荚蒾属植物花期物候及生长对引种地年际气候波动的响应

专属引种植物的物候及生长研究能够掌握特定物候相在专属水平上的阈值,并为评估引种专属的适应潜力提供参考。通过对中国科学院植物研究所北京植物园内引种多年的9种荚蒾（Viburnum）的花期及2种荚蒾的生长动态进行观测,分析讨论了花期对冬春两季异常低温的响应及营养与生殖生长的关联机制。结果表明：2009–2010年冬春异常低温后,荚蒾始花期的整体延迟是由春季环境热量供应不及时所致,种间延迟程度的差异则与原产地的气候有紧密联系：分布于寒温带地区的欧洲绣球（V.opulus）和修枝荚蒾（V.burejaeticum）延迟天数最少（分别为10和12天）,分布于我国亚热带的琼花（V.macrocephalum）和桦叶荚蒾（V.betulifolium）延迟天数最多（分别为21和26天）。荚蒾花前有效积温介于39–368°C之间。经历异常低温后,花前有效积温呈上升和下降两种格局,与物种冷量和热量的内在需求有关。荚蒾属植物的生殖与营养生长呈现两种关联方式,早花种类开花座果伴随着营养生长的竞争,晚花种类花后即出现营养生长的支持,对果实发育的保障性较强。     

气候波动对西安39种木本植物展叶始期及其积温需求的影响

过去几十年来暖春等异常气候事件发生的频次和强度显著增加,使植物春季物候期发生了明显变化。但异常气候事件对植物春季物候积温需求的影响仍不清楚,限制了对未来物候变化预测精度的提升。该研究利用西安植物园1963–2018年39种木本植物的展叶始期和相应气象数据,首先根据3–4月平均气温划分了偏冷年、正常年和偏暖年,对比了冷暖年相对于正常年的展叶始期变化。其次,利用3种积温算法计算了各植物逐年的展叶始期积温需求,比较了积温需求在冷暖年和正常年的差异。最后,评估了传统积温模型在模拟偏冷或偏暖年展叶始期时的误差。结果表明,所有植物的展叶始期在偏暖年比正常年平均早8.6天,而在偏冷年平均晚8.2天。在偏暖年,大多数物种展叶始期的积温需求(以5℃为阈值,平均257.5度日)显著高于正常年(平均195.1度日);在偏冷年的积温需求(平均168.0度日)低于正常年,但在统计上差异不显著。就不同类群而言,古老类群相对于年轻类群在偏冷年的推迟天数更多,积温需求变化较小,但在偏暖年无显著差异。不同生活型间物候与积温需求变化也无显著差异。造成偏暖年积温需求增加的可能原因是偏暖年冬季气温较高,导致植物受到的冷激程度减轻,从而抑制了后续的展叶。在正常年,积温模型模拟木本植物展叶始期的平均误差仅为0.4–1.9天。在偏暖年和偏冷年,模拟值分别比观测值平均早4.1天和晚3.0天。因此在预测未来物候变化时,需要考虑气候波动条件下的积温需求变化。     

气候波动对西安39种木本植物展叶始期及其积温需求的影响

过去几十年来暖春等异常气候事件发生的频次和强度显著增加, 使植物春季物候期发生了明显变化。但异常气候事件对植物春季物候积温需求的影响仍不清楚, 限制了对未来物候变化预测精度的提升。该研究利用西安植物园1963-2018年39种木本植物的展叶始期和相应气象数据, 首先根据3-4月平均气温划分了偏冷年、正常年和偏暖年, 对比了冷暖年相对于正常年的展叶始期变化。其次, 利用3种积温算法计算了各植物逐年的展叶始期积温需求, 比较了积温需求在冷暖年和正常年的差异。最后, 评估了传统积温模型在模拟偏冷或偏暖年展叶始期时的误差。结果表明, 所有植物的展叶始期在偏暖年比正常年平均早8.6天, 而在偏冷年平均晚8.2天。在偏暖年, 大多数物种展叶始期的积温需求(以5 ℃为阈值, 平均257.5度日)显著高于正常年(平均195.1度日); 在偏冷年的积温需求(平均168.0度日)低于正常年, 但在统计上差异不显著。就不同类群而言, 古老类群相对于年轻类群在偏冷年的推迟天数更多, 积温需求变化较小, 但在偏暖年无显著差异。不同生活型间物候与积温需求变化也无显著差异。造成偏暖年积温需求增加的可能原因是偏暖年冬季气温较高, 导致植物受到的冷激程度减轻, 从而抑制了后续的展叶。在正常年, 积温模型模拟木本植物展叶始期的平均误差仅为0.4-1.9天。在偏暖年和偏冷年, 模拟值分别比观测值平均早4.1天和晚3.0天。因此在预测未来物候变化时, 需要考虑气候波动条件下的积温需求变化。     

内蒙古典型草本植物春季物候变化及其对气候变暖的响应

为了解气候和物候变化规律,指导农业生产和环境监测,用线性倾向估计法分析了1982—2006年内蒙古地区草本植物春季物候及其前期温度的变化趋势,并分区域分析了植物春季物候与温度的关系,通过逐步回归分别建立了中西部和东部地区植物始花期的温度回归模型,通过模型对未来气候变化情景下内蒙古地区草本植物始花期变化进行了预估。结果表明：20世纪80年代以来植物始花期变化为提前趋势,温度变化为增温趋势,春季变暖比冬季明显;温度和始花期的变化趋势均有明显的地域特征,中西部地区增温趋势和植物始花期提前剪势均大于东部地区,春季温度和植物始花期在两区域平均变化趋势均显著,冬季温度在中西部地区变化显著,而在东部地区变化不显著;植物始花期与其前期温度呈明显的负相关,春季温度是影响开花的主要因子,未来如温度上升1 ℃,始花期提早3.1～5.0 d。     

郑州主要植物春季物候变化及其对气温变化的响应

根据1983—2004年期间郑州市的物候和气温资料,分析了郑州市4种木本植物和2种草本植物的春季物候变化趋势及其对气温变化的响应。结果表明,自1983年以来,郑州春季主要植物物候呈偏早趋势,其物候变化具有同步性和顺序性的基本特征。郑州主要植物始花期与早春（3—4月）平均气温的相关性达到极显著,而毛白杨和垂柳2种植物始花期与冬季平均气温的关系也达到极显著; 代表性植物的始花期随3—4月平均气温的升高而提前,气温每升高1 ℃,刺槐、垂柳、蒲公英和车前始花期分别提前4.17、3.69、8.16和13.0 d。此外,始花前4旬是始花期对气温变化反应最敏感的时间段。     

基于温度影响因子的植物物候模型的应用研究

本文根据川渝地区的物候和气候资料,采用基于温度影响因子的热时物候模型,进行了植物春季物候模拟和检验,并对通过检验的物候模型在温度因子变化下的响应灵敏性进行了分析.仁寿刺槐、北碚刺槐、北碚紫荆三种植物的展叶期和始花期可以用热时模型来进行模拟预测,并且准确度较高.在置信度为68.3%,即绝对误差小于实测值标准差σ的区间内,仁寿刺槐展叶期预测值与实测值的拟合率为87.5%,北碚刺槐展叶期的拟合率为100%,北碚紫荆展叶期的拟合率为93.33%;仁寿刺槐始花期的拟合率为100%,北碚刺槐始花期的拟合率为100%,北碚紫荆始花期的拟合率为93.33%.三种植物春季物候模型对温度因子变化响应灵敏性显示:同期温度降低2°时,植物展叶期平均推迟13d以上,始花期平均推迟11d以上;同期温度升高2°时,植物展叶期平均提前15.2d以上,始花期平均提前9,8d以上.     

光温耦合的中国温带地区旱柳花期时空格局模拟

建立基于温度和光周期驱动的旱柳花期物候模型,旨在寻找影响旱柳花期时空变化的主要气象因子,揭示调控植物开花时间的生态机制,还可为改善柳絮造成的环境污染和花粉过敏等人类健康问题提供参考信息和依据。利用中国气象局农业气象观测网提供的中国温带地区1982-2011年49个站点的旱柳开花始期、盛期和末期观测资料及平行的逐日气象数据,分别对6种模型（简单积温模型、温度三基点模型、八时段温度模型、简单积温-日长模型、温度三基点-日长模型和八时段温度-日长模型）进行了参数率定和假设检验,根据外部检验结果,从中选出针对旱柳3个花期的最优物候模型,进而利用连续地理气象数据和最优物候模型重建了1982-2011年旱柳开花始期、盛期、末期和花期长度的时空变化特征。结果表明：光温耦合的物候模型对旱柳花期的模拟效果和外推效果优于仅基于温度的模型。旱柳开花始期和盛期最优模型均为八时段温度-日长模型,末期为温度三基点-日长模型,说明光周期和温度可能是影响旱柳花期开始、繁盛和结束时间的主要气象因子。同时,优选出的物候模型能够较准确地对不同年份和不同地区的旱柳花期进行模拟及预测。重建的1982-2011年旱柳平均开花始期、盛期和末期日期分别为4月24日、4月28日和5月3日,平均花期长度为9 d,始期、盛期和末期出现日期呈现出从海拔低到高、从南向北、从西向东逐渐推迟的空间格局。1982-2011年旱柳开花始期、盛期和末期在大部分地区呈提前趋势,呈显著提前趋势的面积分别占总面积的49.78%、50.01%和53.40%,花期长度变化差异不显著。     

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系

1960-2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0.96℃,但以1982年为界,1960-1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1.95 ℃:1983-2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1.60 ℃.一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2.3 ℃和1.35℃.城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生.同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关.树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前.展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著.始花前2-8旬,特别是2-14旬气温对始花期影响最显著.寒冷指数(CI)与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著.预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40.41、43.08和24.13 d.     

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系术

1960-2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0．96℃,但以1982年为界,1960-1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1．95℃;1983-2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1．60℃。一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2．3℃和1．35℃。城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生。同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关。树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前。展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著。始花前2—8旬,特别是2—4旬气温对始花期影响最显著。寒冷指数（CI）与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著。预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40．41、43．08和24．13d。     

华北区域杨柳科树木春季物候期模拟

杨柳科树木是我国华北区域植树造林的主要树种,但春季的杨柳飞絮问题既影响区域大气环境质量,也对人体健康造成一定的危害,因此准确预报杨柳科树木的春季物候期具有重要现实意义。基于中国气象局农业气象观测网和中国科学院地理科学与资源研究所中国物候观测网提供的华北区域1963—2018年59个站点的4种杨柳科树木(垂柳、旱柳、加拿大杨、毛白杨)的4个春季物候期(开花始期、盛期、末期和果实或种子成熟期)观测数据,对3种基于逐日气温序列构建的春季物候过程模型(简单积温模型、温度三基点模型和冷激-三基点模型)进行了参数率定和优选,分别对这16个基于物种-物候期的最优春季物候模型进行了外部检验。内部模拟结果表明,各模型对同一物种-物候期模拟效果相差不大,均方根误差(RMSE)介于5.5—11.6d,各模型对同一物种发生较早的物候期模拟效果相对更好。通过赤池信息准则(AIC)判定,上述16个基于物种-物候期的最优春季物候模型中,有11个选择简单积温模型,有5个选择冷激-三基点模型,其中,垂柳和旱柳的最优春季物候模型都选择了简单积温模型,加拿大杨的各春季物候期对2种物候模型均有选择,毛白杨的各春季物候期则全部...     

Responses of leaf unfolding and flowering to climate change in 12 tropical evergreen broadleaf tree species in Jianfengling,Hainan Island

为了探讨我国热带地区植物物候与气候变化的关系, 利用海南岛尖峰岭热带树木园12种热带常绿阔叶乔木植物2003-2011年物候观测资料结合同期月平均气温和降水数据, 运用积分回归分析方法, 筛选出影响海南岛12种乔木(8种本地种、4种引入种)展叶始期与开花始期的气象因素以及不同气象因素月值变化(月平均气温和月降水量)综合作用对这些树种物候期的动态影响, 最终建立积分回归-物候预测模型, 对气候变化背景下我国热带地区植物物候变化趋势进行了预测。结果表明: 海南岛12种热带常绿阔叶乔木展叶始期与开花始期均对气候变化做出较明显的响应, 几乎所有的树种展叶始期与开花始期的发生都受到气温和降水的共同影响。多数树种展叶始期受展叶前冬季及春季气温影响显著, 且在临近展叶始期的月份, 气温的影响更显著。上一年秋季月降水量对各树种开花始期的影响比其他时段显著, 这验证了降水的滞后性假说。本地种展叶始期对气候变化的响应比其开花始期对气候变化的响应更敏感, 引入种则相反。各树种展叶和开花在受气温和降水综合影响最明显的月份(假设其余11个月份月平均气温和月降水量不变), 月平均气温升高0.1 ℃、月降水量增加10 mm可使展叶始期和开花始期提前或推迟1-3天。积分回归分析方法为解释海南岛热带常绿阔叶乔木物候与气温和降水的动态关系提供了有效的途径, 基于气温和降水与物候资料建立的积分回归-物候预测模型具有对气温和降水变化影响下物候响应的解释率和预测精度高(R²≥ 0.943)的优点, 对于预测气候变化影响下的植物物候变化趋势有一定的适用性。     

海南岛尖峰岭12种热带常绿阔叶乔木展叶期与开花期对气候变化的响应

为了探讨我国热带地区植物物候与气候变化的关系, 利用海南岛尖峰岭热带树木园12种热带常绿阔叶乔木植物2003-2011年物候观测资料结合同期月平均气温和降水数据, 运用积分回归分析方法, 筛选出影响海南岛12种乔木(8种本地种、4种引入种)展叶始期与开花始期的气象因素以及不同气象因素月值变化(月平均气温和月降水量)综合作用对这些树种物候期的动态影响, 最终建立积分回归-物候预测模型, 对气候变化背景下我国热带地区植物物候变化趋势进行了预测。结果表明: 海南岛12种热带常绿阔叶乔木展叶始期与开花始期均对气候变化做出较明显的响应, 几乎所有的树种展叶始期与开花始期的发生都受到气温和降水的共同影响。多数树种展叶始期受展叶前冬季及春季气温影响显著, 且在临近展叶始期的月份, 气温的影响更显著。上一年秋季月降水量对各树种开花始期的影响比其他时段显著, 这验证了降水的滞后性假说。本地种展叶始期对气候变化的响应比其开花始期对气候变化的响应更敏感, 引入种则相反。各树种展叶和开花在受气温和降水综合影响最明显的月份(假设其余11个月份月平均气温和月降水量不变), 月平均气温升高0.1 ℃、月降水量增加10 mm可使展叶始期和开花始期提前或推迟1-3天。积分回归分析方法为解释海南岛热带常绿阔叶乔木物候与气温和降水的动态关系提供了有效的途径, 基于气温和降水与物候资料建立的积分回归-物候预测模型具有对气温和降水变化影响下物候响应的解释率和预测精度高(R²≥ 0.943)的优点, 对于预测气候变化影响下的植物物候变化趋势有一定的适用性。     

Phenology of a northern hardwood forest canopy

While commonplace in other parts of the world, long‐term and ongoing observations of the phenology of native tree species are rare in North America. We use 14 years of field survey data from the Hubbard Brook Experimental Forest to fit simple models of canopy phenology for three northern hardwood species, sugar maple (Acer saccharum), American beech (Fagus grandifolia), and yellow birch (Betula alleghaniensis). These models are then run with historical meteorological data to investigate potential climate change effects on phenology. Development and senescence are quantified using an index that ranges from 0 (dormant, no leaves) to 4 (full, green canopy). Sugar maple is the first species to leaf out in the spring, whereas American beech is the last species to drop its leaves in the fall. Across an elevational range from 250 to 825 m ASL, the onset of spring is delayed by 2.7±0.4 days for every 100 m increase in elevation, which is in reasonable agreement with Hopkin's law. More than 90% of the variation in spring canopy development, and just slightly less than 90% of the variation in autumn canopy senescence, is accounted for by a logistic model based on accumulated degree‐days. However, degree‐day based models fit to Hubbard Brook data appear to overestimate the rate at which spring development occurs at the more southerly Harvard Forest. Autumn senescence at the Harvard Forest can be predicted with reasonable accuracy in sugar maple but not American beech. Retrospective modeling using five decades (1957–2004) of Hubbard Brook daily mean temperature data suggests significant trends (P≤0.05) towards an earlier spring (e.g. sugar maple, rate of change=0.18 days earlier/yr), consistent with other studies documenting measurable climate change effects on the onset of spring in both North America and Europe. Our results also suggest that green canopy duration has increased by about 10 days (e.g. sugar maple, rate of change=0.21 days longer/yr) over the period of study.     

中国毛葡萄和刺葡萄分布的气候适宜性

毛葡萄和刺葡萄是起源于中国且用于葡萄酒酿造的两大野生葡萄品种。本研究基于已有中国毛葡萄和刺葡萄的气候影响因子研究成果,利用最大熵原理从充分性与必要性方面确定了影响中国毛葡萄和刺葡萄种植分布的主导气候因子,并基于这些因子综合作用反映的毛葡萄和刺葡萄种植分布的存在概率分析了中国毛葡萄和刺葡萄分布区的气候适宜性。结果表明: 影响中国毛葡萄、刺葡萄分布的主导气候因子是年日照时数、开花期5月降水量、年极端最低气温、最冷月平均气温。中国毛葡萄、刺葡萄气候高适宜区分布在湖南西部和南部、广西中北部、贵州东南部、重庆中部。气候高适宜区、适宜区、低适宜区面积分别占研究区域总面积的2%、14%和16%。毛葡萄、刺葡萄气候适宜及以上区域的年日照时数阈值为1200～1800 h,年极端最低气温-8 ℃以上,最冷月平均气温阈值为2～13 ℃,5月降水量为110～320 mm。     

澳门九澳山海滨群落10种植物盛花期物候对极端气候事件的响应

为探究极端气候事件对植物的影响,对澳门九澳山海滨群落10种植物2012-2017年盛花期物候进行了观察。结果表明,植物的盛花期一般在3-9月,其中有4种植物为5月。2013和2016年早春澳门的极端强降水使植物的盛花期出现了明显的提前或者推迟。9种植物的盛花期与盛花期前0～2个月和上一年的秋冬季的月均温度或月降水存在显著相关性。温度和降水对植物盛花期的影响差异不大,但晚花植物对降水更加敏感。这为澳门和邻近岛屿的生态恢复和园林树种选材提供参考。     

民勤荒漠区典型草本植物马蔺的物候特征及其对气候变化的响应

植物物候反映了过去一段时间气候条件的累积对植物生长和发育的综合影响.通过收集1974-2007年民勤荒漠区典型草本植物马蔺的物候观测数据以及民勤治沙综合试验站同步观测的气象资料,分析了马蔺的物候特征及其对不同时间尺度气候变化的响应过程,结果表明:(1)马蔺的平均生长季长度约为201.7 d,并呈现出逐年增加的趋势,大致表现为每10a延长0.8d,但随着年份的变化并不显著(P＞0.1).(2)除开花期的开始时间出现明显的延后外(P＜0.1),马蔺其它物候期的开始和结束时间均表现为轻微的延后趋势,且随着年份的变化不显著(P＞0.1).马蔺各个物候期的持续时间不同年份差异较大,其中萌动期、开花期和果熟期的持续时间随着年份出现减少的趋势,而展叶期和黄枯期的持续时间随着年份则出现增加的趋势,但其变化均不显著(P＞0.1).(3)马蔺整个生长季的延长可能受气温和降水的综合作用,其物候期的开始时间对物候期开始之前3周到3个月之间的积温有着显著的响应(P＜0.01),而对于长时间尺度的积温则响应不显著(P＞0.1);其部分物候期的开始时间对于中短时间尺度的累积降雨有着较显著的响应(P＜0.1),但是对于长时间尺度的累积降雨则所有物候期都响应较弱(P＞0.1).(4)马蔺的物候期特征除了受区域气候变化影响之外,可能还与其自身的水分利用机制有关,未来的气候变化可能会进一步影响到该地区典型荒漠草本植物的物候特征.     

河北塞罕坝樟子松径向生长动态变化及其与气象因子的关系

树木是森林生态系统的基本组成, 其生长受气象因子的影响, 基于此, 该研究通过监测樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)的径向生长, 研究樟子松生长日动态规律、季节动态规律及其与气象因子的关系, 探讨河北塞罕坝地区樟子松森林生态系统对气候变化的响应机制。此外, 以往研究树木生长大多数基于树轮年代学, 缺少短期树木径向生长动态的研究。该研究利用径向生长记录仪监测河北塞罕坝机械林场内樟子松连续3年(2016-2018)的树干径向动态变化。结果表明: 由于树干的水分吸收与蒸腾作用, 樟子松树干径向昼夜变化呈现季节性规律, 可划分为4个阶段: 春季萌动期、夏季生长期、秋冬交替期和冬季休眠期。塞罕坝樟子松树干径向生长开始于每年4月初; 4月初至5月中旬为水分恢复阶段; 5月中旬至7月中旬为快速生长阶段; 7月中旬至10月中旬为缓慢生长阶段; 10月中、下旬生长趋于停止, 并有树干径向收缩现象。以一天为时间尺度, 在快速生长阶段(5月初至7月中旬)樟子松径向生长主要受空气温度的影响; 缓慢生长阶段(7月中旬至10月下旬)降水量、空气温度均影响樟子松径向生长。以15天为时间尺度, 温度对樟子松径向生长的影响显著。结果显示樟子松的生长动态规律及其影响因子, 为未来樟子松生理研究提供参考时间节点, 同时在极端低温与干旱的情况下, 为半干旱地区樟子松的生长状态提供参考依据。     

Phenology and autumnal accumulation of N reserves in belowground organs of wetland helophytes Phragmites australis and Glyceria maxima affected by nutrient surplus

Two co-occurring dominant wetland helophytes and potential competitors, Phragmites australis and Glyceria maxima, were cultivated under N, P availabilities simulating the trophic status of wetlands with different fertility (oligo- and eutrophic). The long-term outdoor cultivation was performed with the goal to characterise the extent to which the nutrient enrichment affects plant growth, phenology, and particularly, the accumulation of N storage compounds in belowground organs of wetland rhizomatous plants prior to the onset of winter dormancy. In the present study, both species responded similarly to nutrient surplus. The enhanced growth, delayed shoot senescence, and delayed retranslocation of N into belowground organs were found in both species in eutrophic treatment. Furthermore, N levels remaining in dry leaves were proportionally related to those in living ones, being significantly higher in eutrophic treatment. The efficiency of N retranslocation from senescing leaves varied around 60% in both species and treatments. The formation of N reserves was, however, not disrupted in either species. Although plants in eutrophic treatments accumulated N in their belowground organs significantly later in the season (in the September–December period), the amount of accumulated N was sufficient to reach high belowground N standing stock. Considering formation of N reserves, the differences in species response to treatments were negligible. Phragmites and Glyceria accumulated similar belowground N standing stock prior to the winter. Glyceria may, however, additionally profit from N standing stock of over-wintering green leaves and from the potential of growth and N assimilation during a mild winter period, which is not possible in fully dormant Phragmites.     

暖温带典型树种春季物候期水溶性化合物δ13C变化规律

为明确植物水溶性化合物δ¹³C(δ¹³C_wsc)的春季物候节律性变化规律,以我国暖温带地区典型树种油松和刺槐为研究对象,测定春季物候期两树种各器官的δ¹³C_wsc,探究其与环境因子的相关性。结果表明: 油松和刺槐各器官的δ¹³C_wsc差异性显著。油松的新梢最大(-25.03‰±0.01‰),非光合作用器官比光合器官高0.83‰~1.8‰,两树种的地上部分普遍低于地下部分。随着物候节律推移,两树种采取不同的碳存储策略。油松在顶芽开放时所需碳源从近端老叶中获取;展叶始期老叶积累的光合产物不能满足新稍和根系生长所需碳,90%依赖于枝干碳储备;叶充分展开后新老叶光合机能恢复,逐渐补给枝干消耗的碳。刺槐在叶芽开放和展叶始期,枝干作为主要碳源向新生叶和根系传送;叶充分展开后具备光合固碳能力的成熟叶成为主要碳源。主成分分析发现,观测期气温、≥10 ℃积温、日照时长和太阳辐射为δ¹³C_wsc的主要影响因子,可解释δ¹³C_wsc变异的86.3%。两树种与气温、相对湿度呈显著负相关,与饱和水气压差、≥10 ℃积温和日照时长呈显著正相关。影响植物δ¹³C_wsc的主要环境因子随物候进程不断变化。本研究可为准确估算区域典型树种春季器官的碳分配格局、制定科学合理的区域森林经营策略提供参考。     

华中五味子叶表型可塑性及环境因子对叶表型的影响

表型可塑性是指同一基因型的生物个体在不同环境条件下产生不同表型的特性,这一特性促使物种适应异质环境,具有更宽的生态幅。居群和物种水平广义的表型可塑性研究可揭示植物在自然环境中的生态意义并丰富对植物种群分布的了解。华中五味子(Schisandra sphenanthera)是一种资源严重减少的常用野生药材物种,对其进行研究和保护非常必要。叶是华中五味子主要的光合作用器官,随环境改变叶表型有很大变化,因此从居群水平上对华中五味子叶表型可塑性进行分析,揭示叶表型可塑性大小,探究环境因子对叶表型的影响,可为华中五味子的保护提供依据。该研究运用GIS技术从较大尺度(9省市26县27个居群)对华中五味子叶表型可塑性进行分析,并用表型可塑性指数和变异系数2种方法对叶表型可塑性进行评价,运用隶属函数和最大熵模型将3类(土壤、气候和地形)13个环境因子对叶表型的影响进行分析。结果表明,华中五味子7个叶表型(叶长、叶宽、叶柄长、叶面积、叶形指数、叶齿数和二级叶脉数)均存在可塑性,其中叶面积可塑性最大,叶形指数可塑性最小。3类环境因子中对叶表型影响最大的为土壤因子,气候因子次之,最小为地形因子。权重分析显示,土壤全钾含量对叶长和叶面积影响最大,有机碳含量、海拔、土壤全磷含量、坡度和年降水量分别对叶宽、叶柄长、叶形指数、叶齿数和二级叶脉数影响最大。研究结果表明,对多个叶表型有影响的5个共有重要因子为土壤全钾含量、全磷含量、有机碳含量、年降水量和坡度,它们与对应叶表型间的隶属函数多为高斯型,具有最优值,可通过人工控制达到最优值来促进其生长。该结果为华中五味子野生抚育和迁地种植提供理论参考。