地形因子对黄土高原山杏叶片功能性状的影响

坡向和坡度是重要的地形因子,调控水、热组合可以影响植物生长及叶片功能性状,研究叶片功能性状对不同地形因子的响应,有助于了解植物对环境的适应策略.以阳坡(半阳坡)和阴坡(半阴坡)2个坡向,以及15°~20°、21°~25°和26°~30°3个坡度为环境梯度,对比研究了其对黄土高原主要造林树种山杏叶片功能性状(包括叶面积、比叶面积、叶干物质含量和叶片含水量)的影响,结果表明:1)坡向与坡度分别对所有叶片功能性状的影响均显著,坡向和坡度仅对叶片含水量具有交互作用.2)坡向梯度上,阳坡叶片的叶面积与阴坡相当,但叶干物质含量(0.24 g·g^-1)和叶片含水量(59.6%)均小于后者(0.27 g·g^-1和67.0%);阳坡叶片的比叶面积显著高于阴坡,其值分别为183.72和163.05 cm2·g^-1.3)坡度梯度上,叶片的比叶面积和叶面积均随坡度增大呈先减后增趋势,二者分别在15°~20°和26°~30°上达最大值,分别为184.04 cm^2·g^-1和21.14 cm2.4)除15°~20°与26°~30°的土壤水分无差异外,其余坡度以及坡向之间的土壤水分均存在显著差异,且土壤水分是造成叶片功能性状差异的主要原因之一,其中0~10 cm土层含水量对叶片功能性状的影响最大.5)叶片比叶面积与叶片含水量、叶干物质含量呈负相关,与叶面积呈正相关;叶干物质含量与叶片含水量呈正相关,与叶面积呈负相关;土壤含水量仅与叶片含水量呈正相关,与其他叶片功能性状均不相关.     

甘南高寒草甸微地形上植物叶片特征与环境因子的冗余分析

了解植物叶片性状的生态学含义,对于阐明不同自然环境下的群落构建途径,进一步揭示生态系统维持机制具有重要的理论意义。本研究通过测定甘南高寒草甸坡向梯度25科86种植物叶片稳定碳同位素、比叶面积、叶干物质量及叶片营养元素含量等叶片组成特征,分析不同坡向条件下植物叶片特征与环境因子之间的关系。结果表明,北坡-南坡梯度上,随着土壤含水量、土壤全磷、土壤有机碳、土壤速效氮、速效磷含量等养分的不同程度降低,土壤温度、光照度及pH值的增加,植物叶片相对含水量、叶片磷含量、比叶面积、叶片钾含量显著减少,而叶片干物质量、相对叶绿素含量及稳定碳同位素值显著升高。冗余分析结果表明,坡向梯度上土壤含水量、土壤全磷、有机碳及速效磷含量与植物叶片含水量、叶片磷含量、比叶面积及叶片钾含量显著正相关,与植物叶片稳定碳同位素值、叶片干物质量及相对叶绿素含量显著负相关。而土壤温度、光照度及pH值与植物叶片稳定碳同位素值、叶片干物质量及相对叶绿素含量显著正相关,与叶片含水量、叶片磷含量、比叶面积及叶片钾含量显著负相关。说明不同环境因子对植物叶片特征的贡献显著不同。其中土壤含水量、土壤全磷含量、土壤温度及pH值等是关键的限制因子。植物叶片性状特征对不同坡向条件下环境因子的这种响应模式反映了高寒草甸微地形生态系统的环境状况和稳定程度。     

基于树形结构的木棉叶功能性状差异性研究

叶功能性状不仅反应植物对资源的利用能力,还涉及植物对自身结构和环境的生存适应策略。以不同生长阶段的木棉为研究对象,于2019年12月实地测量树高、冠幅等5个主要树形因子和采样测定叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶片含水量等14个叶功能性状,分析其在不同生长阶段的变化规律和相互关系,探讨叶功能性状对树形结构的响应。结果表明：不同生长阶段的木棉叶功能性状之间存在差异（P<0.05）,且表现出一定的相关性（P<0.05,P<0.01）;木棉叶片的面积、长度、宽度、周长、鲜重、饱和重、干重、比叶质量和干物质含量等功能性状是随生长阶段变化的主要指标。影响木棉叶片各性状的树形因子也不相同,其中叶面积主要受到冠幅的影响,叶片鲜重和饱和重主要受到枝下高的影响,叶片干重和相对含水量主要受到树高的影响,比叶面积、叶片含水量和干物质含量主要受到树高、尖削度的影响,比叶质量主要受到胸径、尖削度、树高的影响。随着木棉的生长,叶功能性状表现出受树形结构的影响而具有较强的表型可塑性,有利于其适应内外环境的变化。因此,叶功能性状之间的变化差异和相关组合,反映了不同生长阶段的木棉对树形结构的适应性调整和对资源的利用策略,在一定程度上为探索西双版纳热带雨林区的生态保护和可持续发展提供相关科学依据。     

桂林岩溶石山灌丛植物叶功能性状和土壤因子对坡向的响应

植物功能性状反映了植物对生长环境的响应和适应,是连接植物与环境的桥梁,研究植物功能性状特征及其随坡向梯度的变化规律,对认识不同微气候生境下植物群落空间格局形成及适应机制具有重要意义。以桂林岩溶石山灌丛植物为研究对象,分析了灌木群落水平上植物叶功能性状与环境因子关系随阴坡-阳坡梯度的变化规律。结果表明:比叶面积为阴坡大于阳坡,叶干物质含量和叶片厚度为阳坡大于阴坡;土壤含水量、有机质含量、总有机碳含量和有效氮含量为阴坡大于阳坡,土壤温度和土壤全氮含量为阳坡大于阴坡;多元逐步回归分析表明,影响群落水平植物叶功能性状的主要环境因子随阴坡-阳坡梯度而发生显著的变化。在阴坡上,对比叶面积影响显著的是土壤有效氮含量,对叶干物质含量影响显著的是土壤温度和土壤总有机碳含量。而在阳坡上,对比叶面积影响显著的环境因子是土壤含水量和土壤pH值,对叶干物质含量影响显著的环境因子是土壤全氮含量,对叶片厚度影响显著的环境因子是土壤温度、土壤全氮含量和土壤全磷含量。同一叶功能性状在阴坡-阳坡梯度上受到不同环境因子的控制,同时各叶功能性状又能够对阴坡-阳坡所处特殊生境产生一定的适应性。     

狗娃花叶片生态化学计量特征及功能性状对坡向的响应

坡向对植物叶片生态化学计量特征及功能性状有显著影响。研究不同坡向上植物叶片生态化学计量特征与功能性状有助于了解植物对环境变化的响应及适应。以兰州地区狗娃花叶片为研究对象,分析其生态化学计量及功能性状随坡向的变化特征。结果显示:阳坡叶片C含量(408.12 g·kg~(-1))、C∶P(348.61)与N∶P(29.71)均显著高于阴坡(其值分别为400.75 g·kg~(-1)、196.69和16.60),N含量(34.81 g·kg~(-1))和C∶N(11.72)与阴坡无显著差异(其值分别为34.07 g·kg~(-1)和12.24),而P含量(1.67 g·kg~(-1))显著小于阴坡(2.56 g·kg~(-1));阳坡比叶面积及叶片含水量(10.55 cm2·g~(-1)、59.06%)与阴坡(9.70 cm2·g~(-1)、60.65%)无显著差异,叶干物质含量(0.14 g·g~(-1))和叶面积(0.31 cm2)均显著低于阴坡(0.15 g·g~(-1)、0.41 cm~2);不同坡向狗娃花叶片生长均受P限制;阳坡比叶面积、叶片含水量、叶面积分别是影响叶片C含量、N含量和叶片C∶N的主导因子;阴坡叶干物质含量是影响叶片C含量和P含量的主导因子,而叶片功能性状的4项指标对叶片N含量和C∶N均有影响,且叶面积为主导因子,比叶面积次之。研究表明,坡向对狗娃花叶片生态化学计量特征和功能性状均有影响,将二者结合研究有助于全面了解植物对环境的适应策略。     

喀斯特石漠化地区土壤养分对泡核桃功能性状的影响

为了探究喀斯特石漠化地区植物叶片功能性状及影响因素,以及揭示其对石漠化环境的适应机理,该文以中国南方喀斯特高原峡谷地区的泡核桃(Juglans sigillata)为对象,揭示土壤养分对叶片结构和光合性状的影响效应。结果表明:(1)泡核桃叶功能性状随石漠化等级增加,叶面积减小,比叶面积增大,叶干物质含量和叶组织密度先降后升,蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度和光能利用率先下降后升高,其他性状变化趋势不显著。(2)冗余分析表明土壤养分能够解释37.4%的光合性状变异与53.4%的结构性状变异,其中全磷和溶解性有机碳对光合性状影响最大,而对结构性状影响最显著的是碱解氮和速效磷。(3)比叶面积分别与叶干物质含量极显著负相关,与净光合速率极显著正相关,叶厚度与叶组织密度极显著负相关,蒸腾速率与胞间CO₂浓度、气孔导度极显著正相关,水分利用速率与蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度极显著负相关,光能利用率与净光合速率显著正相关。研究结果表明,泡核桃为适应喀斯特石漠化的特殊生境采取增强生长功能性状,同时提高资源获取能力的开拓型生长策略,以提高对环境胁迫的抵御和适应能力。     

退化草地物种种内和种间功能性状变异对放牧的响应

研究草地植物功能性状变异对放牧干扰的响应机制,有助于解析草地生态系统群落构建和功能多样性维持机制及植物对环境的适应及权衡策略。以科尔沁沙地退化草地为对象,研究围封和放牧草地物种多种功能性状(植株高度、根系长度、叶面积、根面积、叶片干物质含量、地上干物质含量、根系干物质含量、比叶面积、比根长和根冠比)变异特征及其对放牧干扰的响应机制。结果表明: 退化草地物种种间性状变异明显高于种内变异,种间性状变异对总体变异的贡献率占比高达70.2%～95.1%,而种内变异仅为4.9%～29.8%,但群落构建中物种的种内变异仍不可忽视。放牧草地物种种间性状变异低于围封草地,且放牧草地种内变异增加而种间变异减小。放牧导致不耐牧的优良禾本科牧草叶面积和叶片干物质含量下降而比根长增加,但耐牧的杂类草则通过增加叶面积和叶片干物质含量并降低比根长来提高在群落中的优势地位。退化草地对放牧响应较为敏感的功能性状有叶面积、叶片干物质含量、比根长和比叶面积。植物叶片性状和根系性状自身及彼此间均呈显著正相关,但放牧会增强根系性状的协同效应而减弱叶片性状的协同效应。说明放牧会驱动植物个体和种群功能性状权衡策略发生改变,进而起到调控植物群落结构和功能的作用。     

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.     

人工控制条件下9种园林植物叶功能性状对短期NO2污染的响应

叶功能性状能反映植物对环境变化的适应策略,利用开顶式熏气法,对9种常见园林植物进行为期20天的NO₂熏气实验,分析不同NO₂浓度熏气下叶片形态结构指标（单叶干重、单叶面积、比叶面积）、光合生理指标（光合速率、荧光参数）及化学性状指标（叶N含量、叶P含量、N：P比值）的差异,从而探讨以上植物叶性状对NO₂污染的短期响应。结果表明,不同植物叶性状对不同浓度NO₂污染的响应存在显著差异,即不同植物应对NO₂污染的适应策略不同,同种植物在不同浓度NO₂熏气下叶性状指标变化趋势相同,但变化幅度不同,可见同种植物对不同NO₂浓度的响应策略也存在差异;大部分叶性状指标间表现出显著的相关性,但叶N含量与比叶面积间未发现显著相关性,表明叶经济谱性状间权衡机制的稳定性在个体尺度上可能会发生改变。研究结果揭示了不同植物对NO₂污染的适应与响应差异,对预测城市NO₂污染可能带来的植物功能性状的协同进化以及植物生态策略的改变具有重要意义。     

博斯腾湖湖滨湿地植物多样性对季节变化的响应

研究生物多样性对季节的响应对于维持生态系统稳定、保护生物多样性、解析群落构建机制具有重要意义。本文以博斯腾湖湖滨湿地为研究对象,探究不同季节植物群落的物种多样性与功能多样性的变化规律。结果显示：(1)物种多样性指数随季节变化没有显著改变;功能多样性指数中,功能丰富度由春季到夏季逐渐减小,功能离散度逐渐增大;不同季节的功能均匀度差异性不显著;(2)植物功能性状在不同季节间差异显著;春季叶绿素含量显著低于夏季;夏季比叶面积和叶干物质含量显著高于秋季;叶片含水量和厚度由春季到秋季呈递增趋势;(3)影响Pielou指数和功能丰富度的主要环境因子分别为土壤铵态氮和速效磷;影响Shannon-Wiener指数、Simpson指数和功能均匀度的主要环境因子为土壤有机质;影响功能离散度的主要环境因子为土壤含水量;(4)影响最大株高的主要环境因子为土壤 pH值;影响叶干物质含量的主要环境因子为土壤速效钾;影响叶片厚度和比叶面积的主要环境因子为土壤总磷;而影响叶片含水量的主要环境因子为土壤硝态氮;叶绿素含量与土壤因子无显著相关关系。     

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。     

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。     

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.     

胡杨叶功能性状特征及其对地下水埋深的响应

叶片性状反映了植物对环境的适应能力及其自我调控能力。以塔里木干旱荒漠区建群种胡杨（Populus euphratica）为研究对象,通过分析自然生长状况下胡杨叶功能性状对地下水埋深（GWD）的响应及功能性状间的权衡关系,揭示胡杨对极端干旱荒漠环境的生态适应策略。结果表明：胡杨7个叶功能性状种内变异程度不同（9.20%-40.02%）,叶面积（LA）变异程度最大,叶干物质含量（LDMC）与叶片含水量（LWC）变异程度较低,GWD梯度上表现出较大的分化变异特征。叶性状在不同GWD之间差异显著（P<0.05）,与GWD呈极显著相关（P<0.01）。比叶面积（SLA）、LA、LWC与叶干重（LDM）呈极显著正相关（P<0.01）,与叶厚度（LT）、叶组织密度（LTD）、LDMC呈极显著的负相关（P<0.01）;LDMC与LT、LTD,LWC与LA、SLA呈极显著正相关（P<0.01）,反映胡杨通过叶性状间的相互调节与权衡来适应干旱荒漠环境。逐步回归分析表明LA、LT对GWD变化最敏感,可间接借助这2个性状来预测干旱荒漠区地下水埋深变化。随GWD降低,胡杨SLA、LA、LDM、LWC减小,而LT、LTD、LDMC增大,其由高生长速率、资源利用能力的开拓型策略转变为以增强自身养分储存、防御能力的保守型策略,拓宽了生态幅和增强其在干旱逆境的适合度。可见,极端干旱荒漠区胡杨形成了小的LA、SLA、LDM,大的LT、LDMC、LTD等一系列有利于减少水分散失、储存养分和增强耐旱能力的干旱性状组合,这可能是其适应干旱贫瘠环境的生态策略。     

Functional coordination between branch hydraulic properties and leaf functional traits in miombo woodlands: implications for water stress management and species habitat preference

We investigated functional coordination between branch hydraulic properties and leaf functional traits among nine miombo woodlands canopy tree species differing in habitat preference and phenology. Specifically, we were seeking to answer the question: are branch hydraulic properties coordinated with leaf functional traits linked to plant drought tolerance in seasonally dry tropical forests and what are the implications for species habitat preference? The hydraulic properties investigated in this study were stem area specific hydraulic conductivity (K _S), Huber value (H _v), and xylem cavitation vulnerability (??₅₀). The leaf functional traits measured were specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC), and mean leaf area (MLA). Generalists displayed significantly (P?<?0.05) higher cavitation resistance (??₅₀) and SLA, but lower sapwood specific hydraulic conductivity (K _S), leaf specific conductivity (K _L), MLA, and LDMC than mesic specialists. Although MLA was uncorrelated with ??₅₀, we found significant (P?<?0.05) positive and negative correlations between plant hydraulic properties and leaf functional traits linked to plant drought tolerance ability, indicating that the interactions between branch hydraulics and leaf functional traits related to plant drought tolerance ability may influence tree species habitat preference in water-limited ecosystems.     

不同模拟增雨下白刺比叶面积和叶干物质含量的比较

以荒漠生态系统典型植物白刺(Nitraria tangutorum)为研究对象,根据内蒙古磴口多年平均降水量和植物生长规律,设计两个增雨时段(生长季前期与生长季后期),每个增雨时段设置两个增雨梯度(72.5mm/a(50%)、145mm/a(100%)),对天然白刺灌丛进行增雨实验,研究了不同模拟增雨处理下2012年与2013年生长季白刺叶片的比叶面积(SLA)与叶干物质含量(LDMC)的变化。结果表明,增雨处理可以增加白刺叶片的SLA及LDMC,同时期增雨100%处理对SLA及LDMC的影响大于50%处理,但同时期增雨的两个处理之间无显著差异;白刺叶片SLA在生长季前期对水分响应明显,LDMC则在生长季后期对水分反应敏感;相同增雨处理,2012年白刺叶片SLA及LDMC的净增加值高于2013年;SLA与LDMC在2012年呈显著负相关,在2013年虽呈负相关,但相关性不显著。在未来降雨增加的背景下,荒漠植物白刺叶片SLA与LDMC对增雨具有较强的协调适应能力,在不同生长季节可以通过改变不同的叶片性状来适应环境变化。     

Congruency analysis of species ranking based on leaf traits: which traits are the more reliable?

Nine leaf traits (area, fresh weight, dry weight, volume, density, thickness, specific leaf area (SLA), dry matter content (LDMC), leaf nitrogen content (LNC)) from ten plant species at eight sites in southern mediterranean France were investigated in order to assess their variability along a climatic gradient and their ranking congruency power. After examination of trait correlation patterns, we reduced the nine initial leaf traits to four traits, representative of three correlation groups: allometric traits (dry weight), functional traits (SLA and dry matter percentage) and Leaf Thickness. We analysed the variability of these four leaf traits at species and site level. We observed that between species variation (between 64.5 for SLA and 91% for LDMC) is higher than within species variation. Allowing a good congruency of species ranking assessed by spearman rank correlation () and a good reallocation of individuals to species by discriminant analysis. A site level variability (between 0.7% for Dry weight and 6.9% for SLA) was identified and environmental parameters (altitude, temperature, precipitation, nitrogen, pH) were considered as probable control factors. We found significant correlation between SLA, LDMC and the average minimum temperature (respectively r=0.87 and r=-0,9) and no correlation for the other traits or environmental parameters. Furthermore, we conclude that two leaf traits appear to be central in describing species: specific leaf area (SLA), percentage of dry matter (LDMC. While, SLA and LDMC are strongly correlated, LDMC appears to be less variable than SLA. According to our results the Dry Matter Content (or its reversal Leaf Water Content) appears the best leaf trait to be quantified for plant functional screening. Leaf thickness appeared to be rather uncorrelated with other leaf traits and show no environmental contingency; its variability could not have been explained in this study. Further studies should focus on this trait. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

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.     

Is leaf dry matter content a better predictor of soil fertility than specific leaf area?

Background and Aims

Specific leaf area (SLA), a key element of the ‘worldwide leaf economics spectrum’, is the preferred ‘soft’ plant trait for assessing soil fertility. SLA is a function of leaf dry matter content (LDMC) and leaf thickness (LT). The first, LDMC, defines leaf construction costs and can be used instead of SLA. However, LT identifies shade at its lowest extreme and succulence at its highest, and is not related to soil fertility. Why then is SLA more frequently used as a predictor of soil fertility than LDMC?

Methods

SLA, LDMC and LT were measured and leaf density (LD) estimated for almost 2000 species, and the capacity of LD to predict LDMC was examined, as was the relative contribution of LDMC and LT to the expression of SLA. Subsequently, the relationships between SLA, LDMC and LT with respect to soil fertility and shade were described.

Key Results

Although LD is strongly related to LDMC, and LDMC and LT each contribute equally to the expression of SLA, the exact relationships differ between ecological groupings. LDMC predicts leaf nitrogen content and soil fertility but, because LT primarily varies with light intensity, SLA increases in response to both increased shade and increased fertility.

Conclusions

Gradients of soil fertility are frequently also gradients of biomass accumulation with reduced irradiance lower in the canopy. Therefore, SLA, which includes both fertility and shade components, may often discriminate better between communities or treatments than LDMC. However, LDMC should always be the preferred trait for assessing gradients of soil fertility uncoupled from shade. Nevertheless, because leaves multitask, individual leaf traits do not necessarily exhibit exact functional equivalence between species. In consequence, rather than using a single stand-alone predictor, multivariate analyses using several leaf traits is recommended.