光照条件、植株冠层结构和枝条寿命的关系——以桂花和水杉为例

根据衰老理论的代谢率假说,生物寿命与其代谢率有关,个体大小相同的生物体,在质量较好的微生境中通常比较差生境中具有更高的代谢速率。因此,生物体在资源供给较差的生境中通常比资源供给较充足的生境中具有更长的寿命。枝条是木本植物植冠构建的基本单元之一,如果枝条遵循代谢率假说,则可推测在光照较好环境下的植物枝条或小枝将比其在遮荫环境下具有更短的寿命,即枝条寿命与光照条件成反比。以常绿物种桂花(Osmanthus fragrans)和落叶物种水杉(Metasequoiaglyptostroboides)为研究对象,通过测量不同光照环境下,植株大小(株高和胸径)、冠层深度、冠层轮廓(冠层深度/冠层宽度)、相对冠层宽度(冠层宽度/植株高度)以及植株凋落枝条寿命等性状,探讨了光照条件对成年植株冠层形态结构和植株枝条寿命的影响。调查发现:1)枝条的寿命在遮荫条件下显著高于全光照条件下,与理论预测吻合;2)随遮荫程度增加,植株冠层深度和冠层轮廓增加,相对冠层宽度减小;3)枝条的平均寿命与植株冠层深度和冠层轮廓成正比,与植株相对冠层宽度成反比。这表明光照条件可能通过改变植株冠层结构来影响枝条寿命。未来需要进一步研究枝条生物量分配、叶片光合能力和呼吸速率在不同生活型物种之间的差异,以便更全面的理解枝条寿命与生境质量之间的关系。