叶绿素含量测定的简化

本文介绍一种避免称重、研磨、冲洗和过滤等繁琐步骤,仅将确定面积的叶片细丝用少量80%丙酮浸泡提取后便可比色计算的简便的测定叶绿素含量的方法。此法省时间、省溶剂,不受叶片含水量变化的干扰,适合于大批量叶片样品的测定,而且便于与以单位叶面积表示的光合速率联系起来分析实验结果。同时,指出一些可能影响测定结果的因素。     

利用数码相机和Photoshop软件非破坏性测定叶面积的简便方法

采用数码相机获取叶片的数字图像,用Photoshop图像处理软件计算叶面积,并与目前常用的剪纸法和叶面积仪测定法进行比较分析。结果表明,本方法和上述传统测定方法测定结果存在极显著线性相关;不同拍摄分辨率、单位叶面积存贮像素个数和拍摄角度对测定结果无显著影响。和其它方法相比,本方法具有准确、快速、成本低廉、适合非破坏性动态连续观测等优点,适用于植物生理生态学研究中叶面积的测定。     

20个品种枣树叶面积回归方程的建立

以延川县20个枣树品种的成熟叶片为材料,采用扫描叶片并结合Image-Pro Plus 6.0程序的数字图像处理技术测定枣叶的长、宽及面积。运用SPSS17.0统计软件对测量数据进行回归分析,建立了枣树估算叶面积的一元回归方程、二元回归方程、三元回归方程和总的三元回归方程。结果表明,建立的各品种枣树叶面积估算的三元回归方程,是估算其叶面积的最佳回归方程,估算的平均误差率仅为2.06%(1.79%～2.5%);建立的总的枣树叶面积估算的三元回归方程(y6=-0.023x1-0.335x2+0.674 x3+1.145),可以作为估算所有枣树叶面积的优化回归方程,对20个品种枣树叶面积估测的平均误差率只有3.03%(2.5%～3.53%)。该研究结果为枣树叶面积的快速测定提供了一个科学有效的方法,在枣树科学研究和生产实践中有较好的应用价值。     

打孔称重法与复印称重法和长宽校正法测定水稻叶面积的方法比较

打孔称重法是基于相近叶位叶片的比叶重（单位面积叶片重量）相对恒定的原理,通过测定采样区植物叶片干重和少量叶片比叶重计算叶面积和叶面积指数的方法。比较试验结果表明：打孔称重法与长宽校正法和复印称重法测定的水稻叶面积呈极显著相关;打孔称重法和复印称重法所测定的叶面积指数平均值经统计检验差异不显著。2种方法均能很好地袁征不同处理间叶面积指数的差异。     

测定森林树木叶面积的最适叶片数是多少?

植物形态性状叶面积简单易测, 能够反映植物对环境的适应与响应, 指示生态系统的功能与过程。在野外测定叶面积时, 叶片取样数量往往采用约定俗成的10-20片, 但到底采集多少叶片才是最优和最具代表性, 却少有探究。该研究以浙江金华山常绿落叶阔叶混交林的优势树种木荷(Schima superba)与枫香树(Liquidambar formosana)为研究对象, 通过对5个胸径等级植株和每个植株6个方位开展大批量叶片取样(>2 500个), 分析两个树种的叶面积变异特征, 探讨叶片取样数量为多少才能最代表该森林类型的叶片大小性状规律。结果表明, 常绿乔木木荷平均叶面积与变幅均小于落叶乔木枫香树。木荷叶面积与胸径无显著相关性, 而枫香树叶面积与胸径有较显著相关性, 但两个树种均在中胸径等级(15-20 cm)差异不显著; 两个树种的叶面积与采样方位无显著相关性, 但在东、西和底部的差异不显著。因此, 综合考虑代表性与野外可操作性, 叶片采集首选中胸径成树的底部叶片。随机抽样统计可知, 树木叶面积测定的最适叶片采集数量因物种而异, 木荷的最适叶片采集数量为40, 而枫香树最少为170片。因此, 在叶面积测定时, 叶片采集的数量应该不能只局限在10-20片, 在人力、物力和时间等条件允许的情况下, 应该尽可能多地测定较多叶片的叶面积。     

What is the optimal number of leaves when measuring leaf area of tree species in a forest community?

植物形态性状叶面积简单易测, 能够反映植物对环境的适应与响应, 指示生态系统的功能与过程。在野外测定叶面积时, 叶片取样数量往往采用约定俗成的10-20片, 但到底采集多少叶片才是最优和最具代表性, 却少有探究。该研究以浙江金华山常绿落叶阔叶混交林的优势树种木荷(Schima superba)与枫香树(Liquidambar formosana)为研究对象, 通过对5个胸径等级植株和每个植株6个方位开展大批量叶片取样(>2 500个), 分析两个树种的叶面积变异特征, 探讨叶片取样数量为多少才能最代表该森林类型的叶片大小性状规律。结果表明, 常绿乔木木荷平均叶面积与变幅均小于落叶乔木枫香树。木荷叶面积与胸径无显著相关性, 而枫香树叶面积与胸径有较显著相关性, 但两个树种均在中胸径等级(15-20 cm)差异不显著; 两个树种的叶面积与采样方位无显著相关性, 但在东、西和底部的差异不显著。因此, 综合考虑代表性与野外可操作性, 叶片采集首选中胸径成树的底部叶片。随机抽样统计可知, 树木叶面积测定的最适叶片采集数量因物种而异, 木荷的最适叶片采集数量为40, 而枫香树最少为170片。因此, 在叶面积测定时, 叶片采集的数量应该不能只局限在10-20片, 在人力、物力和时间等条件允许的情况下, 应该尽可能多地测定较多叶片的叶面积。     

内生真菌种类和母本基因型对内生真菌-禾草共生体叶形状和叶面积的影响

Epichloë内生真菌感染能够影响宿主植物的生长发育, 但关于内生真菌感染对宿主植物叶形状和叶面积的研究很少。该研究以羽茅(Achnatherum sibiricum)为实验材料, 采用长宽系数计算和扫描测定叶面积相结合的方法探究内生真菌种类和羽茅母本基因型对羽茅-内生真菌共生体叶形状和叶面积的影响。结果表明: 内生真菌感染与否、内生真菌种类和宿主母本基因型对反映叶形状的叶校正系数、叶片长度、宽度和长宽比均无显著影响, 经计算与验证, 确定了羽茅叶片的校正系数为0.594 9。采用该校正系数及叶长宽计算的叶面积与实测叶面积无显著差异, 且二者均未受到内生真菌感染与否、内生真菌种类或宿主植物母本基因型的显著影响。     

Effects of endophyte fungal species and host plant genotype on the leaf shape and leaf area of endophyte-grass symbionts

Epichloë内生真菌感染能够影响宿主植物的生长发育, 但关于内生真菌感染对宿主植物叶形状和叶面积的研究很少。该研究以羽茅(Achnatherum sibiricum)为实验材料, 采用长宽系数计算和扫描测定叶面积相结合的方法探究内生真菌种类和羽茅母本基因型对羽茅-内生真菌共生体叶形状和叶面积的影响。结果表明: 内生真菌感染与否、内生真菌种类和宿主母本基因型对反映叶形状的叶校正系数、叶片长度、宽度和长宽比均无显著影响, 经计算与验证, 确定了羽茅叶片的校正系数为0.594 9。采用该校正系数及叶长宽计算的叶面积与实测叶面积无显著差异, 且二者均未受到内生真菌感染与否、内生真菌种类或宿主植物母本基因型的显著影响。     

龙船花两变种叶面积回归方程的建立

以龙船花两变种橙红龙船花Ixora coccinea var. coccinea、邦德胡卡红仙丹草I. coccinea var. bandhuca的成熟叶为材料,利用WinFolia软件测定多项叶形态指标,并对叶面积进行回归分析,分别建立其8种回归方程以及总的适用回归方程。结果表明,龙船花两变种的叶片长×叶水平宽、叶周长、叶垂直长、叶片长、叶水平宽、叶片长×叶片长以及叶水平宽×叶水平宽与叶面积之间的相关系数及复相关系数均呈极显著水平(P＜0.01),可分别用来建立龙船花的叶面积回归方程;叶面积与叶片长×叶水平宽的相关系数及复相关系数最高,基于叶片长×叶水平宽的8种叶面积回归方程更好地估测两种龙船花的叶面积。经检验发现,二次函数、复合函数、幂函数能更准确地估测叶面积;由两种龙船花共同建立的3种总的回归方程中,复合函数与幂函数能更好地模拟估测叶面积。     

基于辐射和温度热效应的温室水果黄瓜叶面积模型

依据温室黄瓜(Cucumis sativus)叶片生长与温度和辐射的关系,构建了适合我国种植技术的黄瓜叶面积模拟模型,并利用不同品种、播期的试验资料对模型进行了检验。结果表明,该模型比传统的积温法和比叶面积法更准确地模拟温室水果黄瓜的叶面积。该模型对黄瓜叶面积指数的模拟结果与1∶1直线之间的决定系数R²和回归估计标准误差RMSE分别为0.879 2和0.398 0,比用积温法和比叶面积法模拟叶面积指数的精度分别提高了37%和74%。     

武夷山不同海拔黄山松枝叶大小关系

对武夷山自然保护区不同海拔黄山松叶片面积、叶片数量、小枝长度及小枝直径等性状进行测定,分析不同海拔黄山松枝-叶大小间的权衡关系.结果表明: 随海拔升高,黄山松小枝的叶片数量、小枝长度、小枝直径、出叶强度及茎截面积逐渐增大,单叶面积呈逐渐减小趋势;不同海拔黄山松小枝出叶强度与单叶面积均呈显著负相关,不同海拔黄山松小枝茎截面积与总叶面积呈显著正相关;不同海拔黄山松小枝长度、小枝直径与出叶强度呈显著负相关,与单叶面积、叶片数量及总叶面积均呈显著正相关.为提高竞争优势或是资源利用效率,低海拔黄山松倾向于在短枝上着生量少但单叶面积大的针叶,而高海拔黄山松趋向于在长枝上着生量大但单叶面积小的针叶,这体现出不同海拔梯度黄山松小枝的资源利用策略及枝叶间生物量分配的权衡机制.     

浙江天童常绿植物当年生与往年生叶片性状的变异与关联

植物叶片性状随叶龄的变化是植物生活史策略的体现, 反映了植物叶片的物质投资和分配方式。该研究通过在个体和物种2个水平, 比较浙江天童1 hm ²样地内常绿阔叶树种的平均叶面积(MLA)、比叶面积(SLA)和叶片干物质含量(LDMC)在当年生和往年生叶片间的差异和关联, 探究叶片物质分配策略在异龄叶间的变化, 并分析叶龄对植物叶片性状, 特别是叶片面积建成消耗的影响。结果显示: 1)在个体和物种水平上, MLA变异系数最大(个体: 79.5%; 物种: 66.5%), SLA次之(个体: 28.1%; 物种: 24.7%), LDMC较低(个体: 17.0%, 物种: 14.1%); 当年生叶片MLA、LDMC和SLA的变异系数均高于往年生叶片; 2)往年生叶MLA显著大于当年生叶(t = -38.53, p < 0.001), 往年生叶SLA显著小于当年生叶(t = 45.30, p < 0.001), 往年生叶LDMC显著大于当年生叶(t = -9.71, p < 0.001); 3)在个体水平, 当年生叶片MLA、SLA和LDMC值分别解释了往年生叶片MLA、SLA和LDMC变异的86%、48%和41%; 在物种水平, 当年生叶片MLA、SLA和LDMC值分别解释了往年生叶片MLA、SLA和LDMC变异的97%、83%和85%; 4) SLA在异龄叶间的变化表明, 与往年生叶片相比, 投资相同干物质, 当年生叶片可形成较大的叶面积, 其叶片面积建成消耗较小。研究认为, 植物叶性状在异龄叶间具有较大的变异性和关联性, 叶面积形成过程中生物量建成与消耗的协调可能影响植物叶片的发育。     

植物比叶质量研究进展

比叶质量(LMA)是叶片经济型谱中最基础的叶功能性状, 也是重要的复合型结构参数。LMA不仅与植物的许多生理反应密切相关, 而且能定量测定光合产物在单位叶面积的投入, 因而被认为是反映植物生态策略的重要指标。目前, 有关LMA的深入研究已在植物生态学、农学、林学、植物生理学领域全面展开。该文系统阐述了LMA在叶片整体、组织、细胞三个水平的结构解析和计算方法; 重点分析了LMA对光合作用的影响; 讨论了LMA的内在遗传差异以及外部的环境胁迫因子(温度、水分、光照)对LMA的影响, 以期梳理比叶质量研究的思路、策略和方法, 为今后的研究提供借鉴和参考。     

Research progress on leaf mass per area

Leaf mass per area (LMA) is a composite structural parameter as well as a basic leaf functional trait in the leaf economics spectrum (LES). It is not only closely related to many physiological responses of plants, but also can measure the investment of dry mass per unit of light-intercepting leaf area. LMA is considered an important indicator of plant ecological strategies and has been studied widely in plant ecology, agronomy, forestry, and plant physiology. This paper elucidates the structural analysis and computational methods of LMA at the organizational scales of whole leaf, tissues and cells, examines the influence of LMA on photosynthesis, and discusses the inherent differences in LMA and the responses of LMA to environmental stresses (temperature, water and light), aiming for clarifying research frameworks and methods in studies of LMA and providing guidance on future research.     

张掖湿地芨芨草叶大小和叶脉密度的权衡关系

叶大小-叶脉密度的权衡关系是植物叶经济谱理论的基础, 对理解资源竞争条件下植物叶片的物理构建与生理代谢的关系具有重要的意义。该文采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation, SMA)的方法, 按芨芨草(Achnatherum splendens)株丛密度设置I (>12丛·m^-2)、II (8-12丛·m^-2)、III (4-8丛·m^-2)和IV (<4丛·m^-2) 4个密度梯度, 以叶面积和叶干质量分别表示叶大小, 对张掖洪泛平原湿地不同密度条件下芨芨草种群的叶大小和叶脉密度的关系进行研究。结果表明: 随着芨芨草株丛密度的降低, 湿地群落的土壤含水量逐渐减小、土壤电导率逐渐增加, 芨芨草的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和分枝数呈先增大后减小的趋势, 叶面积、叶干质量、比叶面积和株高呈逐渐减小趋势、光合有效辐射(PAR)和叶脉密度呈逐渐增加趋势; 芨芨草叶大小和叶脉密度在高密度(I)和低密度(IV)样地均呈极显著负相关关系(p < 0.01), 中密度(II、III)样地二者呈显著负相关关系(p < 0.05); 叶大小和叶脉密度回归方程的SMA斜率在不同密度样地均显著小于-1 (p < 0.05), 即芨芨草叶大小和叶脉密度呈“此消彼长”的权衡关系。在高密度湿地群落芨芨草倾向于大叶片低叶脉密度的叶片构建模式, 在低密度湿地群落选择小叶片高叶脉密度的异速生长模式, 体现了密度制约下湿地植物的生物量分配格局和资源利用对策。     

落叶收集法测定叶面积指数的快速取样方法

叶面积指数(LAI)是植被冠层结构的一个重要参数,它不仅是许多生态和气候模型的重要输入变量,而且是生态系统动态变化监测的一个重要指标。LAI可通过各种间接和直接的手段来观测,而间接观测的LAI值常常需要直接的观测数据来校验。落叶收集法是一种广泛使用的直接观测LAI的方法,过去的研究还未发现有涉及落叶收集的取样技术及其观测精度的内容。对长白山和北京地区落叶阔叶林的落叶进行了3a的观测,每年一次性收集落叶样品分析,研究结果表明:①不同层次落叶的含水量差异巨大,且落叶含水量的日变化明显。上下层落叶的含水量绝对值差异高达10%以上,日变化绝对值差异高达20%以上。因此,在野外收集落叶样本时,为减小落叶含水量变化所导致的LAI观测误差,应从上到下直到地面进行取样,且尽可能多地收集落叶样本。②在落叶阔叶人工林和天然林里,无论样地的大小(1hm2或30m×30m样地),无论取样单元的大小(1m2或25m2分辨率),林内的LAI分布很不均匀,LAI介于0-15.5(1m2分辨率的1hm2样地)或者2.6-9.1(25m2分辨率的30m×30m样地)。③要准确测定落叶林的LAI,收集落叶的样地面积越大越好,且尽量选择地势平坦的样地。对于1hm2或者30m×30m大小的样地,可随机布设一个10m×10m的小样地来观测,精度分别可达85%、80%。④10m×10m小样地的LAI观测,可将其分为4个相邻的5m×5m小样进行取样。对每个5m×5m小样,快速的取样方法是:Ⅰ.随机布设6个1m2取样,这样取样可以保证在99%概率水平上,100m2、30m×30m和1hm2样地的LAI观测精度分别为90%、75%、70%左右。Ⅱ.随机布设11个1m2取样。可以保证在99%概率水平上,100m2、30m×30m和1hm2样地的LAI观测精度分别为94%、80%、75%左右。     

Trade-off between leaf size and vein density of Achnatherum splendens in Zhangye wetland

Aims Trade-offs between leaf size and vein density are the basis of the theory of leaf economics spectrum, and are to understand the relationship between the physical build and physiological metabolism of plant leaves under different degrees of competition for resources. Our objective was to study the changes in the relationship between leaf size and vein density (leaf dry biomass and leaf area) in Achnatherum splendens populations with four plant bundle densities located in the flood plain wetland of Zhangye. Methods The study site was located at floodplain wetlands of Zhangye, Gansu Province, China. Survey and sampling were carried out in the communities that A. splendens dominated. According to the plant bundle density, the A. splendens communities were divided into four density gradients with “bundle” for the sampling units, high density (I, > 12 bundle·m^-2), medium density (II, 8-12 bundle·m^-2), medium density (III, 4-8 bundle·m^-2) and Low density (IV, <4 bundle·m^-2). According to the density of each combination, we chose seven (5 m × 5 m) A. splendens samples, resulting in a total of 28 samples (4 × 7). The soil physical and chemical properties of four density gradients were investigated and six samples of A. splendens were used to measure the leaf area, leaf dry biomass and vein density in laboratory, and biomass of different organs was measured after being dried at 85 °C in an oven. 28 plots were categorized into three groups: high, medium and low density, and the standardized major axis (SMA) estimation method was used to examine the allometric relationships between leaf area, leaf dry biomass and vein density. Important findings The results showed that with the population density changed from high, medium, to low, the soil moisture decreased, and soil electric conductivityincreased. The leaf area, leaf biomass and height of A. splendens decreased, and the vein density, specific leaf area and photosynthetically active radiation (PAR) increased gradually. In addition, leaf net photosynthetic rate (P_n), transpiration rate (T_r) and twig number firstly increased then decreased. There was a highly significantly negative correlation (p < 0.01) between the leaf size and vein density on the high- and low-level densities (I, IV), whereas less significant (p < 0.05) on the level of medium density (II, III). The SMA slope of regression equation in the scaling relationships between leaf size and vein density was significantly smaller than -1 (p < 0.05).     

A comparison of direct and indirect methods for measuring leaf and surface areas of individual bushes

Indirect estimates of leaf area from measurements with three commercially available instruments (DEMON, LAI-2000 and Sunfleck Ceptometer) were compared with directly measured areas of individual Retama sphaerocarpa bushes. The three indirect methods gave good estimates of the total surface area of individual bushes. For the DEMON, the method of log-linear averaging of transmitted radiation gave estimates closer to directly measured surface area than the method of averaging transmission linearly. For the LAI-2000, estimated surface area index multiplied by canopy projected area gave the best agreement with directly measured values. For measurements with the Sunfleck Ceptometer, values of surface area estimated from the transmission of photosynthetic quantum flux density, without correcting for diffuse radiation, gave the best agreement with directly measured values. Surface areas estimated by the three instruments were not significantly different from directly measured total (leaf + branch + stem) surface areas. Leaf surface area could be calculated from estimated total surface area minus directly measured branch surface area. Measured branch surface area was linearly related to canopy projected area.