不同种源刨花楠林下幼苗叶功能性状与地理环境的关系

研究9个种源地天然刨花楠林下幼苗主要叶功能性状差异及其与地理环境的关系,分析刨花楠林下幼苗对地理环境变化的响应与适应机制.结果表明: 不同种源间刨花楠林下幼苗主要叶功能性状种内变异系数较大(8.8%～28.2%),其中种源间比叶面积、叶相对含水率、叶组织密度和叶厚差异显著,表明刨花楠林下幼苗具有较强的叶片形态可塑性.叶组织密度与叶干物质含量、叶相对含水率均呈显著正相关,与比叶面积、叶厚则呈显著负相关;比叶面积与叶干物质含量、叶面积均呈显著负相关,反映刨花楠林下幼苗可通过叶片性状组合的调整和平衡以响应地理环境变化.影响刨花楠林下幼苗叶功能性状可塑性的主要环境因子为经度、纬度、>10 ℃年积温和年均温.叶厚随着经度的增加而降低,叶干物质含量和叶相对含水率则随着经度的增加而增加;叶组织密度与经度和年均温呈显著正相关,且经度对其影响大于年均温;叶面积与>10 ℃年积温和经度呈显著正相关,且前者对其影响大于后者.     

不同种源刨花楠苗木生长与主要功能性状对氮添加的响应

氮是影响植物生长的重要营养物质元素,生物量分配模式和功能性状反映植物在不同环境中的适应性策略,揭示不同种源个体对氮沉降的生态响应,有助于阐明植物对氮沉降的适应机制。该研究以刨花楠(也称刨花润楠, Machilus pauhoi)典型分布区福建万木林、福建茫荡山、江西遂川、浙江建德、湖南茶陵、江西安福6个种源地的刨花楠苗木为对象,通过设置施肥和不施肥处理,探讨氮添加、种源及其交互作用对刨花楠苗木生物量分配与功能性状的影响。结果表明:1)氮添加会显著促进刨花楠苗木的生物量累积及其相对生长速率,建德种源苗木在施氮处理后长势最好;氮添加对各种源苗木生物量分配的影响表现不同,添加氮会显著增加建德和安福种源苗木叶质量分数及万木林和安福种源苗木的叶茎比。2)氮添加对各种源苗木叶性状的影响存在差异;施氮会显著降低建德、茶陵和安福种源苗木的比叶面积,增加茶陵种源苗木的叶面积及叶片氮磷比。3)各种源苗木细根主要功能性状对氮添加的响应也存在差异;施氮会显著降低建德种源苗木的细根平均直径及遂川、建德和安福种源苗木的根组织密度,但却会增加万木林种源苗木根组织密度、茫荡山和建德种源苗木的比根长及遂川和建德种源苗木...     

中亚热带樟科3种植物幼苗叶结构型性状的种间差异及其相关性

为了揭示植物叶功能性状对全球气候变化的响应和适应规律,以樟科3种植物幼苗为研究对象,将其人工采集的种子经低温沙藏并于温室培育,然后将幼苗移栽到野外同质园中自然生长,研究中亚热带樟科植物刨花楠(Machilus pauhoi)、香樟(Cinnamomum camphora)和闽楠(Phoebe bournei)两年生幼苗生长季节9种叶结构型性状的种间差异及其相关性。结果显示,(1)在3种植物幼苗中,香樟叶面积、叶厚度、叶体积、叶氮磷比最大,叶氮浓度最高,叶组织密度最小;闽楠叶组织密度、叶干物质含量最大,叶磷浓度最高,叶面积、叶体积、比叶面积、叶氮磷比最小,叶氮浓度最低;刨花楠比叶面积最大,叶厚度、叶干物质含量最小,叶磷浓度最低;3种植物幼苗的叶厚度之间均无显著差异。(2)Pearson相关分析和线性回归分析结果表明,樟科3种植物幼苗的叶面积与叶体积间呈极显著正相关(P0.01)、与叶干物质含量间呈极显著负相关(P0.01)、与叶磷浓度间呈极显著负相关(P0.01)、与叶组织密度间呈显著负相关(P0.05)、与叶氮浓度间呈显著正相关(P0.05);叶厚度与比叶面积间呈显著负相关(P0.05)、与叶干物质含量间呈显著正相关(P0.05);叶体积与叶组织密度间呈极显著负相关(P0.01)、与叶氮浓度间呈极显著正相关(P0.01)、与叶磷浓度间呈显著负相关(P0.05);叶组织密度与叶磷浓度间呈显著正相关(P0.05);比叶面积与叶干物质含量间呈极显著负相关(P0.01)、与叶磷浓度间呈极显著负相关(P0.01);叶干物质含量与叶磷浓度间呈极显著正相关(P0.01)。这表明在同质园中生长的刨花楠、香樟和闽楠幼苗的9种叶结构型性状表现出一定的种间差异,不同物种同一叶结构型性状指标的大小顺序、种间差异及其显著性不同;3种植物幼苗不同叶结构型性状之间的相关性及其显著程度也不同。本研究结果为揭示樟科3种植物幼苗叶功能性状对全球气候变化的响应和适应规律提供了基础数据。     

引种期同质园翅荚木主要叶功能性状与种源地环境关系

从比叶面积(SLA)、叶片相对含水量(LRWC)、叶组织密度(LTD)、叶片干物质含量(LDMC)、叶片碳(C)氮(N)磷(P)含量及其化学计量比等方面对在引种期同质园的广西桂林市(GGL)、广西靖西市(GJX)、湖南江华县(HJH)、湖南通道市县(HTD)、广东英德市(GYD)等5翅荚木种源叶片主要功能性状进行差异分析及相关性分析,并研究翅荚木叶功能性状与种源地环境因子的关系。结果显示,(1)不同种源间叶片C、N含量及C/N差异显著,5种源间叶片C含量GYD最高、GGL最低,N含量GJX最高、GYD最低,C/N为GYD最高、GJX最低。(2)比叶面积与叶组织密度呈显著负相关;叶片N含量与C/N和C/P呈显著负相关,与N/P呈显著正相关;C/P与P含量呈显著负相关,与C/N呈显著正相关;C/N与N/P呈显著负相关。(3)翅荚木叶功能性状主要受七月均温、年均温和相对湿度等地理环境因子影响。七月均温与C/P、比叶面积呈正相关,与叶片N含量、叶片干物质含量、叶组织密度呈负相关;年均温与C/N呈正相关,与N/P呈负相关;相对湿度与叶片P含量、叶组织密度呈正相关,与C/P、比叶面积呈负相关。研究结果有助于理解翅荚木对引种区的环境适应特征及其在引种期的生长与生存策略,对探究翅荚木的养分利用策略、揭示其对环境变化的响应机制等具有重要意义,并为相关部门选择适宜的翅荚木引种栽培种源及开展其优良种源的遗传改良等提供理论指导与决策参考。     

壳斗科五树种幼苗叶片结构型性状及其相关关系

通过种子的人工采集、低温沙藏和温室培育后,将幼苗移栽到环境条件相同的同质园中自然生长,研究了中亚热带壳斗科丝栗栲(Castanopsis fargesii)、苦槠(C.sclerophylla)、锥栗(Castanea henryi)、板栗(C.mollissima)和麻栎(Quercus acutissima)2年生幼苗生长季节的叶面积、叶厚度、比叶面积、叶干物质含量、叶氮浓度、叶磷浓度和叶氮磷比7种结构型性状的差异及其相关关系。结果表明:(1)在5树种幼苗中,锥栗幼苗的叶面积和比叶面积最大、叶氮浓度最高,其叶干物质含量最低;丝栗栲幼苗的叶面积最小、叶氮浓度和叶磷浓度最低;苦槠幼苗的叶厚度和比叶面积最小,其叶干物质含量最高;板栗幼苗则是叶厚度最小;同时5树种幼苗叶片的氮磷比均无显著差异(P0.1)。(2)Pearson相关和线性回归分析表明,壳斗科5树种幼苗的叶面积与叶氮浓度极显著正相关(P0.01),并与比叶面积显著正相关(P0.05);叶厚度与比叶面积极显著负相关(P0.01),其与叶干物质含量显著正相关(P0.05);比叶面积与叶干物质含量极显著负相关(P0.01),并与叶氮浓度极显著正相关(P0.01),同时与叶磷浓度显著负相关(P0.05);叶氮浓度与叶干物质含量、叶磷浓度分别为显著负相关(P0.05)和显著正相关(P0.05)。该研究结果表明壳斗科5树种幼苗叶片的7种结构型性状表现出了一定的种间差异性,但同一结构型性状的大小顺序和种间差异的显著性不同;同时所有树种幼苗叶片各结构型性状间的相关性及其显著程度不同。     

胡杨异形叶结构型性状及其相互关系

胡杨在个体生长发育过程中,叶形不断发生变化,植株上会逐年依次出现条形、披针形、卵形和阔卵形叶,且在同时具有这4种叶形的植株上,叶片在树冠中分布的顺序自上而下分别是阔卵形、卵形、披针形和条形。通过实验的方法对胡杨4种叶形叶片厚度、叶面积、比叶面积、叶片干重和干物质含量等5个结构型性状指标进行分析,研究不同叶形叶片的结构型性状与叶形(叶长/宽比值)之间的关系,以及各结构型性状指标间的相互关系。结果表明:叶片厚度、叶片干物质含量、叶面积和叶片干重与叶长/宽比值之间均呈明显负相关(P0.05);比叶面积随着叶长/宽比值的减小而逐渐减小,但二者相关性不明显,表明胡杨在个体发育过程中通过增加叶面积、叶厚度,减小比叶面积等方式来提高适应环境的能力。各结构型性状指标间相关性表现为:比叶面积与叶干物质含量和叶干重之间均呈明显负相关(P0.05),与叶厚度间呈极明显负相关(P0.01);叶片干重与叶厚度间呈明显正相关(P0.05);叶厚度与叶干物质含量之间、叶干重与叶面积之间均呈极明显正相关(P0.01),其它指标间无明显相关性。     

不同品系福建山樱花叶功能性状研究

为了解福建山樱花(Prunus campanulata)的叶片功能性状,对4个品系的叶形指数、比叶面积、叶绿素含量以及叶干物质含量进行了研究。结果表明,福建山樱花不同品系间的叶功能性状都存在显著差异。叶功能性状间存在一定的相关性,叶形指数与叶干物质含量存在显著负相关(P<0.05);比叶面积与叶绿素含量存在极显著正相关(P<0.01),其与叶干物质含量呈极显著负相关(P<0.01)。经过综合评价,池边3号品系的叶绿素含量、叶干物质含量较大,花期长,花量稠密,可推荐作为园林观赏和行道树种。     

不同地理种源杉木根叶功能性状与碳氮磷化学计量分析

为认识地理环境因子对不同种源杉木的影响及其响应和适应特征,对生长在同质园的7个种源3年生杉木王幼树根、叶功能性状及碳氮磷化学计量与环境因子的关系进行了研究。结果表明:不同地理种源杉木功能性状种源间变异系数为7.3%-18.9%,化学计量种源间变异系数为1.6%-18.9%,均小于20%,叶、根C含量变异系数较小,说明C是植物体最稳定的元素。不同地理种源杉木幼树叶厚、比叶面积、叶组织密度、比叶重、叶干物质含量差异显著,表明杉木叶片形态具有较强的可塑性来适应不同种源地地理环境变化。不同地理种源杉木根N含量、根C∶N和根C∶P差异极显著,反映不同种源地气候与土壤养分对根系化学计量特征的潜在影响。江西文公山种源的杉木比叶面积最大,比根长、根干物质含量最小;安徽休宁种源的杉木叶片C含量、C∶P、根C∶N、N∶P最小,细根N、P含量最高;江西安福山种源的杉木细根C∶N最大,叶片N∶P、细根C、N、P含量、C∶N、C∶P最小。不同种源地经度与杉木叶组织密度、叶C∶P呈极显著正相关。随着降水梯度升高,不同种源杉木叶根N∶P、比叶面积、比叶重升高。随海拔升高和气温的降低,叶片厚度增加,叶组织密度密度减小,叶干物质含量减小,比叶面积减小。对不同地理种源杉木功能性状间的权衡关系分析表明,不同种源杉木根比表面积与比叶面积呈显著负相关且与比叶重呈极显著正相关,叶片及细根N含量与P含量均呈极显著正相关,说明杉木叶、根面积存在关联性,根长与根面积生长趋势相同,根叶对N、P元素含量的响应也相同。     

叶序对复叶植物小叶性状变异及内在联系的影响

为了解复叶内小叶性状随叶序的分布格局,以小兴安岭3种具有对生叶序的复叶植物水曲柳、黄菠萝和胡桃楸为研究对象,通过测定复叶内不同叶序位置小叶的叶厚、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、栅栏组织厚度(栅)、海绵组织厚度(海)、栅海比以及碳、氮、磷含量,探讨小叶性状随叶序的变异规律及叶序对小叶性状间内在联系的影响。结果表明：3种树小叶的叶面积、叶干物质含量、海绵组织厚度、栅海比随叶序的变化规律主要分为3种：增加、减小、先增加后减小;叶厚、比叶面积、栅栏组织厚度随叶序无明显变化;碳、氮、磷含量随叶序以无明显变化为主。3种树的复叶内部,叶厚、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅海比的变异系数和可塑性指数变化范围分别为6.1%～28.6%和0.14～0.70。叶序对小叶性状间的双变量相关关系产生显著影响,小叶干物质含量与比叶面积在水曲柳和胡桃楸不同叶序位置呈现负相关,氮含量与磷含量在水曲柳和黄菠萝不同叶序位置呈现正相关。胡桃楸的一、二级小叶(离叶柄基部最远端为一级小叶)表现为保守策略,七、八级小叶表现为获取策略,而水曲柳和黄菠萝不同叶序位置的小叶未表现出明显不同的生态策略。     

喀斯特常绿落叶阔叶林木本植物功能性状变异及其适应策略

叶片功能性状能反映植物对环境的高度适应能力和复杂生境下的自我调控能力，同时也能反映植物的基本特征和对资源的有效利用率。以木论国家级自然保护区喀斯特常绿落叶阔叶林144种优势木本植物为研究对象，测定其叶厚(LT)、叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、叶长宽比(L/W)、叶组织密度(LTD)叶片形态性状和12种叶元素性状特征及变异程度，并探讨植物对喀斯特生境的适应策略。结果表明：17个性状变异程度不同，其中叶面积变异系数最大，达到133.31%,叶片碳变异系数最小，为7.73%,叶元素变异程度普遍高于叶形态性状变异程度。不同叶习性物种间叶厚、比叶面积、叶长宽比、叶氮含量性状差异达到显著水平。部分叶性状呈显著相关，得到一系列最佳功能性状组合，体现植物对喀斯特地区特殊生境的适应性。沿着性状贡献率较高的PC1轴，能够定义出叶经济谱，大部分常绿植物采取经济保守策略，而大部分落叶植物则聚集在资源获取的一侧。相较于邻近非喀斯特地区，喀斯特地区植物有较小的LA、SLA。这些结果体现了喀斯特地区植物叶片形成的不同叶性状特征，以及分布于经济谱两端的常绿和落叶植物的不同资源获取策略，揭示了植物对生境的适应策略...     

基于野外调查和同质种植园实验的芦苇植物功能性状变异研究

研究表型可塑性和遗传变异在植物表型分化中的相对作用,有助于预测全球环境变化下的植物群落组成和生态系统功能的变化。芦苇（Phragmites australis）是全球性广布的草本植物,种内变异丰富,在我国西北和东部均存在多个分化稳定的生态型,但中国芦苇在更大尺度上的表型研究还非常匮乏。将位于黄河上游的宁夏平原和黄河下游的黄河三角洲作为研究区域,通过野外调查和同质种植园实验对芦苇自然种群的植物功能性状变异进行观测。结果表明,无论在野外还是同质种植园,黄河三角洲芦苇的基径、叶长和叶宽均显著大于宁夏平原芦苇,说明两个地区的芦苇种群之间存在着受遗传决定的表型分化,这可能与两个地区间的降水等气候差异有关。在野外,宁夏芦苇的株高和叶厚显著大于黄河三角洲芦苇,但在同质园中差异消失或相反,说明株高、叶厚受环境影响较大,表型可塑性也是芦苇适应环境变化的重要机制。在同质种植园中,宁夏平原芦苇的叶片氮磷含量较低,但株数却显著多于黄河三角洲芦苇,反映了不同地区芦苇之间存在不同的适应策略,宁夏平原芦苇更偏向于高扩散率的杂草策略,而黄河三角洲芦苇更偏向于竞争策略。此外,宁夏平原芦苇的株高、叶长两个性状以及基径-比叶面积相关性在野外和同质园两个环境中存在一致性,表明了性状变异和权衡策略的遗传稳定性。综上,位于黄河上下游的芦苇种群间存在着适应性分化,这是表型可塑性和遗传变异共同作用的结果,不同来源芦苇对全球变化下的多重环境因子的响应还需要进一步研究。     

基于地理种源的刨花楠苗木比叶面积与叶片化学计量学关系

探讨植物比叶面积(SLA)与叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学关系,能够反映植物为获取最大光合生产所采取的内部调控机制,共同体现植物的适应策略。利用生长于同一土壤与气候环境中培育的刨花楠(Machilus pauhoi)1年生苗木,对其SLA与叶片C、N、P含量进行测定,并对SLA与叶片C、N、P化学计量学特征及其与种源地环境因子的关系进行分析。结果表明:(1)叶片养分含量的变异系数大小排序为CNP;SLA与叶片N、P含量呈显著的正相关,与叶片C∶N及C∶P呈极显著的负相关。(2)SLA与经度、年均温、年降水量呈显著负相关;叶片C、N、P含量也受种源地环境因子影响,其中以海拔最为重要。研究结果有助于理解刨花楠苗木的生存适应对策,对探究刨花楠对养分的资源利用效率等具有重要意义。     

灰木莲种源幼苗叶片性状表型多样性分析

以越南收集的12个灰木莲（Manglietia conifera Dandy）种源为材料,对叶片形态性状（叶长、叶宽、叶面积、叶周长、长宽比、叶柄）以及微形态特征（气孔器密度、气孔器长、气孔器宽、气孔器面积、长宽比）进行测定,采用方差分析、变异系数、相关分析和主成分分析等方法进行分析。结果表明：灰木莲不同种源间的叶表型性状存在显著差异;种源中,LC2的叶形态性状的平均变异系数最大（22.09%）,TQ2的变异系数最小（12.76%）;叶表型性状中,叶面积的变异系数最大（28.60%）,气孔器宽的变异系数最小（5.19%）;相关性分析结果表明叶表型性状间存在显著或极显著的相关关系,而地理因素中经度与叶周长显著相关,经纬度与叶长宽比呈显著相关,海拔与叶表型性状间的相关性不显著（P<0.05）;主成分分析表明前3个主成分的累计贡献率达到了89.29%,基本代表原始性状的全部信息。灰木莲12个种源经聚类分析在欧式距离5阈值处可分为4类。灰木莲种源间的叶表型性状存在着丰富的变异,纬度对灰木莲叶形态特征有明显影响,灰木莲种源间和性状间的变异程度存在着差异,本研究为灰木莲遗传改良提供理论依据。     

Structural and functional plasticity of<Emphasis Type="Italic"> Quercus ilex</Emphasis> seedlings of different provenances in Italy

Functional and structural leaf traits of Quercus ilex seedlings originated from parent plant acorns from three different localities in Italy were studied. Acorns from three different localities along a gradient from the north to the south of Italy: Nago (site A) in the Garda Lake region at the northernmost limit of holm oak distribution area in Italy, Castelporziano near Rome (site B), at the centre of the distribution area, and Frassanito near Otranto (site C), in a drier area in the south of Italy. Morphological and anatomical leaf traits differed between the provenances with a higher leaf mass area, total leaf thickness and the ratio of palisade to mesophyll thickness in the driest provenance (C seedlings). These traits gave C seedlings a higher water use efficiency, relative water content at predawn and photosynthetic rates than the other provenances in high air temperature conditions. The smaller leaf area of A seedlings seemed to have a higher photosynthetic capacity in low air temperature conditions than B and C seedlings. Growth analysis underlined a higher shoot relative growth rate in B seedlings explaining the highest shoot length and leaf number per shoot. The plasticity index [sensu Valladares et al. (2000) Ecology 81:1925–1936] for physiological traits of the seedlings was higher than morphological and anatomical traits, but the largest differences in plasticity among ecotypes were found for morphological and anatomical traits. The ecotypes of Q. ilex studied here seemed to integrate, at leaf level, functions of growth activity, morphology and physiology related to the climate of the original provenance.     

Relationships between vessel element anatomy and physiological as well as morphological traits of leaves in <Emphasis Type="Italic">Fagus crenata</Emphasis> seedlings originating from different provenances

We attempted to observe differences in vessel element anatomy, and physiological and morphological traits of leaves in Fagus crenata seedlings originated from seven different provenances grown under the uniform environmental conditions. We also investigated the relationships between the anatomical characteristics of the vessel elements and physiological plus morphological traits of leaves in Fagus crenata seedlings. To carry out the experiments, Fagus crenata samples were prepared from Chichibu Research Forest of Tokyo University. For anatomical studies of the vessel elements, vessel number per mm², average vessel area, and the percentage of vessel area from the pith to the bark side were measured. We also measured transpiration rate, stomatal conductance, leaf area, leaf thickness, leaf dry mass per unit leaf area and leaf density for foliar studies. The anatomical characteristics of the vessel elements as well as the physiological and morphological traits of leaves were noticeably different among provenances. In addition, we found significant correlations between the foliar characteristics not only with vessel number per mm², but also with vessel area percentage and sum of the (vessel area)², theoretical hydraulic conductivity, from the pith to the bark side. Therefore, we concluded that variations in physiological and morphological traits of leaves in response to provenance variation were in correspondence with vessel number per mm² as a parameter that determines the total vessel area and consequent water hydraulic conductance in Fagus crenata as a diffuse porous hardwood.     

刨花楠不同相对生长速率下林木叶片碳氮磷的适应特征

分别对9年生与13年生刨花楠林木叶片氮磷养分之间关系及林木生物量相对生长速率与叶片碳氮磷化学计量比关系进行分析,探讨不同相对生长速率下的林木叶片N、P养分适应特征,并检验相对生长速率假说理论对刨花楠树种的适应性。结果表明:两种年龄刨花楠林木生物量相对生长速率、叶片C、N、P含量及其计量比值均存在显著差异;同一年龄的林木叶片N、P之间存在显著相关性,二者具有协同相关性;9年生林木叶片P含量及C∶P、N∶P与生物量相对生长速率呈二次曲线相关,而13年生林木叶片N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P则与生物量相对生长速率均呈线性相关。研究表明,在能满足植物生长所需养分供给的土壤环境中,叶片N、P含量与林木相对生长速率间呈线性正相关,但当土壤中养分供应满足不了植物高速生长时,植物则会对有限的养分资源进行适应性调整。