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。     

长白山阔叶红松林5种主要树种水分利用效率与叶片养分特征

以长白山阔叶红松林中5种优势树种(红松、水曲柳、色木槭、蒙古栎、紫椴)为研究对象,利用稳定碳同位素技术分析了植物的水分利用效率(WUE),测定了叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)3种营养元素的含量用以分析植物对养分的利用特征,并综合分析了植物WUE与叶片养分含量之间的关系.结果 表明:冠层不同位置微气象因子的差异导致WU...     

基于几何形态分析的栎属白栎组叶片形态特征

以壳斗科栎属白栎组的5个种作为研究对象进行叶片几何形态学分析(GMMs)。选取了20个天然种群,共采集182个个体,887张叶片,对每张叶片采用几何形态学的标点法,数字化叶形态特征,使5个种的叶形态差异可视化。结果表明: 广义普氏分析可以有效地排除叶片位置和大小对叶片形状的影响。基于个体水平的主成分分析表明,槲树分别与槲栎和枹栎2个种的叶片形态差异明显,基于个体水平的典型变量分析表明,叶片的对称组分可以将槲栎与其他4个种准确区分。叶片非对称组分的多变量分析表明,5个种彼此间区别不明显。基于叶片水平的分析表明: 区分度较高的两组是槲栎vs.槲树(99.5% vs. 100%)和槲树vs.枹栎(99.0% vs. 100%),可以通过叶形准确区分;区分度略低的两组是白栎vs.枹栎(90.5% vs. 86.8%)和槲树vs.蒙古栎(85.1% vs. 82.9%)。本研究为存在频繁杂交渐渗的物种间叶型鉴定提供了新思路。     

华北落叶松与阔叶树种混合凋落叶分解过程中养分释放和酶活性变化

森林凋落物是森林土壤的重要组成部分,凋落物分解在调控森林生态系统养分循环中发挥了关键作用。采用凋落物分解袋法,研究河北塞罕坝地区华北落叶松与白桦,华北落叶松与蒙古栎,华北落叶松、白桦和蒙古栎混合凋落叶及纯华北落叶松凋落叶分解过程中分解速率、养分释放和酶活性的变化。结果表明: 经过近2年的分解,混合凋落叶分解速率均显著高于纯华北落叶松凋落物叶;在所有处理中,华北落叶松与白桦混合凋落叶分解速率最高。在凋落叶分解过程中,不同处理养分含量变化一致,凋落叶N、P含量呈上升趋势,C、K含量和C/N呈下降趋势;相对纯华北落叶松凋落叶,各混合凋落叶分解可以促进凋落叶C、K的释放,但对N、P的释放有一定的抑制作用。在凋落叶分解过程中,不同处理凋落叶过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性呈上升趋势,蔗糖酶活性呈下降趋势;凋落叶分解速率与凋落叶过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性呈正相关,与蔗糖酶活性呈负相关。总体来看,华北落叶松和白桦、蒙古栎凋落叶混合可以促进华北落叶松凋落叶的分解,且凋落叶中酶活性动态变化与凋落叶的分解密切相关。     

Vertical variation and economic strategy of leaf trait of major tree species in a typical mixed broadleaved-Korean pine forest

分析不同树种叶片性状的变化有助于了解植物群落结构。该文通过对典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林15种阔叶树种的比叶质量、叶片厚度、叶干物质含量、叶绿素含量指数、叶片碳、氮、磷含量的测定, 分析了冠层高度对叶性状及叶性状间相关关系的影响。结果表明, 水曲柳(Fraxinus mandshurica)和大青杨(Populus ussuriensis)上层的比叶质量显著大于下层, 而其他树种冠层间的比叶质量无显著变化; 叶绿素含量指数在白桦(Betula platyphylla)和春榆(Ulmus japonica)冠层间的分布分别为上层显著大于下层和上层显著大于中层; 单位质量氮含量在水曲柳的中层显著大于上层。叶片性状间存在着广泛的相关性, 比叶质量与叶片厚度、干物质含量在三层间均呈显著正相关关系, 而有些性状, 只在一或二个冠层中存在一定的相关性。山杨(Populus davidiana)和大青杨的叶片倾向于选择光合能力较低、营养浓度较低、呼吸速率较慢的一端, 而黄檗(Phellodendron amurense)和山槐(Maackia amurensis)叶片更倾向于光合能力强、营养物质浓度高的一端。不同树种对光照响应的差异可能会改变不同冠层中叶片的形态和化学性状, 从而有助于群落构建和物种共存。     

外生菌根真菌通过调节离子平衡提高蒙古栎耐盐性

为探究盐胁迫对蒙古栎生长的影响以及外生菌根真菌(ECMF)对蒙古栎离子平衡的调节作用,对蒙古栎幼苗接种4种ECMF(铆钉菇、褐环乳牛肝菌、厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌)后,以1年生非菌根化与菌根化幼苗为试验材料,进行36 d的NaCl胁迫(0、100、200、300 mmol·L^-1)处理,分析幼苗的菌根特征、生长量、叶伤害症状、叶片电解质渗透率及含水量、根茎叶离子含量的变化特征。结果表明: 4种ECMF均能与蒙古栎建立共生体系,菌根化幼苗的根系较非菌根化幼苗粗壮。盐胁迫下,蒙古栎幼苗的生长受到抑制并出现焦叶症状,其叶片质膜损伤和失水程度随盐胁迫浓度升高而加重。低盐胁迫时(100 mmol·L^-1),蒙古栎优先将Na⁺积累在根和茎中,中高浓度盐胁迫下(200～300 mmol·L^-1),根成为积累Na⁺的首要器官。ECMF通过增加根部的Na⁺水平和减少茎、叶的Na⁺积累,加强对K⁺和Ca²⁺的吸收以提高K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺,进而调节蒙古栎的离子平衡。4种ECMF对蒙古栎盐毒害的缓解作用存在差异,铆钉菇作用效果最好,褐环乳牛肝菌次之,厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌的作用相对较小。     

Leaf decomposition and nutrient release of dominant species in the forest and lake in the Jiuzhaigou National Nature Reserve,China

AimsLitter decomposition is an important ecological process in nutrient cycling and productivity of ecosystems. Our objective is to quantify the differences of litter decomposition and nutrient release (N and P) under the forest and in an alpine lake among the dominant tree species in the Jiuzhaigou National Nature Reserve.
Methods Fresh leaf litters of Abies ernestii, Pinus tabulaeformis, Betula albo-sinensis, and Salix cupularis were collected and placed in bags under the forest and in an alpine lake for a year.
Important findings The mass remaining ratio (MR) of the leaf litters was well predicted with Olson’s decay model (r > 0.93, p < 0.01). The time for 99% decomposition was the shortest for S. cupularis (6.80 a), followed by B. albo-sinensis (10.34 a), A. ernestii (18.88 a), and P. tabulaeformis (27.21 a). These values were 1.48-, 1.55-, 1.80-, and 1.65-folds of the corresponding values in the lake, respectively. Both MR and nitrogen remaining ratio (NR) had significantly negative correlations with the leaf initial N concentration, but significantly positive correlations with the initial C:N. The nutrient release was significantly different among the four species and between the two sites (i.e., forest and alpine lake). The N release of S. cupularis was consistent between forest and the lake (i.e. directly released in the beginning of decomposition), while other species had an obvious N enrichment process before it released. The release of P among was similar among the four species and between the two sites, with a release—enrichment—release pattern. Overall, the leaf litter decomposition appeared as an intricate process that was affected by the litter chemistry and and the environment. The fast litter decomposition in the lake may have a profound influence on the water quanlity in the Jiuzhaigou National Nature Reserve.     

亚热带不同树种凋落叶分解对氮添加的响应

为探究不同质量凋落物对氮(N)沉降的响应, 该研究采用尼龙网袋分解法, 在亚热带福建三明格氏栲(Castanopsis kawakamii)自然保护区的米槠(Castanopsis carlesii)天然林, 选取4种本区常见的具有不同初始化学性质的树种凋落叶进行模拟N沉降(N添加)分解实验(施N水平为对照0和50 kg·hm ^-2·a ^-1)。研究结果表明: 在2年的分解期内, 对照处理的各树种凋落叶的分解速率依次为观光木(Michelia odora, 0.557 a ^-1)、米槠(0.440 a ^-1)、台湾相思(Acacia confusa, 0.357 a ^-1)、杉木(Cunninghamia lanceolata, 0.354 a ^-1); N添加处理凋落叶分解速率依次为观光木(0.447 a ^-1)、米槠(0.354 a ^-1)、杉木(0.291 a ^-1)、台湾相思(0.230 a ^-1), 除杉木凋落叶外, N添加显著降低了其他3种凋落叶分解速率。N添加不仅使4种树木凋落叶分解过程中的N释放减慢, 同时还抑制凋落叶化学组成中木质素和纤维素的降解; N添加在凋落叶分解过程中总体上提高β-葡萄糖苷酶(βG)和酸性磷酸酶活性, 对纤维素水解酶的活性影响不一致, 而降低β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性和酚氧化酶活性。凋落叶分解速率与凋落叶中的碳获取酶(βG)活性以及其化学组分中的可萃取物含量极显著正相关, 与初始碳浓度、纤维素和木质素含量极显著负相关, 与初始N含量没有显著相关性。凋落物类型和N添加的交互作用虽未影响干质量损失速率, 但对木质素和纤维素的降解具有显著效应。综上所述, 化学组分比初始N含量能更好地预测凋落叶分解速率, 而N添加主要通过抑制分解木质素的氧化酶(如PHO)来降低凋落叶分解速率。     

冠层光谱组成对红松和蒙古栎幼苗生长和光合荧光特性的影响

本研究选择长白山阔叶红松林优势树种红松和蒙古栎幼苗为对象,研究其植株形态、生长和光合荧光特性对5种光谱处理的响应。结果表明: 红松与蒙古栎的形态结构与生长主要受蓝光与紫外B区(UV-B)辐射调控。滤除蓝光后两种幼苗的植株叶面积比和相对生长速率均显著降低,而滤除UV-B辐射显著增加了红松的叶面积比和相对生长速率,分别上升了41.8%和47.7%,降低了蒙古栎的株高、总叶面积和生物量积累。滤除UV-B辐射显著降低了2种幼苗的光合荧光调节能力,红松的下降幅度较低,其非调节性耗散的量子产量(Φ_NO)升高31.6%,反映光合荧光调节能力的Φ_NPQ/Φ_NO值降低37.5%。2个树种幼苗具有明显不同的光谱适应策略,蒙古栎幼苗偏向于利用光谱变化调整自身形态增加光捕获能力,而红松更注重调整光合荧光特征以提高碳同化效率。     

浙江天童常绿植物当年生与往年生叶片性状的变异与关联

植物叶片性状随叶龄的变化是植物生活史策略的体现, 反映了植物叶片的物质投资和分配方式。该研究通过在个体和物种2个水平, 比较浙江天童1 hm ²样地内常绿阔叶树种的平均叶面积(MLA)、比叶面积(SLA)和叶片干物质含量(LDMC)在当年生和往年生叶片间的差异和关联, 探究叶片物质分配策略在异龄叶间的变化, 并分析叶龄对植物叶片性状, 特别是叶片面积建成消耗的影响。结果显示: 1)在个体和物种水平上, MLA变异系数最大(个体: 79.5%; 物种: 66.5%), SLA次之(个体: 28.1%; 物种: 24.7%), LDMC较低(个体: 17.0%, 物种: 14.1%); 当年生叶片MLA、LDMC和SLA的变异系数均高于往年生叶片; 2)往年生叶MLA显著大于当年生叶(t = -38.53, p < 0.001), 往年生叶SLA显著小于当年生叶(t = 45.30, p < 0.001), 往年生叶LDMC显著大于当年生叶(t = -9.71, p < 0.001); 3)在个体水平, 当年生叶片MLA、SLA和LDMC值分别解释了往年生叶片MLA、SLA和LDMC变异的86%、48%和41%; 在物种水平, 当年生叶片MLA、SLA和LDMC值分别解释了往年生叶片MLA、SLA和LDMC变异的97%、83%和85%; 4) SLA在异龄叶间的变化表明, 与往年生叶片相比, 投资相同干物质, 当年生叶片可形成较大的叶面积, 其叶片面积建成消耗较小。研究认为, 植物叶性状在异龄叶间具有较大的变异性和关联性, 叶面积形成过程中生物量建成与消耗的协调可能影响植物叶片的发育。     

长白山地区溪流冻结初期凋落叶分解与底栖动物定殖的关系

长白山森林源头溪流每年11月至次年4月有约70%的河面被冰覆盖,季节性冻融过程特征明显.为了揭示溪流冻结初期凋落叶分解与底栖动物定殖的关系,在长白山地区1条源头溪流中,利用2种孔径(5和0.3 mm)的尼龙分解袋对色木槭、紫椴、蒙古栎的单一及混合凋落叶进行了为期35 d的分解研究.结果表明: 凋落叶质量损失率在单一树种间差异显著,表现为:色木槭＞紫椴＞蒙古栎,而在4种混合凋落叶间差异不显著;除紫椴和3树种混合凋落叶外,粗、细分解袋间凋落叶质量损失率差异不显著;凋落叶混合效应仅出现在紫椴-蒙古栎混合的粗分解袋内;定殖在不同凋落叶分解袋内的底栖动物群落结构差异较大,但撕食者密度在3种凋落叶间差异不显著,撕食者对凋落叶混合效应的响应也不显著.由结果可知,溪流冻结初期微生物是凋落叶的主要分解者,底栖动物的贡献率较低.虽然撕食者密度较低,但撕食者的活动是凋落叶混合效应出现的必要条件.底栖动物对食物和栖息地有一定的选择性,但由于定殖时间较短,凋落叶对撕食者定殖的影响不显著.本研究对源头溪流生态系统的冬季生态过程研究及生态系统管理具有一定的理论意义.     

中亚热带植被恢复阶段植物叶片、凋落物、土壤碳氮磷化学计量特征

为揭示植被恢复过程中生态系统的养分循环机制及植物的生存策略, 根据亚热带森林群落演替过程, 采用空间代替时间方法, 以湘中丘陵区地域相邻、环境条件基本一致的檵木(Loropetalum chinensis) +南烛(Vaccinium bracteatu) +杜鹃(Rhododendron mariesii)灌草丛(LVR)、檵木+杉木(Cunninghamia lanceolata) +白栎(Quercus fabri)灌木林(LCQ)、马尾松(Pinus massoniana) +柯(Lithocarpus glaber) +檵木针阔混交林(PLL)、柯+红淡比(Cleyera japonica) +青冈(Cyclobalanopsis Glauca)常绿阔叶林(LCC)作为一个恢复系列, 设置固定样地, 采集植物叶片、未分解层凋落物和0-30 cm土壤样品, 测定有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量及其化学计量比, 运用异速生长关系、养分利用效率和再吸收效率分析植物对环境变化的响应和养分利用策略。结果表明: (1)随着植被恢复, 叶片C:N、C:P、N:P显著下降, 而叶片C、N、P含量和土壤C、N含量、C:P、N:P显著增加, 其中LCC植物叶片C、N含量, 土壤C、N含量及其N:P, PLL植物叶片P含量, 土壤C:P显著高于其他3个恢复阶段, 各恢复阶段植物叶片N:P > 20, 植物生长受P限制; 凋落物C、N、P含量及其化学计量比波动较大。(2)凋落物与叶片、土壤的化学计量特征之间的相关关系较弱, 叶片与土壤的化学计量特征之间具有显著相关关系, 其中叶片C、N、P含量与土壤C、N含量、C:N (除叶片C、N含量外)、C:P、N:P呈显著正相关关系; 叶片C:N与土壤C、N含量、C:P、N:P, 叶片C:P与土壤C含量、C:N、C:P, 叶片N:P与土壤C:N呈显著负相关关系。(3)植被恢复过程中, 叶片N、P之间具有显著异速生长关系, 异速生长指数为1.45, 叶片N、P的利用效率下降, 对N、P的再吸收效率增加, LCC叶片N利用效率最低, PLL叶片P利用效率最低而N、P再吸收效率最高。(4)叶片N含量内稳态弱, 而P含量具有较高的内稳态, 在土壤低P限制下植物能保持P平衡。植被恢复显著影响叶片、凋落物、土壤C、N、P含量及其化学计量比, 叶片与土壤之间C、N、P含量及化学计量比呈显著相关关系, 植物通过降低养分利用效率和提高养分再吸收效率适应土壤养分的变化, 叶片-凋落物-土壤系统的N、P循环随着植被恢复逐渐达到“化学计量平衡”。     

Trade-off between leaf size and vein density of Achnatherum splendens in Zhangye wetland

Aims Trade-offs between leaf size and vein density are the basis of the theory of leaf economics spectrum, and are to understand the relationship between the physical build and physiological metabolism of plant leaves under different degrees of competition for resources. Our objective was to study the changes in the relationship between leaf size and vein density (leaf dry biomass and leaf area) in Achnatherum splendens populations with four plant bundle densities located in the flood plain wetland of Zhangye. Methods The study site was located at floodplain wetlands of Zhangye, Gansu Province, China. Survey and sampling were carried out in the communities that A. splendens dominated. According to the plant bundle density, the A. splendens communities were divided into four density gradients with “bundle” for the sampling units, high density (I, > 12 bundle·m^-2), medium density (II, 8-12 bundle·m^-2), medium density (III, 4-8 bundle·m^-2) and Low density (IV, <4 bundle·m^-2). According to the density of each combination, we chose seven (5 m × 5 m) A. splendens samples, resulting in a total of 28 samples (4 × 7). The soil physical and chemical properties of four density gradients were investigated and six samples of A. splendens were used to measure the leaf area, leaf dry biomass and vein density in laboratory, and biomass of different organs was measured after being dried at 85 °C in an oven. 28 plots were categorized into three groups: high, medium and low density, and the standardized major axis (SMA) estimation method was used to examine the allometric relationships between leaf area, leaf dry biomass and vein density. Important findings The results showed that with the population density changed from high, medium, to low, the soil moisture decreased, and soil electric conductivityincreased. The leaf area, leaf biomass and height of A. splendens decreased, and the vein density, specific leaf area and photosynthetically active radiation (PAR) increased gradually. In addition, leaf net photosynthetic rate (P_n), transpiration rate (T_r) and twig number firstly increased then decreased. There was a highly significantly negative correlation (p < 0.01) between the leaf size and vein density on the high- and low-level densities (I, IV), whereas less significant (p < 0.05) on the level of medium density (II, III). The SMA slope of regression equation in the scaling relationships between leaf size and vein density was significantly smaller than -1 (p < 0.05).     

辽东山区蒙古栎径向生长对林分密度和气候因子的响应

为探究林分密度和气候因子对蒙古栎径向生长的影响,利用树木年代学方法研究了不同林分密度调控(间伐)下次生蒙古栎林径向生长变化,并结合气象数据,分析了蒙古栎生长变化的驱动因子。结果表明: 次生蒙古栎林径向生长受林分密度的影响显著。低密度原始林蒙古栎径向年均增长量为3.12 mm,2个中密度次生蒙古栎林分别为1.55和1.42 mm,高密度次生蒙古栎林为0.96 mm。20%的间伐强度对促进高密度(1900 株·hm^-2以上)栎林径向生长恢复作用有限,而对于中等密度(1600 株·hm^-2)栎林效果显著。该地区蒙古栎径向生长主要对当年1月和2月的降水变化敏感。抚育间伐降低了蒙古栎径向生长对气候因子的敏感性。在未来暖干化的气候情境下,密度调控有利于减缓气候变化对蒙古栎生长的不利影响。     

蒙古栎林种内和种间竞争研究

蒙古栎（Quercus mongolica Fischer ex Ledebour）林是东北地区常见的典型森林类型之一。以黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区面积为1 hm²的蒙古栎林固定样地为研究对象，采用固定样圆法确定了竞争范围，并利用Hegyi竞争指数分析了蒙古栎林的种内和种间竞争状态。研究结果表明：蒙古栎的种内和种间竞争强度分别占总竞争强度的28.08%和71.92%，说明了蒙古栎的种内竞争强度小，竞争压力主要来自于种间。白桦（Betula platyphylla Suk.）、黑桦（Betula dahurica Pall.）、兴安落叶松（Larix gmelinii（Ruprecht）Kuzeneva）数量较多，个体高大，对蒙古栎的竞争压力较大。蒙古栎种内和种间竞争强度的顺序为：白桦 > 蒙古栎 > 黑桦 > 兴安落叶松 > 山杨（Populus davidiana Dode） > 紫椴（Tilia amurensis Rupr.） > 大黄柳（Salix raddeana Laksch.）。蒙古栎的胸径与整个林分、伴生树种以及蒙古栎种内的竞争强度成幂函数关系，随着对象木胸径增大，3种竞争强度均减小。当蒙古栎胸径小于20 cm时，竞争强度较大；当胸径大于20 cm时，蒙古栎所受的竞争压力较小，并趋于稳定，通过所得的模型可以很好地预测出蒙古栎种内和种间的竞争强度。     

水曲柳和蒙古栎光合特性和生长对不同氮素形态的响应

为了探讨不同氮素形态对树木幼苗生长和光合特性影响的差异,及其对不同氮形态的适应策略,以水曲柳（Fraxinus mandshurica）和蒙古栎（Quercus mongolica）1年生幼苗为研究对象,通过盆栽试验施加硝态氮、铵态氮和有机氮,采用了双因素方差分析,确定氮素形态和树种对生长和光合指标的影响及其交互作用,采用Spearman秩相关分析生长指标和光合指标的相关性。结果表明：氮素形态处理和树种及其交互作用对幼苗的生长和生理指标的影响均达到显著水平（P<0.05）,氮素形态对光合和生长的影响在2树种间存在显著差异 （P<0.05）。有机氮处理组较对照组和其他氮素形态处理组更有利于蒙古栎的生长;3种氮素形态处理组的水曲柳生长指标均显著高于对照组（P<0.05）,但是氮素形态处理间水曲柳的生长指标差异不显著（P>0.05）。通过对水曲柳、蒙古栎的生长和生理指标的相关性分析,发现水曲柳的光合指标间呈显著正相关关系（P<0.05）,但光合指标与叶片氮质量分数的相关性不显著（P>0.05）,生长指标高生长量与光合指标光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率均呈显著正相关（P<0.05）。蒙古栎的最大净光合速率与气孔导度呈极显著正相关关系（P<0.01）,其他光合指标间相关关系不显著（P>0.05）,最大净光合速率与叶片氮质量分数显著正相关（P<0.001）,高生长量与最大净光合速率和气孔导度均呈负相关关系（P<0.01和P<0.05）。氮素形态和树种及其交互作用均对幼苗生长和光合特性有显著影响,不同树种在不同氮素形态的处理下有不同的响应策略,有机氮处理组更有利于蒙古栎的生长,而硝态氮则对水曲柳生长的促进作用更明显。研究结果为东北地区蒙古栎和水曲柳幼苗培育选择合理氮肥形态提供了参考。     

Geostatistical analysis of spatial variations in leaf traits of woody plants in Tiantong,Zhejiang Province

AimsExploring spatial variations in leaf traits and their relationships with environmental properties is crucial for understanding plant adaptation strategies and community assembly. This study aimed to reveal how leaf traits varied spatially and the role of environmental factors.MethodsThe study was conducted in a 5-hm² forest plot in Tiantong, Zhejiang Province. Three leaf traits, including individual leaf area (ILA), specific leaf area (SLA), and leaf dry matter content (LDMC) were measured for 20253 individual trees with diameter at breast height (DBH) ≥1 cm. Soil properties measured included contents of soil total nitrogen, soil total phosphorus, soil total carbon, soil pH value, soil volumetric water content, bulk density, and humus depth. Topographic variables measured included elevation, slope and convexity. We used geostatistical analysis to reveal spatial variations of the three leaf traits. Relationships between leaf variability and environmental factors were analyzed using principal component analysis (PCA) and Pearson’s correlation.Important findings Spatial variability followed the order of ILA > SLA > LDMC. Spatial autocorrelation of three leaf traits was weak within a distance of 5.16 m. The optimal model of the semi-variogram function was Gaussian model for ILA, and exponential model for SLA and LDMC. ILA showed the largest variability at the direction of northeast-southwest, and smallest variability at the direction of northwest-southeast. In contrast, SLA and LDMC had the highest variability at the direction of northwest-southeast and least variability at the direction of northeast-southwest. There were significantly negative relationships between ILA and topographic factors (r = -0.12, p < 0.0001), and between SLA and soil nutrients (r = -0.16, p < 0.0001). In contrast, LDMC was positively correlated with soil nutrients (r = 0.13, p < 0.0001). Relative to soil nutrients, topographic factors affected much more variations in ILA, SLA and LDMC at the direction of northeast-southwest. Distinctly, at the direction of northwest-southeast, variability of ILA was affected mainly by topographic factors, while soil nutrients resulted in the most variability of SLA and LDMC. In conclusion, leaf traits varied considerably with spatial direction in the studied forest plot. Associations between leaf traits and topographic factors and soil nutrients indirectly indicated effects of environmental filtering on community assembly.     

Simulation on the light-response curves of electron transport rate of Quercus variabilis and Robinia pseudoacacia leaves in the Xiaolangdi area,China

为了比较直角双曲线模型、非直角双曲线模型与叶子飘模型的优缺点, 研究阴生叶和阳生叶电子传递速率的差异, 探讨环境/生物因素对电子传递速率等参数的影响, 该文采用LI-6400XT荧光测定系统对黄河小浪底栓皮栎(Quercus variabilis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片电子传递速率-光响应(J-I)曲线进行了测定, 利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和叶子飘模型对J-I曲线进行了拟合。结果表明, 3种模型对叶片J-I曲线拟合的决定系数(R ²)在0.96以上, 叶子飘模型的R ²最高(> 0.99)。直角双曲线模型和非直角双曲线模型无法模拟植物叶片光系统II动力学下调现象, 且不能得出饱和光强(I_sat); 直角双曲线模型对最大电子传递速率(J_max)的模拟明显大于实测值; 叶子飘模型能很好地模拟光系统II动力学下调现象, 得出的J_max和I_sat均最接近实测值。对阴生叶和阳生叶J-I曲线研究发现, 栓皮栎、刺槐阴生叶的J_max分别低于阳生叶25.0%和18.0%, 阳生叶的I_sat分别高于阴生叶26.0%和10.1%。栓皮栎和刺槐J_max与气温显著正相关; 刺槐I_sat与气温、土壤水分含量和净光合速率具有显著的正相关关系; 栓皮栎和刺槐J-I曲线初始斜率α均与净光合速率呈显著负相关关系。     

Seasonal dynamics of leaf C,N and P stoichiometry in plants of typical steppe in Nei Mongol,China

分析植物叶片(C)、氮(N)、磷(P)含量及其比值的季节动态, 不仅有助于认识植物生长发育和养分吸收利用等生理生态过程, 也有利于认识植物化学计量的动态平衡关系。该文选择内蒙古典型温带草原18种常见植物, 在生长季的6-9月, 每半月一次进行连续采样, 在此基础上分析了叶片C、N、P含量及其比值在生长季内的变化。主要结果: 1)植物叶片C、N、P含量及其比值的季节性变化在不同功能类群间不同步, 其中叶片N、P含量的季节变化体现了明显的稀释作用。2)叶片C、N、P含量及其比值在不同功能类群间差异显著, 单子叶、多年生禾草类的叶片N、P含量显著低于双子叶和多年生杂类草植物, 而其叶片C:N、C:P则高于双子叶和多年生杂类草植物。3)叶片N、P含量显著正相关, 叶片C:N和C:P分别与N和P含量显著负相关, 可能体现了植物体内营养元素间的内在耦合机制。4)叶片N含量与C:N, 叶片P含量与C:P以及叶片N含量与P含量均呈现等速生长关系, 且等速生长关系在生长季保持稳定。     

典型阔叶红松林主要树种叶性状的垂直变异及经济策略

分析不同树种叶片性状的变化有助于了解植物群落结构。该文通过对典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林15种阔叶树种的比叶质量、叶片厚度、叶干物质含量、叶绿素含量指数、叶片碳、氮、磷含量的测定, 分析了冠层高度对叶性状及叶性状间相关关系的影响。结果表明, 水曲柳(Fraxinus mandshurica)和大青杨(Populus ussuriensis)上层的比叶质量显著大于下层, 而其他树种冠层间的比叶质量无显著变化; 叶绿素含量指数在白桦(Betula platyphylla)和春榆(Ulmus japonica)冠层间的分布分别为上层显著大于下层和上层显著大于中层; 单位质量氮含量在水曲柳的中层显著大于上层。叶片性状间存在着广泛的相关性, 比叶质量与叶片厚度、干物质含量在三层间均呈显著正相关关系, 而有些性状, 只在一或二个冠层中存在一定的相关性。山杨(Populus davidiana)和大青杨的叶片倾向于选择光合能力较低、营养浓度较低、呼吸速率较慢的一端, 而黄檗(Phellodendron amurense)和山槐(Maackia amurensis)叶片更倾向于光合能力强、营养物质浓度高的一端。不同树种对光照响应的差异可能会改变不同冠层中叶片的形态和化学性状, 从而有助于群落构建和物种共存。