Page 37 - 《广西植物》2020年第6期

６ 期 李红等: 干热河谷石漠化区顶坛花椒叶片功能性状的海拔分异规律 ７ ８ ３

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｏｕｎｄ ｔｈｅ ｌａｗ ｏｆ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｆ ｔｒａｉｔｓ ｏｆ Ｚａｎｔｈｏｘｙｌｕｍ ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎｔａｎｅｎ￣
ｓｉｓ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎꎬ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｈａｂｉｔａｔｓ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｎｉｎｅ ｌｅａｆ ｔｒａｉｔｓ ｓｕｃｈ
ａｓ ｌｅａｆ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｌｅａｆ ａｒｅａ ａｎｄ ｌｅａｆ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎꎬ ａｎｄ ｅｉｇｈｔ ｓｏｉｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎꎬ ｔｏｔａｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｔｈａｔ ａｉｍ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｒａｉｔｓ ｏｆ Ｚ. ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎｔａｎｅｎｓｉｓ
ａｎｄ ｉｔｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｌｔｉｔｕｄｅ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ａｌｔｉｔｕｄｅꎬ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｌｅａｆ ａｒｅａꎬ
ｌｅａｆ ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ｌｅａｆ ｔｏｔａｌ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｏｆ Ｚ. ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎｔａｎｅｎｓｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｈｉｌｅ
ｌｅａｆ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔꎬ ｌｅａｆ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｌｅａｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙꎻ ａｎｄ ｌｅａｆ
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ｌｅａｆ ａｒｅａ ａｎｄ ｌｅａｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ. (２) Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｌｅａｆ
ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｒａｉｔｓ ｏｆ Ｚ. ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎｔａｎｅｎｓｉｓ. Ｌｅａｆ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｈａｄ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｗｉｔｈ ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ｉｎ ｌｅａｖｅｓꎬ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｗｉｔｈ ｌｅａｆ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ. Ｌｅａｆ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｈａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ
ｌｅａｆ ａｒｅａ ａｎｄ ｌｅａｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ. (３) Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ Ｚ. ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎｔａｎｅｎｓｉｓ ｗａｓ ａｖａｉｌａ￣
ｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ > ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ > ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎꎬ ｗｈｉｌｅ ｏｔｈｅｒ ｓｏｉｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｈａｄ ｌｅｓｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｉｔ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ
ｔｈａｔ Ｚ . ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎｔａｎｅｎｓｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ａｃｑｕｉｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｒｅｓｉｓｔ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｓｔｒｅｓｓ ｂｙ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｄｅｆｅｎｓｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｔｒａｉｔｓ ａｎｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ ｌｅａｆ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ. Ｉｔ ｈａｓ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｄｅ￣
ｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｎ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓꎬ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｒｏｕｇｈｔ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｒｏｕｇｈｔ ａｖｏｉｄａｎｃｅ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ
ｒｅｊｕｖｅｎａｔｉｏｎꎬ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｚ. ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎｔａｎｅｎｓｉｓ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｋａｒｓｔ
ｒｏｃｋｙ ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｄｒｙ￣ｈｏｔ ｖａｌｌｅｙꎬ ｒｏｃｋｙ ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬ Ｚａｎｔｈｏｘｙｌｕｍ ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎｔａｎｅｎｓｉｓ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎꎬ ｌｅａｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｔｒａｉｔｓꎬ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ

植物功能性状是植物在长期进化过程中ꎬ为降 示植物利用资源环境的生存策略ꎮ 故通过探究植
低外界环境干扰ꎬ适应并利用周围环境中各种资源 物叶片功能性状特征及其变化规律ꎬ阐明植物对环

所形成 的 形 态、 生 理 和 物 候 等 属 性 ( 孟 婷 婷 等ꎬ 境的适应机制ꎬ揭示物种分布格局的形成机理ꎬ对
２００７)ꎬ能够揭示植物适应环境的能力与策略ꎮ 叶 生态修复的物种筛选、培育奠定科学基础ꎮ
片是捕获转换光能、生产有机物最重要的器官ꎬ与 顶坛 花 椒 ( Ｚａｎｔｈｏｘｙｌｕｍ ｐｌａｎｉｓｐｉｎｕｍ ｖａｒ. ｄｉｎ￣
植物生存发展(Ｗｏｈｌｆａｈａｒｔ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０)、生态系统 ｔａｎｅｎｓｉｓ)具喜钙、耐旱、适应性强等特点ꎬ是重要的
服务功能(Ｌｕｎｄｈｏｌｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５) 等密切相关ꎮ 近 水土 保 持 经 济 树 种 ( 李 安 定 等ꎬ ２００８ꎻ 鲍 乾 等ꎬ
年来ꎬ诸多学者开展了植物功能性状随海拔变异的 ２０１７)ꎬ对黔中喀斯特区石漠化治理和生态经济功
研究ꎮ 何桂萍等(２０１８) 研究表明摩天岭木本植物 能提升具有重要作用( 李苇洁等ꎬ２０１０)ꎮ 贵州关
叶片功能性状在物种和群落水平上沿海拔梯度变 岭花江喀斯特峡谷的顶坛花椒种植年限已达 ３０

化的规律一致ꎻ李宗杰等(２０１８) 发现植物叶片全 余年ꎬ且其种植规模超过 ４６ ｋｍ ꎬ建植了相对稳定
２
氮、全磷含量在高海拔地区随海拔降低ꎬ而在低海 的人工群落ꎬ与环境之间形成了协同耦合的互作
拔地区则相反ꎬ揭示了叶片功能性状对不同环境的 关系ꎬ开展基于植物功能性状的人工林适应机理
响应规律ꎻ李曼等(２０１７) 分析了不同海拔黄山松 研究尤为必要ꎮ 目前ꎬ顶坛花椒林存在林龄降低、
枝－叶大小的权衡关系ꎬ验证了植物的资源利用策 产量减少和地力贫瘠等生长衰退现象( 黄伟等ꎬ
略和权衡与协同机制ꎻ王元元等(２０１６)和刘玉平等 ２０１８)ꎬ对顶坛花椒人工林进行复壮ꎬ能够巩固来

(２０１７)阐明随着海拔上升ꎬ土壤水分含量减少ꎬ叶 之不易的石漠化治理成果ꎬ促进当地生态、经济、
片厚度和叶干物质量逐渐增加ꎬ揭示了叶片通过功 社会协调发展ꎮ 基于此ꎬ本研究以顶坛花椒人工
能性状变化来降低植物蒸腾、提高储水能力和光合 林为对象ꎬ主要回答如下 ３ 个科学问题:(１) 探讨
效率ꎮ 上述结果均表明植物功能性状沿海拔梯度 顶坛花椒叶片功能性状之间的内在关联ꎻ(２) 阐明
变化会发生变异ꎬ其特征、权衡与协同关系能够揭 叶片功能性状随海拔变化的分异规律ꎻ(３) 揭示顶