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杉木人工林种植面积占全国人工林总面积的26.55%,蓄积量占总人工林蓄积量的46.89%,在提供林木产品、水土保持、改良土壤、抗沙漠化、碳储缓存、气候变化等生态系统服务的各个方面发挥着不可替代的作用,是我国最重要人工林之一。植物功能性状(plant functional traits)可以反应植物对资源获取、分配和利用的进化、适应对策,研究杉木的林木生态对策可以给予森林生态系统健康状况评价、监测、经营管理,以及森林生产力模型估算方面重要的参考价值。本研究在湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站进行,对5、10、15、20、25年生杉木林每个林龄设置4个样地进行每木检尺,每个样地选取3株平均木,使用高枝剪剪取样木冠层的叶片,挖取土方采集根,测量并计算根、叶样品的功能性状值,使用统计描述、方差分析、相关性分析、主成分分析方法描述会同地区杉木根、叶功能性状特征,分析根叶功能性状间关系、分析林龄、坡向、坡度、土壤湿度、树高、叶龄等对功能性状的影响,以探究杉木适应生长发育和环境条件差异形成的植物表现和适应策略变化模式。 结果表明: (1)杉木根功能性状总体表现为变异性高,多数性状变异系数在0.4以上,变异系数0.2以内的性状较少,包括根干重比、单位根长分叉数、单位根长根尖数、细根长占比。叶功能性状变异性总体低于根性状,多数性状变异系数在0.2左右,包括叶宽、叶干重比、比叶面积(鲜)、叶组织密度,变异系数超过0.4的性状只有叶鲜重。 (2)单位根长根尖数与比叶面积(干)(相关系数:0.717p值:0.003)、单位根长根尖数与叶厚(相关系数:-0.712,p值:0.003)、单位根长根尖数与叶鲜重(相关系数:-0.571,p值:0.026)具有显著相关性。叶厚、比叶面积(干)、单位根长根尖数的共变性为85.019%。 (3)根干重比、单位根长分叉数、比根长(鲜)、比根长(干)、细根长占比与根直径、细根直径、细根中柱直径、细根横截面积、细根中柱横截面积、根鲜重、根干重两组性状间呈环境梯度变化上的权衡关系。林龄小、土壤湿度高、南坡、坡度低的时候根干重比、单位根长分叉数、比根长(鲜)、比根长(干)、细根长占比均较高,根直径、细根直径、细根中柱直径、细根横截面积、细根中柱横截面积、根鲜重、根干重均较低。林龄大、土壤湿度低、北坡、坡度高的时候,根直径、细根直径、细根中柱直径、细根横截面积、细根中柱横截面积、根鲜重、根干重均较高,根干重比、单位根长分叉数、比根长(鲜)、比根长(干)、细根长占比均较低。 (4)叶面积、比叶面积与叶干重比、比叶重、叶组织密度呈环境梯度变化上的权衡关系。林龄小、南坡、树高低、枝高低、枝向朝北、叶龄小的时候叶面积高、比叶面积高、叶干重比低、比叶重低、叶组织密度低,呈急进的生态经济策略。林龄大、北坡、树高高、枝高高、枝向朝南、叶龄大的时候叶面积低、比叶面积低、叶干重比高、比叶重高、叶组织密度高,呈保守的生态经济策略。