不同光照对望天树种子萌发和幼苗早期生长的影响

在不同光照梯度的人工遮荫和森林生境中,研究了西双版纳季节雨林标志树种望天树的种子萌发和幼苗早期生长特征.结果表明,裸地上的强光照和深度遮荫均不利于望天树种子的萌发,中等程度的遮荫有利于种子萌发.望天树种子萌发率在林窗中央最大,而且萌发迅速,林窗边缘和林下生境不利于种子萌发.幼苗株高、基径和单株叶面积等生长指标均在部分遮荫处理条件下最大;幼苗根冠比在裸地上最高,且随遮荫程度的增加而降低;幼苗比叶面积在一定光照强度范围内随遮荫程度的增加而增大,在3层遮荫最大.除幼苗根冠比以外的其它生长参数均在林窗中央最大.讨论了环境因子(主要是光照强度和光质)对望天树种子萌发和幼苗生长的影响.     

光强因子对少花桂幼苗形态和生理指标及精油含量的影响

光是影响植物生长的重要因子之一。它不仅能够影响植物的光合作用,同时,光还以环境信号的形式作用于植物,通过光敏色素等作用途径调节植物生长、发育和形态建成,使植物更好地适应外界环境。除此之外,光还可以影响植物的初生代谢过程和次生代谢。因此提高植物体内重要次生代谢产物,光的因素不可忽视。少花桂(Cinnamomum pauciflorum)是樟科樟属多年生常绿小乔木,其体内含有精油,鲜叶含油量可达3．5％,比黄樟树根含油量高出1倍左右,精油中黄樟油素纯度高达95％以上。以少花桂为材料,采用人工模拟不同生境的光照条件,探讨光强因子对少花桂生长及精油含量的影响,以求对其生产提供理论指导。通过窗纱遮荫实现对其生境光的控制,研究了光强因子对少花桂幼苗形态结构、水分状况、光合指标、生物量、香桂油含量和纯度的影响。结果表明：随生境相对光照强度的减弱,叶片厚度、叶片上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织、海绵组织厚度、根冠比等都呈现降低的趋势;而平均单叶面积却呈现出增加的趋势;株叶面积在61．5％的全光照下有所增加,而在33．8％和15．4％全光照条件下大幅度减小;遮荫条件下生长的少花桂幼苗根系相对不发达,根冠比小;生境的光照强度会影响植株的水分蒸腾,从而影响含水量。在同样光照下,全光照条件下生长的少花桂幼苗保水能力最强,其次是61．5％全光照,最差的是15．4％全光照。少花桂幼苗的光饱和点、光补偿点随生境中的光强减弱而降低。过度遮荫条件下生长的少花桂幼苗CO2补偿点明显高于自然条件下生长的少花桂幼苗;随生境中的光强度的减弱其光呼吸速率升高,单位叶面积的叶绿素含量增加．Chla／Chlb值减小。遮荫处理后,不同光照条件下生长的少花桂幼苗的质量增加存在显著差异。遮荫过程中61．5％、33．8％和15．4％全光照条件下生长的少花桂幼苗叶片鲜质量的增长速率分别为全光照的1．6倍、1．2倍和0．77倍。香桂油含量以61．5％和33．8％全光照为多,均比全光照高出5％左右,而15．4％全光照叶片含油量又较全光照少5％左右。香桂油中黄樟油素纯度,以33．8％、15．4％全光照生境下的少花桂幼苗叶片为高。少花桂幼苗轻微遮荫(61．5％全光照)栽培．能获得较高的枝叶产量和香桂油产率．重度遮荫(33．8％、15．4％全光照)能获得纯度较高的黄樟油素。     

毛白杜鹃‘紫萼’的光适应性及最适光强的研究

从形态、生理角度研究了杭州园林中应用最广泛的杜鹃‘紫萼’(Rhododendron mucronatum cv Plenum)的光适应性和最适光强生境。结果表明:随着叶片遮荫程度的增加,杜鹃的叶面积和叶绿素含量增加;光补偿点、光饱和点及暗呼吸强度下降,说明杜鹃对弱光生境有一定的适应性。另一方面,随着相对光强的增加,叶片厚度,比叶重以及栅栏组织、海绵组织厚度及其比值,可溶性蛋白质及净光合速率增加,表现出对阳生生境更好的适应性。在生境65％全光照时,植株在形态,解剖及生理上均处于最佳状态。因此,65％全光照的生境是毛鹃‘紫萼’的最佳光生境。     

喜旱莲子草对遮荫的可塑性反应:入侵地与原产地种群的比较

表型可塑性可能在外来植物的成功入侵和随后的扩散中起到至关重要的作用。一些研究者推测喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)入侵地种群可能比原产地种群对光强具有更强的可塑性反应。为了验证该假说,我们在正常光照和遮荫(30%正常光照)条件下研究了喜旱莲子草原产地(阿根廷)和入侵地(美国)种群在形态特征和生物量分配上是否存在显著差异。结果表明:(1)喜旱莲子草对光照强度具有很强的可塑性。在遮荫处理下,其根冠比和分枝生物量比显著降低,而比茎长和比叶面积显著增加;(2)原产地和入侵地喜旱莲子草的总生物量和比叶面积对遮荫的可塑性没有显著差异。入侵地种群的根冠比、分枝强度和比茎长的可塑性显著小于原产地种群;(3)无论在正常或低光照条件下,入侵地种群的根冠比(–20.8%)、分枝强度(–54.6%)、比茎长(–18.5%)和比叶面积(–8.6%)均显著低于原产地种群。这些结果表明,喜旱莲子草对光照强度具有很强的可塑性,这可能是该物种可以分布于从河岸带草丛到疏林灌丛等各种生境的主要原因;从原产地到入侵地,喜旱莲子草与耐阴性有关的性状对光照的可塑性显著降低,可能是该物种在入侵地能够形成单优势种群的主要原因。     

光资源强度变化对结缕草植株克隆生长特征的影响

克隆植株的生长特征及其表型可塑性反映了其对环境条件变化的适应性。论文以结缕(Zoysia japonica)为研究对象, 采用 4 种均质光照水平(全光照、 30%、 50%和 70%遮荫比例 )和 9 种异质光照格局对结缕草进行处理, 旨在揭示不同光照对结缕草不同发育时期克隆生长特征和表型可塑性的影响。 结果表明 , (1)70%均质全光照(即均匀遮光 30%)条件下结缕草克隆植株生长情况最好, 其总生物量和分株数目等指标都达到最大值。其次为全光照、 50%和 30%均质全光照。 (2)对结缕草克隆植株实施异质光照处理时, 30%遮荫条带对克隆植株生长和克隆构型指标未产生显著影响 ;50%遮荫条带处于植株基部相比处于中、 尾部时, 植株根冠比高, B 分株数目低 , 但对其它指标影响不显著; 70%遮荫条带处于植株基部相比处于中、尾部时, 植株根冠比高, 并且其它指标都显著降低 ; 不同强度的遮荫条带处于植株中、尾部时, 各项指标无显著差异。这一研究有助于了解结缕草克隆植株在不同光照条件下的生长发育特征和适应策略,对于结缕草地的科学经营具有理论和实践指导意义。     

藤本植物Potentilla reptans叶对风和遮阴的响应

生长在一个密集植物群中的植株由于相互遮蔽而不可能对风的影响做出反应,因为这样的环境条件(有限的光资源)对由风导致的矮小表型植株的生长是不利的。为弄清在密集植物群体中生长的植株对风的响应,利用藤本植物Potentilla reptans的10种基因型做实验材料,在温室条件下(光照强度为日光照的50%,红光/远红光=1.2)模拟冠层遮阴(相当于15%的日光照,红光/远红光=0.3),研究了藤本植物叶对风的响应。结果表明,Potentilla reptans的10种基因型植株在冠层遮阴下(低的红光/远红光)都表现出典型的避阴生长响应:较少的叶(叶生物量少),长而细但硬度系数高(higher Young's modulus)的叶柄;而受风影响的植株,无论遮阴或不遮阴,其植株的叶相对较多,叶柄短、粗且柔韧性强(lower Young's modulus),说明Potentilla reptans叶对风的响应并未因遮阴而被压抑,其可塑性变化不过是对复杂生境做出的一种生长权衡:尽可能增强抗风能力(矮壮)和获取最大光能(足够高而避免被遮光),即保证在存活下去的前提下获取最大的生长效率。     

朱砂根幼苗在不同光照强度下的形态和生理响应

通过人工遮荫模拟不同生境光强(100%、52%、33%、15%和6%的相对光照)的方法,对朱砂根(Ardisia crenata Sims)幼苗形态、生物量和生理指标的变化特征进行了分析。研究结果显示,朱砂根单株生物量在52%相对光照处理下显著高于其他光照处理,在15%～52%相对光照处理下分配给叶片的生物量比例高于全光照(100%)和极弱(6%)光照处理,但根冠比不受光强影响,其结构可塑性相对较低。硝酸盐含量随遮荫强度的增加而增大,且在6%相对光照处理下显著增加,硝酸盐还原酶的活性同硝酸盐含量变化规律一致,表明朱砂根主要通过改变叶面积和比叶面积等形态指标,以及调整生物量的分配和光合色素含量来适应不同的光环境。叶绿体超微结构分析结果显示,在15%～52%相对光照处理下,叶绿体数量较多且细胞结构较完整,而100%和6%光照处理下的叶绿体数量明显减少,且细胞结构严重受损发生质壁分离现象。因此,朱砂根适宜生长的光照条件为15%～52%,尤其是33%～52%的相对光照条件更佳。     

披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

支持物倾角对攀援植物栝楼形态和生长的影响

支持物倾角的变化将引起攀援植物“自遮荫”程度的改变 ,从而影响植物的生长和行为。以攀援植物栝楼 ( Trichosantheskirilowii)为材料 ,通过实验生态学的方法 ,研究了 4种支持物倾角下植株的生长和觅食行为的差异。结果表明 :( 1 )不同生长发育期栝楼植株形态对自遮荫差异的可塑性反应程度不一 ,不同角度攀援生长植株在生长前期均比生长后期有较敏感的形态可塑性反应。 ( 2 )自遮荫程度随支持物倾角的增大而增强 ,较强自遮荫环境下植株比较弱自荫环境下的植株有更大的形态可塑性。 ( 3)比主茎长、比叶面积、生物量对叶片和叶柄的配置在 4种攀援生长形式间差异均不显著。不同角度攀援植株主要通过改变分枝数量、分枝形态和分枝生物量配置以适应支持物倾角的变化 ,这说明 ,自遮荫对植株形态和生物量配置仅产生有限的影响。 ( 4 )分枝能力、分枝数量以及分枝生物量配置均在大角度攀援生长中最大 ,且与小角度攀援生长植株间有显著差异。 ( 5 )水平攀援生长植株主要通过增大主茎生物量投资以充分占有生境 ,而大角度攀援生长植株则主要通过分枝茎扩展以占据有利生境 ,不同攀援生长植株有不同的觅食行为。     

天童常绿阔叶林定居幼苗存活和生长的关联

群落幼苗的更新过程是维持群落物种共存的关键环节,其中幼苗成功定居后的发展阶段是群落幼苗更新过程的重要组成部分,对群落可繁殖个体补充格局的形成起着十分重要的作用。然而,相比于新生幼苗,群落内定居幼苗短期死亡率相对较低,需要较长时间的监测才能完整地了解其存活格局,所以相关的研究还相对较少。本研究假设群落内已经成功定居的幼苗的生长状况能够较好地预测其存活情况,通过分析影响其生长的外在因素,尝试间接地估计定居幼苗可能的存活格局,从而了解定居幼苗的存活和生长过程。为验证该假设,本文选取浙江天童20 ha森林动态监测样地内的定居幼苗作为研究对象,利用广义线性混合模型分析其相对生长速率,以及生物邻体因子(同种/异种成树邻体指数,同种/异种幼苗邻体密度,同种/异种成树邻体的凋落叶产量)和微生境因子(冠层开度、草本覆盖率、海拔、坡度、坡向、土壤p H、全氮和全磷含量)对定居幼苗短期存活概率的影响,并利用线性混合模型分析生物邻体因子和微生境因子对定居幼苗相对生长速率的影响。结果显示,群落内定居幼苗的相对生长速率对其本身的短期存活概率有显著正影响,且其影响程度最高;冠层开度对群落幼苗相对生长速率有显著正影响,且是唯一有显著影响的因子。上述结果说明,在群落幼苗成功定居后,其生长状况能够较好地预测其存活情况,加之林下较好的光照条件能够促进幼苗的生长,这可能间接导致在林下光照较好的生境条件下定居幼苗长期存活的可能性相对较高。     

Allometry, root/shoot ratio and root architecture in understory saplings of deciduous dicotyledonous trees in central Japan

Plant allometry that is related to plant architecture and biomass allocation strongly influences a plants ability to grow in shaded forest understory. Some allometric traits can change with plant size. The present study compared crown and trunk allometries, root/shoot biomass allometry, and root architecture among understory saplings (0.25--5m height, except for two trees > 5 < 7 m) of seven deciduous dicotyledonous species in central Japan. Associations of the crown and trunk allometries with several plant morphological attributes were analyzed. Branch morphology (plagiotropyvs orthotropy) and life size were correlated with sapling crown and trunk allometries. Both large leaves and orthotropic branches were associated with a narrow small crown and slender trunk. The root/shoot ratio decreased rapidly with increasing plant height for saplings shorter than about 1.5 m. Less shade-tolerant species tended to have smaller root/shoot ratios for saplings taller than 1.5 m. With an increase in plant height, the branch/trunk biomass ratio decreased for saplings with plagiotropic branches but increased for saplings with orthotropic branches. Four subcanopy species (Acer distylum, Carpinus cordata, Fraxinus lanuginosa and Acanthopanax sciadophylloides) had superficial root systems; a common understory species (Sapium japonica) had a deep tap root system; and a canopy species (Magnolia obovata) and a subcanopy species (Acer tenuifolium) had heart root systems of intermediate depth. The root depth was not related to shade tolerance. Among species of the same height, the difference in fine root length can be 30-fold.     

不同密度红桦幼苗苗冠结构与竞争对CO2浓度升高的响应

研究了两个种植密度下,红桦 (Betula albosinensis)苗冠结构特征对CO₂浓度的响应,在此基础上探讨了CO₂浓度升高对植物竞争压力的影响。结果表明,冠幅、冠高、苗冠表面积和苗冠体积均受CO₂浓度升高的影响而增加,但是受密度增加的影响而降低。CO₂浓度升高对苗冠的促进效应在低密度条件下大于高密度处理,高密度条件下苗冠基本特征部分地受到CO₂浓度升高的促进作用;升高种植密度的效应则在高CO₂浓度条件下大于现行CO₂浓度处理。高CO₂浓度和高密度条件下,LDcpa（单位苗冠投影面积叶片数）、LDcv（单位苗冠体积叶片数） 和苗冠底部枝条的枝角均低于相应的现行CO₂浓度处理和低密度处理,这主要是由于冠幅和冠高的快速生长所造成的。升高CO₂浓度对枝条长度的影响与枝条在主茎上所处位置有关。总之,升高CO₂浓度有利于降低增加种植密度对苗冠所带来的负效应,而增加种植密度降低了升高CO₂浓度的正效应。LDcpa和LDcv的降低表明,红桦在升高CO₂浓度和种植密度的条件下,会作出积极的响应,从而缓解由于生长的增加所带来的竞争压力的增加。     

Irradiance heterogeneity within crown affects photosynthetic capacity and nitrogen distribution of leaves in Cedrela sinensis

Because light conditions in the forest understory are highly heterogeneous, photosynthetic acclimation to spatially variable irradiance within a crown is important for crown‐level carbon assimilation. The effect of variation in irradiance within the crown on leaf nitrogen content and photosynthetic rate was examined for pinnate compound leaves in saplings of Cedrela sinensis, a pioneer deciduous tree. Five shading treatments, in which 0, 25, 50, 75 and 100% of leaves were shaded, were established by artificial heavy shading using shade screen umbrellas with 25% transmittance. Although the nitrogen content of leaves was constant regardless of shading treatment, ribulose 1·5‐bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) content and light‐saturated photosynthetic capacity were lower in shade leaves within partially shaded crowns than within fully shaded crowns. Shade leaves within partially shaded crowns contained higher amount of amino acids. Most shade leaves died in partially shaded crowns, whereas more than half of shade leaves survived in totally shaded crowns. Assumptions on photosynthetic acclimation to local light conditions cannot explain why shade leaves have different photosynthetic capacities and survival rates in between partially and totally shaded crowns. Irradiance heterogeneity within the crown causes a distinct variation in photosynthetic activity between sun and shaded leaves within the crown.     

成都市沙河主要绿化树种固碳释氧和降温增湿效益

以成都市沙河植物廊道广泛应用的8种绿化植物为材料,利用LI-6400XT便携式光合测定系统进行了光合生理生态指标的测定,并对其固碳释氧与降温增湿效应进行了量化研究.结果表明:整个生长季节同类植物各季节的单位叶面积固碳释氧和 降温增湿能力表现出夏季＞秋季＞春季.日固碳释氧能力由强到弱为桂花、垂柳、香樟、黄葛树、山杜英、银杏、天竺桂、水杉,年固碳释氧能力由强到弱为垂柳、香樟、黄葛树、银杏、桂花、天竺桂、水杉、山杜英,日降温增湿效果由强到弱为垂柳、山杜英、水杉、天竺桂、黄葛树、香樟、银杏、桂花.据估算,整个沙河植物群落中乔木树种年总固碳量约为5.87×104 t,总释氧量约为4.27×104 t.根据对主要树种固碳释氧和降温增湿能力的分析表明,在树种配置时,垂柳、桂花、山杜英、香樟为优选乔木树种,而银杏的固碳释氧和降温增湿能力较弱,可作为长寿树种和观赏树种适量引种,不宜大面积绿化.     

不同光照条件下三七幼苗形态及生长指标的变化

用遮阳网设置不同透光率(自然全光照的1%、3%、8%、12%和22%)处理,对不同光照条件下三七〔Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen〕幼苗形态指标(株高、冠幅、块根长、主根长、块根直径、茎基径、单株须根数和单株须根长)、干物质积累(不同器官干质量)和分配以及叶片性状(单株叶面积、比叶面积和叶绿素相对含量SPAD值)的变化进行了研究。结果表明:在透光率不同的条件下三七幼苗的形态指标、不同器官干质量及分配以及叶片性状均有明显变化。其中,块根直径、单株须根长、单株须根数、不同器官(块根、须根、根、叶片和茎)干质量和植株总干质量均随透光率增大逐渐提高;株高在透光率22%条件下最高;冠幅和单株叶面积在透光率3%条件下最大;主根长、茎基径、根冠比、根质比及SPAD值均在透光率8%条件下最高;茎质比和叶质比在透光率3%和1%条件下较大;比叶面积随透光率增大逐渐降低。综合分析结果揭示:三七是一种典型的喜阴植物,种植过程中适当遮阳有利于其生长和干物质积累,其中透光率8%对三七幼苗生长较为适宜。     

遮荫处理对梅叶冬青叶片形态、光合特性和生长的影响

为了解遮荫环境对梅叶冬青(Ilex asprella)生长和光合特性的影响,采用遮荫网的方法模拟85%、56%和全光照等3种光照环境,研究了遮荫对其生长、光合参数以及生物量等的影响。结果表明,经一年遮荫处理后,梅叶冬青的叶绿素a、b和叶绿素总量都随着遮荫强度的增加而显著增高,胡萝卜素含量则显著降低。与对照相比,56%遮荫处理显著提高梅叶冬青的最大净光合速率和光饱和点,分别提高了17.6%和25.2%,但是85%遮阴处理则显著降低最大净光合速率和光饱和点,分别降低了18.2%和24.1%,两种遮荫处理均显著降低了光补偿点。叶长、叶宽、比叶面积、单片叶面积和叶片含水量均随着遮荫强度的增加而显著增加,而叶片厚度则显著减小。遮荫处理明显抑制整株生物量增长,减小根冠比,但是株高、冠幅和径向生长随遮荫处理时间不同而有所变异。因此,梅叶冬青有耐荫偏阳的特性,在林下种植时需及时调控乔冠层的透光率,一般应大于44%。     

不同密度红桦幼苗苗冠结构与竞争对CO2浓度升高的响应

研究了两个种植密度下,红桦（Betula albosinensis）苗冠结构特征对CO2浓度的响应,在此基础上探讨了CO2浓度升高对植物竞争压力的影响。结果表明,冠幅、冠高、苗冠表面积和苗冠体积均受CO2浓度升高的影响而增加,但是受密度增加的影响而降低。CO2浓度升高对苗冠的促进效应在低密度条件下大于高密度处理,高密度条件下苗冠基本特征部分地受到CO2浓度升高的促进作用;升高种植密度的效应则在高CO2浓度条件下大于现行CO2浓度处理。高CO2浓度和高密度条件下,LDcpa（单位苗冠投影面积叶片数）、LDcv（单位苗冠体积叶片数）和苗冠底部枝条的枝角均低于相应的现行CO2浓度处理和低密度处理,这主要是由于冠幅和冠高的快速生长所造成的。升高CO2浓度对枝条长度的影响与枝条在主茎上所处位置有关。总之,升高CO2浓度有利于降低增加种植密度对苗冠所带来的负效应,而增加种植密度降低了升高CO2浓度的正效应。LDcpa和LDcv的降低表明,红桦在升高CO2浓度和种植密度的条件下,会作出积极的响应,从而缓解由于生长的增加所带来的竞争压力的增加。     

臭冷杉生物量分配格局及异速生长模型

摘 要：臭冷杉是长白山阔叶红松林中重要针叶树种,采用整株收获法分析21株臭冷杉地上地下生物量分配格局。在枝条水平上采用样枝直径（BD）、样枝长度（BL）、样枝所在轮生枝位置（WP）建立活枝、针叶生物量异速生长模型,在植株水平上采用胸径（DBH）、树高（H）、年龄（Age）、树冠长度（CL）、树冠比率（CR）、南北向冠幅（CW1）、东西向冠幅（CW2）等变量建立树干木质、树皮、活枝、针叶、粗根及整株生物量模型。并利用逐步线性回归法获得不同器官生物量最优模型。结果表明：（1）活枝生物量主要集中在树冠中下层,针叶生物量集中在树冠中层。树冠中层和下层枝叶生物量无显著差异（p>0.05）;（2）21株臭冷杉地上生物量和地下生物量变动范围分别为1.026–506.047 kg/株和0.241–112.000 kg/株。粗根、活枝、针叶、树干木质、树皮及枯枝生物量占整株生物量的相对比例分别为18.68%、18.39%、12.02%、39.29%、8.70%和2.92%;（3）地上生物量与地下生物量呈显著线性相关（p<0.001）,拟合线性方程斜率为0.23;（4）枝条水平上,活枝生物量模型解释量超过95%,平均预测误差小于30%。与单变量（BD）活枝生物量模型相比,2变量（BD、BL）和3变量（BD、BL、WP）模型解释量分别提高1.2%和2.0%,平均预测误差分别下降6.26%和9.27%。针叶生物量相对较难预测,模型解释量仅为82.7%,平均预测误差接近50%,模型中增加BL 和WP变量并未提高针叶生物量的预测精度。活枝生物量与BD、BL、WP正相关,针叶生物量与BD正相关,与BL、WP负相关;（5）植株水平上,基于胸径的单变量模型可解释量大于90%,增加树高变量未能显著提高生物量模型的预测精度。年龄决定了臭冷杉的树干生物量,忽视年龄变量将会产生生物量预测误差。树冠特征是影响枝叶生物量预测精度的重要变量。综合考虑模型的可解释量及回归系数显著性可知,胸径是预测臭冷杉不同器官生物量的可靠变量。     

Effects of host shading on consumption and growth of the geometrid Epirrita autumnata: interactive roles of water, primary and secondary compounds

Shading is assumed to reduce allocation to plant phenolics and to defense in general. We here report the results of experimental shading of individual branches or whole canopies in mountain birch on foliar chemistry and on the growth and consumption of a geometrid, Epirritaautumnata. Branch‐wide shading tended to have at least as strong effects on both leaf chemistry and herbivore performance as canopy‐wide shading, indicating local responses of the host to shading. Responses to shading varied among the key leaf traits. Leaf water content was higher and toughness lower in shaded than in non‐shaded leaves. Leaf sugars were lower and protein‐bound and free amino acids higher in shaded than in control leaves. Sucrose and galactose were at high levels in unshaded branches adjacent to shaded ones, suggesting that partial shading enhanced translocation of sugars within canopies. Total phenolics and soluble proanthocyanidins were low in both shading treatments. Of the other phenolic groups, concentrations of gallotannins and cell‐wall‐bound proanthocyanidins did not differ between shaded and non‐shaded leaves. Epirrita larvae grew better in both types of shading treatments compared to either unshaded control trees or to unshaded branches in the branch‐shading trees. By far the most important correlate of larval growth was the amount of water consumed with leaf mass (r=0.94). When variance in water intake was standardized (also largely eliminating parallel variation in proteins), fructose and glucose still had significant positive correlations and proanthocyanidins negative with larval growth on control but not on shade leaves. Concentrations of several phenolic compounds correlated negatively with intake of dry matter and especially water, and different phenolics were important in shaded (gallotannins) and in control (flavonoids) leaves. Our findings strongly suggest that the effects of putatively defensive leaf traits on insect consumption and growth interact with nutritive leaf traits, particularly with water.     

Development of branch,crown, and vertical distribution leaf area models for contrasting hardwood species in Maine,USA

Key message

Branch, crown vertical leaf area distribution models were developed for naturally regenerated hardwood species and planted hybrid poplar clones. Species-specific differences were found at all levels of investigation.

Abstract

Coexistence in mixed-species stands is strongly influenced by species differences in leaf area production and distribution. The majority of leaf area models in the literature are focused on conifer species, which have substantially different crown forms than hardwood species. Therefore, the goal of this investigation was to develop branch, crown, and vertical leaf area distribution models for various hardwood species that accounted for their greater crown complexity. A nonlinear model including branch diameter, branch tip height, and height to the start of the foliage was the best fit for branch leaf area. Branch leaf area ranged from 0.05 to 0.37 m² for Populus grandidentata and Betula populifolia for an averaged sized branch, respectively. The best fit model for crown leaf area was a nonlinear form accounting for stem diameter and crown length. Crown leaf area ranged from 3.26 to 9.85 m² for Populus tremuloides and Betula populifolia for an averaged sized tree, respectively. Vertical leaf area distribution was best fit by a right-truncated Weibull distribution and showed a peak in the middle third of the crown for most of species. In addition, leaf area production varied among four hybrid poplar clones in plantations, suggesting a strong genetic control over crown form. Overall, leaf area varied among species at all levels of investigation, suggesting that coexistence of hardwood saplings in this investigation was strongly influenced both by inherent species-specific leaf area production and vertical distribution.