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棕榈科植物的碳代谢、养分计量和水分消耗调控的研究
Alternative TitleStudy on the carbon metabolism, stoichiometry and regulation of water consumption of palms (Arecaceae)
马仁义
Subtype博士
Thesis Advisor曹坤芳
2015-09
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Degree Discipline生态学
Keyword功能性状 矿质元素 耐荫性 茎干液流 储存水
Abstract
摘   要 
 
棕榈科植物是热带雨林的重要组成成分,并且主要分布在雨林的林下层。作
为单子叶植物中一类非常有特色的植物类群, 棕榈植物在形态结构、 叶片发育、
树干的生长模式上具有特殊性。另外,由于没有次生生长,棕榈树干内部储存
大量的水分在维持导管功能方面可能发挥重要作用。因此,棕榈科植物可能在
碳代谢、养分需求和水分利用方面表现出特殊性来适应其生境。棕榈科植物具
有重要的生态作用和经济价值,然而目前对其功能性状及生态适应性尚未有系
统的研究。 
本研究以西双版纳热带植物园收集的 80 种代表性棕榈为研究对象, 从碳代
谢、养分计量和水分消耗调控三个方面系统地研究了棕榈科植物的叶片经济学
和耐荫性、化学元素含量特征以及茎干液流和水分运输,进而探讨其生态适应
性。研究结果表明: 
(1)相比于全球植物功能性状数据库中的植物和热带雨林阔叶树种,棕榈
科植物具有更高的净碳收益效率、低的暗呼吸速率以及较高的磷含量,有利于
其适应阴生环境并在热带雨林下层同共存的双子叶树种产生竞争优势。 
(2)棕榈科植物的的养分需求不同于其他陆生植物,其化学元素含量特征
为富集Si和Fe。 富集Si可以增加叶片的机械支撑从而有助于长出巨大的叶片,
富集 Fe有助于促进光合作用。 
(3)棕榈科植物茎干能储存大量水分,并能补充当前蒸腾耗水量的 90%以上,这一比例在旱季比雨季更高,减少了导管气穴化的发生。粗壮棕榈的茎干
液流表现出明显的周向和径向变化,内部薄壁细胞储存的水分很可能通过横向
运输传送到蒸腾旺盛的外部维管束为其供应水分,从而维持导管活性和水分平
衡。 另外, 旱季四种棕榈的蒸腾耗水量为 19-105 kg/天, 远低于其他树木 (330-750 
kg/天),并且其茎干液流对饱和蒸汽压差的响应速率较低,这与其具有较小的
总叶面积与边材面积比值有关。 
本研究首次系统地调查了棕榈科植物的叶片功能性状和资源利用策略, 阐明
了棕榈科植物在耐荫性方面所表现的特殊的叶片策略、 对化学元素表现出的特殊
的需求,以及茎干储水对维持导管活性和水分平衡的作用,从而有助于理解棕榈
科植物的生态适应性。本研究结果对于探讨植物的耐荫性、对矿质元素的需求、
以及气穴化的修复这些问题具有重要启发意义, 并为模拟热带雨林的物质循环提
供重要信息,也为棕榈科植物的栽培种植和管理提供科学依据。 

Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.xtbg.org.cn/handle/353005/9341
Collection西双版纳热带植物园毕业生学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
马仁义. 棕榈科植物的碳代谢、养分计量和水分消耗调控的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2015.
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