l 0 (1s兰星3 co一甚售星 浙江大学硕士学位论文 一- _ _ 一 n _ 1 ， i - o 廊 蠢一瓤臼0 赫 ，- 体 囊嗍_ - _ o _ - l 嚣掣嚣 船 图3 4 木本和草本两个功能群的光合( p 。) 、呼吸速率( r ) 、r p 的频度分布图 f i g 3 4h i s t o g r a m ss h o w i n gt h ed i s t r i b u t i o no f ( a ) n e t , a r e a - b a s e dp h o t o s y n t h e s i s 口n ) ； ( b ) r e s p i r a t i o nr a t e ( r ) ；a n d ( c ) r e s p i r a t i o np h o t o s y n t h e s i sr a t i o ( r p ) f o rw o o d ya n d h e r bt w of u n c f i o n a lg r o u p 浙江大学硕士学位论文 3 3 讨论 叶片r p 可以帮助了解生态系统生产力和环境变化之i - j 的关系( w y t h e r se t a 1 ，2 0 0 5 ) 在我们的研究中，3 9 个物种r p 的平均值为o 1 9 ，其中木本植物o 2 0 ， 草本植物o 1 8 我们研究发现p n 和r 之间在3 9 个物种内和两个功能群内( 木本： r 2 = o 7 7 3 ，p 0 0 1 ；草本：r 2 = o 8 8 8 ，p 0 0 1 ) 都显著相关( 图3 4 ) ，这种相关性 在以前的研究中就已经被证明( g r i f f i ne ta 1 ，2 0 0 2 ；t u m b u ue ta 1 ，2 0 0 4 ) 光合 为呼吸提供物质，呼吸为光合提供a t p 能量( b o u m ae ta 1 。1 9 9 5 ；k r 6 m e r , 1 9 9 5 ； h o e f n a g e le ta 1 ，19 9 8 ；p a d m a s r e ee ta 1 ，2 0 0 2 ) 在我们的实验中，木本植物的光合和呼吸都比草本植物要低，这也与之前 的研究相符，草本植物通常比木本植物具有更高的光合能力和生长能力( r e i c h e t a 1 ，1 9 9 8 ；g a l m 6 se ta 1 ，2 0 0 5 ) 由于木本植物具有大量没有光合能力的木质部， 从而叶片比例较小，因此木本植物具有较高的r p ( d