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1.
近一世纪黄土高原区植物气孔密度变化规律   总被引:10,自引:0,他引:10  
郑淑霞  上官周平 《生态学报》2004,24(11):2457-2464
以黄土高原地区 4种典型 C3植物辽东栎 (Quercus liaotungensis)、虎榛子 (Ostryopsis davidiana)、酸枣 (Zizyphus jujubavar.spinosa)和狼牙刺 (Sophora viciifolia)植物腊叶样品标本为材料 ,利用数码图像显微镜处理系统 ,研究了从 2 0世纪 30年代至 2 0 0 2年中不同年代植物气孔密度的变化情况。结果表明 ,在近百年中 ,4种植物气孔密度随环境变化的演变规律不同 ,辽东栎气孔密度升高率为 1.31% ,几乎没有变化 ,虎榛子气孔密度降低率为 9.79% ,下降也不十分明显 ,而酸枣和狼牙刺的气孔密度降低率分别为 32 .35 %、4 6 .85 % ,下降非常明显。 4种植物气孔密度变化率比较 :狼牙刺 >酸枣 >虎榛子 >辽东栎。说明不同植物对气候环境因子的敏感性不同 ,具有不同的适应环境变化的策略 ,环境变化对气孔密度的影响 ,其效应因植物种类而异  相似文献   

2.
本试验以131个沙棘属植物种群为研究对象,通过测定其叶片碳稳定同位素(δ13C)值,分析了碳稳定同位素特征与环境因子之间的关系。结果表明: 沙棘属植物叶片的δ13C值介于-24.65‰~-29.11‰,平均值为-26.97‰,属于C3植物,叶片δ13C值变异系数为种内大于种间,表明环境因子是影响沙棘属植物叶片δ13C含量变化的主导因素。沙棘属植物叶片的δ13C值与经纬度的变化无显著相关,与海拔呈显著负相关。通过建立回归方程: δ13C(‰)=0.118VAP-0.007GST-0.000028RDA-20.721(R2=0.212,P<0.0001),说明影响沙棘属叶片δ13C值最主要的因素是水蒸气压(VAP)、生长季温度(GST)和太阳辐射(RDA)。研究结果可为沙棘属植物对全球气候变化的响应提供理论依据。  相似文献   

3.
近70年黄土高原3种植物叶片气孔特征参数比较   总被引:5,自引:0,他引:5  
以黄土高原地区3种典型植物辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)、虎榛子(Ostryopsis davidiana Decne.)和酸枣[Ziziphusjujuba Mill.var.spinosa(Bunge)Hu ex H.F.Chow]标本为材料,利用数码图像显微处理系统,研究了从20世纪30年代至2002年近70 a中植物叶片气孔长度、宽度、面积与密度的变化状况及其相关性.结果表明,气候变化对3种植物气孔性状并无一致的影响.辽东栎叶片气孔长度、宽度、面积和密度变化总体上均呈上升趋势,升高率分别为11.62%、3.17%、18.01%和1.32%.酸枣叶片气孔长度、宽度和面积呈上升趋势,升高率分别为21.90%、13.60%和35.61%;而气孔密度下降,降低率为-27.86%.虎榛子叶片气孔长度、面积和密度均呈下降趋势,降低率分别为-7.91%、-1.43%和-9.73%;而气孔宽度升高率为2.56%.酸枣叶片气孔4个特征参数的变化率均明显大于辽东栎和虎榛子,虎榛子叶片气孔性状的3个参数(除密度外)变化率最小.3种植物叶片气孔长度的变幅均大于气孔宽度,证实气孔宽度是相对比较稳定的性状.  相似文献   

4.
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   

5.
喀斯特季节性雨林植物叶片碳同位素组成及水分利用效率   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究喀斯特季节性雨林不同生境代表性树种及同一树种不同生境下叶片δ13C值及水分利用效率(WUE),丰富喀斯特季节性雨林物种生态位分化及物种共存理论,可为喀斯特地区石漠化治理树种选择及配置提供参考.结果表明: 喀斯特季节性雨林树种叶片δ13C值的范围为-34.13‰~-29.69‰,平均值为(-31.40±1.19)‰,WUE的范围为9.08~58.76 μmol·mol-1,均值为41.79 μmol·mol-1,低于更高纬度的亚热带和暖温带森林,但高于更低纬度的热带雨林和同一纬度的非喀斯特季节性雨林;从洼地到山顶,随着干旱指数的增加,不同生境代表性树种的水分利用效率逐渐增大;同一树种δ13C值和WUE也是从洼地到山顶逐渐增高.树种水分利用效率除了与气候等因子相关外,还与植物所处生境的地质背景、水分可利用性相关.同一气候条件下,喀斯特区植物的水分利用效率要高于非喀斯特区、干旱生境植物的水分利用效率高于湿润生境,说明不同的水分利用效率是喀斯特地区植物适应不同生境、实现多物种共存的策略之一.  相似文献   

6.
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   

7.
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   

8.
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(δ13C)的测定,研究了高寒草甸C3植物δ13C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δ13C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δ13C值为-31.19‰~-21.80‰,均值为(27.18±0.13)‰;生长季植物叶片δ13C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δ13C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δ13C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   

9.
氮是陆地生态系统生产力的首要限制性养分,利用自然丰度δ15N(15N/14N)可以有效指示生态系统氮循环过程。本试验研究了内蒙古草甸草原土壤与植物系统自然丰度δ15N、土壤净氮矿化潜势的年际变化。结果表明: 2017—2020年,土壤NO3--N含量(9.83~14.79 mg·kg-1)均显著高于NH4+-N含量(3.92~5.00 mg·kg-1);土壤NH4+的δ15N值(13.3‰~18.3‰)显著高于NO3-的δ15N值(3.76‰~6.14‰),土壤NO3-的δ15N值与土壤NO3-含量呈显著负相关;干旱年NH4+的δ15N值相对较高,降水较高或较低年NO3-的δ15N值显著降低。干旱年土壤净氮矿化速率、净氨化速率显著高于湿润年,而土壤硝化速率与年降水量无显著相关性。植物δ15N值与土壤δ15N值无显著相关性,但与植物N含量呈显著负相关;豆科植物与非豆科植物δ15N值、N含量均呈显著正相关,在一定程度上表明豆科植物对非豆科植物的N吸收具有促进作用。研究结果可为草原土壤-植物系统氮循环过程及其对降水变化的响应提供数据支撑。  相似文献   

10.
生长在超干旱环境下的3种相思树种表现出异常低的叶片、树枝、树干、根中δ13C含量 在植物生理生态学中,叶片中碳13(13C)含量负值较少(富集),表明叶片处于通过气孔的气体交换减少,比如在干旱胁迫下。此外,与叶片相比,13C在非光合组织中的负值也较少。然而,对从叶片(光合器官)到树枝、树干和根(非光合器官)中的δ 13C数值的关系知之甚少,特别是缺少在关联密切的多个树种间或者不同器官间,以及对生长在极端高温和干旱胁迫下的树木中进行测定。本研究测定了3种近缘沙漠相思树种(Acacia tortilis、A. raddiana和A. pachyceras)从叶片到根的13C含量。我们在以色列南部成树的叶片组织中测定了δ 13C含量。与此同时,在试验果园进行了为期7年的3个水平的灌溉试验。在试验结束时,测定了叶片、树枝、树干和根的生长参数和δ 13C含量。研究结果表明,叶片组织中δ 13C含量约为−27‰,其同位素贫化程度远超过生长在地球上最干燥和最热环境中的沙漠树种的预期值。在不同的相思树种和不同器官中,所有灌溉水平处理中的δ 13C含量并没有富集(−28‰到ca. −27‰),证实了在成熟相思树中的测定结果。在不同器官中,叶片δ 13C含量与树枝和根的δ 13C含量异常相似,甚至比树干的δ 13C含量负值更少。高度贫化的叶片δ 13C表明,尽管这些树木生长在极端干燥的生境中,但其气孔气体交换较高。非光合组织中缺乏δ 13C富集可能与叶片和异养组织生长的季节耦合有关。  相似文献   

11.
内陆黑河流域植物稳定碳同位素变化及其指示意义   总被引:3,自引:0,他引:3  
苏培玺  严巧娣 《生态学报》2008,28(4):1616-1624
对黑河流域山地、绿洲和荒漠区木本植物叶片或同化枝进行稳定碳同位素分析得出,山地植物稳定碳同位素比率(δ13C)在-23‰~-29‰之间,平均值为-26.3‰;绿洲植物在-26‰~-30‰之间,平均值为-27.2‰;荒漠植物在-23‰~-28‰和-12‰~-15‰两个范围,平均值分别为-26.0‰和-13.8‰,严酷生境植物δ13C 值较高.同种植物在不同生境下的δ13C值,也表现为较差生境高于较好生境.荒漠河岸林树种胡杨(Populus euphratica)柳树形叶的δ13C值低于杨树形叶.无论是山区还是荒漠区,随着海拔高度增加,有些植物稳定碳同位素辨别力(Δ)减小,有些变化不明显,青海云杉(Picea crassifolia)的△值随着海拔升高线性递减显著.研究得出,荒漠植被中高水分利用效率(WUE)的C4植物占有一定比例.严酷生境下植物WUE高于较好生境.胡杨长条形叶的WUE最低,圆形叶的最高,由幼苗时期的柳树形叶向杨树形叶的演变中WUE在提高.青海云杉为黑河上游山区环境变化的重要指示植物.同种植物过高的δ13C值指示着植物的衰退和生境的严重胁迫.植物适应干旱环境是沿着有利于提高水分利用效率的方向发展.  相似文献   

12.
化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐,引起大气中CO2浓度的大幅度增加,同时由于Suess效应,大气CO2中的δ13C在不断地下降。植物中δ13C的变化是大气CO2浓度和同位素比值变化的敏感指示器。文中利用树木年轮δ13C序列和植物碳同位素分馏模型,尝试恢复了新疆阿勒泰地区近440年来大气δ13C的变化。结果表明,1850年之前,从树木年轮δ13C序列恢复的大气δ13C相对恒定在-6.60‰(R2=0.052),而1850年之后,该大气δ13C明显降低(R2=0.65),平均约为-7.04‰,平均年降低0.0084‰。这一结果高于从冰芯气泡所恢复的大气δ13C,1850年~1981年冰芯大气δ13C平均年降低约0.00657‰这可能与从树木年轮δ13C序列恢复的大气δ13C有更高的分辨率及树木生长点大气δ13C不同于全球大气δ13C值有关。  相似文献   

13.
蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)是南海北部重要的经济鱼类之一。根据2019年9—10月在南海北部陆架区采集的样品,利用稳定同位素分析蓝圆鲹的营养生态位变化。结果表明:以长肋日月贝作为营养级计算的基线,蓝圆鲹营养级范围2.77~4.19,平均值为3.81;δ15N值范围7.29‰~12.10‰,平均值为10.83‰;δ13C值范围-19.32‰~-16.10‰,平均值为-17.94‰;δ15N与δ13C值呈正相关;δ15N和δ13C值随体长增大而升高,在约100 mm体长附近达到峰值,后趋于稳定并略有下降;C/N值随体长增大而降低,至约100 mm体长达到最低值,后略有升高;不同水深样品的C/N值无显著性差别(P>0.05);在对大体长样品(≥140 mm)分析发现,雌性蓝圆鲹的δ15N值显著高于雄性(P<0.05),但δ13C值和C/N值无显著差别(P>0.05)。  相似文献   

14.
以稳定性碳同位素比(δ13C)鉴别禾本科、莎草科、苋科和萝摩科共46种植物的光合作用途径,发现了36种新的C4植物(δ13C-10.43到-13.66‰)和1种CAM植物(δ13C-15.24‰)。根据Hattersley区分C4植物三种亚类型的不同δ13C值,提出在36种C4中有8种具δ13C值-10.4到-10.9‰者是NADP-ME型,6种具δ13C值-13‰左右的是NAD-ME型,其余种类可能是NADP-ME或PCK型。  相似文献   

15.
采取人工控制实验,探讨了6种C3、C4草本植物在昼/夜温度指标为20/12℃!36/28℃的范围内植物碳同位素组成(δ13C)及其对温度变化的响应,并结合植物比叶面积(SLA)、胞间CO2浓度(ci)与环境CO2浓度(ca)的比值、碳同化率(净光合速率Pn/胞间CO2浓度ci)等光合生长指标对植物δ13C的影响进行了分析。结果表明:所有C3、C4植物样品的δ13C值分别变化在-28.3‰!-32.1‰和-14.4‰!-17.6‰之间;在C3植物中,油菜δ13C值分布范围最集中,位于-31.1‰!-32.1‰之间;C4植物中,谷子δ13C值分布范围最窄。在控制的温度范围内,3种C3植物的平均δ13C值随温度升高而显著变低,而C4植物δ13C平均值与温度呈先增大后减小的抛物型关系,但线性回归结果未达到显著水平(P0.05)。单个植物种的δ13C值对温度的响应不同,茄子、高粱的δ13C值与温度呈线性负相关,其它4种植物与温度均呈二次抛物线关系,这可能与不同植物种具有不同的光合最适温度以及植物δ13C分馏对温度变化的敏感程度不同有关。  相似文献   

16.
不同生活型绿化植物叶片碳同位素组成的季节特征   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
通过测定北京地区不同生活型绿化植物叶片的碳同位素组成(δ13C值),从植物种和生活型两个方面研究植物水分利用效率的自然可变性。结果表明:所测定的75种植物(隶属于35科65属)的叶片的δ13C值变幅,春季为-30.7‰--23.4‰,夏季为-31.5‰--25.1‰,秋季为-31.4‰--23.9‰;落叶灌木种间差异不显著(p=0.114),而常绿乔木(p=0.005)、落叶乔木(p0.001)、常绿灌木(p=0.022)、草本植物(p0.001)和藤本植物(p=0.001)的种间差异显著或极显著;同一生活型植物叶片的δ13C季节差异显著,春季叶片的δ13C值显著大于夏秋两季(常绿乔木除外),不同生活型植物叶片的δ13C值在春、夏、秋3个季节差异都达到了极显著水平(春季p=0.001、夏季p0.001、秋季p0.001),且叶片的δ13C值表现出乔木树种灌木树种藤本植物草本植物、常绿植物落叶植物的规律。因此,植物种和生活型均会引起植物叶片δ13C值的变化,但δ13C受生活型变化的影响较大,表明不同生活型植物的水分利用效率具有明显差异。  相似文献   

17.
基于稳定碳同位素对北京西山侧柏林生态系统呼吸进行定量拆分,能够为该地区森林生态系统碳交换研究奠定基础。本研究采用光谱技术对森林不同高度处CO2浓度和δ13C值进行连续观测,同时采用土壤气室和枝条气室测定地下呼吸和地上呼吸的δ13C值,求得生态系统呼吸各组分比例。结合土壤呼吸通量的测定,实现对生态系呼吸的定量区分。结果表明: 森林生态系统各呼吸组分夜间δ13C值呈波动变化,植物地上呼吸δ13C值变化范围为-31.74‰~-23.33‰,土壤地下呼吸δ13C值变化范围为-32.11‰~-27.74‰,生态系统呼吸δ13C值介于二者之间。夜间平均土壤呼吸通量为1.70 μmol·m-2·s-1,占生态系统总呼吸的47%~91%;夜间地上呼吸量的平均值为0.72 μmol·m-2·s-1,对生态系统总呼吸的贡献较小。由同位素混合模型推算求得的日间呼吸变异大于温度响应模型的结果,其平均值分别为2.31和2.28 μmol·m-2·s-1。  相似文献   

18.
目前, 在中国区域关于植物碳稳定性同位素组成(δ13C)已经有了很多的研究, 同时, δ 13C作为植物水分利用效率(WUE)的替代指标, 得到了越来越广泛的应用。而这些研究多集中在站点或小的区域尺度, 那么在整个中国区域尺度上, δ13C能否作为植物WUE的替代指标值得探讨。该文通过对文献资料的收集整理, 研究了中国区域187个采样点478种C3植物叶片的δ13C, 统计分析结果表明δ13C的变化范围为-33.50‰- -22.00‰, 均值为-(27.10 ± 1.70)‰。在乔木、灌木和草本3种不同的生活型间, 叶片δ13C的差异达到极显著水平, 其中以草本的δ13C最高, 乔木最低, 这与在站点或小的区域尺度上的研究结果不同。对不同系统发育类型的植物而言, 种子植物的δ13C极显著地大于蕨类植物; 祼子植物与被子植物间的差异未达到显著水平; 单子叶植物极显著地大于双子叶植物。叶片δ13C值随经度的变化没有明显的规律, 但是随纬度的增加, δ 13C极显著地升高。随年均温度和年均降雨量的降低, 叶片δ13C值极显著升高。年均降雨量与δ13C间的这种极显著的负相关关系, 与WUE和降水量间的关系一致, 这表明在大的区域尺度上, δ13C可以作为植物WUE的指示指标。  相似文献   

19.
选取甘肃、宁夏及内蒙古油松(Pinus tabulaeformis)10个天然种群, 通过测定油松叶片稳定碳同位素组成(δ13C)和元素含量等特征, 分析了油松叶片δ13C特征及其与环境气候因子和叶片矿质元素含量之间的关系。研究结果表明, 油松叶片δ13C的变化范围在-28.68‰ - -25.02‰之间, 平均值为-26.82‰; 油松叶片δ13C值与海拔、经度之间相关性不显著, 与纬度之间呈显著正相关, 与年降水量、年平均温度之间均呈显著负相关, 说明年平均温度和年降水量是决定油松13C分馏能力差别及生长的主要限制因子; 叶片元素N、P、K、Si、Ca、Fe含量与δ13C值有明显的相关性, 其中叶片N、P、K含量与δ13C值显著负相关, Si、Ca、Fe含量与δ13C值显著正相关, 可见不同种群间δ13C组成差异可反映植物营养元素含量的变化状况。不同生境条件下环境气候因子和矿质元素含量的这种响应模式在一定程度上反映和影响了以油松为建群种和优势种的生态系统的δ13C变化特性。  相似文献   

20.
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   

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