长白山阔叶红松林早春植物生态功能研究

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1、沈阳农业大学硕士学位论文摘要为揭示早春植物在长白山阔叶红松林中的生态功能，本文在调查早春植物生长发育规律的基础上，从生态功能的角度出发，结合生理生态特性的研究，探讨其能量利用与固定、养分吸收与归还的特点。采用野外调查与室内分析相结合的技术路线，通过对早春植物的物候观测，研究其生长发育规律；通过光合作用特征的测定和生物量的调查，研究其能量利用和固定；通过早春植物植株养分含量分析和分解动态实验，研究其养分吸收和归还。早春植物主要有12种2变种，隶属于8属4科。按Raunkiaer生活型分类标准统计，早春植物都属于地下芽植物。分别以相对多度、相对频度、相对显著度和重要值为标准对

2、各种早春植物进行排序，重要值排在前5位的植物分别是黑水银莲花、朝鲜银莲花、荷青花、五福花、大人字果。早春植物群落物种多样性的Shannon指数为2．5229，群落均匀度为0．9560，生态优势度为0．3212。早春植物的花期多在4月下旬。当上层阔叶树开始展叶时，79％的早春植物有果实出现。早春植物在5月中旬基本全部枯黄，大入字果、荷青花进入叶枯黄期较晚，在6月上旬开始干枯。朝鲜银莲花在整个生长发育过程中始终未开花，处于展叶期。黑水银莲花仅有部分植株开花，大部分处于叶期。黑水银莲花、朝鲜银莲花、全缘肿延胡索、荷青花和大人字果的光能利用率分别是0．075、0．061、0．07

3、8、0．0825N0．120。其表观量子需要量均低于20，说明在阔叶红松林内的自然环境下，这几种早春植物具有非常大的生产潜力。早春植物群藩的能量净固定量为11．961MJ·m。，太阳能转化率为4．245％。早春植物的生物量为588．802kg·ha"1，即O．589t·ha～，占长白山阔叶1摘要红松林总生物量的0．279％。早春植物群落每公顷固定的N、P、K的量分别是1497．437kg、309．540kg、733．556kg。顶冰花的腐解率最高，为O．0859·g-i'day～，完全分解只需33天；黑水银莲花的腐解率最低，为0．0589·一·day～，完全分解需要49天

4、。早春植物各物种之间的分解速率有差异，但总体来说早春植物的分解速率还是比较快的。在融雪和上层林木郁闭的短暂时期内，早春植物充分利用光能，完成自身生活史，并以生物量富集的方式积累能量、储存养分；在生长季末期，早春植物地上部分枯萎分解，将能量和养分释放归还到生态系统中。早春植物通过填补早春阶段林内生态位空隙，避免了太阳辐射能的损失和因融雪径流引起的土壤养分流失。就整个生态系统而言，早春植物衔接了冬春两季的物质流和能量流，对生态系统恢复旺盛的活力起到了积极的推动作用。关键词：阔叶红松林：早春植物；生态功能；长白山2沈阳农业大学硕一I：学位论文fju罱每一个生态系统都有一定的生物

5、群落与其栖息的环境相结合，进行着物种、能量和物质的交流。生态系统是个功能单元。例如，能量的流动，绿色植物通过光合作用把太阳能转变为化学能贮藏在植物体内，然后再转给其他动物，这样营养物质就从一个取食类群转移到另一个取食类群，最后由分解者重新释放到环境中。又如在生态系统内部生物与生物之间，生物与环境之间不断进行着复杂而有规律的物质交换。这种物质交换是周而复始不断地进行着，对生态系统起着深刻的影响。生态系统功能是构建生物有机体生理功能的过程，乃是维持为人类提供各种产品和服务的基础。生态系统有大气化学成分调节，对环境波动的容量、衰减和综合反应，水的贮存和保持，生态系统内的土壤保持

6、，养分的贮存、内循环和获取，易流失养分的再获取，过多或外来养分、化合物的去除或降解等功能(蔡晓明，2002)。早春植物是森林生态系统中的特殊植物类群。对早春植物的研究主要集中在区系分布、生物学生态学特性、数量特征和物种多样性等方面。一、早春植物的概念关于早春植物的概念，各学者见仁见智，提出了众多看法，对早春植物概念的争论主要集中在，早春植物是温带夏绿林植物，还是温带荒漠植物。有些学者认为，早春植物是指在夏绿林中，在早春季节上层乔木未放叶前，在林内生长发育并开花结实完成生命周期的“短命或早花植物”。早春植物是温带夏绿林中的一类较为特殊的植物类群(叶万辉等，1992，1994

7、)。早春植物不仅是草本植物，是指“早春乔木放叶前林内出现的一个早春开花木本层片与草本层片”(杨宏烨与孙岳胤，1999；张重岭等，2000)。早春植物在乔灌木树种仍处于休眠状态的早春时期开始生长，并在乔灌木层充分郁闭前完成开花、结实等各个生活阶段。在乔灌层充分郁闭后，这些植物的叶子变黄并桔死，开始进入体眠时期。以此推论，上述凡位学者所指的早春植物应该属于多年生植物。他们还指出，由于温带红松阔叶林的乔木层和灌木层存在着明显的季节变化，因而林下草本植物也同样随季节而变化。可以将早春植物分为3种类型：①在乔灌木树种处于体眠状态的早春时