青藏高原东缘野生暗紫贝母生物量分配格局对高山生态环境的适应

从时空尺度研究了青藏高原东缘野生暗紫贝母(Fritillaria unibracteata)生物量分配特征对高山环境条件的生态适应.通过海拔梯度、群落类型、群落盖度、群落透光率4个变量的分析,间接探讨了高山环境条件下水分、热量、光照和土壤养分等主要环境因子对暗紫贝母生物量分配的影响,并主要研究了海拔梯度这一综合要素的生态效应.同时,从时间尺度上研究了暗紫贝母不同生活史阶段的生物量分配模式,以期了解不同发育阶段高山植物对于环境要素的适应特征.研究结果表明:1)在一定的空间范围内,4个环境变量中仅海拔梯度对暗紫贝母单株鳞茎生物量及总生物量的影响差异显著,且生物量积累随海拔升高而减小.2)在空间尺度上,海拔梯度为野生暗紫贝母生长的主要限制因子,表明在高山地区热量条件对植物生长具有明显的制约作用,同时不同生活史阶段的暗紫贝母其生物量分配模式对海拔梯度的响应也存在着一定的差异.2年生贝母的鳞茎生物量分配随海拔升高而降低,叶生物量分配随之增加.3年生和4年生贝母鳞茎及叶生物量分配在不同海拔梯度上比较稳定,而茎生物量分配随海拔升高而降低,有性生殖(花)分配则随之而增加.各生活史阶段植株根生物量在不同海拔梯度上分配稳定.3)在时间尺度上,不同生活史阶段贝母生物量分配模式存在显著差异.根和茎生物量分配随生活史阶段的增加而显著增加,而鳞茎和叶生物量分配则随之显著减少.单株鳞茎生物量在3年生阶段达到最大.     

东北天然次生林下木树种的生物量器官分配规律

以帽儿山天然次生林主要下木树种为研究对象,探讨了植物生物量器官(叶、新枝、多年枝、细根、粗根)分配特征及其与物种和个体大小的关系。结果表明:1)林下植物器官生物量的相对生长遵循异速生长理论,相对生长关系并不唯一。叶与新枝(0.924～1.055)、多年枝与粗根(0.917～1.024)和地上部分与地下部分(1.064～1.125)近于等速生长,新枝与多年枝(0.585～0.700),叶与总枝(0.742～0.795),叶与总根(0.853～0.918),以及细根与粗根(0.658～0.750)的生物量相对生长表现为异速生长。2)林下植物生物量器官分配遵循异速生长分配理论,叶、新枝、多年枝、细根和粗根等的生物量比例依次是5.83%～20.60%、0.83%～7.42%、36.25%～68.24%、1.32%～6.75%和16.38%～42.88%、根冠比是0.272～0.866。3)器官生物量比例与物种和植物大小等有关,各植物的器官生物量比例有差异,随植物生长,各植物生物量的叶分配、新枝分配、细根分配和根冠比明显减小、多年枝分配明显增加(P0.05),仅少数植物的粗根分配无明显变化(P0.05)。     

甜樱桃对15N尿素的吸收、分配和利用特性

以5年生‘早大果’甜樱桃为试材, 研究了其在萌芽前土施¹⁵N尿素的吸收、分配和利用特性.结果表明：植株器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)均随时间推移逐渐升高, 盛花期细根和贮藏器官的Ndff较高; 果实硬核期，新生器官中长梢和长梢叶的Ndff增长迅速，分别达0.72%和0.59%; 果实硬核期到采收期，果实的Ndff增长迅速，到采收期达到最高，为1.78%; 果实采收后到花芽分化期，新生器官Ndff增长减慢而贮藏器官增长迅速.盛花期根系吸收的氮素首先分配到贮藏器官，粗根¹⁵N分配率最高，为54.91%；果实硬核期细根和贮藏器官¹⁵N分配率由盛花期的85.43%下降到55.11%，而地上部新生器官则升高至44.89%；果实采收期¹⁵N分配率变化不大，果实采收后氮素营养迅速向贮藏器官中运转，花芽分化期细根和贮藏器官的¹⁵N分配率升高至72.26%，而地上部新生器官¹⁵N分配率与采收期相比下降了19.31%.从盛花期到花芽分化期，植株对¹⁵N尿素的当季利用率呈升高趋势，于花芽分化期达到最高，为16.86%.     

模拟增温对云顶山亚高山草甸水热因子及群落结构的影响

高山草甸作为一种发育在高山林线以上位置的植被类型,高大的海拔促使其对气候变暖响应敏感而迅速,其群落结构在气候变暖影响下发生着显著变化。然而,现在的研究大都集中在诸如极地、青藏高原等高纬度、高海拔地区,对于中低纬度、低海拔地区分布的亚高山草甸研究就显得不足。因此,为了揭示中纬度、低海拔地区亚高山草甸群落结构在气候变暖背景下的动态变化规律,以山西云顶山亚高山草甸为研究对象,设置小幅度增温（OTC₁）和大幅度增温（OTC₂）两种模拟增温实验样地,调查草甸空气-土壤水热因子及植被群落结构特征,探究增温对亚高山草甸水热因子及群落结构的影响。结果表明：（1）在OTC₁和OTC₂处理下,草甸空气呈现暖干化,其中空气温度分别增加3.57℃和和5.04℃（P<0.05）,空气湿度分别减小7.36%和5.23%（P<0.05）;草甸土壤趋向暖湿化,其中土壤温度分别减小0.05℃和增加0.26℃（P<0.05）,土壤水分分别减小0.2%和增加0.62%（P>0.05）。（2）增温对草甸物种多样性产生一定负面影响,但Richness指数、Simpson指数、Shannon指数在不同处理间的差异均不显著（P>0.05）,表明物种多样性对增温响应不敏感。（3）增温促进草甸群落中禾草类植物生长,抑制杂草类植物生长,且随增温幅度变大,群落中不同植物功能型由杂草类向禾草类转化。（4）RDA排序和相关分析表明,空气、浅层土壤温度促进禾草生长,抑制杂草生长;深层土壤温度抑制莎草生长;浅层土壤水分促进禾草生长。因此,增温改变了云顶山亚高山草甸的水热因子状况,导致草甸群落结构发生改变,使之向禾草类植物进行演替。     

西双版纳热带季节雨林的生物量及其分配特征

 根据3块1 hm² 样地的调查资料,利用123株样木数据建立以胸径(D)为单变量的生物量预测方程。采用样木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样 方收获法(灌木层、草本层), 获取西双版纳热带季节雨林的生物量,并分析了其组成和分配特征。结果表明,西双版纳热带季节雨林的总生物 量为423.908±109.702 Mg•hm^－2(平均值±标准差,n=3) ,其中活体植物生物量占95.28%,粗死木质残体占4.07%,地上凋落物占 0.64%。在 其层次分配方面：乔木层优势明显,占98.09%±0.60%;其次为木质藤本,占0.83%±0.31%;灌木层和草本层生物量均小于木质藤本的生物量; 附生植物最低,仅为0.06%±0.03%。总生物量的器官分配以茎所占比例最高,达68.33%;根、枝、叶的比例分别为18.91%、11.07%和1.65 %。 乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级和最大径级。大树(D＞70 cm)具有较高的生物量,占整个乔木层的43.67%±12.67%。树种分配方 面,生物量排序前10位的树种占乔木层总生物量的63.43%±4.09%,生物量集中分配于少量优势树种。西双版纳热带季节雨林乔木层叶面积指数 为6.39±0.85。西双版纳热带季节雨林乔木层的地上生物量位于世界热带湿润森林的中下范围。     

6 种温带森林碳密度与碳分配

量化森林碳储量及其分配格局是森林碳循环和陆地生态系统模型的重要研究内容. 采用样地清查和异速生长方程法测定了相同气候条件下林龄相近(42~59 年生)的6 种典型温带森林类型 (杨桦林、硬阔叶林、红松林、兴安落叶松林、杂木林和蒙古栎林)的碳密度和碳分配格局. 结果表明, 所处的立地条件和植被组成不同的6 种温带森林, 其生态系统组分碳密度(除碎屑碳库外)差异不显著, 但用林分胸高断面积标准化之后则存在显著差异. 6 种温带森林的总碳密度在 186.9~349.2 tC/hm² 之间波动; 其中, 植被碳密度、碎屑碳密度和土壤碳密度分别在86.3~122.7, 6.5~10.5 和93.7~220.1 tC/hm² 之间波动, 占总碳密度的(39.7±7.1)%(均值±标准差), (3.3±1.1)%和 (57.0±7.9)%. 在植被碳库中, 乔木层占99%以上. 叶生物量、中细根(直径<5 mm)生物量、根冠比、中细根生物量与叶生物量之比分别在2.08~4.72 tC/hm², 0.95~3.24 tC/hm², 22.0%~28.3%, 34.5%~122.2%之间波动. 6 种森林中, 红松林的叶生产效率(总生物量与叶生物量之比)最低(22.6 g/g), 兴安落叶松林的中细根生产效率(总生物量与中细根生物量之比)最高(124.7 g/g). 除蒙古栎林外, 其他5 种森林的中细根碳密度(包括死活中细根量)均随土壤层次加深而下降; 而蒙古栎林的中细根碳密度的垂直分布却有下移趋势. 两种人工林(红松林和兴安落叶松林)的粗木质残体碳密度显著低于4 种天然林. 本研究指出, 特定森林碳分配格局的分异主要受植被类型、经营历史、局域土壤的水分和养分有效性等因素的共同作用, 同时也为温带森林碳循环模型提供了重要的构建和校验参数.     

西双版纳热带人工雨林生物量及净第一性生产力的研究

通过标准木法和收获法研究分析了西双版纳热带人工模拟雨林的生物量及净第一性生产力。结果表明,林分总生物量约为390.4t·hm^-2,其中乔木层生物量达362.5t·hm^-2,占总生物量的92.8%,灌木层生物量为19.3t·hm^-2,占4.9%,层间植物9包括附生植物）的生物量为3.6t·hm^-2,草本层生物量为5.0t·hm^-2,分别占1.3%和0.9%。林分净第一性生产力为2227.3g.m^-2.年^-1,其中乔木层的净生产力为1553.5g·m^-2.年^-1,占整个林分净生产力的69.7%,灌木层、草本层及层间植物分别仅占26.9%、2.4%和1.0%,其器官分配比例以茎最高,0达42.0%;其次为叶,占30.2%;枝占13.5%。叶面积指数为7.061。同时建立了林分优势种及乔木层各器官生物量的优化回归模型。     

不同放牧强度下高寒灌丛植物的生长特点

 不同放牧强度下高寒灌丛植物在生长发育、生理生态,物质生产和群落结构等方面主要有以下变化：1．在高寒灌丛草场,禾草类、莎草类和灌丛类植物的叶面积指数和平均生长速率随着放牧强度的减轻而增大;随着放牧强度的增加而减小。植株平均高度,植被盖度水平也与放牧强度呈负相关(p<0.01)。2．各项生长分析参数中：叶面积比率(LAR)、叶面积干重比(SLA)和叶干重比(LWR)与放牧强度之间存在负相关。叶面积指数(LAI)与地上生物量呈正相关(p<0.5),地上部现存在量与放牧强度呈负相关(p<0.01)。3．不同放牧强度条件下,高寒灌丛中的禾草类、莎草类、灌丛类和杂类草植物的种类组成和数量变化明显。其中禾草类和莎草类、灌丛类植物的生物量和种类组成比例在重度放牧下减少,在轻度放牧下增大。反之,重度放牧下杂类草的组成和数量明显增加,而轻度放牧下其比例降低。     

青海省森林细根生物量及其影响因子

细根是植物吸收水分和养分的主要器官。全球变暖背景下,研究森林细根生物量及其环境因子的变化对生态系统碳平衡、碳收支及其贡献率具有重要意义。采用土钻法和室内分析法对青海省森林6个海拔梯度上5种林分类型的细根生物量和土壤理化性质进行测定,并分析了与环境因子之间的相互关系。结果表明:(1)青海省森林0—40 cm土层总细根生物量平均为8.50 t/hm~2,随着海拔梯度的增加先降低后升高,不同海拔梯度细根生物量差异显著(P0.05),最大值出现在2100—2400 m处。(2)5种林分0—40 cm土层总细根生物量为:白桦白杨云杉圆柏山杨,不同林分间细根生物量差异不显著。(3)细根垂直分布随土层深度增加而减少,且70%的细根集中在表层(0—20 cm)。(4)土壤容重深层(20—40 cm)显著大于表层(P0.05),并随海拔梯度逐步增加,且林分间差异较大。(5)全碳(Total carbon, TC)、全氮(Total nitrogen, TN)、全磷(Total phosphorus, TP)含量表层显著高于深层。TC、TN随海拔升高先增后降低,TP则随海拔逐步降低。不同林分间土壤养分差异较明显。(6)结构方程模型分析得到海拔、土层、容重直接影响细根生物量,细根生物量直接影响土壤养分。林分类型通过土壤容重间接影响细根生物量。因此,林分和海拔通过影响土壤微环境而影响到细根生物量及其空间分布格局。     

高山植物圆穗蓼的繁殖资源分配

于海北高寒草甸生态系统定位站附近的一个西向山坡上,以高寒灌丛草甸中海拔不同的4个地点的圆穗蓼为研究对象,分析圆穗蓼的繁殖特征在海拔梯度上的变化规律,以探讨高山植物在极端环境下的资源分配策略。结果发现:(1)随海拔升高,圆穗蓼的植株高度先增大后变小,营养器官生物量和繁殖器官生物量均呈现增加的趋势,但三者与海拔梯度的相关性不显著,而且繁殖分配在4个不同海拔取样地点间差异不显著;(2)个体越大,圆穗蓼分配到繁殖器官的绝对资源比例也显著增加,但在海拔较低的3个取样地点内,繁殖分配随海拔升高呈增加的趋势,这可能与高寒灌丛草甸土壤的潜在肥力较高而导致圆穗蓼不存在资源限制有关;(3)圆穗蓼在4个取样地点均存在繁殖阈值,繁殖阈值与海拔的相关性不显著,但仍然表现出随海拔升高而略有降低的趋势,表明海拔较高居群的植株达到开花繁殖需要的营养积累较小。研究表明,由于海北站的土壤肥力较高,4个取样地点的圆穗蓼不存在个体大小依赖性的繁殖分配和随海拔升高而增加的繁殖分配;而高海拔取样地点较低的繁殖阈值表明高山植物的有性繁殖比营养生长具有更为重要的意义,强调了有性繁殖对高山植物的重要性。