城市化对珠江三角洲不同功能群植物叶片功能性状的影响

为探讨植物叶片功能性状对城市化的响应与适应机制,以珠江三角洲城乡梯度上天然阔叶林共有优势种为研究对象,分别测定了乔木、灌木和草本3个功能群植物的11项叶片功能性状,包括叶厚度(LT)、比叶面积(SLA)、叶组织密度(LTD)、干物质含量(LDMC)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)、叶氮磷比(N꞉P)、最大光合速率(A_(max))、叶绿素含量(CHL)、光合磷利用效率(PPUE)和光合氮利用效率(PNUE)。结果表明,(1)在城市化影响下,城区乔木植物的LT、LTD和LDMC都显著高于近郊和远郊(P<0.05),CHL、SLA、A_(max)、PPUE和PNUE在城市区显著低于近郊与远郊区(P<0.05)。城区灌木和草本的LT和LDMC显著低于近郊和远郊区域,CHL、SLA、A_(max)、PPUE和PNUE在城区显著更高(P<0.05);城市化对灌木的LTD影响显著(P<0.05),对草本植物LTD无明显影响。(2)城市区域的3个功能群植物LNC均显著高于城市化程度低的区域(P<0.05);城市化对木本植物(乔木和灌木)的LPC无显著影响,城区草本植物的LPC显著高于城市化低的区域(P<0.05);所有植物叶片N꞉P大于19并随城市化程度升高而增大,城市化加剧了磷对植物的限制。(3)叶性状之间普遍存在显著相关性,CHL和LT呈显著负相关,与A_(max)和PNUE呈显著的正相关关系(P<0.05);LT、LTD和LDMC相互间呈现显著的正相关关系(P<0.05);SLA与A_(max)、PNUE和LNC呈显著的正相关(P<0.05);但不同功能群植物叶功能性状间的相关性对城市化响应有差异。(4)城市化促使灌木和草本植物趋向于比叶面积更大、更薄和光合速率更大的“快速投资-收益型”生长策略,乔木植物对城市化伴随的环境胁迫响应则偏向叶片增厚、光合速率更小的“缓慢投资-收益型”生长策略。当城市化环境改变时,植物会改变生存策略和重新分配资源,保证群落的相对位置和群落整体结构的稳定性。上述研究结果对城市森林经营与管理具有一定的实践指导意义。