闽江江心洲不同生境植物叶功能性状差异及其对土壤特性的响应

基于植物群落叶功能性状的角度研究植物群落与环境的关系有助于探究植物的适生策略。然而,目前关于江心洲植物群落叶功能性状的研究还有待深入探究。基于此,选取8项植物群落叶功能性状指标和9项土壤理化性质指标,探究闽江福州河段5个江心洲3种不同生境类型(洲岸沙滩、洲岸泥滩和洲中央林地)的植物群落叶功能性状与土壤因子特征及其响应机制。结果表明:(1)除土壤温度外,江心洲不同生境的其余8个土壤理化因子存在显著差异。(2)江心洲不同生境的植物群落叶功能性状存在显著差异。在灌木层上,洲中央林地的叶面积(80.935 cm²)显著高于洲岸泥滩(31.685 cm²)和洲岸沙滩(14.280 cm²);在草本层上,洲中央林地的比叶面积(535.684 cm²/g)显著高于洲岸沙滩(384.974 cm²/g);然而,在乔木层上,不同生境的植物群落叶功能性状无显著性差异。(3)影响江心洲不同生境植物群落叶功能性状的主要土壤因子不尽相同,洲岸沙滩为土壤温度,洲岸泥滩为土壤含水量、土壤全碳含量和土壤容重,洲中央林地为土壤容重和土壤含水量。研究发现,与相对远离闽江的洲中央林地相比,河流水动力和潮汐的干扰导致洲岸沙滩和洲岸泥滩的生境发生变化,植物群落通过调整资源分配利用的适生策略,权衡功能性状组合以适应环境的变化。     

嘉峪关草湖湿地植物功能群组成及其性状对不同生境的响应

植物功能群与生境的关系是生态学研究的重要内容,对于揭示植物的环境适应机制、群落构建机制、预测植被变化等具有重要意义。为研究局域尺度上干旱区湿地、沙漠、戈壁等生态系统功能群的环境适应机制,在嘉峪关草湖国家湿地公园内,基于植物功能性状数据,研究了荒漠区不同生境条件下的功能群组成和功能性状特性。结果表明:随着生境条件的改变,土壤含水量、含盐量、容重、pH值等土壤性质发生显著变化;植物的功能群组成和功能性状会发生适应性的变化,沼泽湿地生境内植被的功能性状以克隆、C₄光合途径、根茎型等特征为主,盐沼湿地以叶片被蜡、叶茎肉质、CS策略等特征为主,沙丘生境以叶片具毛、风播、具增厚或增长的根、一年生、CR策略等特征为主,荒漠戈壁以叶片少、具增厚或增长的根、虫媒、地上芽等特征为主。局域尺度上,生境异质性尤其是土壤条件的异质性是影响植物群落组成和植物功能性状变化的重要环境因子。     

不同生境下剑叶耳草叶片功能性状及其可塑性对植物生长的影响

关于植物适应环境变化的研究通常基于功能性状的物种均值,然而同一物种在不同生境中可能具有不同的适应策略。因此,探究植物功能性状的变异及可塑性对于理解物种对生境异质性的适应机制至关重要。本研究选取广西大瑶山地区4种生境(草地、灌草地、林缘及林下)下的药用植物剑叶耳草Hedyotis caudatifolia为试材,通过测定叶片形态、气孔特征和叶片解剖学性状,以及植株高度和生物量等指标,分析不同生境下剑叶耳草的叶片功能性状及其可塑性,以及这些指标对植物生长的影响。结果显示,不同生境下剑叶耳草的叶片功能性状存在差异,其中潜在气孔导度指数的变异系数最高,而叶片碳含量、叶片疏松度、海绵组织厚度、叶片厚度的变异系数相对较低。潜在气孔导度指数的可塑性指数最高,其次为单位质量叶绿素含量、叶面积、比叶面积、栅/海比等。主成分分析表明,叶片功能性状在不同生境下的变异与光能利用、水分传导和养分策略密切相关,以光适应为主导。叶片解剖性状对生物量变异的贡献率为36%,气孔特征、形态性状和化学性状的贡献率分别为24%、22%和18%。剑叶耳草叶片功能性状间的相关组合及其变化,使其能充分利用不同生境的光照、水分等资源,以应对逆境条件,维持植株生长和生物量的积累。该研究结果为剑叶耳草在生境退化状况下的生存状态和安全风险评估提供依据。     

不同沙地生境下黄柳(Salix gordejevii)种群若干数量特征的比较研究

对分布于３种不同沙地生境（半固定沙丘、固定沙丘、丘间低地）黄柳灌丛的个体形态、生长和群体数量特征进行了比较研究,同时测定了灌丛下草本层植物种类组成及频率。结果显示：分布于丘间低地的黄柳灌丛当年枝平均长度增加缓慢,短枝条的比例较高,枝长频度分布（当年枝）峰值偏左,分枝也较多,叶片短而狭,长宽比大;与之相比,分布于半固定沙丘上的灌丛当年枝平均长度增加较快,长枝条比例较高,枝长频度分布趋于正态分布,分枝     

扎龙湿地不同生境芦苇功能性状变异及其对土壤因子的响应

物种的遗传特征和外在环境条件的差异共同决定了植物功能性状的表达,植物功能性状可以反映物种对环境条件的适应策略。采用大样本抽样调查与统计分析方法,比较研究扎龙湿地4种生境（盐碱生境、旱生生境、湿生生境和水生生境）芦苇分株和叶功能性状,分析不同生境芦苇功能性状的分异规律及其对土壤因子的响应。结果表明：（1）不同生境芦苇功能性状均表现出中等程度变异。其中分株和叶性状均以盐碱生境最低（P<0.05）,分株及除叶面积和比叶面积以外的叶性状均以水生生境最高;株高和株重在种群内的变异系数为15.96%-48.61%和38.65%-87.82%,种群间的变异系数为46.58%和66.39%;叶性状在种群内的变异系数为13.21%-72.37%,种群间的变异系数为26.46%-57.03%;（2）不同生境芦苇功能性状间存在协同变化特征。芦苇的株高、株重、叶长、叶宽、叶面积和叶重之间均呈极显著正相关关系（P<0.01）,比叶面积与其他性状的相关性因生境不同存在一定变化;（3）不同生境芦苇的原位土壤因子表现出异质性特征,芦苇功能性状的变异是含水量、pH、有机质和速效氮等土壤因子综合作用的结果。其中含水量、有机质和速效氮为正向驱动,而pH为负向驱动。因此,芦苇通过自我调节功能性状更好地适应不同的生存环境,局域尺度不同生境的土壤因子是引起芦苇功能性状产生分异的导因。     

鼎湖山季风常绿阔叶林两种优势树种的生境适应研究:叶片功能性状和水力结构特征

植物在长期的进化和发展过程中,通过与环境相互作用形成了适应环境的形态结构及生理特征,反映了植物适应环境的生态策略;在森林群落中,地形和土壤等的变异常导致生境的异质性,从而直接或者间接影响物种的分布格局。因此,在生境异质性较强的森林群落中,植物物种分布格局与其生态适应策略有何关系,是值得关注的问题。该文以鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林20 hm2监测样地为平台,针对两种常绿优势树种罗伞树(Ardisia quinquegona)和光叶山黄皮(Aidia canthioides),对比研究了两种植物的叶片功能性状和水力结构特征在山脊、山坡、山谷三种不同生境中的生态适应策略,以阐明物种分布格局与其生态适应策略的关系。结果表明:罗伞树主要是通过调整叶面积(LA)、木材密度(WD)及渗透调节来适应不同生境;光叶山黄皮主要通过调整比叶面积(SLA)、WD及渗透调节,采取养分有效保存(低SLA,高干物质含量)及慢生长高存活的策略以适应不同生境,适应环境能力更强,尤其是在山脊和山坡生境;而且影响两个树种叶片功能性状和水力结构的主导土壤因子有所不同。研究结果说明罗伞树和光叶山黄皮对山脊和山坡生境比山谷更为适应,但在叶片功能性状和水力结构特征方面的生境适应策略不同。     

输电线路高风险鸟类的功能性状与生境特征

鸟类活动引起的闪络跳闸是影响输电线安全运行的主要威胁之一,其时空发生特征的多样性和复杂性成为长期困扰电力系统的难题.分析输电线路高风险鸟类的性状特征与生境选择,对于电网防鸟实践具有重要意义.本研究通过调查广东省江门市的高压输电线及其周边鸟类,明确对输电线路安全构成高风险的鸟类物种,并分析其性状特征,探索性状如何影响物种...     

沙拐枣叶功能性状对生境变化的响应

【目的】揭示民勤地区沙拐枣叶功能性状在不同生境的变异规律,探明沙拐枣对干旱荒漠环境的适应策略。【方法】以民勤绿洲-荒漠过渡带沙拐枣(Calligonum mongolicum)为对象,采用样方法采集样株东西南北4个方向中部生长良好的叶片,用土钻采集植株根系附近深度为0—60 cm的土壤样本,比较分析丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶功能性状特征及相关性,揭示沙拐枣叶功能性状与土壤因子的关系。【结果】(1)沙拐枣叶功能性状的变异系数介于2.39%～24.94%,比叶面积(SLA)变异系数最大(24.94%),稳定碳同位素(δ¹³C)变异系数最小(2.39%);沙拐枣叶片的全碳(LCC)、全磷(LPC)含量在样地之间存在显著差异,而SLA、LPC在2种生境间存在显著差异。(2)在丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶片含水量(LWC)与干物质含量(LDMC)分别呈极显著、显著负相关关系,LWC是2种生境下沙拐枣叶功能性状中综合排名前3的共同指标因子。(3)全氮(STN)、pH值和土壤含水量(SMC)是影响民勤沙拐枣叶功能性状变异的主要土壤因子。【结论】沙拐枣通过改变叶...     

3种落叶栎植物功能性状在喀斯特和非喀斯特生境的异同

栎属(Quercus)植物广泛分布于北半球从温带到热带森林中,并在喀斯特和非喀斯特生境中生长良好。探究落叶栎植物功能性状在喀斯特和非喀斯特生境间的差异,可以为揭示其对喀斯特生境的适应策略和喀斯特地区植被恢复树种的选择提供科学依据。以喀斯特和非喀斯特生境的栓皮栎(Q. variabilis)、麻栎(Q. acutissima)和白栎(Q. fabri)为对象,比较细胞水平上的气孔大小(SZ)、气孔长度(SL)、气孔密度(SD)、气孔孔隙指数(SPI),组织水平上的叶片厚度(LT)、上表皮厚度(AD)、下表皮厚度(AB)、栅栏组织比(PTR),叶片水平上的比叶面积(SLA)、叶片干物质含量(LDMC)和植物个体水平上的非结构性碳水化合物(NSC)、构建成本(L_CC)和水分利用效率(iWUE) 13个植物功能性状的异同及其与土壤、气候因子的关系。结果发现:(1) 生境是3种落叶栎除AD和LDMC外的11种植物功能性状变异的主要来源,3种落叶栎SPI,LT,AB,PTR,SLA,NSC,L_CC和iWUE在喀斯特和非喀斯特生境间差异显著,且这种差异在树种间呈现非一致性;(2) 两种生境下,落叶栎叶片水平的性状均与年均降雨量显著相关,但喀斯特生境下,落叶栎细胞、组织和植物个体水平的功能性状与年均降雨量、年均温、土壤总氮、总磷含量和土壤pH显著相关,非喀斯特生境下,这三个水平的功能性状与年均降雨量、年均温、土壤总氮、总磷含量显著相关;(3) 13种植物功能性状间的关联性在两种生境下差异明显,在喀斯特生境下,落叶栎SPI-SD,AD-NSC,PTR-NSC,SLA-L_CC和AB-iWUE间存在显著关联性,在非喀斯特生境下,仅SLA-L_CC和AB-iWUE间存在显著关联性,体现了落叶栎不同生物学水平的功能性状为适应喀斯特生境的权衡。结果显示,喀斯特生境下栓皮栎植物功能性状变异性大于麻栎和白栎,可在喀斯特植被恢复实践中优先选用。     

植被类型对盐沼湿地空气生境节肢动物功能群的影响

2007年4-11月,在长江口崇明东滩盐沼湿地的芦苇带、海三棱藨草带和互花米草带设置固定样地,每月小潮期对空气生境的节肢动物进行了扫网取样调查。在此基础上,分析研究了盐沼湿地空气生境节肢动物功能群特征以及植被类型的影响,特别是对互花米草的生态效应进行了进一步讨论。调查期间共获得节肢动物标本3778头,分属2纲11目37科49种。根据不同种类的营养特征将其划分为植食性、捕食寄生性和腐食性三大功能群。其中,植食性功能群的种类、数量最为丰富,涉及1纲6目19科25种,物种数占总数的51.0%,个体数占总数的86.2%;捕食寄生性功能群次之,涉及2纲7目15科21种,物种数占总数的42.9%,个体数占总数的7.8%;腐食性功能群种类、数量最少,涉及1纲1目3科3种,物种数占总数的6.1%,个体数占总数的6.0%。不同植被带捕食寄生性功能群与植食性功能群均具有一定的\"天敌跟随\"特征,但主要表现在物种数上,而在个体数上的对应关系并不明显。不同植被带功能群的组成、多样性及月际变化特征存在一定差异,但是植被类型对功能群的影响并不显著。与已有研究结果不同,研究中外来种互花米草对空气生境的节肢动物并未表现出显著的负面影响,相应节肢动物功能群的物种数、个体数、多样性、月际变化等特征与其他植被带并没有显著差异。就植食性功能群而言,尽管互花米草带植食性功能群的个体数明显低于其它植被带,但是物种数并没有减少,相应的作用机理还有待进一步研究。     

植物群落覆盖度和浅层地下水埋深对沙柳乌柳种子天然更新的影响

采用样地调查法,研究了内蒙古鄂尔多斯市乌审旗毛乌素沙地天然更新分布区内沙柳和乌柳的更新特征、更新苗数量与高度、植物种类、植物群落覆盖度、浅层地下水埋深等,并运用相关分析和线性回归分析等方法研究了沙柳、乌柳更新状况与其影响因素的关系.结果表明:沙柳、乌柳更新仅发生在水分条件较好的下湿低地内,种子当年更新幼苗数量平均为37.8株/m2,最高可达到260株/m2;更新苗数量与浅层地下水埋深和植物群落覆盖度均呈负相关关系,相关系数分别是-0.220和-0.565**;沙柳、乌柳天然更新的最佳条件为植物群落覆盖度在20%~60%、浅层地下水埋深在30~60 cm的丘间低地.     

沙柳光合作用和蒸腾作用日动态变化的初步研究

沙柳是毛乌素沙地流动沙丘和固定沙丘上广泛分布的重要固沙植物。叶片的光合速率呈现出不规则的日动态变化 ,在 1 0 :0 0～ 1 1 :0 0及 1 4 :0 0出现光合午休现象。蒸腾速率呈现出单峰型的日动态变化 ,蒸腾在午后 1 5:0 0达到最大。水分利用效率在早晨 9:0 0后保持在 2～ 2 .5μmol CO2 · mmol-1 H2 O左右。叶片水分亏缺也表现出规律性的变化。从早晨开始 ,叶片水分亏缺逐渐增大 ,在 1 8:0 0达到最大值。比较生长季节的不同时期环境因子的变化情况表明 ,春末的光照强度和气温比夏末高 ,但土壤水分含量则相反。沙柳在春末的光合速率、蒸腾速率分别是夏末的 79%和 72 .4% ,表明水分亏缺是影响沙柳生长发育的主要限制因素。沙柳在不同季节对水分的不同利用特点是对环境胁迫的弹性适应     

毛乌素沙地南缘沙柳灌丛土壤水分及水量平衡

以毛乌素沙地南缘沙柳人工固沙灌丛为研究对象,对不同栽植密度(0.2、0.6和0.8株·m-2)沙柳灌丛生长季土壤水分动态和蒸散量变化进行研究.结果表明:不同栽植密度沙柳灌丛区土壤水分动态和蒸散量存在明显差异,土壤含水量随着栽植密度增加呈单峰型曲线;生长季内沙柳灌丛土壤含水量变化呈“S”形曲线,并与降雨存在密切的关系.蒸散量以栽植密度0.8株·m-2的沙柳灌丛最高(114.5 mm),占同期降雨量的90.8％;以0.6株·m-2的沙柳灌丛最低(109.7 mm).根据生长季土壤水分动态和水分平衡特征,毛乌素沙地南缘沙柳灌丛适种密度为0.6株·m-2.     

科尔沁沙地植物成熟叶片性状与叶凋落物分解的关系

采用室内培养的方法,对科尔沁沙质草地20个主要植物种(10个单子叶植物种和10个双子叶植物种)叶凋落物的CO2释放量和释放速率进行比较,同时测定了20种植物成熟叶片的热值、镁浓度、磷浓度、氮浓度、钾浓度、碳浓度、碳氮比、氮磷比、比叶面积、干物质含量以及叶面积等11项叶片性状,分析20种植物叶凋落物的CO2释放量和释放速率与11项叶片性状的相关关系.结果表明, 20种植物的叶片性状在物种间变异范围很大,大多数指标的最大值和最小值的差异在3倍以上,而个别指标如叶镁浓度差异更大,接近9倍之多.由于本项研究中的20种植物均来自于同一样地,因此认为20种植物的自身性状和遗传特性决定了其叶片性状的变异.20种植物叶凋落物培养28d的CO2释放量平均值为(4121±1713)μg kg-1,释放量最大的是尖头叶藜(8767±177)μg kg-1干土,释放量最小的是马唐(1669±47)μg kg-1,二者相差5倍以上.但20种植物叶凋落物CO2释放速率表现相同的变化趋势,培养初期凋落物分解迅速,后期分解相对缓慢.比较分析发现,双子叶植物和单子叶植物叶凋落物CO2释放量、CO2释放速率,以及成熟叶片的叶氮浓度、叶碳浓度、叶C/N和叶干物质含量之间差异显著.相关分析揭示,20种植物成熟叶片叶氮浓度、叶碳浓度、叶C/N和叶干物质含量与叶凋落物分解过程中的CO2释放量和释放速率之间呈显著的相关关系,说明可以利用成熟叶片的N浓度、C浓度、C/N以及干物质含量间接的预测叶凋落物的分解速率.     

高寒沙地不同林龄乌柳的水分生理特性及叶性状

对青海共和盆地4个林龄乌柳的水分生理特征及叶性状参数进行了对比分析.结果表明:不同林龄乌柳的相对水分亏损无显著差异.37年生乌柳的水势日均值显著低于其他3个林龄,4和11年生乌柳的水势日均值显著低于25年生乌柳.4年生乌柳的失水率显著低于其他3个林龄,25年生乌柳的失水率显著低于11年生乌柳.4年生乌柳比叶面积(SLA)显著低于其他3个林龄,其水分利用效率较高.11年生乌柳单位质量叶氮(Nmass)显著高于其他3个林龄,25年生乌柳Nmass显著高于37年生乌柳,11和25年生乌柳的光合能力较强.11年生乌柳单位质量叶磷(Pmass)显著高于25和37年生乌柳,4年生乌柳Pmass显著高于25年生乌柳.各林龄乌柳的Nmass/Pmass为5.16～6.28,其中25年生乌柳Nmass/Pmass显著高于4和11年生乌柳.4个林龄乌柳Nmass与Pmass呈显著正相关,Pmass与Nmass/Pmass和林龄呈极显著负相关,Nmass/Pmass与林龄呈显著正相关.不同生长阶段乌柳的生态适应对策不同.     

不同沙地生境下黄柳(Salix gordejevii)的根系分布和冠层结构特征

对分布于3种不同沙地生境（半固定沙丘、固定沙丘、丘间低地）黄柳灌丛的根系分布（根的数目与深度分布）和冠层结构特征（叶面积指数、平均叶倾角以及当年枝长度分布）进行了研究。半固定沙丘上的黄柳根系最发达（根系分布深,数量大）,固定沙丘的黄柳明显不及前者,而丘间低地的黄柳根系最不发达。粗根（Φ≥5mm）的分布与土壤水分和土壤容重呈显著相关性,细根（Φ<5mm）的分布与土壤容重和紧实度呈极显著相关。不同程度的根系发育导致地上部分的繁茂程度不同分布于半固定沙丘上的黄柳灌丛叶面积指数较大,当年枝平均长度较大,枝长频度分布趋于正态分布;丘间低地的黄柳灌丛叶面积指数较小,当年枝平均长度较小,枝长频度分布趋于对数正态分布;固定沙丘上灌丛的上述特征大致介于二者之间,而其当年枝长度频度符合Weibull分布。     

不同气温条件下旱柳(Salix matsudana Koidz)幼苗的水分和构型特征

利用小温棚升高气温,探讨气温升高对半干旱毛乌素沙地乡土沙生乔木如何缓冲气温升高所带来的不利影响。水分饱和亏缺和失水系数均表现出随气温升高而降低的趋势。组织密度的变化趋势恰好相反;气温长高显著影响枝茎截面积比、叶干重茎截面积比、叶面积茎截面积比、叶干重枝截面积比和叶面积枝截面积比;叶死亡率和叶周转随气温升高呈现出降低趋势,而叶出生率和叶面积的变化格局为“钟形”曲线,气温升高促进分枝产生、增加分枝长度和角度,这利于增大植冠郁闭度。     

毛乌素沙地4种植物叶水势变化及其影响因素分析

对毛乌素沙地旱柳( Salix matsudana Koidz.)、小叶杨( Populus simonii Carr.)、北沙柳( Salix psammophila C. Wang et Chang Y. Yang)和沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)4种植物叶水势的月变化和日变化规律以及不同冠层叶水势的差异进行了研究,并分析了4种植物叶水势与气候因子及树干液流速度的相关性。结果表明：在5月份至8月份,旱柳、小叶杨和北沙柳清晨(5：00)的叶水势波动不明显;但3种植物正午(13：00)的叶水势有一定差异,其中旱柳和小叶杨正午的叶水势差异不明显,而北沙柳7月份和8月份的叶水势则明显小于其5月份和6月份;总体上看,各月份3种植物正午的叶水势均明显小于清晨叶水势。供试4种植物的叶水势日变化曲线均以“单峰型”为主,最高值出现在5：00至6：00,最低值出现在12：00至16：00;日间北沙柳的平均叶水势最低,而其他3种植物的平均叶水势差异不明显,5月份和8月份,北沙柳的平均叶水势分别为-11.9和-17.1 MPa,而旱柳、小叶杨和沙蒿的平均叶水势分别为-6.2和-7.1、-7.7和-7.3、-6.8和-8.4 MPa;但夜间4种植物的平均叶水势无明显变化。4种植物日间均表现出树冠下层叶水势高、上层叶水势低的趋势,而夜间则树冠上层和下层的叶水势几乎一致。相关性分析结果表明：4种植物的叶水势与气温、净辐射量以及树干液流速度负相关、与空气相对湿度正相关,其中,不同月份4种植物的叶水势与净辐射量和树干液流速度均极显著相关(P<0.01)。研究结果显示：毛乌素沙地不同植物叶水势的变化因种类、季节、气候条件的不同而异,但总体上看净辐射量是影响4种植物叶水势变化的最主要气象因子。