首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
通过对高寒草甸不同坡向条件下25科86种C3植物叶片稳定性碳同位素组成(δ~(13)C)的测定,研究了高寒草甸C3植物δ~(13)C和水分利用效率对坡向变化的响应以及环境因子对其产生的影响,分析了坡向上控制植物δ~(13)C变化的主要环境因子.结果表明:从北坡到南坡的生境梯度上,土壤含水量不断减少,而土壤温度及光照强度不断增加,植物群落结构也发生了相应变化.5个坡向中,植物叶片δ~(13)C值为-31.19‰~-21.80‰,均值为(27.18±0.13)‰;生长季植物叶片δ~(13)C均值在南坡最高,其次为西南坡、西坡、西北坡,最低值出现在北坡.坡向间δ~(13)C值的差异主要是由不同坡向土壤含水量和土壤温度,以及光照强度的不同导致的,其中土壤含水量是主要的限制因子.北坡-南坡梯度上植物叶片δ~(13)C值随土壤含水量下降、土壤温度及光照强度升高而变大,表明不同坡向植物的水分利用状况对干旱胁迫的响应不同,植物逐渐提高了水分利用效率以适应干旱胁迫的生境.  相似文献   

2.
刘旻霞  赵瑞东  张灿  李瑞  邵鹏 《生态学杂志》2017,28(9):2863-2869
研究了甘南亚高寒草甸不同坡向条件下矮嵩草、狼毒和棘豆叶片的叶绿素、游离脯氨酸和可溶性糖含量,以及稳定碳同位素(δ13C)的变化,分析干旱胁迫条件下,植物适应干旱胁迫的生理机制.结果表明: 随着坡向由北坡-西北坡-西坡-西南坡到南坡的变化,土壤含水量(北坡0.36 g·g-1,南坡0.15 g·g-1)呈降低趋势,土壤温度(北坡14.76 ℃,南坡24.85 ℃)和光照度(北坡540.34 lx,南坡744.12 lx)呈增加趋势;植物物种的组成也随之发生了变化,北坡主要有灌木金露梅及杂类草,而南坡主要有禾草类物种.3种植物叶片的脯氨酸、可溶性糖、叶绿素含量及稳定碳同位素(δ13C)随着坡向的变化均有不同程度的变化,且物种不同,各物种的生理指标变化幅度也有差异.在坡向梯度上,3种植物的脯氨酸、可溶性糖含量和稳定碳同位素与土壤含水量均呈显著负相关,与温度和光照强度呈显著正相关;植物叶片叶绿素与土壤含水量呈显著正相关,与温度和光照强度呈显著负相关.其中,土壤含水量是坡向梯度上影响植物生长的关键因子.植物叶片生理指标(脯氨酸、可溶性糖及叶绿素等)可以作为衡量植物抗逆性的因素,3种植物的抗性大小顺序为:矮嵩草>狼毒>棘豆.  相似文献   

3.
亚高寒草甸不同坡向植物光合生理和叶片形态差异   总被引:3,自引:0,他引:3  
刘旻霞 《生态学报》2017,37(24):8526-8536
绿色植物叶片的功能性状能用来解释不同层次复杂的生态学过程,被认为对植物的生存、生长和繁殖具有重要的影响。该研究对甘南亚高寒草甸坡向梯度代表物种的叶片形态和光合特性进行测定,分析了各坡向的土壤因子,比较不同物种(矮嵩草、米口袋、蒲公英和金露梅)之间的性状差异,研究叶片光合及形态特征与土壤因子之间的相关性。结果表明:1)不同坡向的土壤因子有着显著差异,土壤含水量、土壤全磷、土壤全氮及有机碳含量总体表现为北坡南坡,而土壤温度及光照度则是南坡北坡。2)坡向上不同物种在比叶面积、净光合速率和叶δ~(13)C值等方面有着显著的差异,比如物种在北坡具有较高的比叶面积和叶片含水量,而物种在南坡具有较高的净光合速率、相对叶绿素、叶干物质量及δ~(13)C值。3)冗余分析结果显示,物种的叶片形态及光合特性与土壤因子之间都具有显著的相关关系,其中土壤含水量变化的响应最为敏感。该研究揭示了亚高寒草甸坡向梯度上植物物种在叶片功能性状上的显著分化,使得这些物种能在同一个草地群落中共存。  相似文献   

4.
甘南高寒草甸植物元素含量与土壤因子对坡向梯度的响应   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘旻霞 《生态学报》2017,37(24):8275-8284
通过测定甘南高寒草甸不同坡向条件下25科86种植物叶片氮(N)、磷(P)、钾(K)含量、有机碳(C)含量、叶片含水量和相对叶绿素(SPAD)值,以及不同坡向的土壤含水量、有机碳、全氮、全磷含量等土壤指标,分析了不同坡向植物叶片元素含量与土壤环境因子之间的关系。研究结果表明,在南坡-北坡梯度上,随着土壤含水量的增加,植物叶片P含量、叶K含量和叶片含水量显著增加,而相对叶绿素显著降低。土壤养分含量与植物叶片P、叶K含量和叶含水量显著正相关,与叶片相对叶绿素显著负相关。说明不同坡向条件下叶片养分含量受土壤因子的影响显著,土壤的水分及养分状况对植物叶片元素含量的贡献不同。土壤含水量是坡向梯度上影响植物叶片特征的最主要因子。坡向梯度上土壤含水量对植物叶片各种元素含量的影响和植物叶片含水量对不同土壤因子的响应模式支持了生长在南坡的植物能以提高水分和养分利用效率而适应南坡较为干旱和贫瘠的生境。  相似文献   

5.
为探究高海拔地区的植物碳(C)循环过程与其生境的关系,以生长在高山地区的豆科灌木鬼箭锦鸡儿为研究对象,沿着横跨我国东西部山区的样带采集35个样点的鬼箭锦鸡儿叶片和土壤样品,分析了鬼箭锦鸡儿叶片碳稳定同位素组成(δ13C)、土壤δ13C、叶片和土壤δ13C差值(Δδ13C)在不同采样点的特征及其与气候因子、叶片和土壤元素的关系。结果表明:鬼箭锦鸡儿叶片δ13C的变化范围为-30.9‰~-27.1‰,平均值为-28.4‰,土壤δ13C的变化范围为-26.2‰~-23.2‰,平均值为-25.3‰,Δδ13C的变化范围为2.0‰~7.7‰,平均值为3.1‰;叶片δ13C显著低于土壤δ13C,且随着叶片δ13C增加,土壤δ13C先降低后升高;叶片δ13C与生长季均温和叶片C含量呈显著负相关,土壤δ13C与相对湿度和最暖月均温呈显著负相关,与土壤碳∶氮(C∶N)呈显著正相关,随土壤C含量的增加土壤δ13C先降低后升高,Δδ13C与叶片C含量、土壤C含量和土壤C∶N呈显著正相关;气候因子对叶片δ13C和Δδ13C具有直接影响,同时也通过对叶片和土壤元素的影响,间接导致叶片δ13C、土壤δ13C和Δδ13C的改变。高海拔地区的气候因子、叶片和土壤元素共同影响鬼箭锦鸡儿的C循环过程。  相似文献   

6.
了解植物叶片性状的生态学含义,对于阐明不同自然环境下的群落构建途径,进一步揭示生态系统维持机制具有重要的理论意义。本研究通过测定甘南高寒草甸坡向梯度25科86种植物叶片稳定碳同位素、比叶面积、叶干物质量及叶片营养元素含量等叶片组成特征,分析不同坡向条件下植物叶片特征与环境因子之间的关系。结果表明,北坡-南坡梯度上,随着土壤含水量、土壤全磷、土壤有机碳、土壤速效氮、速效磷含量等养分的不同程度降低,土壤温度、光照度及pH值的增加,植物叶片相对含水量、叶片磷含量、比叶面积、叶片钾含量显著减少,而叶片干物质量、相对叶绿素含量及稳定碳同位素值显著升高。冗余分析结果表明,坡向梯度上土壤含水量、土壤全磷、有机碳及速效磷含量与植物叶片含水量、叶片磷含量、比叶面积及叶片钾含量显著正相关,与植物叶片稳定碳同位素值、叶片干物质量及相对叶绿素含量显著负相关。而土壤温度、光照度及pH值与植物叶片稳定碳同位素值、叶片干物质量及相对叶绿素含量显著正相关,与叶片含水量、叶片磷含量、比叶面积及叶片钾含量显著负相关。说明不同环境因子对植物叶片特征的贡献显著不同。其中土壤含水量、土壤全磷含量、土壤温度及pH值等是关键的限制因子。植物叶片性状特征对不同坡向条件下环境因子的这种响应模式反映了高寒草甸微地形生态系统的环境状况和稳定程度。  相似文献   

7.
利用设置在浙江省淳安县姥山林场和湖北省太子山石龙林场2个试验点的33年生马尾松种源试验林,选取不同纬度的10个代表性种源,研究其在种源间的差异、地理变异模式及对水热因子的响应.结果表明: 马尾松平均年轮δ13C在种源间的差异极显著,高纬度种源的平均年轮δ13C高于低纬度种源.马尾松年轮δ13C呈纬向的地理变异模式,形成了对种源原地环境的适应性.年轮δ13C与种源地年均温(MAT)、1月均温(T1)、年降水量(MAP)、5—9月降水量(P5-9)及≥10 ℃年积温(CT)均呈显著或极显著负相关,与干燥度指数(AI)呈显著正相关.淳安和太子山点马尾松年轮δ13C对种源地干燥度指数的响应函数可分别解释年轮δ13C变化的37.5%和42.5%,种源地AI是年轮δ13C适应性的重要环境限制因子.马尾松稳定碳同位素δ13C的年际变化与生长环境关系密切,湖北太子山试验点处于相对干旱的中西部地区,干燥度指数高,平均年轮δ13C比淳安试验点高1.8%.太子山点和淳安点的马尾松年轮δ13C分别对7月和8月的气温响应敏感,夏季降水量是年轮稳定碳同位素分馏的主要限制因子,而不同种源对未来气候变化的响应敏感性不同.  相似文献   

8.
物种-多度格局研究是揭示群落组织结构和物种区域分布规律的重要手段。该研究以青藏高原东北部的甘南高寒草甸为研究对象, 基于野外调查和室内分析, 研究了不同坡向的环境因子、植物群落分布, 并利用RAD软件程序包对其进行了拟合分析。结果显示: 在南坡-北坡上, 土壤含水量从南坡(0.18 g·g -1)到北坡(0.31 g·g -1)呈现递增的趋势, 土壤温度从南坡(22.33 ℃)到北坡(18.13 ℃)以及光照强度从南坡(744.15 lx)到北坡(681.93 lx)均呈逐渐减小的趋势。物种-多度分布曲线的斜率从南坡向北坡依次减小。随着坡向由南向北转变, 物种-多度和物种多样性都呈递增的趋势。通过6个模型对坡向梯度的物种-多度分布进行拟合发现, 甘南高寒草甸区的物种-多度分布主要是以生态位模型为主, 其次是随机分布模型。青藏高原高寒草甸微生境梯度上的物种在总体上的资源分配模式是以固定分配模式为主, 稀有种的资源分配模式是以随机性模型为主, 常见种的资源分配模式则是以确定性模型为主。  相似文献   

9.
为了解不同退化阶段高寒草甸土壤碳、氮和碳稳定同位素的差异,对若尔盖湿地内沼泽草甸、草原化草甸、退化草甸3个阶段土壤的碳、氮和碳稳定同位素进行了分析.结果表明:若尔盖湿地草甸土壤δ13C 值介于-26.21‰~-24.72‰之间,土壤δ13C 值随土层加深而增大.土壤δ13C 值与有机碳含量对数值呈线性负相关.表层土壤(0~10 cm)δ13C值大小顺序为草原化草甸>退化草甸>沼泽草甸,β值大小顺序为草原化草甸>沼泽草甸>退化草甸.沼泽草甸、草原化草甸、退化草甸0~30 cm 土壤碳含量分别为105.32、42.11和31.12 g·kg-1,氮含量分别为8.74、3.41和2.81 g·kg-1,C/N分别为11.26、11.23和10.89.随着草甸的退化,土壤碳、氮呈降低趋势,退化草甸C/N值低于沼泽草甸和草原化草甸.随着土层深度加深,碳、氮含量呈现降低趋势.草甸退化导致的土壤δ13C 值差异主要发生在表层0~10 cm.3个退化阶段中,退化草甸土壤的β值和C/N最低,表明退化草甸土壤矿化作用较强.  相似文献   

10.
为了解甘南藏族自治州亚高寒草甸植物群落在坡向梯度上的构建机制,该文选取5个坡向的样地,构建了植物群落系统发育树,测定了各坡向土壤环境因子和植物叶片的功能性状,检验了叶片功能性状的系统发育信号。结果表明:坡向变化对土壤含水量、土壤养分含量影响显著。大部分植物的叶片特征在不同坡向的差异显著,叶片干物质含量在南坡、西南坡较高,比叶面积和叶片氮、磷含量在北坡和西北坡较高。叶片的磷含量具有微弱的系统发育信号,而叶片干物质含量、比叶面积、叶片的氮含量均没表现出显著的系统发育信号。从南坡到北坡,群落的系统发育结构由发散到聚集。生境过滤作用是南坡、西南坡群落构建的驱动因素,种间竞争是北坡和西北坡群落构建的主要驱动力。西坡系统发育指数相反,其构建机制比较复杂,可能是几种机制共同作用的结果。  相似文献   

11.
《植物生态学报》2016,40(6):533
Aims The optimal patterns of plant community for water use and nutrient utilization, the responses of soil carbon and nitrogen turnover processes to forest succession, and the mechanisms of soil organic carbon accumulation, are three critical issues in forest ecosystem study. It is difficult to accurately detect these ecological processes with conventional methodologies in the short term, yet the application of 13C and 15N natural abundance technique may yield important information about these processes.Methods This study was conducted in Dinghushan Biosphere Reserve. We investigated the natural isotopic abundance of both 13C and 15N of plant-soil continuum along a successional gradient from Pinus massoniana forest (PF) to coniferous and broad-leaved mixed forest (MF), and monsoon evergreen broad-leaved forest (BF). We also analyzed the correlations of foliar stable carbon isotope ratio (δ13C) and stable nitrogen isotope ratio (δ15N) with foliar elemental contents and the variations of soil δ13C and δ15N along soil profiles at different successional stages.Important findings A significant positive correlation between foliar δ13C and foliar C:N was observed. In both litter and soil, the δ13C values tended to decrease along the forest succession, with the order as PF > MF > BF. Foliar δ15N was positively correlated with foliar N content. The δ15N values of litter and upper soil (0-10 cm) increased with successional status. Both soil δ13C and δ15N values increased with increasing soil depth at all three forests. Our results imply that 1) trade-off between water use efficiency and nitrogen use efficiency did not necessarily exist in subtropical forests of China; 2) the application of isotopic technique could assist understanding of the mechanisms of soil carbon accumulation in subtropical forests, especially in old-grow forests; 3) the 15N natural abundance of plant-soil continuum could be a potential indicator of soil nitrogen availability and ecosystem nitrogen saturation status.  相似文献   

12.
《植物生态学报》2014,38(11):1226
紫苜蓿(Medicago sativa)是一种经济和生态价值较高的优良牧草, 但其耗水量大, 在西北半干旱地区仅靠天然降水难以满足紫苜蓿的正常生长发育。宁夏盐池北部地处毛乌素沙地南缘, 地下水埋深较浅, 地下水有可能成为紫苜蓿的潜在水源, 弥补天然降水的不足。本试验在地势平坦的缓坡丘陵梁地和丘间低地, 选择8年生旱地紫苜蓿试验地作为研究对象, 采用稳定同位素技术, 研究了不同海拔的4个坡位(海拔自低到高分别为: 坡1、坡2、坡3和坡4)紫苜蓿的水分来源及其生长生理表现。结果表明: 坡位对0-300 cm土壤剖面含水量有显著影响, 海拔最低的坡1土壤含水量最高。土壤水和植物茎秆水δ 18O-δD坐标点大部分位于中国西北地区地方大气降水线(LMWL)的右侧, 说明植物利用的水源氢氧同位素组成受到蒸发的影响而发生了富集作用。0-450 cm土壤剖面水δ 18O值随着海拔高度的增加而增大。同一坡位土壤水δ 18O值随着土壤深度的增加逐渐下降。深层土壤水δ 18O值与地下水δ 18O相近, 说明地下水通过土壤毛细管上升而补充其上层土壤水分。0-40 cm土壤水δ 18O值随季节波动较大, 270 cm以下土壤水δ 18O值较为稳定。4、7、8月份坡1紫苜蓿茎秆水δ 18O值显著低于其他3个坡位(p < 0.001)。在4、6、7三个月, 坡位1紫苜蓿对深层土壤水(270 cm以下)的利用率最高。而在8月份, 坡1、坡3、坡4紫苜蓿主要利用150-270 cm、270-450 cm土层土壤水以及地下水, 坡2对表层(0-20 cm)土壤水利用率最高。坡1紫苜蓿的产量、整株Δ 13C值及气孔导度显著高于其他3个坡位。本研究表明: 在平均年降水量只有280 mm的西北半干旱地区种植旱地紫苜蓿要尽量选择地势较低的滩地, 使其能够利用到埋深较浅地下水, 以满足植物生长发育的需要并取得较好的生态和经济效益。  相似文献   

13.
Carbon isotope ratios (13C/12C) were measured for the leaves of the seagrass Thalassia testudinum Banks ex König and carbonates of shells collected at the seagrass beds from seven sites along the coast of southern Florida, U.S.A. The δ13C values of seagrass leaves ranged from −7.3 to −16.3‰ among different study sites, with a significantly lower mean value for seagrass leaves from those sites near mangrove forests (−12.8 ± 1.1‰) than those far from mangrove forests (−8.3 ± 0.9‰; P < 0.05). Furthermore, seagrass leaves from a shallow water area had significantly lower δ13C values than those found in a deep water area (P < 0.01). There was no significant variation in δ13C values between young and mature leaves (P = 0.59) or between the tip and base of a leaf blade (P = 0.46). Carbonates of shells also showed a significantly lower mean δ13C value in the mangrove areas (−2.3 ± 0.6‰) than in the non-mangrove areas (0.6 ± 0.3‰; P <0.025). In addition, the δ13C values of seagrass leaves were significantly correlated with those of shell carbonates (δ13C seagrass leaf = −9.1 + 1.3δ13C shell carbonate (R2 = 0.83, P < 0.01)). These results indicated that the input of carbon dioxide from the mineralization of mangrove detritus caused the variation in carbon isotope ratios of seagrass leaves among different sites in this study.  相似文献   

14.
通过测定上海市青浦区东风港百慕大、白花三叶草、高羊茅和白茅等4种典型滨岸草本植物各组织以及不同垂直深度土壤有机质δ13C值,对滨岸草地生态系统的植物-土壤碳稳定同位素特征进行了分析.结果表明: 白花三叶草、高羊茅属于C3植物,百慕大、白茅属于C4植物,其茎叶、凋落物和根系各组织间δ13C值无显著差异.C3和C4植物样带表层土壤有机质δ13C值随着土壤深度递增而呈现截然不同的变化特征,这与样带本底δ13C值以及碳稳定同位素分馏效应有关,同时还受植物根系分布深度的影响.植物输入是土壤有机碳(SOC)的最主要来源,植物有机体δ13C组成对土壤有机质δ13C值有直接影响,植物各组分δ13C值与土壤有机质δ13C值均存在极显著相关.4种草本植物样带SOC含量与δ13C值均呈极显著相关,其中,C3植物样带SOC含量与δ13C值呈线性负相关,C4植物样带SOC含量与δ13C值呈线性正相关.  相似文献   

15.
Assessing petroleum biodegradation rates is an important part of predicting natural attenuation in subsurface sediments. Monitoring carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) produced in situ, and their radiocarbon 14C), stable carbon (13C) and deuterium (D). signature provide a novel method to assess anaerobic microbial processes. Our objectives were to: (1) estimate the rate of anaerobic petroleum hydrocarbon (PH) mineralization by monitoring the production of soil gas CH4 and CO2 in the vadose zone of low-permeability sediment, (2) evaluate the dominant microbial processes using δ13C and δD, and (3) determine the proportion of CH4 and CO2 attributable to anaerobic mineralization of PH using 14C analysis. Argon was sparged into the subsurface to dilute existing CO2 and CH4 concentrations. Vadose zone CO2, CH4, oxygen, total combustible hydrocarbons, and argon concentrations were measured for 75 days. CO2 and CH4 samples were collected on day 86 and analyzed for 14C, δ13C, and δD. Based on CH4 soil gas production, the anaerobic biodegradation rate was estimated between 0.017 to 0.055 mg/kg soil-d. CH4 14C (2.6 pMC), δ13C (-45.64‰), and δD (-316‰) values indicated that fermentation of PH was the sale source of CH4 in the vadose zone. CO2 14C (62 pMC) indicated that approximately 47% of the total CO2 was from PH mineralization and 53% from plant root respiration. Although low-permeability sediment increases the difficulty of completely replacing in situ soil gas and assuring anaerobic conditions, this novel respiration method distinguished between anaerobic processes responsible for PH degradation.  相似文献   

16.
A representative paleoenvironmental reconstruction of continental middle latitude from ca. 2 my to the upper part of Middle Pleistocene (279 ± 77 ky) was obtained from the carbon and oxygen stable isotopes analyzed in ostracode shells (Cyprideis torosa) recovered in the Guadix-Baza Basin (SE Spain), an intramontaneous closed depression filled by alluvial and lacustrine sediments. This study was performed along a 356-m-thick composite section, dated previously by paleomagnetism and the amino acid racemization method. δ13C and δ18O profiles reflected changes in temperature, the evaporation/infill ratio in the water bodies and the amount of rain. δ13C is also affected by changes in plant biomass: periods with high δ13C and δ18O values are associated with warm and dry regimes, and with less vegetation, which, in some cases, coincide with the development of displacive gypsum crystals, whereas low δ13C and δ18O values correlate with cold and humid episodes, which cause more vegetation biomass and, therefore, increasing the input of isotopically light carbon. Intermediate δ18O values are linked to temperate dry or humid episodes when they coincide with high or low δ13C values, respectively. 86 paleoclimatic events were distinguished in the Pleistocene record from the δ13C and δ18O profiles. From both the statistical analysis of the geochemical data and the geological observations, four Cold and Humid Long Periods (low δ18O) and four Warm and Dry Long Periods (high δ18O) were defined. This differs with respect to the paleoclimatological behavior established for the Northern Hemisphere where during cold periods (glacial), no water was available while permafrost conditions persisted, whereas in warm episodes (interglacial), higher precipitation rates occurred. Good correspondences between the Guadix-Baza Basin paleoclimatic record and a marine oxygen-isotope sequence, two continental cores and other long Mediterranean paleoenvironmental records (pollen sequences from Israel) were found, which suggested that climate changes in the Guadix-Baza Basin were in tune with global climatic changes.  相似文献   

17.
聚四氟乙烯(PTFE)塑料管研磨法是测定植物碳同位素比率(δ13C)值常用的前处理方法。该方法处理样品高效快捷,但对植物δ13C可能存在污染。本研究利用人工气候室开展双因素交互试验,包括空气相对湿度(50%和80%)和空气δ13C(13C富集和贫化的空气)两个因素,对比了PTFE塑料管研磨法和不锈钢管研磨法处理C4植物糙隐子草δ13C的结果。结果表明: 在相同湿度条件下,不同空气δ13C处理的植物13C分馏值(Δ13C,矫正了光合作用底物的δ13C差异)原本可以视为重复,但由于PTFE塑料颗粒的混入,相同湿度不同13C丰度空气培养下植物叶片Δ13C平均差值为4.8‰。该污染效应导致单个叶片δ13C测定的误差高达8‰。考虑到C4植物的Δ13C较低(通常为1‰~8‰),这种污染效应已经超出了可以接受的误差范围。通过建立类似Keeling曲线的二元混合模型对误差进行了有效消除,并准确估算了植物样品和污染物的δ13C。说明广泛采用的PTFE管研磨方法对研究C4植物Δ13C并不适用,将导致较大的误差。对精度要求较高的研究内容建议使用不锈钢瓶进行研磨。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号