机械损伤对9种水生植物叶片的影响

水生植物叶片的功能性状特征与陆生植物有所不同,同时叶脉类型也显著影响叶片的功能性状。本研究选取9种具有不同叶脉类型的水生植物,通过对叶脉进行直接损伤,分析叶片性状(形态、色素含量和叶绿素荧光指标)在叶脉受损后的变化程度与叶脉类型的关系。结果显示:具有平行脉的3种水生植物对叶脉损伤具有较强的耐受性;具羽状脉的4种植物主脉受损后显著抑制叶片生长,而侧脉受损的影响在不同物种间有所不同,具有物种特异性。本研究可为大型湖泊水生植物修复的水生物种筛选提供参考。     

秦岭3种优势栎树叶脉性状与生态因子的关系

本研究以秦岭地区东部的牛背梁自然保护区(亚热带湿润气候)和西部的桃花沟自然保护区(暖温带半湿润气候)2个生境中的3个优势种辽东栎、锐齿槲栎和栓皮栎为对象,研究一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、细脉平均宽度、一级叶脉密度、细脉密度、网眼直径、网眼密度、细脉三维表面积和细脉体积9个叶脉性状的种间、种内差异,以及生物和非生物因子对叶脉性状的影响机制与调控路径。结果表明：树种对除细脉三维表面积外的8个叶脉性状均影响显著;生境对一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、网眼直径、细脉密度和网眼密度影响显著;海拔对一级叶脉密度、细脉平均宽度、网眼直径、细脉密度和网眼密度影响显著。树种、生境和海拔的交互作用对一级叶脉密度、细脉三维表面积和细脉体积影响显著。辽东栎的一级叶脉宽度、细脉平均宽度、网眼密度、细脉三维表面积、细脉体积和一级叶脉密度在不同生境间存在显著差异,而锐齿槲栎和栓皮栎的二级叶脉宽度、网眼密度在不同生境间存在显著差异。叶脉性状受生物因子和非生物因子影响且其相对影响率不同：在生物因子中,叶柄长和叶片长宽比对叶脉性状的相对影响率最高;在非生物因子中,叶脉性状主要受气候和土壤因子的影响,且气候因子的影响高于土壤因...     

黄土高原草地植物叶脉性状沿环境梯度的变化规律

叶脉在维持叶片水分和光合能力方面具有重要作用,研究植物叶脉沿环境梯度的变化规律有利于从生理结构的角度探究植物叶片对环境变化的适应策略。以黄土高原中部为研究区域,沿水分和养分梯度从东向西选取10个取样点,涵盖了3种主要的植被带类型（森林草原、典型草原和荒漠草原）,共获得519种植物叶片并测定其叶脉性状,包括叶脉密度（VLA,mm/mm²）、叶脉直径（VD,μm）和单位面积叶脉体积（VV,μm³/mm²）,旨在探究不同脉型植物（包括网状脉、平行脉和单叶脉）叶脉性状的变异规律。结果表明：（1）黄土高原植物VD和VV沿经度增加减小,而VLA无明显变化（P>0.05）。（2）在不同脉型植物中VLA和VD的负相关关系只在网状脉和平行脉中存在,VLA和VV的正相关关系只在网状脉存在,VD和VV的正相关关系在不同脉型植物中均存在。（3）黄土高原自东向西随经度减小,网状脉植物的3种叶脉性状均显著增大（P<0.01）,但变化趋势较弱（R²=0.02-0.07）;平行脉VLA无显著变化,VD和VV显著减小（P<0.01）;然而,单叶脉植物的3种叶脉性状均无显著变化（P>0.05）。（4）叶脉类型是影响叶脉性状变异的主要因素（解释度为27.84%-62.25%）。环境因子中,土壤因子（主要是土壤水分和养分含量）对3种叶脉性状的解释度（0.54%-2.91%）大于气候因子（0.02%-0.77%）。这些结果表明,不同脉型植物具有不同的适应策略,未来在研究叶脉对环境变化的响应和变异规律时要考虑到叶脉类型的影响。     

闽楠叶形态与叶脉网络性状关系对城市生长环境的响应

植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同生长环境中（行道与植物园混交林）的闽楠,开展了叶形态与叶脉网络功能性状关系对城市生长环境的响应研究。研究结果表明：闽楠叶性状值基本满足正态分布,各性状变异系数保持在10%-20%之间,群体内性状变异较为丰富,单因素方差分析表明两种环境对叶形态性状的影响比叶脉网络系统的影响更明显;两种生长环境下闽楠叶形态性状组与叶脉网络功能性状组都具有极显著相关性,行道和植物园混交林典型性相关系数分别为0.804和0.795,叶形态性状与叶脉直径呈显著正相关,形态性状、叶脉直径与初级脉密度呈显著负相关;闽楠在响应城市生长环境的过程中呈现出相应的经济权衡机制,行道环境中闽楠以较大的初级脉密度和较小叶面积来确保水分获取和光合之间的平衡,植物园闽楠则采用较低初级叶脉密度、较高叶面积和叶脉直径的叶形态和叶脉网络构建模式。在选择闽楠作为城市绿化树种时,可将叶片形态性状组与叶脉网络功能性状组的协同变化和权衡关系作为选种依据,以提高闽楠在城市环境中的成活率和适应性。     

叶脉结构与功能及其对叶片经济谱的影响

叶脉由贯穿于叶肉内部的维管组织及其外围机械组织构成, 多样化的脉序及网络结构使叶脉系统发生变异和功能分化。该文综述了叶脉系统结构与功能的最新研究进展。通过聚焦叶脉分级系统的结构与功能及其在叶片经济谱(LES)中的重要性, 解释叶脉性状与其它叶片功能性状之间的关系及机制。不同等级叶脉在机械支撑与水分运输方面存在功能分化, 其中1-3级粗脉在维持叶片形状和叶表面积以及物理支撑方面发挥重要作用, 有利于维持叶片最大受光面积; 4级及以上细脉具有水分调节功能, 它们与气孔相互协调, 影响叶片水分运输、蒸腾散热和光合作用速率。叶片生长过程与叶脉发育的动态变化模式决定叶脉密度, 并影响叶脉密度与叶片大小之间的关系: 叶面积与粗脉密度呈显著负相关, 与粗脉直径呈显著正相关, 而与细脉密度无关。与叶脉性状相关的叶片经济谱框架模型预测, 叶脉密度较高的叶片寿命短、比叶重较小, 叶片最大碳同化速率、代谢速率以及资源获取策略潜力较高。     

冬小麦品种(系)旗叶叶脉性状及其与气孔性状间的关联性

植物叶脉结构决定着叶水分运输能力,而气孔特性则与水分散失有关,研究二者间的关联性对认识与植物水分利用有关的生理功能间关系及其调控有重要理论价值。本研究以冬小麦为例,系统研究了15个小麦品种(系)旗叶的叶脉性状及其与气孔性状间的关联性。结果表明:在小麦3种类型叶脉中,小纵向脉的密度占叶脉密度的65.8%;小纵向脉间距与大纵向脉间距及横向脉间距均呈显著正相关,大、小纵向脉密度与其间距呈极显著负相关;供试小麦品种(系)叶片上、下表面的气孔大小相差不大,但上表面气孔密度显著高于下表面,上、下表面的气孔长、气孔宽与气孔密度存在显著正相关,但气孔长与气孔密度之间存在显著负相关;3种类型叶脉中,大纵向脉与气孔特征间并无显著相关关系,而小纵向脉、横向脉和气孔特征间存在一定的相关性,小麦品种(系)叶脉密度与下表面气孔密度和总气孔密度呈显著正相关,但与上表面气孔长呈显著负相关,从而揭示了小麦品种(系)水分供给和需求存在协调性的结构基础。     

润楠属广布种和狭域种幼苗生理生态特征

润楠属植物属于基部被子植物类群,大部分物种局限分布于热带亚热带森林的潮湿生境,但也有些物种分布范围较广。本研究以润楠属11个物种的幼苗为材料,测定了一系列植物叶片水力学性状和解剖结构,包括:比叶重、叶片密度、气孔密度、叶脉密度、膨压丧失点水势、栅栏组织和海绵组织厚度等。结果表明:与其它分布在热带亚热带地区的被子植物相比,润楠属植物的叶脉密度较低,推测叶脉密度受强烈的进化限制;该属植物叶脉密度与气孔密度、栅栏和海绵组织的比值呈显著的正相关,表明该属植物能够维持叶片水平的水分供需平衡;广布种比狭域种具有更低的叶片膨压丧失点和更高的叶片密度,耐旱能力更强,但是比叶重差异不显著;叶片的膨压丧失点与物种的最大树高呈反比,即更高的物种叶片耐失水能力更强,说明植物叶片耐旱性与植物本身的遗传特性有关。本研究结果显示,叶片水力学性状可以较好地用于解释润楠属植物的地理分布。     

国产柳属繁柳组植物叶脉序研究及其分类学意义

采取脉络法,对柳属（Salix）繁柳组（Sect.Denticulatae C.K.Schneid.）17种及1变种进行叶片脉序观察。结果表明：繁柳组植物叶脉序类型均为直行羽状脉,表现出较高的一致性。该组植物均有二级间脉,但类型各有不同;三级脉及较高级脉序大体有三种类型;网眼发育完善或不完善;盲脉偶有不分枝;不同种之间网眼的发育以及盲脉分枝具有显著差异,是有价值的分类性状。根据聚类分析,繁柳组植物叶脉序分为两种类型：草地柳（S.praticola Hand.-Mazz.ex Enander）类型及腹毛柳（S.delavayana Hand.-Mazz.）类型,研究结果与形态学结果基本一致,但叶脉序提供了新的分类学性状,可为柳属植物疑难种的分类寻找新的依据。     

天童山阔叶木本植物叶片大小与叶脉密度及单位叶脉长度细胞壁干质量的关系

叶片大小是植物生态策略中的一个关键性状, 而叶脉是叶内主要的支撑和输导结构, 对叶片的生长发育具有重要的影响。该研究以天童山38种阔叶木本植物为研究对象, 以叶片面积、干质量和周长表征叶片大小, 采用标准化主轴估计(SMA)方法和系统发育独立比较(PIC)分析主脉密度、细脉密度和总叶脉密度, 以及各级叶脉单位长度的细胞壁干质量与叶片大小之间的关系, 拟从叶片内部结构和资源分配策略的角度探明叶片大小与叶脉结构之间的变化关系及生态学意义。研究结果显示: (1)叶片大小与主脉密度极显著负相关, 细脉密度以及总叶脉密度与叶片大小关系不显著, 表明叶片越小, 主脉密度越高, 而细脉密度与叶片大小无关; (2)单位主脉长度的细胞壁干质量与叶片大小极显著正相关, 单位细脉和总叶脉长度的细胞壁干质量与叶片大小的相关性均不显著, 表明随着叶片的增大, 单位主脉长度的细胞壁干质量显著增加, 而细脉的细胞壁干质量与叶片大小无关; (3)主脉密度与单位主脉长度的细胞壁干质量之间是斜率显著大于-1的负异速生长关系, 表明主脉密度随单位主脉长度的细胞壁干质量增加而显著下降, 两者之间存在权衡关系, 而单位细脉长度的细胞壁干质量与细脉密度关系不显著。上述结果表明, 与大叶片相比, 小叶中通常具有较高的主脉密度, 这不仅是叶片发育过程中叶形变化调控的结果, 也是单位叶脉长度的细胞壁干质量调控的结果, 单位叶脉长度的细胞壁干质量是导致叶片大小与主、细脉密度之间不同变化关系的直接因素。该研究结果为我们理解全球范围内叶片大小变化的生物地理分布模式以及植物对环境的适应策略提供了参考。     

不同土壤水分条件下洪泛平原湿地芨芨草叶片厚度与叶脉性状的关系北大核心CSCD

叶片厚度和叶脉性状的关联性影响着叶片水分的动态平衡,对揭示植物叶片水分运输与生长速率耦合的生理生态学机制具有重要的意义。该文选择位于张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地作为实验地,以河边为起点,沿垂直河岸线的方向依次设置I(50.07%)、II(38.77%)、III(31.5%)、IV(20.4%)4个土壤含水量梯度样地,采用标准化主轴估计(SMA)方法,以叶脉密度和叶脉直径分别表示叶脉性状,研究了不同土壤水分条件下芨芨草(Achnatherum splendens)种群的叶片厚度与叶脉性状的生长关系。结果表明:随着湿地群落土壤含水量的逐渐降低,湿地群落的植被密度和高度逐渐降低,土壤电导率逐渐增大;芨芨草的叶脉密度、叶片厚度、水分利用效率和光合有效辐射呈逐渐增加的趋势,叶脉直径、蒸腾速率和分枝数呈逐渐减小的趋势,净光合速率和株高呈先增大后减小的趋势;随着湿地群落土壤含水量的逐渐降低,芨芨草叶片厚度与叶脉密度、叶脉直径的相关性在不同样地间存在差异;芨芨草叶片厚度与叶脉密度呈显著的正相关关系,SMA的斜率呈逐渐减小的趋势,且在样地I和样地IV与1.0存在显著差异;叶片厚度与叶脉直径呈显著的负相关关系,SMA的斜率呈逐渐增大的趋势,且在样地I和样地IV与–1.0存在显著差异。芨芨草在土壤水分较充足的湿地群落倾向于少量粗脉的薄叶片构建方式,在受土壤水分胁迫时选择大量细脉的厚叶片的生长模式,体现了湿地植物在资源异质性分布的生境中根据其功能需求在自身性状之间进行的资源优化配置。     

Distribution patterns of vascular plants in lakes – the role of metapopulation dynamics

We investigated the relative importance of metapopulation processes versus environmental conditions for the distribution of freshwater plants in 51 adjacent lakes in southern Sweden. Each lake was surveyed by snorkeling in a zigzag pattern over the littoral zone, and all aquatic vascular plants as well as water colour, Sphagnum -dominated shore, bottom substrate, littoral zone width and Secchi-depth were recorded. Data on lake area and altitude was taken from topographical maps. Multiple generalized linear regressions were used to test the significance of factors influencing species number and incidence of specific species in lakes. The best combination of predictor variables for species number was lake area (β=0.52), area of upstream lakes (β=0.23), and height above sea-level (β=−0.21) (whole model R²=0.52). The presence-absence patterns of most of the studied species were affected positively by connectivity, measured both as geographical proximity of the lakes and as connection to upstream lakes. The level of effect of connectivity on species incidence was also correlated with life history traits. The distributions of emergent species were less affected by connectivity than those of submerged and floating-leafed types, reflecting that emergent plants can occur in habitat patches surrounding the lakes. The results indicate that metapopulation processes affect the distribution of freshwater plants, but that their relative importance vary widely among species.     

叶片结构的水力学特性对植物生理功能影响的研究进展

叶片是植物进行光合、呼吸、蒸腾作用的主要器官, 早期的研究主要集中于水分在叶片中的运输路径, 而对叶脉结构及其生态学意义研究甚少。近年来关于叶片叶脉结构、气孔结构的功能及叶片水力学特性的意义研究已经成为植物生理生态的研究热点。该文综述了叶脉的结构性状的指标(叶脉密度、直径、间距等), 叶片水力学结构特性对植物生长、水分运输、气体交换、光合作用等生理功能的影响, 及其与植物对干旱适应性之间的关系。叶脉结构是决定叶片生理功能的基础, 因此在未来的工作中应分析比较不同种类植物叶脉结构形态与导水、光合、呼吸、同化作用之间的关系, 建立植物茎干-枝-叶系统水力传导的机理性模型, 用以探索不同植物功能结构和高效用水生理生态学机制, 据此评估不同种类植物在未来气候情景下的地位。     

内蒙古高原湖滨湿地优势植物功能性状特征及其适应性

受人类活动和气候变化的影响,湖泊湖滨带退化速度显著加快。植物功能性状的方法可以量化植物特征,预测植物对外界环境干扰的反应,有助于理解退化湖滨带湿地植物应对环境变化所表现出的适应机制,对湖泊湖滨湿地生态系统植被的恢复与重建具有重要意义。在内蒙古高原典型湖泊湖滨湿地选取芦苇（Phragmites australis）、赖草（Leymus secalinus）、毛茛（Ranunculus japonicus）、鹅绒委陵菜（Potentilla anserina）、碱蓬（Suaeda glauca）、盐角草（Salicornia europaea）和拂子茅（Calamagrostis epigeios）7种优势植物的叶片和根系作为研究对象,对不同湿地植物的11种功能性状变化规律及其与环境因子的关系进行研究。旨在探究环境变化影响下湖滨带湿地植物的物种分布和功能性状的差异,以及湿地植物在不同湖滨带湿地生境下的适应策略。在评估植物功能性状差异基础上,采用环境矩阵连接性状矩阵（RLQ）结合第四角分析（Fourth-Corner）的方法分析环境因子对植物功能性状的影响。结果表明,内蒙古湖滨带湿地中7种优势植物为了适应不同的环境的影响,植物的功能性状均产生不同程度的种间与种内变异,在湖滨带湿地中植物的植株高度、叶片碳含量、叶片氮含量、叶片碳氮比、比根长、根组织密度、根氮含量对环境变化的响应比较敏感,土壤pH与叶片干物质含量呈显著负相关;土壤盐分与植株高度、叶片碳含量和叶碳氮比显著负相关,与叶片氮含量、根组织密度显著正相关;土壤的总氮含量与植株高度显著正相关,与比根长显著负相关;土壤碳氮比与植株高度和叶片碳含量显著负相关,与植物比根长显著正相关;土壤容重与根氮含量显著负相关。研究表明内蒙古高原湖滨带湿地植物的功能性状受环境的作用强烈,植物采取了不同的性状策略来适应环境。     

Growth‐form and spatiality driving the functional difference of native and alien aquatic plants in Europe

Trait‐based approaches are widely used in community ecology and invasion biology to unravel underlying mechanisms of vegetation dynamics. Although fundamental trade‐offs between specific traits and invasibility are well described among terrestrial plants, little is known about their role and function in aquatic plant species. In this study, we examine the functional differences of aquatic alien and native plants stating that alien and native species differ in selected leaf traits. Our investigation is based on 60 taxa (21 alien and 39 native) collected from 22 freshwater units of Hungarian and Italian lowlands and highlands. Linear mixed models were used to investigate the effects of nativeness on four fundamental traits (leaf area, leaf dry matter content, specific leaf area, and leaf nitrogen content), while the influence of growth‐form, altitude, and site were employed simultaneously. We found significantly higher values of leaf areas and significantly lower values of specific leaf areas for alien species if growth‐form was included in the model as an additional predictor.We showed that the trait‐based approach of autochthony can apply to aquatic environments similar to terrestrial ones, and leaf traits have relevance in explaining aquatic plant ecology whether traits are combined with growth‐forms as a fixed factor. Our results confirm the importance of traits related to competitive ability in the process of aquatic plant invasions. Alien aquatic plants can be characterized as species producing soft leaves faster. We argue that the functional traits of alien aquatic plants are strongly growth‐form dependent. Using the trait‐based approach, we found reliable characteristics of aquatic plants related to species invasions, which might be used, for example, in conservation management.     

Cobbania corrugata gen. et comb. nov. (Araceae): a floating aquatic monocot from the Upper Cretaceous of western North America

The fossil record of aquatic flowering plants broadens our understanding of their former diversity and origins from terrestrial ancestors. This paper describes a floating aquatic monocot from 71 whole plants and several isolated leaf fragments from Upper Cretaceous oxbow lake sediments in the Dinosaur Park Formation, Alberta, Canada. The new material is represented by rosettes of leaves and roots attached to short stems that are interconnected by stolons and corresponds to the fossil aroid originally described as Pistia corrugata Lesquereux. Up to six plants have been found interconnected on a single slab suggesting that these plants grew in extensive floating mats covering lakes and calm stretches of rivers. Stems have up to six leaves and large numbers of branched aquatic roots. The leaf is trumpet-shaped with an elongate clasping petiole, large aerenchymatous base, and a nearly circular blade rim. Leaf bases are often filled with sediment giving the leaf the appearance of having a basal pouch. Petioles have 6-9 veins that divide into an upper and lower set, and veins converge at an apical notch. A submarginal collective vein and at least two marginal veins with branching veins form the leaf rim. A series of dichotomizing and anastomosing veins characterize the adaxial leaf surface. Tertiary and quaternary veins form polygonal areolae. Leaf surfaces are covered in trichomes that, like those in Pistia stratiotes, probably aided in buoyancy. A reconstruction of the plant is presented. Based on unique leaf morphology, these fossil plants are clearly not assignable to the genus Pistia and are described as Cobbania corrugata (Lesquereux) Stockey, Rothwell et Johnson gen. et comb. nov. Recent systematic analyses using molecular characters resolve two separate origins of floating aquatic aroids included in the duckweeds and the genus Pistia. This new fossil genus increases our understanding of colonization of aquatic habitats by revealing a third possible origin of the floating aquatic habit within Araceae.     

叶脉网络功能性状及其生态学意义

叶脉网络结构是叶脉系统在叶片里的分布和排列样式。早期叶脉网络结构研究主要集中在其分类学意义上; 近年来叶脉网络功能性状及其在植物水分利用上的意义已成为植物生态学研究的热点。该文介绍了叶脉网络功能性状的指标体系(包括叶脉密度、叶脉直径、叶脉之间的距离、叶脉闭合度等), 综述了叶脉网络功能性状与叶脉系统功能(包括水分、养分和光合产物等物质运输、机械支撑和虫害防御等)的关系, 叶脉网络功能性状与叶片其他功能性状(包括比叶重、叶寿命、光合速率、叶片大小、气孔密度等)的协同变异和权衡关系, 以及叶脉网络功能性状随环境因子(包括水分、温度、光照等)的变化规律等方面的最新研究进展。此外, 叶脉网络功能性状的研究成果也被应用于古环境重建、城市交通规划、流域规划及全球变化研究中。由于叶脉网络功能性状是环境因子与系统发育共同作用的结果, 未来开展分子—叶片—植物—生态系统等多尺度的叶脉网络功能性状研究, 理清叶脉网络功能性状与气孔失水—茎干导水—根系吸水等植物水分利用的关系, 将为预测植物及生态系统对全球变化的响应提供新的启示。     

延河流域植物叶性状间关系及其在不同植被带的表达

以延河流域不同植被带的地带性植物群落为研究对象,对群落优势种和主要伴生种的6种叶片性状进行测定,分析这些性状及其关系随环境梯度的变化,以了解该区域植物对环境变化的适应策略.结果表明: 植物比叶面积(SLA)与叶组织密度(LTD)、叶片单位面积氮和磷含量均呈显著负相关,与单位质量叶片磷含量呈显著正相关;各性状间的尺度关系和生存对策在不同植被带不同,典型草原带和森林草原带植物LTD SLA的尺度依赖关系比森林带植物的强,而森林带植物叶片单位〖JP2〗面积N、P含量与SLA、LTD间的尺度关系较草原带更明显,植物对环境的适应策略发生了位移.在干旱贫瘠的草原带和森林草原带,植物以防御和抗胁迫策略为主,而在环境条件相对湿润、富养的森林带,植物以快速生长和资源优化配置策略为主.     

Shifts in aquatic macrophyte abundance and community composition in cottage developed lakes of the Canadian Shield

In this study, we examined how the biomass and species composition of aquatic plant communities relates to cottage development of Canadian Shield lakes. Within the North Kawartha Region of Ontario, we sampled the macrophyte communities at two water depths (0.5 m and 1.5 m) in lakes (n = 12) having a range of cottage densities (0-23 cottages km⁻¹ of shoreline). Across all lakes, 39 species were found, with individual lake richness ranging from six to ten. Macrophyte biomass decreased with increasing cottage density, irrespective of depth (ANCOVA dev’t*depth p = 0.925). In contrast, only the shallower depth showed a relationship between cottage development and richness and diversity; highly developed lakes had three or fewer species and diversities less than 1.5. There was also a shift in structural plant type from floating leaf and emergent on undeveloped lakes to submersed and submersed low-lying on developed lakes. Ordination analysis demonstrated that cottage development (and to a lesser extent, lake area) was strongly correlated (p = 0.05) with community species composition in southern Ontario lakes. Our results thus demonstrate that the management of cottage development should minimize the loss of biomass and species richness of aquatic plants given the likely negative effects of these alterations on other taxa in littoral zones and foodwebs in lake ecosystems.