环境因子对海岛植物茎、叶功能性状的影响

植物功能性状与环境之间的关系是功能性状研究的重点,海岛作为独特的生态系统,其植物功能性状必然和大陆存在差异。为了明确海岛植被的生态适应机制,该文以平潭岛森林群落为研究对象,通过测定茎、叶10个功能性状,以及地形和土壤9个环境因子,探讨了植物功能性状之间的权衡关系,分析了环境因子对海岛植物功能性状的影响。结果表明:(1)比叶面积(SLA)与叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)呈正相关,与叶厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)、茎组织密度(STD)、叶碳含量(LCC)呈负相关; LDMC与LNC、茎氮含量(SNC)呈负相关; LT与STD呈正相关,与LNC和LPC呈负相关; LPC与LNC、SNC呈正相关;茎和叶C、N含量均呈正相关。(2)土壤有机质和TN是海岛植物功能性状的主要土壤影响因子。然而,由于土壤中磷含量的缺乏,LNC、茎磷含量(SPC)、SNC均与土壤全磷呈正相关; LDMC与土壤全氮呈正相关;STD与土壤有机质呈正相关; SLA随着土壤pH的增加而增加。(3)坡位和坡度是海岛植物功能性状的主要地形影响因子。SLA、SPC随着海拔上升而下降; STD、LDMC随着海拔和坡度增大而增大; LNC、LPC阴坡大于阳坡。该研究为海岛植被修复和重建提供了参考依据。     

长白山不同演替阶段森林植物功能性状及其与地形因子间的关系

植物功能性状是近年来生态学研究的热点。不同种群功能性状的差异决定竞争优势,导致群落结构和性质发生改变,进而演替。以长白山森林演替过程中4个阶段的典型群落为研究对象,分析了长白山地区森林不同层次优势种的茎叶功能性状之间的关系、功能性状与地形因子的关系,并对不同演替阶段群落功能性状进行了比较。结果发现,比叶面积(SLA)与叶氮浓度(LNC)和茎磷浓度(SPC)正相关,与叶干物质质量(LDMC)负相关;叶厚度(LT)与LDMC负相关;LNC与LPC、SNC和LDMC呈正相关;茎氮浓度(SNC)与茎磷浓度(SPC)正相关;茎组织密度(STD)与LNC、SNC正相关。通过灰色关联度分析发现,海拔对SLA、LNC、LPC、STD、SPC影响最大;坡向对于LT、LDMC影响最大;坡位对SNC影响最大。各演替群落间的乔木层功能性状均有显著差异,灌木层的功能性状无显著差异,而草本层除了LDMC、LPC、SNC有显著差异外,其它指标均无显著差异;SLA、STD、LNC随演替的进行呈现明显增加趋势,LDMC、LPC随演替呈减少的趋势。LDMC和SLA是能体现群落演替差异的主要功能性状。     

茂兰喀斯特森林不同演替阶段植物叶片功能性状与土壤因子的关系

植物如何改变功能性状来适应环境一直是生态学的研究征点。为探究茂兰喀斯特森林不同演替阶段植物叶片的适应策略，该文以茂兰自然保护区5个不同演替阶段(草本、灌木、灌乔、乔木和顶极群落阶段)优势种为研究对象，测定不同演替阶段的优势植物叶片功能性状与土壤理化性质。结果表明：(1)随着植被正向演替的进行，土壤全氮(STN)含量、土壤有机质(SOM)含量、土壤含水量(SWC)逐渐增加，土壤全磷(STP)含量和土壤全钾(STK)含量先增加后减少，土壤pH值整体呈减小的趋势。(2)随着植被演替的进行，叶面积(LA)、叶干物质含量(LDMC)、叶厚度(LT)和叶片碳含量(LCC)逐渐上升，比叶面积(SLA)与叶片钾含量(LKC)则与之相反，叶片氮含量(LNC)呈先升后降的趋势，叶片磷含量(LPC)呈先降后升的趋势。(3)冗余分析表明，演替初期植物主要分布在土壤pH值高而STK、STP、SWC、SOM、STN相对低的环境中，群落内植物叶片采取高SLA、LNC、LPC,低LA、LDMC、LT、LWC的性状组合，演替晚期植物主要分布在土壤水分和养分含量较高的环境，LDMC、LT、LA、LWC与演替初期相比呈上升...     

井冈山鹿角杜鹃群落灌木层植物叶功能性状对海拔梯度的响应

为揭示鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)群落灌木层植物叶功能性状及其对环境变化的响应趋势,对分布于井冈山不同海拔梯度鹿角杜鹃群落灌木层植物的叶功能性状进行了研究。结果表明,海拔梯度对灌木植物的叶功能性状有显著影响。随海拔的升高,叶片的干物质含量(LDMC)、厚度(LT)、氮含量(LNC)、磷含量(LPC)呈显著上升趋势,比叶面积(SLA)和N/P呈显著下降趋势,而叶大小(LS)呈先上升后下降的变化趋势;灌木植物叶片的LDMC与SLA、LS呈负相关,与LT、LNC、LPC呈正相关;SLA与LT、LNC呈负相关;LS与LT呈负相关;LNC与LPC呈正相关;N/P与LPC呈负相关;环境因子对灌木植物叶功能性状有重要影响,除受海拔的影响外,LPC、N/P还受坡位的影响,LS、LNC则分别还受到坡向和坡度的影响。因此,井冈山地区鹿角杜鹃群落灌木层植物通过改变叶功能性状来适应海拔和其它环境因子的变化。     

长白山森林不同演替阶段植物与土壤氮磷的化学计量特征

以长白山森林不同演替阶段的典型群落为对象,研究了不同层次优势种茎和叶化学计量特征及其与土壤因子的关系,并对不同演替阶段群落化学计量进行了比较.结果表明: 叶氮浓度(LNC)与叶磷浓度(LPC)、茎氮浓度(SNC)呈极显著正相关,与茎磷浓度(SPC)显著正相关;LPC与SNC呈显著正相关,与叶N/P、茎N/P显著负相关;叶N/P与茎N/P呈极显著正相关;SNC与SPC呈极显著正相关;SPC与茎N/P呈极显著负相关.各演替群落间的乔木层化学计量特征均有显著差异,灌木层除了叶N/P差异显著以外,其他指标均无显著差异;随演替的进行, LNC明显增加,而LPC呈减少趋势.通过RDA约束排序分析发现,演替前期植物群落主要受氮素的影响,演替中后期主要受氮磷共同影响,以磷素的作用更为强烈.     

黄土高原子午岭不同森林群落叶功能性状

对黄土高原子午岭地区5种主要森林群落中重要值>0.1的物种叶功能性状进行了比较,结果表明:1)叶干物质含量(LDMC)与比叶面积(SLA)呈负相关;SLA与叶厚度(LT)呈负相关,但与叶氮含量(LNC)和叶磷含量(LPC)呈正相关;LT与LNC、LPC和叶钾含量(LKC)呈负相关;LNC、LPC和LKC三者之间均呈正相关。2)坡位是影响叶大小(LS)、LT、LNC和LKC的主要地形因子,海拔对LPC和SLA的影响最大,而坡向则是影响LDMC的主要因子。因此,叶功能性状之间所呈现的特征及其对立地条件的适应都表现出了植物的生态策略。3)各群落间的乔木层叶功能性状均有显著差异,灌木层的叶功能性状无显著差异,而草本层除了LDMC无显著差异(P>0.05)外,其他叶功能性状均有显著差异,说明群落的叶功能性状的大小取决于群落内物种的叶功能性状及其重要值。     

柴达木盆地荒漠植物功能性状及其对环境因子的响应

植物功能性状是植物适应环境的外在表达，反映了植物在不同环境中的生存策略，探究干旱区荒漠植物功能性状及其与环境之间的关系，有助于理解植物适应极端干旱环境的生态对策，为保护荒漠地区生态系统提供理论依据。以柴达木盆地为研究区，选取8个植物功能性状指标，包含4种植物生活型，10种荒漠植物，探究荒漠植物功能性状的基本特征及其对环境因子的响应。研究表明：柴达木盆地植物叶片碳含量(LCC)、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)、叶片C∶N、叶片N∶P、叶片稳定碳同位素(Leafδ¹³C)、叶片干物质含量(LDMC)和植株高度(Height)的变化范围分别为272.07—466.00mg/g、12.40—44.50mg/g、0.51—2.07mg/g、8.62—29.74、11.37—39.29、-27.38‰—-14.80‰、100—480mg/g、3.00—264.22cm。不同生活型间LNC、LPC、叶片N∶P和LDMC差异不显著，LCC、叶片C∶N、叶片δ¹³C和植株高度存在显著差异。LNC、LPC和叶片N∶P与全球、中国和青藏高原相比不存在显...     

去除干扰对内蒙古典型草原植物叶片功能属性的影响

以内蒙古典型草原为研究对象,选取放牧和割草、去除放牧、去除放牧和割草样地进行群落调查和叶片属性测量,比较分析各样地土壤性质、群落生产力及主要物种的比叶面积(SLA,Specific Leaf Area)、叶片干物质含量(LDMC,Leaf Dry Matter Content)、叶片氮含量(LNC,Leaf Nitrogen Concentration)在个体、功能群和群落水平对去除干扰的响应。结果表明,1)去除干扰处理在短期对土壤特性和群落生产力的影响不显著;2)多数物种在放牧和割草样地SLA较低,说明典型草原多数物种的SLA表现为放牧逃避;3)不同功能群植物叶片属性对去除干扰的响应不一致,去除放牧后,多年生杂类草的SLA和LDMC不受影响,但LNC变小;多年生禾草的SLA增加,而LDMC和LNC无显著变化。一年生植物在去除放牧和割草后,LNC显著增加。去除割草后,多年生禾草SLA减小,而多年生杂类草SLA、LNC增加,LDMC减小;4)在群落水平,放牧和割草样地由于较占优势的多年生禾草SLA较低,群落比叶面积最低,在去除放牧和割草样地,群落叶片氮含量显著增加;5)在内蒙古典型草原,LDMC能够很好地将多年生禾草和多年生杂类草区分,SLA在个体、功能群和群落水平均比LDMC敏感。     

东灵山地区不同森林群落叶功能性状比较

植物功能性状(plant functional trait)是近年来生态学研究的热点.其中叶功能性状(leaf functional trait)与植株生物量和植物对资源的获得、利用及利用效率的关系最为密切.研究了东灵山地区叶功能性状之间的关系、叶功能性状与地形因子的关系,并对不同群落叶功能性状进行了比较.通过Pearson相关分析发现,叶干物质含量(LDMC)与比叶面积(SLA)、叶氮浓度(LNC)、叶磷浓度(LPC)、叶钾浓度(LKC)负相关;叶大小与叶厚度正相关;SLA与 LNC、LPC、LKC正相关;LNC与LPC、LKC正相关;LPC与LKC正相关.通过灰色关联度分析发现,对叶大小、LNC、LKC来讲,海拔是各项地形因子中的首要影响因子;对LDMC、叶厚度来讲,坡度对其影响最大;对SLA、LPC来讲,坡位是其首要影响因子.依据乔木层的SLA和LDMC将5种群落分成3类,第一类是黑桦林和山杨林,第二类是辽东栎林,第三类是胡桃楸林和糠椴林.群落的分类情况符合该地带性植被优势度类型的分类情况,LDMC和SLA是最能体现群落间差异的叶功能性状.     

五大连池新期火山熔岩台地3种共有植物的叶功能性状及其相互关系

以五大连池新期火山熔岩台地13个稳定的自然植物群落共有种香杨、万年蒿、岩败酱为研究对象,测定其叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)、叶氮磷比(N/P)等叶功能性状,研究不同生境下3种植物叶功能性状的变异特征,探讨新期火山熔岩台地植物叶功能性状相互之间的内在联系及其对环境的适应性。结果表明:(1)3种植物LDMC变化在0.294~0.359g·g~(-1)之间,SLA变化在9.082~22.347m2·kg~(-1)之间;与其他区域的研究结果相比,新期火山熔岩台地植物的LDMC值相对偏大、SLA值相对偏小,说明五大连池新期火山熔岩台地的植物采用高LDMC低SLA策略适应贫瘠恶劣的环境。(2)3种植物LNC变化在9.690~15.710g·kg~(-1)之间,LPC变化在0.669~1.078g·kg~(-1)之间,叶钾含量(LKC)变化在10.410~29.830g·kg~(-1)之间,叶N/P的变化在9.781~20.990之间;与其他区域的研究结果相比,新期火山熔岩台地植物LNC和LPC值相对偏小,LKC和N/P值相对偏大,说明五大连池新期火山熔岩台地的植物生长主要受磷素的限制,而且LNC偏小和LKC偏高与新期火山熔岩台地土壤中全N、全K的含量变化特征有关。(3)通过ANVOA分析发现,群落间植物叶功能性状的变异幅度较小,3种植物之间N/P、LDMC和SLA的变异幅度也较小,这说明在水分和养分极缺的火山熔岩台地植物对其生境的适应对策相似。(4)Pearson相关分析发现,SLA与LDMC以及N/P与LDMC和SLA均呈显著负相关关系。     

Variations in leaf morphological and chemical traits in response to life stages,plant functional types,and habitat types in an old-growth temperate forest

Intraspecific leaf trait variations are becoming a topic of interest for many ecologists because individual-based traits are essentially the drivers of variations at the community level. Six coexisting major tree species in an old-growth temperate forest, Northeast China (i.e., Abies nephrolepis, Pinus koraiensis, Acer mono, Fraxinus mandshurica, Tilia amurensis, and Ulmus laciniata) were sampled, and three habitat types (i.e., Hab I: high soil organic carbon with a moderate slope; Hab II: low soil organic carbon with a gentle slope; and Hab III: low soil organic carbon with a strong slope) were used in the plot. We performed a two-way ANOVA to compare the specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC), leaf nitrogen content (LNC), leaf phosphorus content (LPC), and leaf carbon content (LCC) between saplings (1 < DBH ≤ 5 cm) and adults (DBH ≥ 10 cm) and between habitat types within species. We simultaneously evaluated the effects of life stage, plant functional type, and habitat type on the six leaf traits. Our results showed that life stage and habitat type had varied influences on the leaf traits of the six species. Life stage was an important determinant for all leaf traits. Plant functional type was included in the best models for SLA, LNC, and LCC. Habitat type had a greater influence on LDMC than SLA. Meanwhile, habitat type had a greater influence on LNC and LPC than LCC. The correlation between leaf traits with local environmental factors varied across different plant functional types and life stages. We suggest conducting individual-based analyses of leaf trait variations according to plant functional type and life stage to understand the plant life strategies along an environmental gradient may improve understanding of the forest dynamics in an old-growth temperate forest.     

Trait‐abundance relation in response to nutrient addition in a Tibetan alpine meadow: The importance of species trade‐off in resource conservation and acquisition

In competition‐dominated communities, traits promoting resource conservation and competitive ability are expected to have an important influence on species relative abundance (SRA). Yet, few studies have tested the trait‐abundance relations in the line of species trade‐off in resource conservation versus acquisition, indicating by multiple traits coordination. We measured SRA and key functional traits involving leaf economic spectrum (SLA, specific leaf area; LDMC, leaf dry matter content; LCC, leaf carbon concentration; LNC, leaf nitrogen concentration; LPC, leaf phosphorus concentration; Hs, mature height) for ten common species in all plots subjected to addition of nitrogen fertilizer (N), phosphorus fertilizer (P), or both of them (NP) in a Tibetan alpine meadow. We test whether SRA is positively related with traits promoting plant resource conservation, while negatively correlated with traits promoting plant growth and resource acquisition. We found that species were primarily differentiated along a trade‐off axis involving traits promoting nutrient acquisition and fast growth (e.g., LPC and SLA) versus traits promoting resource conservation and competition ability (e.g., large LDMC). We further found that SRA was positively correlated with plant height, LDMC, and LCC, but negatively associated with SLA and leaf nutrient concentration irrespective of fertilization. A stronger positive height‐SRA was found in NP‐fertilized plots than in other plots, while negative correlations between SRA and SLA and LPC were found in N or P fertilized plots. The results indicate that species trade‐off in nutrient acquisition and resource conservation was a key driver of SRA in competition‐dominated communities following fertilization, with the linkage between SRA and traits depending on plant competition for specific soil nutrient and/or light availability. The results highlight the importance of competitive exclusion in plant community assembly following fertilization and suggest that abundant species in local communities become dominated at expense of growth while infrequent species hold an advantage in fast growth and dispersals to neighbor meta‐communities.     

松嫩草地66种草本植物叶片性状特征

植物叶片功能性状及其相互关系越来越受到关注.以松嫩草地66种草本植物为研究对象,测量叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量,检验性状间的相互关系,比较不同功能群(多年生根茎禾草,多年生丛生禾草,多年生杂类草,1年生或2年生草本)间性状的差异性.结果表明,叶片厚度变异系数最大,比叶面积、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量之间存在显著的正相关关系;叶片于物质含量与叶片磷含量没有显著的相关关系,与其它叶片性状呈显著的负相关关系;叶片厚度只与叶片干物质含量和比叶面积呈显著的负相关关系,与其它叶片性状不相关.叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮、磷含量在4个功能群间差异显著,叶绿素含量和类胡萝卜素含量在各个功能群间差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草叶片的7个性状差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草的叶片干物质含量高于多年生杂类草和1年生或2年生草本,其它性状小于这两个功能群.     

Grazing increases functional richness but not functional divergence in Tibetan alpine meadow plant communities

Plant community diversity and ecosystem function are conditioned by competition among co-occurring species for multiple resources. Previous studies suggest that removal of standing biomass by grazing decreases competition for light, but coincident grazing effects on competition for soil nutrients remain largely unknown in Tibetan rangelands where grazing tends to deplete soil phosphorus availability. We measured five functional traits indicative of plant productivity and stoichiometry leaf carbon concentration (LCC), leaf nitrogen concentration (LNC), leaf phosphorus concentration (LPC), specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC) for component species of plant communities in grazed and ungrazed plots in five Tibetan alpine meadows. We examined the diversity of traits singly Rao index of functional diversity (FDrao) and in aggregate functional richness (FRic), functional divergence (FDiv), and functional evenness (FEve) in response to grazing. We tested whether foliar trait diversity increases with nutrient competition but decreases with light competition when competitive exclusion is reduced by grazing. The FDrao of LPC significantly increased under grazing, but FDrao for LCC, LNC and SLA tended to decrease. The FDrao of LDMC increased at the drier site but decreased at the wettest site. There was a strong negative association between increase in FDrao of LPC and decrease in soil nutrients, especially soil phosphorus availability. The FRic for all five traits together increased with species diversity following grazing, but neither FDiv nor FEve differed significantly between grazed and ungrazed plots at most sites. Grazing in Tibetan alpine meadows tends to increase competition for soil phosphorus while decreasing competition for light, resulting in an increase in the functional richness in grazed plant communities without any significant changes in the overall functional diversity of foliar traits. Our study highlights the potential importance of grazing mediated competition for multiple resources in alpine meadow ecosystems.     

油松叶功能性状分布特征及其控制因素

植物叶功能性状能够直接或间接反应植物对环境的适应策略,这种适应策略会间接影响植物的生长、繁殖和生存。目前已有大量关于植物叶功能性状与环境间关系的研究,但这些研究多使用性状平均值代替物种,忽略了性状的种内变化。油松是我国重要的造林树种,对我国陆地生态系统起着重要的作用,研究其叶功能性状与环境的关系有助于更好的的理解种内功能性状与环境间的关系。于2014年6—9月对辽宁、内蒙、北京、山西、陕西、宁夏、青海等地天然油松进行采样并对其重要的8个叶功能性状的分布特征及主控环境因子进行了研究,结果表明:1)油松各叶性状值存在较大的种内变异系数(4.82%—25.85%),除1年生叶碳含量(LCC)油松各叶功能性状值在不同研究地点间差异显著(P0.05);2)油松叶长(LL)、叶厚(LT)、比叶面积(SLA)、气孔密度(SD)、叶氮含量(LNC)存在较弱的经度格局,LT、SD、LNC存在较弱的纬度格局(0.05R~20.3),水热条件的变化以及较大的局部效应是造成这种格局的可能原因;3)控制油松各叶性状分布的主要环境因子各不相同,其中LL主要受到年平均降水量和海拔高度的影响;LT主要受到年均温和土壤体积含水率的影响;SLA主要受到年平均降水量和土壤氮含量的影响;叶干物质含量(LDMC)主要受到水因子的影响;SD主要受到海拔高度的影响;LNC主要受到海拔和水因子的影响;叶磷含量(LPC)主要受到土壤磷含量的影响。     

秦岭中段山脊油松叶功能性状差异及其对海拔梯度的响应

山脊油松林是秦岭山地典型的群落类型之一,其在维持生物多样性及发挥生态服务功能等方面具有重要意义。该研究以山脊油松为对象,采用典型取样法研究了秦岭中段山脊油松10种叶功能性状沿海拔梯度的适应性变化规律。结果表明:(1)山脊油松1~3年生各叶龄叶的叶长(LL)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)和1年生叶的叶绿素[Chl(a+b)]含量较非山脊油松低,1年生叶的叶干物质含量(LDMC)和气孔密度(SD)较非山脊油松高。(2)山脊油松1~3年生各叶龄叶的叶厚(LT)、比叶面积(SLA)和1年生叶LPC均随海拔升高显著升高,1~3年生各叶龄叶的LL、LDMC、叶碳含量(LCC)、Chl(a+b)含量和1年生叶的SD均随海拔升高显著降低。(3)各叶龄叶的LNC与LPC均呈极显著正相关关系,1~2年生叶的LDMC与LPC均呈显著负相关关系,2~3年生叶的LL与LNC、LPC,LKC与LNC、LPC均呈显著正相关关系。研究认为,山脊独特的生境条件造就了山脊油松独特的生长策略,随着海拔升高,山脊油松表现出多元化的适应策略以应对环境因素的变化。