若干北方落叶树木叶片养分的内外迁移Ⅰ.浓度和含量的变化

研究了北方12个落叶树种单位面积叶干重、叶片灰分、有机物质和7个元素的浓度和含量在落叶前后的变化,同一元素不同树种间及同一树种不同元素间有着不同的变化模式.单位面积叶干重、叶片有机物质浓度和含量在落叶后均表现下降的趋势;所有树种叶片灰分浓度和大部分树种的灰分含量(除刺槐、胡颓子、核桃楸外)均有增加;落叶时N、P、K的单位叶面积含量均可减少约1/3～2/3;Mg含量的减少在胡颓子、核桃楸、春榆、蒙古栎、日本落叶松等5个树种中发生,其余树种表现增加;落叶中Fe含量除胡颓子下降外,其余均表现升高;落叶中Ca、Si浓度和含量在所有分析树种中均表现增加趋势.     

辽东山区主要阔叶树种叶片养分含量和再吸收对落叶时间的影响

凋落物是森林生态系统养分的重要来源, 叶片脱落时间是影响其分解的关键因素。东北温带森林中蒙古栎(Quercus mongolica)落叶时间较其他树种晚, 在山脊等贫瘠立地叶片甚至第二年春天才脱落。我们假设: 相对于其他树种, 蒙古栎叶片养分元素含量过高、再吸收时间长, 导致叶片延迟脱落。为验证假设, 除蒙古栎外, 选择了落叶时间居中的色木槭(Acer mono)和落叶较早的胡桃楸(Juglans mandshurica)为对象, 持续监测叶片从成熟至凋落过程中叶片养分元素含量, 包括大量元素: 氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg), 微量元素: 铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)和锌(Zn); 并分析养分再吸收率。结果表明: 蒙古栎成熟叶养分元素含量介于对照树种之间; 凋落叶N、P和K含量低于对照树种, Fe和Mn含量高于对照树种, 其余元素含量介于对照树种之间。该结果不支持“蒙古栎叶片养分含量过高”假设。蒙古栎叶片N、P和K再吸收率高于对照树种, 再吸收率高低与其落叶时间完全一致; 叶片Cu和Zn再吸收率与对照树种无显著差异; 叶片其余元素未发生再吸收, 其累积率与对照树种无显著差异; 说明养分再吸收与养分含量无关, 可能与树种的种专一性相关, 可能会影响叶片脱落时间。由于蒙古栎多生长在贫瘠土壤, 其成熟叶无法积累更多养分; 为避免叶片脱落后养分进入土壤被其他物种利用, 将养分尽量回收储存于自身, 即蒙古栎叶片养分再吸收过程较长, 叶片脱落较晚。生长在极端贫瘠立地的蒙古栎叶片次年春天才落叶, 可能是由于再吸收一直在进行, 来不及脱落而保留至新生长季开始。落叶晚的树种养分再吸收率高、有利于自身养分保存, 更能适应贫瘠土壤, 反之亦然。     

Effects of leaf nutrient concentration and resorption on leaf falling time of dominant broadleaved species in a montane region of eastern Liaoning Province,China

凋落物是森林生态系统养分的重要来源, 叶片脱落时间是影响其分解的关键因素。东北温带森林中蒙古栎(Quercus mongolica)落叶时间较其他树种晚, 在山脊等贫瘠立地叶片甚至第二年春天才脱落。我们假设: 相对于其他树种, 蒙古栎叶片养分元素含量过高、再吸收时间长, 导致叶片延迟脱落。为验证假设, 除蒙古栎外, 选择了落叶时间居中的色木槭(Acer mono)和落叶较早的胡桃楸(Juglans mandshurica)为对象, 持续监测叶片从成熟至凋落过程中叶片养分元素含量, 包括大量元素: 氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg), 微量元素: 铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)和锌(Zn); 并分析养分再吸收率。结果表明: 蒙古栎成熟叶养分元素含量介于对照树种之间; 凋落叶N、P和K含量低于对照树种, Fe和Mn含量高于对照树种, 其余元素含量介于对照树种之间。该结果不支持“蒙古栎叶片养分含量过高”假设。蒙古栎叶片N、P和K再吸收率高于对照树种, 再吸收率高低与其落叶时间完全一致; 叶片Cu和Zn再吸收率与对照树种无显著差异; 叶片其余元素未发生再吸收, 其累积率与对照树种无显著差异; 说明养分再吸收与养分含量无关, 可能与树种的种专一性相关, 可能会影响叶片脱落时间。由于蒙古栎多生长在贫瘠土壤, 其成熟叶无法积累更多养分; 为避免叶片脱落后养分进入土壤被其他物种利用, 将养分尽量回收储存于自身, 即蒙古栎叶片养分再吸收过程较长, 叶片脱落较晚。生长在极端贫瘠立地的蒙古栎叶片次年春天才落叶, 可能是由于再吸收一直在进行, 来不及脱落而保留至新生长季开始。落叶晚的树种养分再吸收率高、有利于自身养分保存, 更能适应贫瘠土壤, 反之亦然。     

北方阔叶树木固氮与非固氮树种间营养元素含量的差异及数量化分类

研究了北方阔叶树木中固氮和非固氮树种间养分元素含量的差异及季节变化趋势．在生长旺盛期到落叶期固氮和非固氮树种叶片之间Ｎ、Ｍｇ含量始终存在明显差异;固氮树种叶片中Ｎ、Ｋ含量降低的趋势明显低于非固氮树种,所研究的其它５个元素和灰分的季节变化率即累积的趋势则高于非固氮树种．在Ｆ检验和Ｔ检验的基础上,选择Ｎ、Ｐ、Ｍｇ、Ｓｉ４个营养元素为参数进行的数量化分类,成功地区分了固氮和非固氮树种．     

5种阔叶树的光合生理生态特性研究

对核桃楸、水曲柳、黄波罗、紫椴和白桦的光合生理生态特性研究表明,随着幼叶成长、叶绿素含量的增加,各树种光合能力与硝酸还原酶活力也增加．晴天,白桦与水曲柳光合曲线呈双峰,其余３树种呈单峰,阴雨数日转睛后,白桦与水曲柳光合曲线呈单峰,其余３树种呈双峰;阴天,５个树种光合曲线均与光照曲线相似．幼叶成长过程中硝酸还原酶活力与光合速率呈正相关;各树种的光合速率除受光的影响外,空气相对湿度是光能利用的限制因子．     

追施氮肥对尾巨桉叶片主要营养元素浓度及贮量变化的影响

采用田间定位试验方法,研究了追施氮肥对尾巨桉叶片养分浓度与贮量及内外循环的影响。结果表明:桉树落叶时质量损失26%,此时若以单位质量计算叶片养分浓度往往与实际情况不符,因此应以单位叶面积为基础表征养分浓度;与生长叶相比,桉树凋落叶中灰分和有机质含量分别下降33%和25%,表明一些可水解运输的有机物质在叶片凋落前已回输至树体;桉树叶片对N的利用率高达44%,表明存在氮的奢侈吸收。桉树叶片中N、P、K养分以内循环模式为主,内循环比例均在70%以上;Ca则以外循环为主,外循环比例约为90%;Mg、Si和灰分的内循环能力相当,外循环比例略高于内循环。     

全球木本植物叶片硅钙生态化学计量学特征

收集全球803种木本植物叶片硅（Si）、钙（Ca）数据,研究不同木本植物生活型（常绿植物以及落叶植物、针叶植物以及阔叶植物）叶片Si、Ca元素的化学计量学特征及其与纬度、气候因子（年平均温度,年平均降水量）间的关系。结果表明：（1）全球尺度上木本植物叶片Si、Ca含量存在较大变异性,且含量均低于中国境内的研究结果;（2）不同生活型树种间存在差异,针叶树叶片Si含量及Ca/Si显著高于阔叶树,落叶树叶片Si、Ca含量及Ca/Si均显著高于常绿树种;（3）随着纬度升高、年平均温度及年平均降水量的下降,全球尺度木本植物叶片Si、Ca含量显著升高,而Ca/Si显著下降;（4）不同生活型木本植物对气候因子的响应不同,除针叶及落叶树种的Ca含量外,其余各生活型树种Si、Ca含量与纬度及气候因子显著相关,随着纬度升高而升高,随年平均温度及年平均降水量的升高而降低,且随着年平均温度的降低,常绿及阔叶树种叶片Si含量下降速度显著高于落叶及针叶树种。研究结果能够为全球尺度生态化学计量学模型的发展提供数据基础,有助于更好地理解和模拟区域乃至全球尺度上纬度和气候因子对植物叶片Si、Ca含量的影响。     

重庆石灰岩地区主要木本植物叶片性状及养分再吸收特征

以重庆石灰岩地区15种常绿木本植物和14种落叶木本植物为研究对象,对两种生活型植物叶片衰老前后叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)和叶片厚度(LT)进行了比较,并采用不同的计算方法(单位质量叶片养分含量、单位面积叶片养分含量)分析了两类植物叶片衰老前后养分含量及再吸收特征,最后对养分再吸收效率与其他叶性状因子之间的关系进行了相关分析。结果表明:常绿植物成熟叶LDMC、LT及衰老叶LT显著低于落叶植物,落叶植物成熟叶和衰老叶SLA均显著高于常绿植物(P0.05);基于单位质量叶片计算的养分含量,常绿植物成熟和衰老叶N、P量均低于落叶植物,而基于单位面积叶片计算的N、P含量则表现出相反的趋势;基于不同方法计算的N、P再吸收效率差异不明显,其中常绿植物基于单位质量叶片养分含量计算的N、P平均再吸收效率为39.42%、43.79%,落叶植物的为24.08%、33.59%;常绿和落叶植物N、P再吸收效率与LDMC、SLA、LT和成熟叶N、P含量之间没有显著相关性,但与衰老叶养分含量存在显著负相关(P0.05)。研究发现,无论是常绿植物还是落叶植物,衰老叶N、P含量均较低,表明石灰岩地区植物具有较高的养分再吸收程度。     

固氮树种在混交林中的作用研究Ⅱ.固氮树木叶部N、P养分动态特征

研究了23种固氮与非固氮树种叶部N、P含量的季节变化、输出率以及叶片衰老过程中N、P的输出过程.结果表明,供试树种叶部N、P含量均存在着明显的季节变化,平均变化率为21～23%,最大变化率出现在叶片衰老期.在衰老期内不同树种表现出不同的N、P动态特征.固氮树种表现出低输出率,落叶中N含量是非固氮树种的1.6～3.7倍.固氮树种生长季叶部N含量在2.5%左右.     

辽东山区主要树种叶片氮、磷、钾再吸收

养分再吸收作为植物保存养分的重要机制之一,在凋落物分解和养分循环中起着重要作用。为明确辽东山区主要树种养分再吸收状况,选择4种次生林树种:蒙古栎(Quercus mongolica)、色木槭(Acer mono)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)和人工林落叶松(Larix spp.)为对象,测定了各树种叶片凋落前(成熟叶)后(凋落叶)全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)浓度,并分析了养分再吸收特征。结果表明:所测树种凋落叶N、P、K浓度均显著低于成熟叶(落叶松K不显著);胡桃楸N再吸收率与蒙古栎、色木槭、花曲柳差异显著,花曲柳与蒙古栎、色木槭P再吸收率差异显著,色木槭K再吸收率与蒙古栎、胡桃楸、花曲柳差异显著(P0.05);总体上,落叶松N、P、K再吸收率低于次生林树种,尤其是P再吸收率显著低于花曲柳、K再吸收率显著低于胡桃楸和花曲柳(P0.05)。上述结果表明,落叶松通过降低养分再吸收率,提高凋落物养分输入量,对土壤养分有效性做出正反馈。     

固氮树种在混交林中的作用研究Ⅱ,固氮树木叶部N,P养分动态特征

研究了２３种固氮与非固氮树种叶部Ｎ,Ｐ含量的季节变化,输出率以及叶片衰老过程中Ｎ,Ｐ输出过程,结果表明,供试树种叶部Ｎ,Ｐ含量均存在着明显的季节变化,平均变化率为２１～２３％,最大变化率出现在叶片衰老期,在衰老期内不同树种表现出不同的Ｎ,Ｐ动态特征,固氮树种表现出输出率,落叶中Ｎ含量是非固氮树种的１．６～３．７倍,固氮树种生长季叶部Ｎ含量在２．５％左右。     

东灵山地区辽东栎叶养分的季节动态与回收效率

为探讨辽东栎叶的养分回收对种群的适应能力和生态系统的养分循环的意义,在东灵山地区分析了辽东栎叶中Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃa、Ｍg、Fe等６种元素的浓度和单位叶面积含量,确定了了辽东栎叶养分的季节动态与回收效率。结果发现：１）６种元素的浓度和单位叶面积含量在叶的生活史中都发生了明显的季节变化,其中Ｎ、Ｐ、Ｋ等３种元素的浓度在展叶初期下降很快,阴后逐渐下降的,但单位叶面积含量是在７月下旬达到最大值;２）Ｃa浓度和单位叶面积含量整个生长季中一直保持上升趋势,Ｍg的季节变化无一定规律;３）Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍg都有一定程度的回收,其中Ｎ、Ｐ的回收率分别为６７％和８７％,Ｃa、Ｆe在叶有所积累。为探讨叶养分回收效率在常绿和落叶植物中的差异,对栎属植物养分动态进行了比较分析。结果表明：１）落叶植物成熟叶中的Ｎ浓度稍高于常绿植物,但不显著,Ｎ的回收率与成熟叶中的浓度成显著正相关,;２）栎属植物的成熟叶和落叶中的Ｎ、Ｐ浓度间呈显著正相关。     

喀斯特高原峡谷优势种叶片功能性状分析

该研究对喀斯特石漠化高原峡谷地区优势种的叶片功能性状进行了分析,调查了17种植物的叶片厚度、叶面积、叶片鲜重、叶片干重、叶干物质含量、比叶面积、叶组织密度等能反映植物生存策略且易于测量的叶片功能性状,并采用逐步回归的方法探究了叶片功能性状与土壤养分之间的关系。结果表明:(1)不同优势种叶片功能性状差异明显,叶片的厚度为0.18～0.78 mm、鲜重为0.07～6.51 g、干重为0.04～3.19 g、叶面积为3.07～325.64 cm~2、叶干物质含量为318.61～573.22 mg·g~(-1)、比叶面积为60.98～236.90 cm~2·g~(-1)、叶组织密度为0.022 1～0.036 g·cm~(-3)。(2)植物通过较小的比叶面积与较大的叶干物质含量来减少水分散失、增加养分储存,以适应高温、缺水少土的环境。(3)叶片功能性状之间存在广泛的相关关系,且均达到极显著水平。叶片厚度对鲜重、干重均表现为促进效应,比叶面积与叶干物质含量及叶组织密度之间均存在极显著的抑制效应。(4)叶片功能性状随土壤养分的变化产生规律性变化。土壤全氮、全钾和有机碳对叶片功能性状产生显著影响,尤以土壤有机碳的影响更为显著。进一步分析发现,喀斯特高原峡谷地区植被恢复及重建的优势种或建群种为翅荚香槐、清香木、枇杷等;施用有机肥能够提高花椒、金银花等经济林树种的适应能力。     

我国温带山地森林48种常见树种叶片重量-出叶强度的关系

叶片是植物的主要光合器官, 其质量与数量的权衡关系体现植物对环境的适应策略。在全球气候变化的背景下, 研究叶片质量与数量关系有助于理解植物对环境变化的响应趋势。该研究应用标准化主轴回归方法, 探讨了我国温带山地森林中48个常见树种的单叶干重与出叶强度的权衡关系。结果表明, 所有物种以及落叶阔叶林、常绿和落叶阔叶树种、单叶以及亚冠层阔叶树种的单叶干重与出叶强度表现为异速生长关系; 针叶林、针阔混交林、常绿及落叶针叶树种、复叶以及冠层阔叶树种则表现为等速生长关系。研究结果表明, 叶大小和出叶强度并无恒定的权衡关系。     

土壤干旱对黄土高原乡土树种水分代谢与渗透调节物质的影响

以黄土高原4个乡土树种的幼苗为试验材料,采用盆栽方式模拟土壤干旱环境,研究土壤干旱对不同树种水分代谢与渗透调节物质的影响。结果表明,大叶细裂槭、虎榛子叶水势、叶片含水量下降迅速,叶片离体保水能力降幅明显;白刺花、辽东栎则表现为叶水势、叶片含水量缓慢下降,组织相对含水量在中度胁迫下略有上升。白刺花在不同水分处理条件下离体叶片保水力明显高于其它树种。1个树种可溶性糖含量随土壤干旱程度加剧明显增加,可溶性蛋白质含量在树种之间变化较为复杂,无明显规律性。K^ 离子含量和游离脯氨酸含量在中度水分胁迫下均有不同程度升高。白刺花在土壤干旱进程中,可溶性蛋白质含量、K^ 离子含量和游离脯氨酸含量均明显高于其它树种。综合水分代谢和渗透调节物质来看,水分胁迫条件下,白刺花以保持高水势、减少组织水分散失和增加渗透调节物质来提高细胞原生质浓度,增强其抗旱性。     

中亚热带同质园不同树种氮磷重吸收及化学计量特征

于2019年8月研究中亚热带同质园11个树种叶片的比叶面积、氮(N)和磷(P)养分重吸收和化学计量特征,分析其养分利用策略。结果表明: 常绿阔叶树种(香叶、香樟、木荷、米槠、醉香含笑和杜英)和常绿针叶树种(杉木和马尾松)成熟叶和衰老叶的比叶面积、N和P含量普遍低于落叶阔叶树种(枫香、无患子和鹅掌楸),而成熟叶片C∶N和C∶P则表现为常绿阔叶树种和常绿针叶树种高于落叶阔叶树种。除米槠外,同质园其他树种N∶P均小于14。相对于其他树种,基于单位质量与单位面积计算的无患子N和P重吸收率均高于50%,马尾松、杉木和香樟P重吸收率也高于50%,而醉香含笑N和P重吸收率最低,仅为15%～30%。成熟叶比叶面积与N和P含量呈显著正相关,而与C∶N和C∶P呈显著负相关。在同质园中,米槠和香叶等常绿阔叶树种与马尾松等常绿针叶树种属于缓慢投资-收益型树种,其通过降低叶片比叶面积以及N、P含量,减少养分损失,从而实现较高的N、P重吸收程度与利用效率。然而,无患子等落叶阔叶树种属于快速投资-收益型树种,N和P利用效率相对较低。此外,同质园树种多受N限制,却不具有较高的N重吸收率,而唯一受P限制的米槠也不具有高P重吸收率。这些结果深入认识了中亚热带不同类型树种的N和P养分利用特点,可为区域造林实践提供科学依据。     

滨海沙地木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林细根养分与能量动态

2005年1月到2005年11月对福建省惠安县赤湖林场不同林龄木麻黄人工林细根养分和能量的季节动态进行了观测,结果表明：（1）6种元素的含量在不同林龄木麻黄细根中都具有明显的季节变化。各林龄细根的N含量一般在冬夏季节较高,且死细根的N浓度高于相同林龄的活细根,除12林龄活细根P浓度在7月份有最大值外,其他各林龄活、死细根在一年中呈波动性下降,K含量在冬季较高,而在其他季节变化幅度不大,除5林龄活细根和18林龄死细根在3月份和7月份有两个峰值外,其他林龄细根Ca含量随季节变化较小,Mg含量随季节变化总体呈下降趋势,而在11月份上升;各林龄C则呈波浪形变化;（2）随着林龄的增大,细根N、P、Mg含量的变化模式相似,都呈先增加,后降低,再增加的趋势,K和Ca含量变化趋势相似,但变动幅度存在差别,C则呈波浪形变化;（3）随着季节的变化,灰分、干重热值和去灰分热值呈“V”形变动,一年中都存在两个峰值,分别在3月份和7月份或9月份;（4）灰分、干重热值和去灰分热值随林龄的增大表现为波浪形增加。由此可见,不同森林类型的细根养分和能量动态具有季节和林龄的特殊性,在进行整个地区森林生态系统物质循环和能量流动研究时,应考虑不同森林类型的特性。     

胡杨叶形变化与叶片养分间的关系

通过野外调查和室内分析,研究胡杨叶形随个体生长发育阶段的变化规律及其与叶片养分间的关系。结果表明:胡杨个体叶形指数(叶片长/宽)与胸径、树高和叶面积均呈极显著负相关(P0.01);不同发育阶段的胡杨均表现出叶形指数随树冠层次增高而减小的趋势,同一个体树冠不同层次的小枝也均表现为叶形指数随小枝节位数增加而减小。胡杨个体叶片全N、全P和有机C含量与树高和胸径呈正相关,全K含量与树高和胸径呈极显著负相关(P0.01);叶形指数与叶片全P含量呈显著负相关(P0.05),而与全K含量呈极显著正相关(P0.01)。说明胡杨叶形指数的变化不仅存在于个体发育的不同阶段,同时存在于同一个体树冠的不同层次以及当年生枝条的不同节位,而叶片全N、全P、全K和有机C含量的变化存在于个体发育的不同阶段。随着胸径增加,叶片叶形指数减小、叶面积增加,伴随着叶片全P、全K含量增加。     

中亚热带主要树种凋落叶在杉木人工林中分解及氮磷释放过程

采用分解网袋法研究了马尾松(Pinus massoniana)、桤木(Alnus cremastogyne)、木荷(Schima superba)、青冈(Cycloblanopsis glauca)等树种凋落叶在21年生杉木人工林内的分解速率和养分释放过程。经过13个月的分解实验,4种供试凋落叶以青冈分解最快,质量失重率为33.5%,其次为桤木和木荷,马尾松分解最慢,其质量失重率仅为29.9%。4种凋落叶分解50%和95%所需要的时间分别为21～26个月和94～112个月。在凋落叶分解过程中,除桤木凋落叶中氮含量下降外,其他3种凋落叶的氮含量均增加,但凋落叶的C/N均降低;在凋落叶分解的前3个月,凋落物中磷含量快速下降,此后变化很小,C/P呈增加趋势。在凋落叶分解过程中,马尾松凋落叶对氮素表现为固持作用,而其他3种凋落叶对氮素表现为净释放,4种凋落叶的磷素均表现为净释放。4种供试材料中桤木较适合与杉木混交种植。     

广东省胡颓子属植物种质资源及果实利用评价

在标本查阅和野外调查的基础上,对广东省胡颓子属（Elaeagnus L．）植物资源现状进行了综合评价,并对产量高且可生产性强的部分种类的果实矿质元素及氨基酸等营养成分的含量进行了分析测定。结果表明,广东产胡颓子属植物11种1变种,其中一些种类的果实中含有丰富的矿质元素;角花胡颓子（E．gonyanthes Benth．）和密花胡颓子（E．cottferta Roxb．）果实的营养价值较高、果实较大、有明显酸味,可作为第3代果品加工的生产资源;生存环境的保护对广东省胡颓子属植物资源的保护极其重要。