西藏紫花针茅叶功能性状沿降水梯度的变化

植物叶功能性状与环境因子的关系是近10年来植物生态学的研究热点。该文以广泛分布于青藏高原干旱、半干旱草地的优势植物种紫花针茅(Stipa purpurea)为研究对象, 沿降水梯度(69-479 mm)系统测定了日土、改则、珠峰、当雄和纳木错5个调查地点紫花针茅比叶面积(SLA)、单位重量和单位面积叶氮含量(N_mass, N_area)、叶密度和厚度等叶功能性状以及土壤全氮含量等因子, 试图验证干旱胁迫地区同一物种内SLA-N_mass关系沿降水梯度的策略位移现象是否具有普遍性, 并对是否出现策略位移现象提出可能的解释。研究结果表明: 1) SLA和N_mass与生长季温度和降水以及土壤全氮含量均没有显著关系, SLA与N_mass的关系在干旱半干旱区(年降水/蒸发比< 0.11)与半湿润区(年降水/蒸发比> 0.11)之间并没有出现典型的位移现象; 2)叶密度是决定半湿润区SLA变化的主导因子, 而叶厚度则是干旱半干旱区SLA变化的控制因子, 两者与SLA均呈负相关, 随着温度增加或降水减少, 叶厚度增加而叶密度降低, 导致SLA随温度和降水变化不明显; 3)半湿润区的叶密度增加引起N_area增加, 而干旱半干旱区的叶厚度增加并没有造成N_area的显著变化, 导致N_area沿降水梯度没有显著变化; 4)紫花针茅地上生物量与N_area具有显著正相关关系, 表明N_area的增加有助于提高植被生产力。结果表明, 在干旱胁迫下, 植物通过增加叶厚度来维持不变的N_area可能有助于保持与较湿润地区相似的光合生产和水分利用效率。叶厚度和叶密度对比叶面积的相对影响在干旱半干旱区与半湿润区之间发生转变, 这为进一步检测高寒草地植被的水分限制阈值提供了新思路。     

湖北后河保护区珙桐的叶功能性状研究

该研究分析了珙桐群落主要叶功能性状之间的关系,比较了珙桐与林分其它优势树种以及珙桐Ⅰ级(胸径dbh<2.5cm)、Ⅱ级(dbh2.5～22.5cm)和Ⅲ级(dbh>22.5cm)3个龄级间叶功能性状上的差异.结果表明,珙桐的比叶面积(SLA)与单位质量的叶建成成本(CC_m)、单位面积的叶建成成本(CC_a)呈显著负相关(p<0.01).通过与林分其它优势树种相比较,珙桐具有较高的SLA、单位的质量的叶氮含量(N_mass);而CC_m、CC_a、单位面积的叶氮含量(N_area)却相对较低,这表明珙桐能较有效地利用有限资源.珙桐不同龄级的最大光合速率(A_max)、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均表现为珙桐Ⅲ级>Ⅱ级>Ⅰ级,而SLA则表现为Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级(p<0.05).尽管珙桐Ⅰ级在林下表现出较强的弱光适应能力,但在后期建成为Ⅱ级的过程中,叶片形态与光合生理特性均表现出对遮荫环境的不适应,光资源不足可能是珙桐种群更新受限的主要限制因子之一.     

毛乌素沙地油蒿叶建成成本及相关叶性状沿降水梯度的变化

干旱区植物在如何提高水分利用效率与降低叶建成成本之间可能存在一种权衡。我们假设:与湿润区植物相比,干旱区植物能通过调节叶功能性状之间的关系(如通过提高单位面积叶氮含量(N_(area))),实现在相同的叶建成成本下具有更高的水分利用效率。为了验证这一假设,该研究以毛乌素沙地的广布物种油蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,分析了油蒿叶建成成本沿降水梯度的变化规律及其与比叶面积(SLA)、单位质量叶氮含量(Nmass)、N_(area)和叶碳稳定同位素比率(δ~(13)C)的关系。结果表明:油蒿单位质量叶建成成本(CCm)在不同降水条件下差异不显著,而单位面积叶建成成本(CCa)在不同降水条件下虽有显著差异,但并未随降水减少而明显增加。油蒿CC_m与SLA无显著相关性,与叶δ~(13)C值呈显著正相关关系。油蒿叶建成成本与N_(area)呈显著正相关关系,但这种关系格局在低降水量(264 mm)区与高降水量(310–370 mm)区之间存在策略位移现象——即在相同叶建成成本下,低降水量区植物比高降水量区植物具有更高的N_(area)。以上结果表明,尽管高水分利用效率与高叶建成成本相关,但与高降水量区植物相比,低降水量区植物具有较高的N_(area)并没有导致其叶建成成本增加。     

内蒙古荒漠草原植物叶片功能性状关系及其经济谱分析

气候变化和人为干扰导致草原荒漠化加剧, 引发了严重的环境问题。因此, 对荒漠草原植物与环境变化关系的研究愈加迫切, 分析比较荒漠草原不同功能型物种叶片经济谱具有重要意义。该研究通过测定内蒙古荒漠草原生态系统不同功能型植物叶片的光合及叶绿素荧光参数、比叶面积和叶片氮素含量, 验证了荒漠草原植物叶片经济谱的存在, 明确了各功能型植物叶片性状间的关系及其在叶片经济谱中的位置。荒漠草原不同功能型植物叶片性状差异明显, 草本植物的比叶面积(SLA)、单位质量叶氮含量(N_mass)分别是灌木的2.39倍和1.20倍; 一年生植物单位面积最大净光合速率(A_area)、SLA、光合氮利用效率(PNUE)分别是多年生植物的1.93倍、2.13倍和4.24倍; C₄植物的A_area、SLA、PNUE分别是C₃植物的2.25倍、1.73倍和3.61倍。除A_area与单位面积叶氮含量(N_area)、PSII的实际光化学效率(Φ_PSII)与SLA之间不存在显著相关关系外, 叶片性状间存在广泛的相关关系, 且均达到极显著水平。这验证了叶片经济谱在内蒙古荒漠草原植物中也同样存在。进一步分析表明, 一年生植物、草本植物、C₄植物叶片在叶片经济谱中位于靠近薄叶、光合能力强、寿命短的一端; 而多年生植物、灌木、C₃植物叶片靠近厚叶、光合能力弱、寿命长的一端。这说明荒漠草原中不同功能型植物可通过权衡其经济性状间的关系而采取不同的适应策略, 对于荒漠草原生态系统管理具有重要的理论指导意义。     

油蒿资源利用效率在生长季的相对变化及对环境因子的响应

为了探明西北半干旱区典型沙生植物油蒿(Artemisia ordosica)叶水平资源利用效率的相对变化及对环境因子的响应机制, 该研究于2018年5-10月, 使用LI-6400XT便携式光合仪测定了毛乌素沙地油蒿叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(E)、叶表面光合有效辐射(PAR_l)、叶表面温度(T_l)、叶表面相对湿度(RH_l), 在实验室计算叶片单位面积氮含量(N_area), 分析了叶片氮利用效率(NUE)、水分利用效率(WUE)、光利用效率(LUE)与环境因子之间的关系及NUE、WUE、LUE之间的相对变化。研究结果表明, 在充足且稳定光强下油蒿的P_n主要受温度的影响, NUE、WUE与VPD_l、T_l之间具有显著负相关关系, NUE、WUE与LUE间为正相关关系, NUE、WUE和LUE最大值分别发生在5、7和9月, 分别为9.43 μmol CO₂·g^-1·s^-1、3.86 mmol·mol^-1、0.04 mol·mol^-1, 资源利用效率的变化主要受P_n的影响。温度通过影响植物N分配来改变P_n, 进而影响着资源利用效率, WUE与LUE显著正相关, 对构建荒漠区生态系统能量交换过程模型有重要意义。     

黑沙蒿光合能量分配组分在生长季的相对变化与调控机制

为了探明典型荒漠灌木优势物种黑沙蒿(俗名油蒿, Artemisia ordosica)光合过程能量中分配对环境波动的相对变化及其长期调节机制, 该研究于2018年4-10月在宁夏盐池毛乌素沙地, 同时使用MONITORING-PAM多通道荧光监测仪和LI-6400XT便携式光合测量仪对黑沙蒿叶片的最小荧光产量(F_o)、最大荧光产量(F_m)、稳态荧光产量(F_s)、光下最大荧光产量(F_m′)、净光合速率(P_n)、暗呼吸速率(R_d)、蒸腾速率(E)和叶片气孔导度(g_s)进行现场测定, 在实验室内计算比叶面积(SLA)、单位面积氮含量(N_area)、叶绿素含量(C_Chl)和叶绿素a/b (Chl a/b), 分析黑沙蒿光合过程能量分配中固碳耗能占比(Φ_A)、光呼吸耗能占比(Φ_PR)、调节性热耗散耗能占比(Φ_NPQ)和非调节性热耗散耗能占比(Φ_NO)与环境参数和叶性状参数之间的关系以及能量分配各组分之间的相对变化。结果表明, 光化学反应组分(Φ_A、Φ_PR)和热耗散组分(Φ_NPQ、Φ_NO)之间呈负相关竞争关系, 两组分内部呈正相关协同关系, E和Φ_A、Φ_PR正相关, 和Φ_NPQ、Φ_NO负相关。在低土壤含水量(SWC)和高饱和水汽压差(VPD)环境条件下, 黑沙蒿Φ_A、Φ_PR和SLA显著降低, Φ_NPQ和Φ_NO显著增加。研究认为, 在长期干旱或高蒸散条件下, 黑沙蒿通过降低SLA等途径避免水分的过度流失, 同时将部分过剩光能由光呼吸代谢途径转移到热耗散组分进行耗散。波动环境下黑沙蒿形态性状的变异和光合过程能量分配的长期调节机制, 反映了其利用形态与生理的协同可塑性对逆境的适应。     

甘南亚高山草甸围封地群落演替及植物光合生理特征

为了解甘南亚高山草甸围封地恢复演替动态, 探究围封恢复进程中植物光合生理特征的变化规律及其影响因子, 对围封试验地内5个典型群落样地进行样方调查, 测定了各群落优势种及3个共有种的光合参数和叶性状参数, 并测定了群落表层土壤(0-20 cm)的水分含量及全氮含量。结果显示: 该围封地内形成一个以草本植物→半灌木→灌木的演替序列, 群落表层土壤含水量及全氮含量随着演替的进行逐渐增加; 在演替的时间尺度上, 各演替阶段优势种光合生理特征间存在明显差异, 随着演替的进行, 群落优势种的净光合速率(A_area)、光合水分利用效率(WUE)、相对叶绿素含量(SPAD)呈降低趋势, 其叶片氮含量(N_mass)、光合氮利用效率(PNUE)、比叶面积(SLA)随演替变化没有严格一致的规律, 而更多地表现为不同植物功能型之间的差异; 从演替前期到后期, 同种植物的A_area、SPAD值逐渐降低, 非豆科植物披碱草(Elymus dahuricus)、老鹳草(Geranium wilfordii)的PNUE、WUE随演替进行呈降低趋势, 其N_mass、SLA随演替进行却呈增加趋势, 然而豆科植物紫苜蓿(Medicago sativa)由于具有固氮能力, 受养分限制不明显, 这些光合生理特征值没有随演替发生明显的变化。这些结果表明, 在恢复演替过程中, 该围封地由一个物质获得能力强的群落向物质保持能力强的群落过渡, 土壤水分含量及全氮含量是推动这种过渡发生的主要因子。掌握围封地群落演替过程中的光合生理动态对于亚高寒退化草甸恢复具有一定的理论指导意义。     

不同降水条件下两种荒漠植物的水分利用策略

自然降水是干旱、半干旱地区荒漠植物重要的水分来源。为了说明自然降水量的变化对干旱、半干旱地区荒漠植物水分利用策略的影响, 研究了两种常见荒漠植物油蒿(Artemisia ordosica)和白刺(Nitraria tangutorum)在3个不同自然降水地区(内蒙古的杭锦旗和磴口县及甘肃的民勤县)的水分来源、水分利用效率及植物的抗逆能力的变化。测定了不同地区的植物茎水、各潜在水源(降水、地下水和土壤水)的δD和δ¹⁸O值, 并利用IsoSource模型分析了这两种植物在不同地区对这些潜在水源的选择性利用情况; 同时测定了叶片的δ¹³C和游离脯氨酸浓度。结果表明: 在年降水量最高的杭锦旗, 这两种植物对浅层土壤水的利用比例最高, 其中油蒿主要利用0-50 cm土层中的水源; 在年降水量相对较低的磴口和民勤, 植物利用的主要水源为深层土壤水和地下水。随着年降水量的增加, 这两种植物的水分利用效率逐渐降低。白刺的脯氨酸浓度大于油蒿, 与水分利用效率无关, 但油蒿的水分利用效率和脯氨酸浓度成正比。研究表明, 荒漠植物能通过改变其水分利用策略和其他生理特性适应自然降水量的变化, 但不同植物种采用的策略可能有所不同。     

四川巴郎山齿果酸模叶片氮素及其分配的海拔响应

在卧龙自然保护区, 按海拔梯度选择了齿果酸模(Rumex dentatus)的4个分布地点(2350、2700、3150和3530 m), 对各研究地点的齿果酸模进行了叶片光合、扩散导度、叶片碳稳定同位素组成(δ¹³C)、氮素含量、光合氮利用效率(PNUE)、比叶面积(SLA))等参数的测量, 以期揭示该植物叶片氮素、氮素分配情况及其他生理生态参数随海拔的响应趋势, 进而明确氮素及其分配在齿果酸模响应和适应海拔梯度环境的生物学过程中的作用。结果表明: 随着海拔的升高, 齿果酸模的叶片单位面积氮含量(N_area)随之增加, 进而光合能力随之增加。随着海拔升高而增加的扩散导度也在一定程度上促进了这一趋势, 这可能是落叶草本植物对于高海拔低温所导致的叶寿命缩短的适应结果。沿着海拔梯度, 植物叶片氮素和扩散导度均通过羧化位点与外界CO₂分压比(P_c/P_a)而间接影响叶片δ¹³C值, 且相比之下, 以氮素为基础的羧化能力对于P_c/P_a的作用更大些, 进而导致齿果酸模叶片δ¹³C随海拔增加; 随着海拔的升高, 齿果酸模叶片将更多的氮素用于防御性结构组织的建设, 这也是SLA和PNUE降低的主要原因; 在光合系统内部, 随着海拔的升高, 植物光合组织增加了用于捕光系统氮素的比例, 使得植物可以更好地利用随海拔升高而增强的光照资源, 进而促进了光合能力的增加。可见, 氮素及其在叶片各系统间(尤其是在光合系统与非光合系统间)的分配方式是齿果酸模适应和响应海拔梯度环境的关键。     

帽儿山17个种源落叶松针叶的水分利用效率比较

研究环境变化下的树木水分利用效率对探讨森林生态系统碳水耦联关系及其对气候变化的响应和适应对策具有重要意义。落叶松(Larix gmelinii)为我国北方森林的建群种之一。将水热条件不同的17个种源落叶松种植在帽儿山森林生态系统研究站的同质园内30年后, 测定其针叶水分利用效率(WUE)及其相关因子。结果表明: WUE、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、比叶面积(SLA)和叶片氮含量(N_L)均存在显著的种源差异(p < 0.05)。WUE和G_s呈显著指数相关关系, 当G_s < 0.2时WUE随G_s的增大而明显增大, 而当G_s > 0.2时WUE趋于稳定。WUE和SLA及N_L分别呈线性负相关和正相关关系, 且随种源原地的干燥度指数(AI)的增大其相关性明显增强。WUE和种源原地年平均气温、平均年降水量及AI分别呈线性负相关、负相关和正相关关系, 并且相关系数依次增大; T_r则仅和种源原地年平均气温呈线性正相关关系, 而P_n和种源原地AI呈线性正相关关系。不同种源落叶松由于对种源原地环境条件的适应而存在针叶结构和生理特征的显著差异, 并因此引起针叶水分利用效率的差异。     

Variations and interrelationships of foliar hydraulic and photosynthetic traits for Larix gmelinii

Aims Variations and potential trade-offs of leaf hydraulic and photosynthetic traits are essential for assessing and predicting the effect of climate change on tree survival, growth and distribution. Our aims were to examine variations and interrelationships of leaf hydraulic and photosynthetic traits in response to changes in site conditions for Dahurian larch (Larix gmelinii)—a dominant tree species in Chinese boreal forests.Methods This study was conducted at the Maoershan Forest Ecosystem Research Station. A transect of 27 year-old Dahurian larch plantation was established that consisted of five plots extending from the valley to the ridge of a slope. The predawn leaf water potential (Ψ_pre), area- and mass-based leaf hydraulic conductance (K_area and K_mass, respectively), resistance to embolism capacity (P₅₀), leaf mass per area (LMA), net photosynthetic rate (A), and leaf nitrogen content (N) were measured in August 2016.Important findings The Ψ_pre, K_area, K_mass, P₅₀, A, LMA, and N all varied significantly among the plots (p < 0.05), indicating significant intra-specific variations in these traits in response to the changes in site conditions. The P₅₀ was significantly (p < 0.05) correlated with Ψ_pre, K_area or K_mass, suggesting that a trade-off between hydraulic efficiency and safety exist within the species to some degree. There were significant (p < 0.05) pairwise correlations between A, LMA, and N. Nevertheless, there was no significant (p < 0.05) correlation between the measured photosynthetic traits and hydraulic traits. We concluded that the intra-specific variations and multiple interrelationships of the leaf hydraulic and photosynthetic traits for the larch reflect the plasticity of its leaf traits and strategies of its survival and growth as a result of its acclimation to diverse site conditions.     

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。     

Specific leaf area estimation model building based on leaf dry matter content of Cunninghamia lanceolata

随着叶片功能性状研究的不断深入, 通过简单易测量的叶片指标, 同时探究植物生活史权衡对策和估算林分生产力的研究需求日益增长, 例如叶干质量比(LDMC)和比叶面积(SLA)的相互转换。杉木(Cunninghamia lanceolata)是亚热带重要的常绿针叶树种, 基于LDMC对杉木SLA进行估算, 能够为核算SLA提供途径, 为机理解释和生产估算构建连接途径, 为小区域到大尺度、精算到估算搭建桥梁。该研究在湖南会同和河南信阳两个杉木生长区, 对处于不同小生境(坡向、坡位和冠层深度)以及不同生活史(林龄和叶龄)的叶片进行抽样和采集, 通过测得不同叶龄的单叶LDMC和SLA, 初步探究在不同因子下两个性状值的分布差异, 进一步基于LDMC构建SLA估算模型并讨论以叶龄为差分因子对模型的影响。结果表明: 1)杉木SLA平均值为(103.15 ± 69.54) cm ²·g ^-1, LDMC为0.39 ± 0.11; 2)杉木LDMC和SLA可用非线性模型进行估算, 模型符合估算要求; 3)其中一年生叶的拟合效果最好, 老叶(大于二年生叶)的拟合优度较低, 老叶较低的SLA (52.28-75.74 cm ²·g ^-1)可能暗示LDMC的变化保持相对独立性。该研究基于杉木LDMC的SLA估算模型可信且有效, 且不同叶龄对LDMC和SLA的影响可能预示着杉木叶片的响应敏感性和生活史权衡策略。     

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。     

Empirical relationship between specific leaf area and thermal dissipation of Phragmites australis in salt marshes of Qinwangchuan

Aims The correlation between specific leaf area (SLA) and thermal dissipation reflects not only the accumulation and dissipation of plant photosynthesis, but also plants’ adaptation to their habitats and changing environment. The objective of this study is to examine the correlation between SLA and thermal dissipation of reed (Phragmites australis) under different soil moisture conditions and salt contents.Methods Our study site was located in the National Wetland Park in Qinwangchuan, Gansu Province, China. Our sampling site extends from the edge to the central of a salt marsh where the reed was the single dominant species. The study site was divided into three zones based on the distance from the water. Within each zone, six 2 m × 2 m sampling plots were randomly located to select six reed individuals in each plot (total = 18). Vegetation height, aboveground biomass, soil moisture, and soil electrical conductivity (EC) were measured, with the six reed individuals taken to the laboratory to measure leaf thickness. Leaf net photosynthetic rate (P_n), transpiration rate (T_r), and other parameters of the reeds were also measured in each plot prior to harvesting. Quantitative measures of chlorophyll fluorescence were taken after 30-min dark adaptation. Quadrat survey method was used to model the empirical relationship between the transpiration rate and leaf characteristics.Important findings Vegetation height and aboveground biomass increased with soil moisture content, but EC and photosynthetically active radiation decreased. Leaf area, T_r and P_n increased along the gradient, leaf thickness showed decreasing, but the increasing trend of SLA switched to a decreasing trend, while leaf dry mass presented an opposite trend. From plot I to III, the quantum yield of regulated energy dissipation (Y(NPQ)) and non-photochemical quenching decreased, the actual photochemical efficiency of PSII and photochemical quenching increased, and quantum yield of non-regulated energy dissipation increased before decreasing. There appeared a highly significant negative correlation (p < 0.01) between SLA and Y(NPQ) at plot I and III, and a less significant negative correlation (p < 0.05) at plot II. Along the soil moisture gradient, reed seemed using light effectively by changing leaf thermal dissipation through adjusting their leaf size and SLA—A potential self-protection mechanism in light of adapting the habitat.     

Effects of nitrogen addition on leaf traits of common species in natural Pinus tabuliformis forests in Taiyue Mountain,Shanxi Province,China

Aims Our objectives were to explore the effects of simulated nitrogen deposition on leaf traits and ecological stoichiometry characteristics of common species in natural Pinus tabuliformis forests.
Methods We conducted the experiment of nitrogen (N) addition from 2009 to 2013 in the natural Pinus tabuliformis forests in Taiyue Mountain, Shanxi, China. The levels of N addition were 0 (control), 50 (low-N), 100 (medium-N) and 150 (high-N) kg·hm^-2·a^-1, respectively. Eleven common plant species in 12 20 m × 20 m plots were selected, including Pinus tabuliformis, Quercus mongolica, Acer ginnala, Corylus mandshurica, Cornus bretschneideri, Spiraea salicifolia, Lonicera maackii, Carex callitrichos, Diarrhena mandshurica, Anemone tomentosa, and Polygonatum odoratum. Nine leaf traits were measured, including leaf thickness (LT), specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC), leaf nitrogen content (LNC), leaf phosphorus content (LPC), and other four.
Important findings We found that: 1) LT and SLA of Polygonatum odoratum significantly differed among four levels of N addition. Leaf area (LA) and LDMC of several species, such as Spiraea salicifolia, had significant difference among the N addition concentration. LNC of all species, chlorophyll content (CC) and LPC of most species increased significantly with the addition of N. Leaf N:P of 9 species varied significantly, and leaves with different types and ages showed different responses to N addition. 2) Leaf traits were significantly correlated with each other. For instance, SLA was significantly positively correlated with LNC and LPC. In contrast LT was negatively connected with LNC and LPC. In addition, the degree of correlation changed with the level of N addition. 3) The pattern of species distribution in leaf trait space was consistent with the prediction from the theory of Leaf Economic Spectrum (LES). N addition drove species moving along axis 1 in the trait space, and propelled them towards different directions along axis 2, which indicated that these species tended to take the “fast investment-return” strategy. These results suggested that with the change of environmental conditions, plants changed their survival strategy and adjusted resource allocation to maintain the stability of communities. This is the inherent characteristic of plants, thus the formation of LES did not depend on the environment change.     

箱式通量观测技术和方法的理论假设及其应用进展

碳(CO₂、CH₄)、氮(N₂O)和水汽(H₂O)等温室气体的交换通量是生态系统物质循环的核心, 是地圈-生物圈-大气圈相互作用的纽带。稳定同位素光谱和质谱技术和方法的进步使碳稳定同位素比值(δ ¹³C)和氧稳定同位素比值(δ ¹⁸O)(CO₂)、δ ¹³C (CH₄)、氮稳定同位素比值(δ ¹⁵N)和δ ¹⁸O (N₂O)、氢稳定同位素比值(δD)和δ ¹⁸O (H₂O)的观测成为可能, 与箱式通量观测技术和方法结合可以实现土壤、植物乃至生态系统尺度温室气体及其同位素通量观测研究。该综述以CO₂及其δ ¹³C通量的箱式观测技术和方法为例, 概述了箱式通量观测系统的基本原理及分类, 阐述了系统设计的理论要求和假设, 综述了从野外到室内土壤、植物叶-茎-根以及生态系统尺度箱式通量观测研究的应用进展及问题, 展望了气体分析精度和准确度、观测数据精度和准确度以及观测数据的代表性评价在箱式通量观测研究中的重要性。     

甘肃小苏干湖盐沼湿地盐地风毛菊叶形态-光合生理特征对淹水的响应

盐沼湿地植物叶片功能性状对淹水的响应分析, 有助于探究植物叶片可塑性机制与光合生理特征间的内在关联性, 对深入理解盐沼湿地植物的生境抗逆性策略具有重要意义。根据小苏干湖湖水泛滥区静水持留时间长短分别设置: 轻度淹水区(静水持留30-90天)、中度淹水区(静水持留90-150天)、重度淹水区(静水持留150-210天) 3个试验样地, 以盐地风毛菊(Saussurea salsa)为研究对象, 研究了小苏干湖盐沼湿地盐地风毛菊叶片功能性状对淹水的响应。结果表明: 随着静水持留时间的增加, 轻度淹水区盐地风毛菊形态上采用小比叶面积(SLA)的肉质化小叶模式, 光合生理上具有高实际光合效率(Y(II))和低调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))的协同变异; 重度淹水区盐地风毛菊形态和光合生理上则采用与轻度淹水区完全相反的协同变异策略; 在3个样地中, SLA与Y(II)、光化学淬灭(QP)和Y(NPQ)间均呈极显著相关关系; 叶绿素a含量和叶绿素b含量与调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))均呈显著正相关关系。小苏干湖湖水泛滥区静水时空演变格局影响下, 盐地风毛菊种群通过改变叶面积、叶厚度和SLA等叶片形态特征, 适时调整叶片Y(II)和Y(NPQ)等光合生理特征, 实现植物叶片光合碳同化产物的收支平衡, 表现出对水盐异质性环境较强的耐受性, 反映了盐沼湿地植物在极端生存环境下的叶片可塑性和抗逆性机制。