同期生长在种源地与异地同质园刨花楠叶性状分析

为辨别环境变化与遗传因素对植物叶片主要功能性状的影响,以同期生长在4种源地母树林下及异地同质园的1.5年生刨花楠苗木为研究对象,对其叶片表型及养分性状进行对比分析。结果显示：(1)刨花楠叶面积、叶厚、叶干物质含量等叶片表型性状受遗传与环境因素共同影响;叶片碳(C)含量受遗传因素调控,环境对其影响较小;叶片氮、磷(N、P)含量主要受环境因素影响;(2)不同种源刨花楠比叶面积、叶厚、叶干物质含量、叶形指数等性状变异系数较大(8.85%—37.03%),其中江西遂川种源变异系数相对较大,而湖南茶陵种源则相对较小,各种源都倾向于通过调节比叶面积、叶厚、叶片氮磷含量等性状以适应生境变化;(3)种源地与同质园刨花楠的比叶面积虽均与叶厚呈显著负相关,但同质园刨花楠比叶面积与叶形指数呈显著正相关,与叶片氮含量无明显相关,而种源地刨花楠比叶面积则与叶形指数无明显相关,与叶片氮含量则呈显著负相关;(4)不同种源苗木叶性状指标在种源地与同质园间存在不同的协调与权衡,体现了植物在不同生境下的适应策略。其中湖南茶陵种源在两种生境下都具有更保守的资源获取策略,而江西安福种源对环境变化则更为敏感,资源获取策略更为灵...     

中亚热带樟科3种植物幼苗叶结构型性状的种间差异及其相关性

为了揭示植物叶功能性状对全球气候变化的响应和适应规律,以樟科3种植物幼苗为研究对象,将其人工采集的种子经低温沙藏并于温室培育,然后将幼苗移栽到野外同质园中自然生长,研究中亚热带樟科植物刨花楠(Machilus pauhoi)、香樟(Cinnamomum camphora)和闽楠(Phoebe bournei)两年生幼苗生长季节9种叶结构型性状的种间差异及其相关性。结果显示,(1)在3种植物幼苗中,香樟叶面积、叶厚度、叶体积、叶氮磷比最大,叶氮浓度最高,叶组织密度最小;闽楠叶组织密度、叶干物质含量最大,叶磷浓度最高,叶面积、叶体积、比叶面积、叶氮磷比最小,叶氮浓度最低;刨花楠比叶面积最大,叶厚度、叶干物质含量最小,叶磷浓度最低;3种植物幼苗的叶厚度之间均无显著差异。(2)Pearson相关分析和线性回归分析结果表明,樟科3种植物幼苗的叶面积与叶体积间呈极显著正相关(P0.01)、与叶干物质含量间呈极显著负相关(P0.01)、与叶磷浓度间呈极显著负相关(P0.01)、与叶组织密度间呈显著负相关(P0.05)、与叶氮浓度间呈显著正相关(P0.05);叶厚度与比叶面积间呈显著负相关(P0.05)、与叶干物质含量间呈显著正相关(P0.05);叶体积与叶组织密度间呈极显著负相关(P0.01)、与叶氮浓度间呈极显著正相关(P0.01)、与叶磷浓度间呈显著负相关(P0.05);叶组织密度与叶磷浓度间呈显著正相关(P0.05);比叶面积与叶干物质含量间呈极显著负相关(P0.01)、与叶磷浓度间呈极显著负相关(P0.01);叶干物质含量与叶磷浓度间呈极显著正相关(P0.01)。这表明在同质园中生长的刨花楠、香樟和闽楠幼苗的9种叶结构型性状表现出一定的种间差异,不同物种同一叶结构型性状指标的大小顺序、种间差异及其显著性不同;3种植物幼苗不同叶结构型性状之间的相关性及其显著程度也不同。本研究结果为揭示樟科3种植物幼苗叶功能性状对全球气候变化的响应和适应规律提供了基础数据。     

不同地理种源杉木根叶功能性状与碳氮磷化学计量分析

为认识地理环境因子对不同种源杉木的影响及其响应和适应特征,对生长在同质园的7个种源3年生杉木王幼树根、叶功能性状及碳氮磷化学计量与环境因子的关系进行了研究。结果表明:不同地理种源杉木功能性状种源间变异系数为7.3%-18.9%,化学计量种源间变异系数为1.6%-18.9%,均小于20%,叶、根C含量变异系数较小,说明C是植物体最稳定的元素。不同地理种源杉木幼树叶厚、比叶面积、叶组织密度、比叶重、叶干物质含量差异显著,表明杉木叶片形态具有较强的可塑性来适应不同种源地地理环境变化。不同地理种源杉木根N含量、根C∶N和根C∶P差异极显著,反映不同种源地气候与土壤养分对根系化学计量特征的潜在影响。江西文公山种源的杉木比叶面积最大,比根长、根干物质含量最小;安徽休宁种源的杉木叶片C含量、C∶P、根C∶N、N∶P最小,细根N、P含量最高;江西安福山种源的杉木细根C∶N最大,叶片N∶P、细根C、N、P含量、C∶N、C∶P最小。不同种源地经度与杉木叶组织密度、叶C∶P呈极显著正相关。随着降水梯度升高,不同种源杉木叶根N∶P、比叶面积、比叶重升高。随海拔升高和气温的降低,叶片厚度增加,叶组织密度密度减小,叶干物质含量减小,比叶面积减小。对不同地理种源杉木功能性状间的权衡关系分析表明,不同种源杉木根比表面积与比叶面积呈显著负相关且与比叶重呈极显著正相关,叶片及细根N含量与P含量均呈极显著正相关,说明杉木叶、根面积存在关联性,根长与根面积生长趋势相同,根叶对N、P元素含量的响应也相同。     

引种期同质园翅荚木主要叶功能性状与种源地环境关系

从比叶面积(SLA)、叶片相对含水量(LRWC)、叶组织密度(LTD)、叶片干物质含量(LDMC)、叶片碳(C)氮(N)磷(P)含量及其化学计量比等方面对在引种期同质园的广西桂林市(GGL)、广西靖西市(GJX)、湖南江华县(HJH)、湖南通道市县(HTD)、广东英德市(GYD)等5翅荚木种源叶片主要功能性状进行差异分析及相关性分析,并研究翅荚木叶功能性状与种源地环境因子的关系。结果显示,(1)不同种源间叶片C、N含量及C/N差异显著,5种源间叶片C含量GYD最高、GGL最低,N含量GJX最高、GYD最低,C/N为GYD最高、GJX最低。(2)比叶面积与叶组织密度呈显著负相关;叶片N含量与C/N和C/P呈显著负相关,与N/P呈显著正相关;C/P与P含量呈显著负相关,与C/N呈显著正相关;C/N与N/P呈显著负相关。(3)翅荚木叶功能性状主要受七月均温、年均温和相对湿度等地理环境因子影响。七月均温与C/P、比叶面积呈正相关,与叶片N含量、叶片干物质含量、叶组织密度呈负相关;年均温与C/N呈正相关,与N/P呈负相关;相对湿度与叶片P含量、叶组织密度呈正相关,与C/P、比叶面积呈负相关。研究结果有助于理解翅荚木对引种区的环境适应特征及其在引种期的生长与生存策略,对探究翅荚木的养分利用策略、揭示其对环境变化的响应机制等具有重要意义,并为相关部门选择适宜的翅荚木引种栽培种源及开展其优良种源的遗传改良等提供理论指导与决策参考。     

壳斗科五树种幼苗叶片结构型性状及其相关关系

通过种子的人工采集、低温沙藏和温室培育后,将幼苗移栽到环境条件相同的同质园中自然生长,研究了中亚热带壳斗科丝栗栲(Castanopsis fargesii)、苦槠(C.sclerophylla)、锥栗(Castanea henryi)、板栗(C.mollissima)和麻栎(Quercus acutissima)2年生幼苗生长季节的叶面积、叶厚度、比叶面积、叶干物质含量、叶氮浓度、叶磷浓度和叶氮磷比7种结构型性状的差异及其相关关系。结果表明:(1)在5树种幼苗中,锥栗幼苗的叶面积和比叶面积最大、叶氮浓度最高,其叶干物质含量最低;丝栗栲幼苗的叶面积最小、叶氮浓度和叶磷浓度最低;苦槠幼苗的叶厚度和比叶面积最小,其叶干物质含量最高;板栗幼苗则是叶厚度最小;同时5树种幼苗叶片的氮磷比均无显著差异(P0.1)。(2)Pearson相关和线性回归分析表明,壳斗科5树种幼苗的叶面积与叶氮浓度极显著正相关(P0.01),并与比叶面积显著正相关(P0.05);叶厚度与比叶面积极显著负相关(P0.01),其与叶干物质含量显著正相关(P0.05);比叶面积与叶干物质含量极显著负相关(P0.01),并与叶氮浓度极显著正相关(P0.01),同时与叶磷浓度显著负相关(P0.05);叶氮浓度与叶干物质含量、叶磷浓度分别为显著负相关(P0.05)和显著正相关(P0.05)。该研究结果表明壳斗科5树种幼苗叶片的7种结构型性状表现出了一定的种间差异性,但同一结构型性状的大小顺序和种间差异的显著性不同;同时所有树种幼苗叶片各结构型性状间的相关性及其显著程度不同。     

基于地理种源的刨花楠苗木比叶面积与叶片化学计量学关系

探讨植物比叶面积(SLA)与叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学关系,能够反映植物为获取最大光合生产所采取的内部调控机制,共同体现植物的适应策略。利用生长于同一土壤与气候环境中培育的刨花楠(Machilus pauhoi)1年生苗木,对其SLA与叶片C、N、P含量进行测定,并对SLA与叶片C、N、P化学计量学特征及其与种源地环境因子的关系进行分析。结果表明:(1)叶片养分含量的变异系数大小排序为CNP;SLA与叶片N、P含量呈显著的正相关,与叶片C∶N及C∶P呈极显著的负相关。(2)SLA与经度、年均温、年降水量呈显著负相关;叶片C、N、P含量也受种源地环境因子影响,其中以海拔最为重要。研究结果有助于理解刨花楠苗木的生存适应对策,对探究刨花楠对养分的资源利用效率等具有重要意义。     

胡杨异形叶结构型性状及其与胸径关系

对胡杨5种类型植株的叶片厚度、叶面积、比叶面积、叶片干重和干物质含量等5个结构型性状指标进行分析,研究叶片的结构型性状与胸径之间及各个结构型性状彼此间相互关系。结果表明:叶面积、叶厚度和叶干重与胸径呈极显著正相关(P0.01),叶片干物质含量与胸径间呈显著正相关(P0.05),比叶面积与胸径之间呈极显著负相关(P0.01),说明随着植株生长发育的进行,叶片的面积、厚度、干重和干物质含量均逐渐增加,而比叶面积逐渐减小。各性状指标间相关性表现为叶面积、叶厚度、叶干物质和叶片干物质含量任意2个指标之间均呈显著或极显著正相关;而比叶面积与这4个指标间均呈显著或极显著负相关。     

黑果枸杞功能性状对氮磷添加的响应及其可塑性

分析养分添加对荒漠植物功能性状的影响,对揭示其响应和适应环境变化的规律至关重要。本研究以黑果枸杞为材料,设置3个氮磷(NP)添加量(低、中、高)和N/P(5∶1、15∶1、45∶1),量化分析了整株、根、茎、叶和果实性状对NP添加的响应。结果表明: 黑果枸杞功能性状差异化响应了NP添加量和比例,随NP添加量的增加,生物量和比叶面积增加,根冠比、叶干物质含量、根组织密度和比根长降低;随N/P的提高,地下生物量、比根长和净光合速率增大。17个功能性状指标的变异系数为7.3%～69.1%,生物量、根冠比和比根长为响应氮磷的敏感性状(可塑性指数PI>0.5),变异性较大(49.4%～69.1%);而叶长宽比、叶厚、叶组织密度、叶茎干物质含量为惰性性状(PI<0.20)。主成分分析(PCA)结果显示,黑果枸杞在多元特征空间的位置随NP添加量横向迁移,趋向于地上、地下生物量更大、根冠比更小的策略;同时叶组织密度与叶厚、比叶面积呈负相关;叶干物质含量与叶厚、比叶面积呈负相关,与叶组织密度呈正相关;生物量与比叶面积呈正相关,与比根长呈负相关。逐步回归分析进一步表明,比根长、比叶面积和叶片净光合速率是影响黑果枸杞生物量的主要功能性状。黑果枸杞通过资源利用策略的转变、根系碳分配的改变以及性状的权衡协变与非一致性响应适应土壤养分环境的波动。     

黔中喀斯特9种木质藤本叶功能性状研究

为揭示喀斯特生境中藤本植物的生态策略,对中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站的陈旗流域中9种木质藤本的叶片功能性状及其相关性进行了研究。结果表明,叶面积、叶厚度、叶绿素含量、比叶面积、叶组织密度和叶干物质含量6个叶功能性状均存在不同程度的变异,性状的种间变异为9.24%～98.18%,种内变异为0.64%～39.71%。落叶植物性状的种内变异系数低于常绿植物;相较于喀斯特乔灌木,藤本植物具有较低的叶厚度、叶组织密度和较高的叶面积、叶干物质含量;藤本植物叶功能性状间关系紧密,比叶面积与叶组织密度、叶干物质含量呈极显著负相关,叶组织密度与叶干物质含量呈极显著正相关。叶绿素含量与叶干物质含量呈极显著负相关。叶厚度与叶绿素含量呈显著正相关,与叶组织密度呈显著负相关。除叶厚度外,叶面积与其余性状均存在显著或极显著相关性。结合叶经济谱理论分析,刺葡萄(Vitis davidii var. davidii)、野葛(Pueraria montana)和野葡萄(V. amurensis)倾向于"快速偿还"型,白木通(Akebia trifoliata)、红毛悬钩子(Rubus pinfaensis)、小果蔷薇(Rosacymosa)和崖豆藤(Millettiaextensa)倾向于"慢速偿还"型,插田泡(Rubuscoreanus)和勾儿茶(Berchemia polyphylla)的功能分异明显,介于两者之间。可见,为适应干旱贫瘠的喀斯特环境,藤本植物通过权衡叶功能性状关系来采取不同的适应策略。     

猫儿山铁杉相邻植株冠层机械磨损对枝叶性状的影响

机械磨损是邻体植物冠层接壤区域的重要生态过程之一, 对枝叶生理和形态特征具有重要影响。但是, 当前非常缺乏邻体植物冠层机械磨损对枝叶功能性状影响特征和权衡机制的深入研究。该研究以广西猫儿山的铁杉(Tsuga chinensis)为对象, 通过比较邻体冠层间机械磨损区优势枝、劣势枝与非机械磨损区的叶面积、叶长、叶宽、叶厚、比叶面积、叶干物质含量、叶干质量、末端枝含水率和枝直径的差异, 分析枝叶功能性状在机械磨损影响下的变异和权衡关系。结果显示: 机械磨损显著影响邻体冠层叶干物质含量、比叶面积和叶干质量。具体而言, 机械磨损区优势枝叶干物质含量显著大于劣势枝和非机械磨损区, 优势枝比叶面积显著低于劣势枝和非机械磨损区, 劣势枝叶干质量显著低于优势枝和非机械磨损区。其次, 机械磨损对枝叶性状关系的影响格局不同。叶面积-叶长在机械磨损区优势枝、劣势枝和非机械磨损区间表现出一致的正向关系; 叶面积-叶宽、叶面积-叶干质量、叶宽-叶厚、叶厚-末端枝直径和叶长-叶宽仅在机械磨损区优势枝显著正相关; 叶面积-末端枝直径和末端枝直径-末端枝含水率仅在劣势枝显著负相关; 叶干物质含量-叶厚仅在劣势枝显著正相关。其余性状关系在机械磨损区优势枝、劣势枝和非机械磨损区均不显著。以上结果表明, 森林植物邻体间的冠层机械磨损可显著改变枝叶功能性状的权衡关系。     

Intraspecific Relationships among Wood Density,Leaf Structural Traits and Environment in Four Co-Occurring Species of Nothofagus in New Zealand

Plant functional traits capture important variation in plant strategy and function. Recent literature has revealed that within-species variation in traits is greater than previously supposed. However, we still have a poor understanding of how intraspecific variation is coordinated among different traits, and how it is driven by environment. We quantified intraspecific variation in wood density and five leaf traits underpinning the leaf economics spectrum (leaf dry matter content, leaf mass per unit area, size, thickness and density) within and among four widespread Nothofagus tree species in southern New Zealand. We tested whether intraspecific relationships between wood density and leaf traits followed widely reported interspecific relationships, and whether variation in these traits was coordinated through shared responses to environmental factors. Sample sites varied widely in environmental variables, including soil fertility (25–900 mg kg^–1 total P), precipitation (668–4875 mm yr^–1), temperature (5.2–12.4 °C mean annual temperature) and latitude (41–46 °S). Leaf traits were strongly correlated with one another within species, but not with wood density. There was some evidence for a positive relationship between wood density and leaf tissue density and dry matter content, but no evidence that leaf mass or leaf size were correlated with wood density; this highlights that leaf mass per unit area cannot be used as a surrogate for component leaf traits such as tissue density. Trait variation was predicted by environmental factors, but not consistently among different traits; e.g., only leaf thickness and leaf density responded to the same environmental cues as wood density. We conclude that although intraspecific variation in wood density and leaf traits is strongly driven by environmental factors, these responses are not strongly coordinated among functional traits even across co-occurring, closely-related plant species.     

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.     

濒危种观光木小枝生物量分配与功能性状的纬度变异规律及其影响因素

为了探讨观光木当年生枝条生物量的分配规律和叶片功能性状的变化规律及其影响因素,该研究以濒危物种观光木(Michelia odora)为对象,测定了广西地区5个不同纬度上观光木当年生小枝及叶片功能性状.结果表明:(1)随着纬度的增加小枝总重和总叶重总体呈异速生长关系,其生物量更多趋于对小枝的构建.(2)观光木叶功能性状呈...     

灰木莲种源幼苗叶片性状表型多样性分析

以越南收集的12个灰木莲（Manglietia conifera Dandy）种源为材料,对叶片形态性状（叶长、叶宽、叶面积、叶周长、长宽比、叶柄）以及微形态特征（气孔器密度、气孔器长、气孔器宽、气孔器面积、长宽比）进行测定,采用方差分析、变异系数、相关分析和主成分分析等方法进行分析。结果表明：灰木莲不同种源间的叶表型性状存在显著差异;种源中,LC2的叶形态性状的平均变异系数最大（22.09%）,TQ2的变异系数最小（12.76%）;叶表型性状中,叶面积的变异系数最大（28.60%）,气孔器宽的变异系数最小（5.19%）;相关性分析结果表明叶表型性状间存在显著或极显著的相关关系,而地理因素中经度与叶周长显著相关,经纬度与叶长宽比呈显著相关,海拔与叶表型性状间的相关性不显著（P<0.05）;主成分分析表明前3个主成分的累计贡献率达到了89.29%,基本代表原始性状的全部信息。灰木莲12个种源经聚类分析在欧式距离5阈值处可分为4类。灰木莲种源间的叶表型性状存在着丰富的变异,纬度对灰木莲叶形态特征有明显影响,灰木莲种源间和性状间的变异程度存在着差异,本研究为灰木莲遗传改良提供理论依据。     

岷江上游干旱河谷矮探春叶片特征与环境因子的关系

对岷江上游干旱河谷矮探春(Jasminumhumile L.)的叶片形态解剖特征进行了显微观察,分析了海拔梯度上叶片形态与环境因子的关系。结果表明,矮探春叶片呈长椭圆形,叶肉组织分化明显;随着海拔升高,叶面积、厚度、干重、饱和含水量、海绵组织厚度,中脉厚度以及厚角组织厚度/中脉厚度之比(M/C)等呈增大趋势,而栅栏组织厚度/海绵组织厚度之比(P/S)则减小;叶片长/宽比、表皮厚度、栅栏组织厚度和比叶重在海拔梯度上无明显差异。叶面积、干重、饱和含水量、叶厚度和海绵组织厚度等参数两两之间呈显著正相关,而它们与P/S均呈显著负相关。叶面积、干重、海绵组织厚度和M/C等主要受土壤含水量的影响,并随着土壤含水量增加而增大;P/S随着土壤含水量和年降水量增加而减小;叶片厚度、饱和含水量和中脉厚度均随着温和度的降低而增大。岷江上游干旱河谷区土壤水份和生长季温度可能是影响矮探春叶片形态解剖特征的主要因子。