关于植物营养生态学

植物营养学与植物生态学发展的前沿交叉正形成了植物营养生态学,植物营养生态学是探讨植物营养利用策略的科学,包括植物体内营养的合理利用策略和植物对无机营养环境的改造以利于营养吸收的各种可能策略。其研究内容主要包括养分利用效率、植物体内营养的再利用、体内营养含量格局和植物对土壤无机营养环境的改造。植物营养生态学以植物种群为研究对象。它的发展对深刻理解种群的生态行为特征具有重要意义,同时对如何增进人工混交群落的营养协调性具有实践上的指导意义。营养生态机理的各个方面是相互协调和相互补充的整体,营养生态机理的效率决定了种群营养合理利用的程度和在营养资源上的竞争力。目前,研究上尚缺少营养策略与其它生态策略的关联性的探讨,随着各种营养策略研究上的深入,这种关联性探讨将成为今后植物营养生态学的主要发展趋势。     

增强的UV—B辐射对麦田生态系统Mg和Zn累积和循环的影响

近 2 0多年以来 ,ＵＶ Ｂ辐射增加对植物个体的影响受到了广泛的关注 ,而对植物群体和生态系统的影响仍然知道的很少[2 ] 。仅见ＵＶ Ｂ辐射对副极地石南灌丛和沙丘草地生态系统物种结构、生长、物候和叶分解等方面有报道[3,4 ] 。ＵＶ Ｂ辐射影响植物Ｍｇ和Ｚｎ吸收和运转[5～ 7] ,但对营养累积和物质循环的影响了解甚少[3] 。因此 ,大田条件下 ,植物群体和生态系统水平的营养累积和物质循环对ＵＶ Ｂ辐射的响应与反馈的研究 ,对于真实评估ＵＶ Ｂ辐射对生态系统的影响是必不可少的[2 ] 。ＵＶ Ｂ辐射对春小麦生长、生理、群体结构、植物营…     

资源异质性环境中的植物克隆生长 :觅食行为

植物行为(plantbehaviour)[1,2]和植物克隆生长(clonalgrowthinplants)[3～5]是欧美近年来新兴的两个生态学研究领域。他们的交叉部——克隆植物的觅食行为(foragingbehaviour)[6～8]研究的成果不断地发表在各种重要国际学术刊物上[5,6,8,9]。它主要探讨克隆植物在资源异质性分布的环境中获取需资源的生态对策[8,10]。它突破了传统的植物个体“固定着生”的观念,与其它克隆植物生态学研究结果一道丰富了主要在研究非克隆植物基础上建立的(尤其是关于个体及个体以上组织水平)生物学和生态学的理论。并且具有潜在的应用价值。1　植物克隆生长…     

高寒草甸矮蒿草种群繁殖对策的研究

繁殖对策是指生物对环境的生殖适应趋势 ,是资源或能量向生存、生长和生殖等活动中最适分配的结果 ,在不同的环境中具有其独特的表现形式。研究植物在不同环境中的繁殖对策可以反映出植物对环境的适应能力和在该生境中的生殖潜能。国内外学者对植物繁殖对策的研究已有不少报道[2 ,4 ,5,6] 。但对高寒草甸矮嵩草 (Ｋｏｂｒｅｓｉａｈｕｍｉｌｉｓ)种群繁殖对策的研究报道甚少。矮嵩草是青藏高原矮嵩草草甸的建群种 ,它具有草质柔软、营养丰富、热值含量较高等特点 ,是青藏高原重要的可更新草地资源。本研究对矮嵩草的繁殖对策进行了较全面、…     

是理信息系统与基于个体的空间直观景观模型

对空间直观的生态现象进行模拟的方法有多种 ,如反应扩散模型 (reaction- diffusion models) ,斑块模型 (patch models)等。这些方法已被应用到植物种群和群落 [13]以及动物种群 [16]的研究中。此外 ,还有一种方法是基于个体的模型方法 (individual-based models) (IBMs) ,它是一种基于有机体的模型(organism- based models) ,具有模拟个体间的差异和个体间相互作用的能力。模型的建立基于两条基本的生物学原理 ,由于遗传和环境的差异 ,有机体个体在生理和行为上的表现是不同的 ;有机体受与其相邻的周围其它有机体的影响最大。地理信息系…     

大鹏湾维生素B1、B12与赤潮

海湾及近海水域 ,因某些浮游生物爆发性繁殖引起的赤潮异常现象时有发生 ,已构成水产资源的严重破坏。为弄清赤潮发生的机理 ,已有许多作者进行过研究 ,现已知水温、盐度、溶解氧、ｐＨ、Ｎ、Ｐ ,以及Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｅ等微量元素都是发生赤潮的重要环境因子[1 ]。近年来通过生态实验研究 ,发现维生素Ｂ1 、Ｂ1 2 (以下简称Ｂ1 、Ｂ1 2 )亦有促进赤潮生物生长繁殖的作用[2 ]。本文报道 1 991年对大鹏湾海域水样中Ｂ1 、Ｂ1 2 含量的测定结果 ,并对赤潮发生与其相关性进行探讨。1　采样布点和分析方法1 .1　采样布点大鹏湾盐田海域的Ｓ0 、Ｓ1…     

微量元素硼对林木生长的影响

硼 (Ｂ)是植物生长过程中不可缺少的微量元素之一 ,它对植物中糖的运输、核酸与蛋白质的合成、光合作用、花粉萌发、受精和结实等均有作用。农业上对Ｂ的研究和应用较多。早在 192 3年英国人Ｗａｒｉｎｇｔｏｎ[4 5] 就报道Ｂ对植物生长发育的重要性。此后 ,曾多人对此研究进行了较为详细的综述[33,34 ,36 ,4 3] 。我国低Ｂ和缺Ｂ土壤分布很广 ,主要分布在东部 ,尤其是东南部[9] 。在这些地区报道甘蓝型油菜、棉花和一些果树出现缺Ｂ症状 ,如甘蓝型油菜“花而不实”和棉花“蕾而无花”等。黑龙江省曾发现小麦、大麦、玉米、大豆、甜菜等严重…     

江苏省3个自然保护区外来入侵植物的调查及分析

选择位于江苏省内不同生物气候带的连云港云台山森林自然保护区、南京紫金山风景名胜区和宜兴龙池山森林自然保护区为调查区域,采用线路调查、样方调查与走访调查相结合的方法对这3个自然保护区内外来入侵植物的种类及分布现状进行了调查分析.结果显示,云台山森林自然保护区、龙池山森林自然保护区和紫金山风景名胜区内的外来入侵植物分别有13、19和23种,3个保护区总计有外来入侵植物25种,其中共有种11种;在25种外来入侵植物中,菊科(Compositae)种类最多(12种),占总种数的48%;苋科(Amaranthaceae)和玄参科(Scrophulariaceae)种类各有2种;80%的入侵种类来源于美洲,入侵途径以无意传播为主.一年蓬[Erigeron annuus (L. ) Pers. ]的频度最高,达到51.6%;小飞蓬[Conyza canadensis (L. ) Cronq. ]和野茼蒿[Crassocephalum crepidioides (Benth. ) S. Moore]的频度也较高,均在10%以上.部分外来入侵植物已在保护区内建立稳定的繁殖种群,对自然保护区生态环境造成危害,严重威胁着保护区的生物多样性.此外,根据3个保护区内外来入侵植物的分布现状和生态影响,提出了对保护区内外来入侵植物管理与防治的对策和建议.     

草问荆(木贼科)的地理分布

通过整合全球植物志文献资料, 结合调查中国科学院植物研究所植物标本馆(PE)、北京林业大学森林植物标本馆(BJFC)和中国科学院沈阳应用生态研究所植物标本馆(IFP)馆藏腊叶标本, 以及进行野外观测, 获取了草问荆的地理分布数据。采用地理绘图软件MapInfo Profes sional 8.0, 绘制草问荆在中国及世界的资源分布图, 首次提供了其在中国的详细分布资料, 为深入理解和开发草问荆资源提供了必要的生物学基本数据。     

长白山阔叶红松林夏季温度特征研究

森林是陆地生态系统的重要组成部分 ,而森林生态系统的生产、呼吸等生态过程都受温度的制约。对森林温度特征的研究 ,是揭示森林生态系统功能 ,评估森林对环境综合效益的基础。早在 2 0世纪初 ,德国学者Ｇｅｉｇｅｒ[8] 就作了赤松林气温日变化研究 ,随之 ,后人也作了大量的相关工作 ,对森林温度特征认识逐步深化[1～ 3,5,7] 。长白山阔叶红松林是我国东北东部中温带湿润气候区最重要的森林植被类型 ,是中国东北样带东部最典型的生态系统。它对调节气候 ,稳定生态平衡有着重要作用。此研究通过对长白山阔叶红松林林内空气温度与土壤温度进行…     

华南典型人工林土壤有机碳库及其稳定性特征研究

研究了华南地区4种25年林龄的典型人工林土壤有机碳库及其稳定性特征。测定了林内0～10 cm和10～20 cm层土壤的有机碳(Total organic carbon,TOC)含量、易分解碳库/稳定性碳库大小以及土壤微生物生物量碳。结果表明,4种林型土壤TOC含量为:马占相思林大叶相思林湿地松林荷木林,其中豆科人工林(马占相思和大叶相思林)的TOC含量显著高于非豆科人工林(湿地松和荷木林)。在表土层(0～10 cm),荷木林易分解碳库最大(7.80 mg g-1),易分解性碳潜在周转时间最短(49 d),马占相思林易分解碳库最小(2.14 mg g-1),占总碳量也最小(8.63%),说明马占相思林土壤有机碳库比其它人工林具有更好的稳定性。4种人工林表土层土壤微生物量碳含量为马占相思林湿地松林大叶相思林荷木林,马占相思林显著高于其它3种人工林,表土层微生物量碳含量格局与土壤有机碳含量相似,较高的微生物量有利于更多的枯枝落叶转化为土壤有机碳。在亚表土层(10～20 cm),大叶相思林土壤微生物量碳最大,马占相思林最小,与表土层的格局相反,但亚表土层微生物碳总含量并不高。因而,人工林土壤有机碳积累水平与土壤有机碳的稳定性及表层土壤微生物量有关。     

华南人工林凋落物养分及其转移

对华南 5种人工林凋落物量、凋落物养分及绿叶养分含量的测定结果表明 ,各种人工林凋落物量大小依次为 :马占相思 (11.1t·hm-2 ) >湿地松 (7.3t·hm-2 ) >荷木 (6 .5t·hm-2 ) >大叶相思 (4.8t·hm-2 ) >柠檬桉(2 .6t·hm-2 ) .马占相思通过落叶回归土壤的养分量高于其它类型 .5种人工林均通过养分转移机制 ,大量从枯老叶中转移N、P、K养分 ,其中马占相思转移的养分量最大 ,营养转移的季节性差别较大 .各种人工林对其它元素的转移现象不确定 .     

湖南会同5个亚热带树种的细根构型及功能特征分析

细根(直径2mm)具有复杂的分枝系统,不同树种间的细根在空间分布、形态和大小上有较大差异,研究不同树种的细根构型及不同根序的养分特征,对认识不同树种的细根形态和化学成分的变异格局,及其对树种地下生态位分离(niche segregation)、共存和森林生态系统功能过程的影响有着重要意义。在湖南会同林区选择青冈(Cyclobalanopsis glauca)、枫香(Liquidanbar formosana)、拟赤杨(Alniphyllum fortunei)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)等5个亚热带树种,用挖掘法采集完整的细根根系,按照Pregitzer细根分级方法对细根分级,用Win-RHIZO根系测定系统对细根构型的参数进行测定,同时测定各级根系的C、N含量,以探讨各树种各级细根的功能特征,揭示不同树种细根构型与养分策略之间的关系。结果表明:5个亚热带树种细根1级根比根长、比表面积最高,直径最细;3级根比根长、比表面积最低,直径最粗。不同树种之间细根形态特征和构型也表现出差异性:枫香的1级根序比根长最大,为31.45m·g-1,杉木的最小,为16.34m·g-1,枫香和杉木之间差异显著。马尾松的1、2级根序的比表面积最大,杉木的1级根序的比表面积最小,青冈2级根序的比表面积最小,3级根序比表面积杉木最大,青冈最小。不同树种之间的细根直径差异达到极显著水平,各根序的平均直径以杉木的最大,拟赤杨的最小。5个树种细根根尖密度大小顺序为马尾松青冈枫香杉木拟赤杨,各树种细根分叉数以拟赤杨和马尾松的较高,杉木最低。除杉木和枫香外,5个树种细根C含量均呈现出随着根序上升而增加的趋势,C/N比也随根序的上升而增加,而细根N含量呈现出随着根序上升而明显下降的趋势。细根平均C含量以杉木的最高,拟赤杨的最低,马尾松、青冈与枫香之间的差异不显著。细根平均N含量以拟赤杨的最高,马尾松的最低。C/N比以马尾松的最高,拟赤杨的最低。5个树种中,马尾松的外生菌根有很强的拓展能力,因此能显著地增强植物根系的养分、水分吸收能力,即使在贫瘠和干旱的土壤环境中,也能有效地利用有限的养分和水分,促进个体生长。而杉木细根吸收养分和水分的效率及能力最小。     

鼎湖山季风常绿阔叶林黄果厚壳桂群落植物元素含量特征

研究鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林黄果厚壳桂群落元素含量特征 ,分析了其中 9个种不同器官的 6种元素含量 ,结果表明 :1 )群落中植物不同器官的元素含量大小为 ,N:叶 >皮 >根 >枝 >茎 ,P:叶 >枝、皮 >根 >茎 ,K:叶 >皮 >枝 >根 >茎 ,Ca:皮 >叶 >枝 >根 >,Mg:叶 >皮 >根 >枝 >茎。 2 )椎栗、黄果厚壳桂、鼎湖钓樟和双盖蕨是群落中含 N量较高的种 ;椎栗、云南银柴和双盖蕨含 P量较高 ;各个种的含 K量相似。 3)养分含量表现出一定的层次性差异 ,上层种叶子含 P量高于下层种 ,但含 K量区别不显著。上层种茎 N、P、K含量显著低于下层种。黄果厚壳桂种群 ,其不同层次个体养分含量没有统计上的显著差异 ,但下层个体茎养分高 ,上层个体茎养分低。 4)群落不同元素间具有许多显著相关的元素对 ,其中 N与其它元素的相关性最大 ,其次是 Mg、P,再次是 K,而 Na不与其它任何元素相关 ,Ca相关性很少。从器官角度看 ,茎所含相关元素对最多 ,而枝、皮最少。     

中国温带、亚热带和热带森林45个常见树种细根直径变异

 细根在发挥植物功能以及生态系统碳和养分循环过程中起着重要作用。为了解我国不同森林生态系统细根直径变化规律, 提供建立根系模型的基础, 该文研究了我国温带、亚热带和热带45个常见树种1～5级根直径的变异以及直径与根序的关系。结果表明: 1)在所有树种中, 1级根直径最细, 5级根直径最粗, 直径随根序的增加而增加。此外, 同一根序的直径在不同树种间变异较大, 在不同生态系统中, 各树种1级根的总体平均直径呈现温带<亚热带<热带的格局。2)不同生态系统树种同一根序平均直径变异程度不同, 各个根序都是温带最小, 亚热带次之, 热带最大。3)细根内部各个根序的平均直径变异的52%由根序解释, 33%由树种解释, 生态系统类型和生活型分别解释7%和2%。不同系统不同树种直径的变异说明无法用统一的直径级来研究根的功能, 也无法用统一的根序和直径间的关系来建立根系形态模型。今后的研究需要进一步认识根序和直径在不同树种中如何与根的功能相联系。     

竞争对马尾松和木荷觅取异质分布养分行为的影响

为了研究邻株竞争对马尾松(Pinus massoniana)和木荷(Schima superba)觅取异质分布养分机理和行为的影响, 我们设计单植、双株纯栽和两株混植3种栽植方式, 构建了同质和异质养分环境开展盆栽实验。结果表明: 单植时, 马尾松和木荷苗木生长对斑块养分反应敏感, 与同质养分环境相比, 两树种在异质养分环境中具有苗高生长量大、干物质积累量高、根系在富养斑块中大量增生, 根系N、P含量和吸收效率高等特点。在异质养分环境中, 木荷与马尾松邻株竞争时的生长表现优于双株纯栽模式而与单植处理相近, 根系形态可塑性和生理可塑性在其觅取斑块养分中的作用显著增强; 与木荷邻株竞争时, 马尾松苗高生长也表现出较单植和双株纯栽模式一定的优势, 这与其根系的广布性、觅养精确性和反应敏感度变化较小及富养斑块中根系P素含量和吸收效率较高等有关。相反, 同种邻株竞争则使得异质养分环境中马尾松和木荷的根系广布性减小, 反应敏感度减弱, 富养斑块中根系N、P含量降低, 苗高生长量和干物质积累量减小。与马尾松相比, 同种邻株竞争对异质养分环境中木荷生长的负向影响更为强烈。建议在生产中采用混交造林的方式促进马尾松和木荷生长。若要营造人工纯林, 可通过适当降低初植密度或及时调控林分密度促进林木生长。     

三种植被恢复树种的冠层气孔导度特征及其对环境因子的敏感性

应用Granier热消散探针,长期监测华南地区荷木、大叶相思和柠檬桉林不同径级样树的树干液流,结合同步观测的气象数据,求算冠层气孔导度(g_c),并分析其对环境因子的响应方式及敏感性.结果表明: 不同季节荷木林日间平均g_c显著高于大叶相思和柠檬桉(P<0.05)（除3月外）.在干季和湿季,g_c与光合有效辐射(PAR)呈现对数正相关关系(P<0.001),湿季g_c对PAR响应比干季更敏感.g_c与水汽压亏缺(VPD)在干湿季均呈现对数负相关关系(P<0.001),同样在湿季表现出更高的敏感性.湿季g_c与VPD的偏相关系数高于干季,VPD对气孔行为的调控作用在湿季更为明显.随着土壤含水量的降低,g_c对VPD的敏感性下降,荷木和柠檬桉林下降的幅度大于大叶相思林,荷木和柠檬桉林下降的幅度相当.通过综合分析g_c对环境因子(PAR和VPD)的敏感性及其对土壤含水量变化的响应规律,发现乡土树种荷木作为植被恢复树种比外来引种的大叶相思和柠檬桉更为适宜.     

Effects of light intensity variation on nitrogen and phosphorus contents,allocation and limitation in five shade-enduring plants北大核心CSCD

Aims: To enhance the understanding on nitrogen (N) and phosphorus (P) physiological responses to different light environments in shade-enduring plants and provide references to improve the stand structure and ecosystem functions of plantation forests. Methods: We selected seedlings of five shade-enduring species with high ecological and economic value in subtropical area of China to study the effects of light intensity on leaf N and P contents, allocation and nutrient limitation in shade-enduring plants. A light intensity gradient of five different levels was set to simulate the varying understory light environment. Important findings: With decreasing light intensity, the total biomass and total N and P accumulation of five shade-enduring plants all showed a decreasing trend, but N, P contents in different organs increased. Among them, Gardenia jasminoides (GJ) had the highest while Illicium henryi (IH) had the lowest N content; The P contents of Quercus phillyraeoides (QP) and GJ were significantly higher than Elaeocarpus sylvestris (ES), Ardisia crenata (AC) and IH. QP and GJ had the highest N, P contents under extremely low light intensity (6% natural light intensity) condition (LIC), while AC and IH had the highest N and P contents in low (15% natural light intensity) and moderate (33% and 52% natural light intensity) LIC. ES demanded differently for LIC on N and P, which were 52% and 6% natural light intensity, respectively. N and P allocation of ES, AC and IH followed leaf < root < stem, but for QP and GJ were root < leaf < stem. Decreasing LIC significantly affected N and P allocation. N content variations shown good consistency among different organs under higher LIC (100% natural light intensity) while distinct variability under lower LIC (15% and 6% natural light intensity) in all five species. Phosphorus contents exhibited good consistency in IH, QP and GJ but varied in ES and AC. Decreasing LIC significantly affected organ N/P ratios of shade-enduring plants, but the fundamental growth restriction patterns remained. Light intensity variation and tree species co-regulated N, P utilization and allocation in shade-enduring plants, and then affected the total biomass and total N, P accumulation, which might result from the change of N and P utilization strategy. Therefore, light intensity preference and N, P nutrient balances in shade-enduring plants should be taken into account when constructing multiple layer and uneven-aged forests.     

Effects of light intensity variation on nitrogen and phosphorus contents,allocation and limitation in five shade-enduring plants

Aims To enhance the understanding on nitrogen (N) and phosphorus (P) physiological responses to different light environments in shade-enduring plants and provide references to improve the stand structure and ecosystem functions of plantation forests.Methods We selected seedlings of five shade-enduring species with high ecological and economic value in subtropical area of China to study the effects of light intensity on leaf N and P contents, allocation and nutrient limitation in shade-enduring plants. A light intensity gradient of five different levels was set to simulate the varying understory light environment.Important findings With decreasing light intensity, the total biomass and total N and P accumulation of five shade-enduring plants all showed a decreasing trend, but N, P contents in different organs increased. Among them, Gardenia jasminoides (GJ) had the highest while Illicium henryi (IH) had the lowest N content; The P contents of Quercus phillyraeoides (QP) and GJ were significantly higher than Elaeocarpus sylvestris (ES), Ardisia crenata (AC) and IH. QP and GJ had the highest N, P contents under extremely low light intensity (6% natural light intensity) condition (LIC), while AC and IH had the highest N and P contents in low (15% natural light intensity) and moderate (33% and 52% natural light intensity) LIC. ES demanded differently for LIC on N and P, which were 52% and 6% natural light intensity, respectively. N and P allocation of ES, AC and IH followed leaf > root > stem, but for QP and GJ were root > leaf > stem. Decreasing LIC significantly affected N and P allocation. N content variations shown good consistency among different organs under higher LIC (100% natural light intensity) while distinct variability under lower LIC (15% and 6% natural light intensity) in all five species. Phosphorus contents exhibited good consistency in IH, QP and GJ but varied in ES and AC. Decreasing LIC significantly affected organ N/P ratios of shade-enduring plants, but the fundamental growth restriction patterns remained. Light intensity variation and tree species co-regulated N, P utilization and allocation in shade-enduring plants, and then affected the total biomass and total N, P accumulation, which might result from the change of N and P utilization strategy. Therefore, light intensity preference and N, P nutrient balances in shade-enduring plants should be taken into account when constructing multiple layer and uneven-aged forests.     

华南丘陵植被恢复先锋树种木荷与马占相思的水分利用

利用Granier测定系统,对华南丘陵植被恢复先锋树种马占相思和木荷的树干液流分别进行4 a(2004—2007年)和5 a(2008—2012年)监测,比较不同龄级两树种的蒸腾量及其季节变化.结果表明: 马占相思和木荷的年蒸腾量均随树龄增加而增大,木荷蒸腾量的增加速度更快.木荷平均整树年蒸腾量为7014.76 kg,比马占相思(3704.97 kg)高;马占相思蒸腾量的季节变异(511.46～1802.17 kg)比木荷(1346.48～2349.35 kg)大.蒸腾速率(E_h)与光合有效辐射(PAR)、水汽压亏缺(VPD)的标准回归系数随土壤湿度的增加而增大,表明土壤水分的增加提高了植物对环境响应的敏感度.偏相关分析表明,土壤湿度的季节变异是导致两树种蒸腾量季节变化的最主要因素.木荷和马占相思的最适土壤湿度分别为0.22～0.40和0.29～0.30(V/V),表明与外来树种马占相思相比,乡土树种木荷对水分胁迫有更好的适应及调节能力.