Branching and metabolic exponents in seven woody plants

West、Brown和Enquist提出的植物分形网络模型(简称WBE模型)认为: 植物的分支指数(1/a, 1/b)决定植物的代谢指数, 当分支指数1/a、1/b分别为理论值2.0、3.0时, 代谢速率与个体大小的3/4次幂成正比, 但是恒定的3/4代谢指数并不能全面地反映植物的代谢情况。基于分支指数的协同变化, Price、Enquist和Savage对WBE模型进行扩展, 提出植物分支参数协同变化模型(简称PES模型)。该文借助于PES模型分析了7种木本植物的分支指数和代谢指数。结果表明: 物种间叶面积与叶生物量呈异速生长关系, 基于叶面积得到的分支指数1/a和代谢指数θ在物种间无显著差异, 基于叶生物量得到的分支指数1/a、1/b和代谢指数θ在物种间均存在显著差异, 但基于叶面积和叶生物量分别拟合出的整体分支指数1/a、1/b和代谢指数θ与理论值均无显著差异, 且用叶面积作为代谢速率的替代指标比用叶生物量分析得出的代谢指数与理论值更接近。今后研究应当关注植物叶面积与叶生物量的异速生长关系对植物代谢速率及相关功能特性的影响。     

沙柳丛生枝代谢指数的龄级效应

新陈代谢速率是植物最基本的生物学速率,与地表植被的水碳代谢过程密切相关.表征代谢速率及其替代指标(如叶生物量等)与个体大小间相关生长关系的代谢指数是生态学研究的一个热点,WBE模型论证的3/4恒定代谢指数最为经典,但也饱受争议.本研究以毛乌素沙地南缘沙柳为对象,检验了WBE模型的可用性,揭示代谢指数随丛生枝生长发育的变化规律.结果表明: 基于叶生物量和茎叶生物量估计的沙柳丛生枝代谢指数α为0.97,显著大于WBE模型的恒定指数3/4;分支半径指数1/a和分支长度指数1/b分别为2.67和3.83,均显著大于理论值2.0和3.0.分龄级估计的丛生枝分支半径指数和分支长度指数分别为2.64～3.24和2.86～4.30,各龄级代谢指数的估计值和计算值分别为1.01～1.29和0.94～1.13,龄级差异均不显著.斜率异质性检验表明,不同龄级的丛生枝共有代谢指数估计值1.08和计算值1.00、分支半径指数2.84和分支长度指数3.35,均显著大于理论值.在各龄级丛生枝共有代谢指数1.08下,代谢常数在y轴上的负向漂移幅度随龄级增加而显著增大.尽管枝龄未引起沙柳丛生枝代谢指数的显著变化,但在给定大小的枝条上,大龄枝较低龄枝的代谢活性下降明显.     

植物代谢速率与个体生物量关系研究进展

植物的各项生理生态功能（例如,呼吸、生长和繁殖）都与个体生物量成异速生长关系。West, Brown及Enquist基于分形网络结构理论所提出的WBE模型认为：植物的代谢（呼吸）速率正比于个体生物量的3/4次幂。然而,恒定的“3/4异速生长指数”与实测数据、植物生理生态学等研究之间存在矛盾,引发激烈的争论。论文分析了不同回归方法对代谢指数的影响,重点对植物代谢速率与个体生物量异速生长关系研究进展进行了综述,分析并得出了植物代谢指数在小个体时接近1.0,并随着生物量的增加而系统减小,且其密切依赖于氮含量的调控的结论。据此,提出了进一步深入研究植物代谢速率个体生物量关系需要解决的一些科学问题。     

上海辰山植物园不同生活型木本植物枝叶大小关系的比较

植物枝叶生长普遍存在显著的正相关关系，决定了植物构型塑造和生物量分配。以上海辰山植物园149种木本植物为对象，通过测定顶枝上70 cm长枝条的直径、叶面积及其生物量，比较相同生境条件下不同生活型木本植物的枝叶大小关系。结果表明，枝条截面积与总叶面积间呈异速生长关系（a=1.148 6，CI=1.000 6~1.302 3），枝条干重与叶干重间呈等速生长关系（a=1.054 2，CI=0.921 3~1.205 6），不同生活型均具有相同的斜率系数a。不同生活型的异速生长常量b（y轴截距）存在显著差异，相同枝条截面积下落叶乔木比常绿乔木和常绿灌木具有更大的叶面积，相同枝条干重下常绿乔木和落叶乔木比常绿灌木具有更大的叶干重。这可能与不同生活型木本植物水分竞争效率和叶建成成本差异有关。     

浙江沿岸春秋季小黄鱼生长异质性

为更精准地掌握浙江沿岸春秋季小黄鱼生长动态,本文利用2014—2019年春季(4月)和秋季(11月)在浙江沿岸海域底拖网调查资料,通过构建一个广义线性模型(GLM)和9个线性混合效应模型(LMEM)来研究小黄鱼生长的异质性。结果表明:小黄鱼平均体长为124.12 mm(15～210 mm),优势组为110～140 mm;平均体重为33.28 g(0.04～156.2 g),优势组为30～50 g。根据AIC最小准则,同时具有季节和水域对生长参数a、b随机效应的LMEM模型最优,且交叉验证的结果也表明此模型的预测效果最佳。在最优模型中,生长参数a的固定值为0.61×10^-4,加入季节和水域随机效应后a值为0.32×10^-4～1.91×10^-4,b的固定值为2.73,加入季节和水域随机效应后b值范围为2.49～2.86,表明小黄鱼为负异速生长,季节和水域对小黄鱼体长与体重关系有显著影响。从季节上来看,春季小黄鱼生长速度快于秋季,从水域分布来看,离岸距离越短的水域小黄鱼生长速度越快。     

利用直接法和间接法测定针阔混交林叶面积指数的季节动态

利用光学仪器法能够快速、高效地测定森林生态系统的叶面积指数(leaf area index, LAI)。然而, 评估该方法测定针阔混交林LAI季节动态准确性的研究较少。该研究基于凋落物法测定了小兴安岭地区阔叶红松(Pinus koraiensis)林LAI的季节动态, 其结果可代表真实的LAI。参考真实的LAI, 对半球摄影法(digital hemispherical photography, DHP)和LAI-2000植物冠层分析仪测定的有效叶面积指数(effective LAI, L_e)进行了评估。首先对DHP测定LAI过程中采用的不合理曝光模式(自动曝光)进行了系统校正。同时, 测定了光学仪器法估测LAI的主要影响因素(包括木质比例(woody-to-total area ratio, α)、集聚指数(clumping index, Ω_E)和针簇比(needle-to-shoot area ratio, γ_E))的季节变化。结果表明: 3种不同方法测定的LAI均表现为单峰型的季节变化, 8月初达到峰值。从5月至11月, DHP测定的L_e比真实的LAI低估50%-59%, 平均低估55%; 而LAI-2000植物冠层分析仪测定的L_e比真实的LAI低估19%-35%, 平均低估27%。DHP测定的L_e 经过自动曝光, α、Ω_E和γ_E校正后, 精度明显提高, 但仍比真实的LAI低估6%-15%, 平均低估9%; 相对而言, LAI-2000植物冠层分析仪测定的L_e经过α、Ω_E和γ_E校正后, 精度明显提高, 各时期与真实的LAI的差异均小于9%。研究结果表明, 考虑木质部和集聚效应对光学仪器法的影响后, DHP和LAI-2000植物冠层分析仪均能相对准确地测定针阔混交林LAI的季节动态, 其中, DHP的测定精度高于85%, 而LAI-2000植物冠层分析仪的测定精度高于91%。     

基于高光谱遥感的小麦叶干重和叶面积指数监测

生物量和叶面积指数(LAI)是描述作物长势的重要参数, 叶干重和LAI的实时动态监测对小麦(Triticum aestivum)生长诊断和管理调控具有重要意义。为分析多种高光谱参数估算小麦叶干重和LAI的效果, 建立小麦叶干重和LAI的定量监测模型, 该研究连续3年采用不同小麦品种进行不同施氮水平的大田试验, 于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定叶片叶干重和LAI。试验结果显示, 小麦叶干重和LAI随施氮水平的提高而增加, 随生育进程呈单峰动态变化模式。小麦叶干重和LAI与光谱反射率间相关性较好的区域主要位于红光波段(590~710 nm, r<-0.60)和近红外波段(745~1 130 nm, r>0.69)。对于不同试验条件下的叶干重和LAI, 可以使用统一的光谱参数进行定量反演, 其中基于RVI (810, 560)、FD755、GM1、SARVI (MSS)和TC3等光谱参数的方程拟合效果较好。经不同年际独立试验数据的检验表明, 以参数RVI (810, 560)、GM1、SARVI (MSS)、PSSRb、(R_750-800/R_695-740) -1、VOG2和MSR705为变量建立的叶干重和LAI监测模型均给出较好的检验结果。因此, 利用关键特征光谱参数可以有效地评价小麦叶片生长状况, 尤其是光谱参数RVI (810, 560)、GM1和SARVI (MSS)可以对不同条件下小麦叶干重和LAI进行准确可靠的监测。     

WBE 模型及其在生态学中的应用：研究概述

介绍了WBE模型,综述了该模型在生态学中的应用进展。WBE模型,以及以该模型为基础的MTE模型,假设生物体为自相似分形网络结构,提出代谢速率和个体大小之间存在3/4指数关系,分别预测了从个体到生物圈多个尺度上的生物属性之间的异速生长关系,而且部分得到了验证。WBE模型的应用涵盖了个体组织生物量、年生长率,种群密度和生态系统单位面积产量、能量流动率等多个方面;即使在生物圈大尺度上,WBE模型也可用来预测试验中无法直接测量的特征变量的属性,如全球碳储量的估算等。至今,关于WBE和MTE模型仍然存在各种褒贬争论,讨论焦点主要集中于模型建立的前提假设以及权度指数的预测。今后的研究工作应规范试验技术和方法,考虑物种多样性和环境等因素的影响,提出符合各类生物的模型结构体系,使其具有更广泛的应用性和预测性。     

利用随机效应模型模拟东北三省胡桃楸地位指数

通过精确模拟东北三省胡桃楸多形地位指数混合效应模型,为胡桃楸立地质量评价提供科学依据,本研究在辽宁、吉林和黑龙江三省23个典型区域内,采用样圆法布设样地197块,测定样地内胡桃楸树高-年龄数据,共得到数据1537组,同时将立地因子进行划分和赋值,应用方差分析和模型拟合进行计算。结果表明: 坡位是影响胡桃楸优势木生长最显著的因素,其次为土壤深度、坡度和坡向等;对8种常见基础模型进行拟合与分析,发现逻辑斯蒂模型H=a/[1+exp(b+cA)]为最优基础模型(R²=0.70),平均绝对误差(MAE)为2.52;对4种主要影响因素进行随机组合,得到随机组合因素最优地位指数模型M_8.15,其R²=0.90,提高了基础模型的拟合精度;采用K均值聚类分组法进一步将初始的立地类型划分为6个立地类型组,按6个立地类型组建立的非线性混合效应模型M_final,即H=(20.1837+u_i)/[1+exp (1.7352-0.0961A)]+ε_ij,其R²=0.92,AIC=912.65,模型的拟合度和精确度显著提高,可以用于东北三省复杂立地类型下胡桃楸立地质量的准确评价。     

千烟洲针叶林的比叶面积及叶面积指数

根据实测数据计算了湿地松(Pinus elliotii)、马尾松(P. massoniana) 和杉木(Cunninghamia lanceolata)不同年龄、不同类型叶片的生物量和比叶面积,并结合样地调查数据和相对生长方程计算了中国科学院千烟洲试验站20年生湿地松林、马尾松林、杉木林和针叶混交林的叶面积指数。根据拟合结果,选择如下方程计算3个树种的叶生物量:湿地松W=12.074 1D^{2.151 5}、马尾松W=6.972 7D^{2.197 3}和杉木W=5.261 9D^{2.302 7}。湿地松林的叶生物量(0.822 kg·m^-2)最大,其次为针叶混交林(0.679 kg·m^-2),马尾松林和杉木林相差不大(分别为林0.528和0.572 kg·m^-2)。不同树种、不同年龄、不同类型叶片的比叶面积比较发现,新叶的比叶面积大于老叶,三针一束叶的比叶面积略大于两针一束叶,马尾松的平均半比表面积(8.62 m²·kg^-1)大于湿地松(6.04 m²·kg^-1)和杉木(7.91 m²·kg^-1)。胸径与单木叶片半表面积之间的经验方程为:湿地松LA=0.073D^{2.151 5}、马尾松LA=0.060D^{2.197 3}和杉木LA=0.042D^{2.302 7}。据此计算湿地松林的叶面积指数为5.03,马尾松林和杉木林为4.31,针叶混交林为4.77,该结果比利用CI-110植被冠层数字图像仪测得的结果偏大。     

光响应曲线的指数改进模型与常用模型比较

光响应曲线的参数是研究植物生理状态的重要指标, 常用的光响应曲线模型无法准确地计算出光饱和点和最大净光合速率。该文利用光响应曲线新模型——指数改进模型、直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型和指数模型, 拟合高粱(Sorghum bicolor)、苋(Amaranthus tricolor)、大麦(Hordeum vulgare)和半夏(Pinellia ternata)的光响应曲线, 并随机选取部分数据进行检验, 得到了各模型计算出的主要生理参数, 并对这些数据进行了比较分析, 讨论了各模型之间的优缺点和准确性, 描述了C₃、C₄植物光响应的适宜性。结果表明, 基于C₃植物得到的指数改进模型和直角双曲线修正模型能较准确地计算出C₃、C₄植物饱和光强和最大净光合速率, 并在描述光响应曲线时比另外3个模型具有更高的精确性和适宜性。实验结果可为光响应曲线模型在C₃和C₄光合途径植物中的应用提供参考。     

准噶尔荒漠早春短命植物的光合特性及生物量分配特点

准噶尔荒漠分布的早春短命植物不仅具有十分独特的生物学特点,而且在荒漠植物群落演替、物种多样性维持及土壤改良与防治水土流失等方面具有重要的生态学价值。该文运用Li-6400开放式气体交换光合作用测定系统,对分布于准噶尔荒漠的16种早春短命植物生长盛期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)等特征进行了测定,并对其中7种植物与生长相关的生物量分配特征进行了分析。结果表明:1)16种植物的最大P_n、 最大T_r及WUE分别为8.07~35.96 μmol CO₂·m^-2·s^-1、3.16~29.64 mmol H₂O·m^-2·s^-1、0.54~4.26 μmol CO₂·mmol^-1H₂O;种间最大P_n与最大气孔导度(Stomatal conductance, G_s)之间存在正相关关系,其相关系数为0.77(p<0.05),线性回归斜率为26.36 μmol·mmol^-1;从光合速率对胞间CO₂浓度及光量子通量密度的响应曲线来看,这类植物的表观CO₂补偿点均在4~5 Pa之间(28~30 ℃),表观羧化效率为0.64~1.86 μmol CO₂·m^-2·s^-1·Pa^-1,表观量子效率为0.05~0.06。2)从生物量分配来看,所测植物的个体生物量为0.05~0.39 g;单株总叶面积为 3.24~51.40 cm²;单位叶面积干重为0.40~0.77 g·m^-2,根在总生物量中所占比例为5.72%~19.43%,单株叶面积比在2.92~9.00 m²·kg^-1之间。种间根所占生物量的比与对应的WUE之间的比较分析结果表明,二者之间存在显著的正相关关系,其相关系数r为0.93(p<0.01)。这些结果表明,所观测的早春短命植物具有典型的C₃植物特征,相比其它类型的荒漠植物具有较高的单位叶面积P_n、高T_r及低WUE,并且在生长发育过程中表现出很低的根/地上生物量比、较高的叶面积比和单位叶面积干重,说明它们具有相对高的生长速率,这与其生长发育节律相一致,反映了它们与准噶尔荒漠环境相适应的特点。     

玉米地土壤呼吸作用对土壤温度和生物因子协同作用的响应

基于2005年玉米(Zea mays)生长季土壤呼吸作用及其影响因子的动态观测资料,分析了玉米地土壤呼吸作用的日和季动态及其对土壤温度和生物因子协同作用的响应。结果表明,玉米地土壤呼吸作用的日变化为不对称的单峰型,其最小值和最大值分别出现在6∶00~7∶00和13∶00左右;玉米生长季中,土壤呼吸速率波动较大,其均值为3.16 μmol CO₂·m^-2·s^-1,最大值为4.87 μmol CO₂·m^-2·s^-1,出现在7月28日,最小值为1.32 μmol CO₂·m^-2·s^-1,出现在5月4日。在土壤呼吸作用日变化中,土壤呼吸速率(SR)与10 cm深度土壤温度(T)呈显著的线性关系:SR=αT+β。在整个生长季节,玉米净初级生产力(NPP)与直线斜率(α)呈显著正相关,生物量(B)也明显影响直线的截距(β)。基于此,建立了玉米地土壤呼吸作用动态模型SR=(aNPP+b)T+cB²+dB+e。土壤呼吸作用季节变化的大部分(97%)可以由土壤温度、NPP和生物量的季节变化来解释。当仅考虑土壤温度对土壤呼吸作用的影响时,指数方程会过大或过小地估计了土壤呼吸强度。该文的结果强调了生物因子在土壤呼吸作用季节变化中的重要作用,同时指出土壤呼吸作用模型不仅要考虑土壤温度的影响,在生物因子影响土壤呼吸作用的温度敏感性时,还应该把生物因子纳入模型。     

引起蓝莓茎溃疡病的葡萄座腔菌属Botryosphaeria二新种

在我国华南地区发现了两个引起蓝莓茎溃疡病的Botryosphaeria新种,即B. dolichospermatii和B. fujianensis,本研究对这两个物种进行了详细的形态学描述,并制作了图版。基于ITS、LSU、tef1-α和TUB等4个基因片段的综合系统学分析,B. dolichospermatii和B. fujianensis形成独立的分支,并与Botryosphaeria其他物种形成姐妹群;形态学特征也与系统发育关系较近的物种有明显区别。柯赫氏法则检验表明B. dolichospermatii和B. fujianensis均为蓝莓枝干溃疡病的病原菌。     

贵州普定喀斯特次生林乔灌层地上生物量

生物量是植物群落最重要的特征之一, 也是研究生态系统基本过程和功能的重要参数。我国西南喀斯特山地次生林是退化生态系统恢复过程中的重要阶段, 其生境特殊, 乔灌层种类繁杂且生长形态多样, 物种间体积质量密度差异悬殊, 生物量测定极为困难。所以, 有关其生物量的基础资料极为缺乏。该文根据对普定喀斯特生态站的窄叶石栎(Lithocarpus confinis)+云南鼠刺(Itea yunnanensis)林、圆果化香(Platycarya longipes)+云南鼠刺林、圆果化香+槲栎(Quercus aliena)林3个主要次生森林类型的样地调查资料, 采用样木回归模型法和收获法, 研究了群落乔灌层地上生物量及其分配格局。利用172株样木数据建立了圆果化香、窄叶石栎、云南鼠刺、刺楸(Kalopanax septemlobus)、安顺润楠(Machilus cavaleriei)、槲栎、香叶树(Lindera communis)、川钓樟(Lindera pulcherrima var. hemsleyana)、异叶鼠李(Rhamnus heterophylla)、倒卵叶旌节花(Stachyurus obovatus)、薄叶鼠李(Rhamnus leptophylla)、贵州花椒(Zanthoxylum esquirolii)、竹叶椒(Zanthoxylum planispinum)、铁仔(Myrsine africana)和刺异叶花椒(Zanthoxylum dimorphophyllum var. spinifolium)15个主要树种的分种生物量回归模型。同时, 利用这些样木建立了3个不同胸径(D)组(D＜1 cm、1 cm≤D≤5 cm和D>5 cm)的生物量回归模型。通过进一步分种和分组的计算得出: 这3个次生乔木林的乔灌层地上生物量分别为85.6×10³、65.3×10³和115.2×10³ kg·hm^-2; 层次分配上, 3个样地的乔木层地上生物量占绝对优势, 分别约占乔灌层地上生物量的98.5%、96.6%和99.0%; 径级分配上, 3个样地的生物量主要集中在大径级(D≥10 cm)的个体上; 物种分配上, 3个样地的生物量排序前10位的物种分别约占乔灌层地上生物量的99.3%、97.3%和99.0%, 并集中分配在少量优势树种中。     

祁连山中部优势灌木物种叶功能性状参数变化特征

植物叶功能性状是连接植物与外界环境的重要桥梁,是探索植物适应环境、进行全球气候变化研究的指标,也是生态水文模型重要的输入参数。通过高时间分辨率样品的采集结合图像处理技术,对祁连山中部优势物种金露梅(Dasiphora fruticosa)和鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)叶功能性状变化特征进行研究,结果表明：叶面积(LA)从生长初期到生长末期发生明显变化,且2020年6—7月初灌木叶面积变化最为明显;比叶面积(SLA)分别在76—157 cm²/g之间和120—217 cm²/g之间,金露梅SLA平均值(123 cm²/g)<鬼箭锦锦鸡儿SLA平均值(176 cm²/g);在生长初期金露梅的叶面积指数(LAI)明显大于鬼箭锦鸡儿,金露梅和鬼箭锦鸡儿的叶面积指数随时间的变化都符合三次函数;生物量与基径和高度的乘积呈显著性相关,最优回归模型均为幂函数;地上生物量与叶功能性状参数在不同阶段的模拟方程均不同,地上总生物量与叶生物量在生长期的最优选择模型分别呈S型函数和幂函数,金露梅的单株地...     

黑龙江省红松人工林枝条分布数量模拟

基于黑龙江省佳木斯市孟家岗林场的12块样地65株人工红松解析木的955个枝解析数据,以Poisson回归模型和负二项回归模型作为备选模型,构建了人工红松二级枝条数量分布模型,并采用AIC、Pseudo-R²、均方根误差(RMSE)和Vuong检验对模型的拟合优度进行比较.结果表明: 每轮一级枝条分布数量集中在3~5个,均值为4个,一级枝条分布数量与人工红松自身的枝条属性相关.一级标准枝上二级枝条分布的离散程度较大,利用全部子回归技术构建二级枝条分布数量模型,最终选择以负二项回归模型为基础的E(Y)=exp(β₀+β₁lnRDINC+β₂RDINC²+β₃HT/DBH+β₄CL+β₅DBH)作为二级枝条分布数量最优预测模型(β为参数;RDINC为相对着枝深度;HT为树高;DBH为胸径;CL为冠长).最优模型的Pseudo-R²为0.79,平均偏差接近于0,平均绝对偏差<7.对于所建立的模型,lnRDINC、CL和DBH的参数为正值,RDINC²和HT/DBH的为负值,随着RDINC增大,在树冠内二级枝条分布数量存在最大值.总的来说,所建立的人工红松二级枝条分布数量模型的预测精度为96.4%,可以很好地预估该研究区域人工红松二级枝条分布数量,为以后枝条的光合作用和生物量的研究提供了理论基础.     

山西关帝山森林群落物种、谱系和功能多样性海拔格局

探索和揭示生物多样性的空间格局和维持机制是生态学和生物地理学研究的热点内容, 但综合物种、系统进化和功能属性等方面的多样性海拔格局研究很少。该文以关帝山森林群落为研究对象, 综合物种、谱系和功能α和β多样性指数, 旨在初步探讨关帝山森林群落多样性海拔格局及其维持机制。研究结果表明: 随着海拔的升高(1 409-2 150 m), 关帝山森林群落物种丰富度指数(S)、谱系多样性指数(PD)和功能丰富度指数(FRic)整体上表现出上升的趋势, 特别是海拔1 800 m以上区域。随着海拔的升高, 总β多样性(β_total)和更替(β_repl)上升趋势明显, 而丰富度差异(β_rich)则逐渐下降。不同生活型植物的物种、谱系和功能多样性海拔格局差异较大。随着海拔的升高, 草本植物S和物种多样性指数(H′)上升趋势高于木本植物。影响草本植物S分布的主要因素是地形因子, 而影响木本植物S分布的主要因素是历史过程。随着海拔的升高, 木本植物β_total上升趋势要比草本植物明显。随着海拔的升高, 木本植物β_repl和β_rich分别表现出单峰格局和“U”形格局, 而草本植物β_repl和β_rich则分别表现出单调递增和单调递减的格局。随着环境差异和地理距离的增加, 群落间物种、谱系和功能β多样性显著增加。环境差异(环境过滤)对木本植物的β多样性具有相对较强的作用; 而环境差异(环境过滤)和地理距离(扩散限制)共同作用于草本植物的β多样性。     

紫茎泽兰和飞机草的形态、生物量分配和光合特性对氮营养的响应

比较研究了紫茎泽兰(Ageratina adenophora)和飞机草(Chromolaena odorata)的形态、生物量分配、生长和光合特性对氮营养的可塑性反应,探讨其与入侵性的关系。结果表明:1) 两种入侵植物对氮营养变化表现出很高的可塑性。随供氮量的增加,两种植物的根冠比、根生物量比降低,叶生物量比(LMR)、叶面积比和叶根比升高。低氮时,增加吸收器官的生物量分配,有利于养分吸收;高氮时,更多的生物量投入同化器官,有利于碳积累。相比之下紫茎泽兰对氮素的适应性更强。2) 两种入侵植物偏好较高的氮营养环境,土壤氮含量升高利于紫茎泽兰和飞机草的入侵。在较大的氮范围内,其相对生长速率(RGR)、总生物量、株高、分枝数、叶面积指数、最大净光合速率和光合色素含量都随供氮量的增加而显著增加,过量氮素对上述参数的抑制不显著。在本地种基本停止生长的干季,紫茎泽兰和飞机草仍维持较高的RGR,这与它们的入侵性密切相关。3) 在决定RGR对氮营养的响应过程中,平均叶面积比和净同化速率同等重要。LMR对两种植物的RGR有重要的影响,是决定处理间和种间RGR差异的重要因素。随氮素的增加,紫茎泽兰的比叶面积(SLA)降低,飞机草的SLA升高,但在所有氮水平下,前者的SLA都高于后者,紫茎泽兰SLA的变化规律更利于植物适应氮环境。     

Measuring seasonal dynamics of leaf area index in a mixed conifer-broadleaved forest with direct and indirect methods

利用光学仪器法能够快速、高效地测定森林生态系统的叶面积指数(leaf area index, LAI)。然而, 评估该方法测定针阔混交林LAI季节动态准确性的研究较少。该研究基于凋落物法测定了小兴安岭地区阔叶红松(Pinus koraiensis)林LAI的季节动态, 其结果可代表真实的LAI。参考真实的LAI, 对半球摄影法(digital hemispherical photography, DHP)和LAI-2000植物冠层分析仪测定的有效叶面积指数(effective LAI, L_e)进行了评估。首先对DHP测定LAI过程中采用的不合理曝光模式(自动曝光)进行了系统校正。同时, 测定了光学仪器法估测LAI的主要影响因素(包括木质比例(woody-to-total area ratio, α)、集聚指数(clumping index, Ω_E)和针簇比(needle-to-shoot area ratio, γ_E))的季节变化。结果表明: 3种不同方法测定的LAI均表现为单峰型的季节变化, 8月初达到峰值。从5月至11月, DHP测定的L_e比真实的LAI低估50%-59%, 平均低估55%; 而LAI-2000植物冠层分析仪测定的L_e比真实的LAI低估19%-35%, 平均低估27%。DHP测定的L_e 经过自动曝光, α、Ω_E和γ_E校正后, 精度明显提高, 但仍比真实的LAI低估6%-15%, 平均低估9%; 相对而言, LAI-2000植物冠层分析仪测定的L_e经过α、Ω_E和γ_E校正后, 精度明显提高, 各时期与真实的LAI的差异均小于9%。研究结果表明, 考虑木质部和集聚效应对光学仪器法的影响后, DHP和LAI-2000植物冠层分析仪均能相对准确地测定针阔混交林LAI的季节动态, 其中, DHP的测定精度高于85%, 而LAI-2000植物冠层分析仪的测定精度高于91%。