不同生长阶段胡杨冠层垂直结构叶性状差异及异速生长关系

以塔里木河下游库鲁克沙漠与塔克拉玛干沙漠之间的冲积平原--阿拉干(39°26′~40°37′N,87°23′~88°42′E)为研究区域,以胡杨(Populus euphratica)天然林为研究对象,在阿拉干断面垂直于河道设置3个20 m×20 m的胡杨天然林采样点;对每个采样点依据胸径(d)划分为幼树(d<5 cm)、成树(20 cm<d≤50 cm)、老树(d>50 cm),在每个采样点随机选取生长良好、树冠饱满且无遮阴的胡杨各10株样木,共30株;将树冠按照垂直结构分为上层、中层、下层,每层4个方位(东、南、西、北)随机选取20片无病虫害、充分伸展且健康成熟的叶片,测算叶片面积、叶片体积、叶片含水量、比叶面积、叶片干质量、叶片鲜质量、叶片厚度、叶片干物质质量分数;采用单因素方差分析法、变异系数分析法分析不同冠层胡杨叶功能性状的差异,利用异速生长方程分析不同冠层胡杨叶功能性状间异速生长关系。结果表明:(1)不同生长阶段,胡杨树冠垂直结构叶性状间均存在变异,变异系数介于4.68%~17.93%之间,其中叶片面积变异程度最大、叶片干质量变异程度最小;不区分生长阶段时,叶片面积、叶片干质量、叶片鲜质量、比叶面积,在垂直结构上差异不显著。(2)不同生长阶段,胡杨垂直结构叶片面积、叶片体积、叶片含水量,与叶片干质量间异速生长指数分别为0.82、0.76、-0.18,均显著小于1.0,呈异速生长关系。(3)幼树,叶片面积、叶片体积、叶片含水量的增长速度,均小于叶片干质量的增长速度;成树和老树,叶片面积、叶片体积增长速度,大于叶片干质量增长速度,而叶片含水量增长速度小于叶片干质量增长速度。(4)在垂直结构上,仅成树树冠上层的叶片面积、老树树冠上层的叶片含水量,与叶片干质量保持等速增长;其余冠层叶片面积、叶片体积、叶片含水量,与叶片干质量的异速生长指数均与1.0有显著差异,表现为异速生长关系。(5)综合试验结果,幼树将更多生物量用于生长发育,而成树和老树的生物量主要用于支持和防御体系的构建,垂直结构上胡杨则将更多生物量用于叶片干质量。