遮荫对撂荒地草本群落生物量分配和养分积累的影响

城市化进程导致农村出现大量的撂荒地,了解撂荒地不同利用方式下的植物群落动态可为撂荒地利用与管理提供重要的基础数据。撂荒地栽植与没有栽植林木是否影响林下草本群落的生物量分配与养分积累仍有待于研究。采用50%—95%遮荫网处理,模拟林下光环境对撂荒地草本群落生物量分配和养分积累特征的影响。结果表明:随着遮荫强度增加,群落总生物量著降低。遮荫处理显著降低了地上生物量及其分配比例,而对根部生物量的影响不显著,却显著提高了根部生物量的分配比例。光照强度与总生物量和地上生物量呈极显著正相关。遮荫处理显著降低了群落地上部分C含量,显著提高了P、K含量,对N含量影响不显著;遮荫处理也显著提高了根部C、N、P含量,但对K含量的影响不显著。随遮荫强度增加,地上部分C、N、P、K的分配比例显著降低,根部C、N、P、K的分配比例显著提高。相关分析表明,光照强度仅与地上部分N含量、根部C、N、P含量极显著相关。遮荫处理显著降低了地上部分C∶N、C∶P和地下部分的C∶N,但对地下部分N∶P、C∶P影响不显著。可见,遮荫将影响撂荒地草本植物群落地上部分生物量和养分积累,而根部对光照强度改变的响应不敏感。     

遮荫对紫花苜蓿地上生物量和化学计量特征的影响

采用遮荫试验模拟林地不同光照强度,研究紫花苜蓿地上生物量和C、N、P、K化学计量特征,为撂荒地林下间种苜蓿提供科学依据.结果表明：苜蓿地上生物量与光照强度呈显著正相关,遮荫处理显著降低了苜蓿地上生物量;62%遮荫处理下全C、N、P含量最高,分别为373.73、34.38和5.47 g·kg^-1,并且显著高于对照.遮荫对苜蓿地上部分K含量影响不显著.除72%遮荫处理下C/N显著高于对照外,其他各处理与对照差异不显著. N/P、C/P随遮荫强度增加呈先降低后升高的趋势.     

不同配比施肥对马尾松幼苗生长特征的影响

为获得马尾松幼苗最佳施肥配方,该文以1年生马尾松幼苗为试验材料,采用L₁₆（4³）正交设计,并通过测定幼苗苗高、地径、生物量、叶绿素含量、叶片N、P、K含量,探讨不同N、P、K配比施肥对马尾松幼苗生长特征影响。结果表明：（1）不同配比施肥处理间马尾松幼苗苗高、地径、生物量、质量指数、叶绿素和养分含量存在显著差异,其中,处理12生物量、质量指数、叶绿素a和总叶绿素含量、隶属值最高。（2）施N对幼苗生长及生理指标均有极显著影响;施K对苗高、地径、地上生物量、总生物量有显著影响,对叶绿素和针叶养分有极显著影响;施P对叶绿素a、叶绿素b、针叶N和P含量有极显著影响,对苗高、地下生物量、总叶绿素含量有显著影响。（3）施N对苗高、地径、地上生物量、总生物量、质量指数、叶绿素a含量、总叶绿素含量和针叶N含量的影响最大,K次之,P最小。各因素对地下生物量和针叶P含量的影响均表现为N>P>K。（4）N3水平利于幼苗苗高地径的生长及生物量的积累,N4水平利于叶绿素a和总叶绿素含量及针叶N、P含量的积累,P4水平利于生物量、叶绿素含量和养分P含量的积累...     

光照和氮磷供应比对木荷生长及化学计量特征的影响

光照和养分限制是影响林下植物生长和更新的关键影响因素,以亚热带主要常绿树种木荷（Schima superba）实生幼苗为试验对象,研究了不同光照（全光照、遮阴即45%全光照）和N、P供应比例（5,15,45）对幼苗生长和化学计量特征的影响。结果表明：（1）遮阴不仅严重抑制了木荷各器官和单株生物量积累,更加剧了P限制。尽管N、P添加对木荷生长没有显著促进作用,但N、P供应比例为5时的性状组合更有利于木荷后期生长,但高N、P供应比例可能导致P限制。（2）遮阴下叶N、P含量显著增加,但叶C/N和C/P比显著降低;不同光照处理组中各器官及总N含量均随N、P供应比例增大而显著增加,而C/N比逐渐降低;P的分配格局发生改变,全光照组各器官P含量为茎 > 叶 > 根,遮阴组各器官P含量为根 > 茎 > 叶。（3）随N、P供应比例增加或光照强度降低,木荷均趋向降低根冠比和根质比、增加叶质比或茎质比。（4）木荷生物量与各器官N、P含量、叶质比呈极显著负相关,而与C/N和C/P比及根冠比、茎质比、根质比呈极显著正相关。光强和N、P比例变化均显著影响了木荷幼苗的养分利用特征,因而木荷作为伴生树种优化林分环境对其早期生长具有重要意义。     

模拟增雨对白刺和油蒿幼苗化学计量特征的影响

降雨是荒漠生态系统过程和功能的最重要限制因子,荒漠植物幼苗对生长季降雨的变化极端敏感。为探讨荒漠植物对未来降雨格局变化的响应,该研究选取乌兰布和沙漠2种典型荒漠植物幼苗(白刺和油蒿)为研究对象,根据生长季内(6～9月)每次降雨量,进行不同梯度的人工模拟增雨试验(CK.自然降雨;A.增雨25%;B.增雨50%;C.增雨75%;D.增雨100%),分析白刺和油蒿幼苗C、N、P含量及化学计量特征对降雨量变化的响应。结果表明:(1)从C、N、P含量在幼苗不同器官分布来看,与CK相比,增雨显著降低了白刺幼苗茎的C含量和根的C、P含量(P0.05),在一定程度上提高了叶的C、P含量和根的N含量;而增雨处理显著增加了油蒿幼苗茎和叶的C含量(P0.05),降低了叶、根的N含量和茎、叶、根的P含量。(2)从化学计量比来看,增雨对白刺幼苗茎、叶、根的N∶P影响无显著差异,比值均大于16,且在增雨的环境下白刺幼苗相对生长率较低,主要受P元素限制;油蒿幼苗根N∶P与增雨量呈极显著负相关关系,随增雨量的增加其相对生长率增大。研究认为,模拟增雨对白刺幼苗和油蒿幼苗化学计量特征均有显著影响,但二者幼苗C、N、P元素在各器官的分配格局有所不同,增雨不利于白刺幼苗的生长,而有利于油蒿幼苗的快速生长。     

供磷水平对米老排苗木生长及养分状况的影响

为探讨供磷(P)对米老排(Mytilaria laosensis)生长和养分状况的影响,采用土培的方法,研究了不同供磷水平下米老排苗木的生长、养分含量、养分累积量和P吸收效率。结果表明,随着供P水平的提高,米老排苗木的苗高、生物量和养分累积量均呈先上升后下降的趋势;地径呈先增加后稳定的趋势;叶片和全株中的养分含量变化一致,氮(N)含量变化不明显,钾(K)含量呈先降低后升高的趋势,而P含量明显提高;P吸收效率呈现降低-升高-降低的趋势。在单株供P为30 mg时,米老排苗木的叶生物量、根生物量、叶片中N累积量及P吸收效率最大。当供P水平达到45 mg时,米老排苗木的苗高、茎生物量、总生物量、叶片中的P、K累积量和全株中的N、P、K累积量均达到最大值。而供P水平达60 mg时,米老排苗木苗高、生物量、养分累积量和P吸收效率均明显下降。这说明适合米老排苗木生长的供P水平为每株30~45 mg。     

短期增温对贡嘎山峨眉冷杉幼苗生长及其CNP化学计量学特征的影响

2009年5月至10月,在中国科学院贡嘎山高山森林生态系统观测站附近,采用红外灯加热人工模拟气候变暖研究了增温对峨眉冷杉(Abies fabiri (Mast) Craib)幼苗生长和养分及其化学计量特征的影响。由于红外灯的增温作用,在幼苗的整个生长季节,增温样地地表下5 cm、10 cm、20 cm处土温平均高于对照样地5.04 ℃、4.81 ℃、4.35 ℃,而土壤含水量则分别降低了7.03%、6.10%、6.40%;地表20 cm处空气温度相比对照样地上升了1.12 ℃,而空气相对湿度则降低了6.30%。除茎重比外,增温处理降低了峨眉冷杉幼苗的根长、基径、株高、总生物量、根重比、叶重比、根冠比和比叶面积。经方差分析发现,增温处理后幼苗根、茎和叶的C平均含量与对照差异性均不显著(P>0.05),其中除茎的提高了2.76%外,根和叶分别降低了7.15%和2.29%;N平均含量除茎显著降低之外(P<0.05),根、叶分别提高了9.78%和5.70%;幼苗根、茎、叶的P平均含量均低于对照11.97%、10.69%和2.99%,并且根和茎与对照存在显著性差异(P<0.05)。增温处理后幼苗根、茎、叶各器官的C︰N、C︰P 、N︰P与对照均不存在显著性差异(P>0.05),其中C︰P均大于对照,而C︰N和N︰P与对照相比,均有不同程度的减小;C︰N、N︰P和C︰P的平均值(标准差)大小顺序依次为茎(92.594.92)>根(61.891.65)>叶(60.813.23)、叶(4.990.22)>根(4.440.58)>茎(3.640.10)和茎(336.358.70)>叶(302.854.49)>根(274.865.27)。实验结果表明：增温对幼苗生长和生物量积累具有明显的限制作用,对叶片生长的阻碍作用尤为突出;增温改变了幼苗根茎叶的CNP含量及其化学计量比格局;在养分供应上,增温和对照处理下幼苗生长均受N素限制。     

刨花楠不同相对生长速率下林木叶片碳氮磷的适应特征

分别对9年生与13年生刨花楠林木叶片氮磷养分之间关系及林木生物量相对生长速率与叶片碳氮磷化学计量比关系进行分析,探讨不同相对生长速率下的林木叶片N、P养分适应特征,并检验相对生长速率假说理论对刨花楠树种的适应性。结果表明:两种年龄刨花楠林木生物量相对生长速率、叶片C、N、P含量及其计量比值均存在显著差异;同一年龄的林木叶片N、P之间存在显著相关性,二者具有协同相关性;9年生林木叶片P含量及C∶P、N∶P与生物量相对生长速率呈二次曲线相关,而13年生林木叶片N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P则与生物量相对生长速率均呈线性相关。研究表明,在能满足植物生长所需养分供给的土壤环境中,叶片N、P含量与林木相对生长速率间呈线性正相关,但当土壤中养分供应满足不了植物高速生长时,植物则会对有限的养分资源进行适应性调整。     

不同坡向乌丹蒿化学计量特征及其与土壤养分的关系

不同立地条件下生境的变化、土壤养分的再分配及相应的植物生长与养分回馈效应,对土壤-植物系统化学元素循环具有重要影响。该研究以乌丹蒿为对象,分析不同坡向条件下乌丹蒿叶片、根系化学计量特征及其与土壤养分之间的关系。结果表明:(1)从阳坡到阴坡,乌丹蒿叶片的N、C∶P和N∶P逐渐降低,土壤C含量、C∶P和N∶P逐渐升高,土壤P含量和土壤C∶N在不同坡向之间无显著差异。(2)叶片P含量与根系P含量以及C∶P、N∶P呈极显著正相关,叶片N含量与土壤C含量呈显著负相关,根系P含量与土壤C、N含量呈显著正相关。(3)叶片C、N含量随着土壤养分含量的增加而下降,叶片P和根系N、P含量随土壤养分的增加而上升;叶片C含量、C∶N与土壤的相关性大于根。研究认为,坡向对乌丹蒿的生长具有重要影响,乌丹蒿的化学计量特征与土壤养分含量之间呈线性相关关系,不同的坡向导致乌丹蒿化学计量有一定范围的波动,但总体生态化学计量是稳定的,阳坡乌丹蒿的生长受氮和磷共同限制。     

黄土丘陵区刺槐叶片-土壤-微生物碳氮磷化学计量学及其稳态性特征

明确植物和微生物在植被恢复过程中的内稳态特性,对反映生物随恢复环境变化的适应性和阐明生态系统养分循环规律有重要意义。以黄土丘陵区恢复5年、10年、20年、30年和45年的刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林为研究对象,测定刺槐叶片、土壤和微生物生物量C、N、P含量及其化学计量学指标,重点揭示了叶片和微生物生物量养分在恢复过程中随土壤养分变化的稳态性特征。结果表明:(1)随着恢复年限的增加,土壤、叶片和微生物生物量C、N、P含量表现为增加趋势;(2)不同恢复年限叶片、土壤、微生物生物量C∶N分别为17.03—26.03、9.55—16.94、5.57—10.76、C∶P分别为465.04—634.48、19.89—65.81和39.64—110.53、N∶P分别为17.89—37.03、1.24—4.68和7.15—10.26,除叶片C∶N随恢复年限增加而降低外,其他指标均表现为随恢复年限增加而增加或先增加后降低;刺槐林生长后期可能面临P限制;(3)叶片和微生物生物量C、N、P及其计量比大部分指标与土壤指标的关系能够被内稳态模型很好地模拟(P0.01);其中叶片N∶P、微生物C、N对土壤养分变化较为敏感;其他指标比较稳定。研究表明植物和微生物在面对土壤养分变化时均会通过自我调节呈现内稳态性,说明刺槐在黄土丘陵区有较好的适应性;微生物对土壤养分的变化比植物更加敏感,其养分和计量比指标能较好地指示土壤恢复状况。     

遮光胁迫下外源NO对盆栽长春花土壤养分含量及幼苗生长特征的影响

为探究遮光胁迫下施加外源NO供体（硝普钠,SNP）对土壤养分变化和长春花（Catharanthus roseus）幼苗生长的影响,设置4种处理（全光照生长为对照、外施SNP、遮光、遮光+外施SNP联合处理）,分析盆栽土壤中C、N、P养分含量和土壤理化指标,测定幼苗的株高、节间距、茎直径、叶长、叶宽、叶面积、全株鲜（干）质量。结果表明：遮光和外施NO联合处理下,土壤含水量、土壤pH和土壤有机碳含量显著增加（P<0.05）,而土壤中全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量增加但不显著,土壤C/N和C/P值升高,且C/N值达到显著水平（P<0.05）;相关性分析结果表明：土壤pH与有机碳含量呈显著正相关性（P<0.05）,土壤有机碳含量与株高、叶片鲜质量之间呈显著正相关（P<0.05）。说明施加外源NO能促进遮光胁迫下土壤pH升高,改变土壤中有机碳含量,增加C/N值,改善土壤肥力,促进叶片生长发育,增加长春花的生物量,为长春花的科学平衡施肥和生物碱含量的积累提供一定依据。     

Early growth and nutritional response to resource competition in cocoa-shade intercropped systems

Intercropping is often promoted for effective mutualism between species, thus compensating for external inputs. However, for optimal farm design resulting in superior production and nutrition, an accurate assessment of plant inter- and intra-specific competition is required. In predominant shade tree-cocoa (Theobroma cacao) systems, inconclusive evidence remains on species interactions, limitations to resource availability and subsequent growth and nutritional response, particularly in early growth. We examined cocoa biomass and foliar nutrition as well as nutrient supply through rates of decomposition and N mineralization after 1-year growth. Our approach employed fertilization and mixed planting treatments in an additive design of cocoa in monoculture (control), under artificial shade, and intercropped under two separate shade species (Terminalia superba and Newbouldia laevis). Intercropping had no effect on cocoa biomass production in comparison to monoculture cocoa. However, artificial shading stimulated foliage and root production both with and without fertilization, suggesting strong effects of light regulation on growth in the absence of belowground competition. Nutritionally, intercropping suppressed K uptake in cocoa foliage as K concentration was reduced by 20–25%, signifying dilution of this nutrient, presumably due to interspecific competition for mobile elements. Foliar N content under N. laevis was raised, where N concentration kept up with growth under this intercropped species. Intercropping also delayed decomposition rates, suggesting slower but sustained release of available nutrients into the topsoil. Cocoa under artificial shade, both with and without fertilization, exhibited the greatest nutrient responses as compared to unfertilized monoculture cocoa, where P uptake was stimulated most (175 and 112%), followed by K (69 and 71%), and then N (54 and 42%). Intercropping with shade trees failed to increase cocoa biomass, however, nutrient uptake was sustained for N and P, suggesting low interspecific competition. When fertilizers are undesirable or unavailable, intercropping of appropriately selected shade trees will not competitively suppress early growth of cocoa but will improve light regulation and nutritional status of cocoa saplings.     

遮阴对地枫皮幼苗生长和生物量分配的影响

为了解光照强度对地枫皮(Illicium difengpi)幼苗生长和生物量分配的影响,对不同等级幼苗在不同遮阴处理下的形态和生物量变化进行了研究。结果表明,遮阴处理下幼苗的株高、冠宽和平均单叶面积均显著高于对照,同时比叶面积均随光强增大而显著降低。除I级苗50%遮阴处理外,全光处理下各等级幼苗的根长均显著高于遮阴处理。随着光照强度的增加,各等级幼苗的根生物量比与根冠比显著增加,叶生物量比显著减少;不同等级幼苗对强光和弱光环境均表现出较强的适应性,但以50%遮阴处理的总生物量最大,全光和85%遮阴处理均较小。遮阴处理的幼苗个体大小与其初始大小呈正相关,其中II级苗与I级苗差别较小,III级苗生长较差。在人工育苗条件下I级苗数量不到10%,较差的种苗质量叠加喀斯特山顶恶劣环境,可能是导致野外幼苗更新限制的重要原因。因此在野外回归和人工栽培过程中宜选用I、II级种苗,光强控制在透光率50%为宜。     

遮荫条件下黄檗生长和生理响应的性别差异研究

分析遮荫条件下黄檗幼苗形态指标、生理指标和代谢物质性别间差异，探讨其对遮荫的响应策略，为黄檗野生资源保护及造林抚育提供理论依据。以2年生黄檗雌雄株幼苗为试验材料，采用控制实验，设置3个遮荫梯度，自然光为对照，对比研究遮荫条件下黄檗幼苗雌雄植株形态特征、生物量分配、抗氧化防御酶活性、代谢物质的差异，以揭示其遮荫条件下的生存策略。结果表明：遮荫处理更有利于黄檗的生长，轻度遮荫雌株生物量积累大于雄株，重度遮荫后雄株大于雌株；遮荫处理对叶绿素a、总叶绿素含量均有显著影响（P<0.01），性别间差异不显著，遮荫条件有利于促进黄檗幼苗叶绿素积累；遮荫处理对酶活性和MDA含量均有显著影响，性别间差异不显著，SOD酶活性均随遮荫强度的增强而增大，POD和CAT酶活性随遮荫强度的增强而减小，MDA含量在对照处理时最高；遮荫条件下可溶性糖和可溶性淀粉含量下降，性别间差异不显著。黄檗幼苗通过改变构件性状、生物量、抗氧化酶活性及代谢物质含量，适应遮荫环境。研究遮荫对黄檗生长和生理响应的性别差异，以期为遮荫环境下黄檗个体发育、种群形成、适应机制及种群繁衍等研究奠定基础，为雌雄异株植物资源的保护利用提供科学借鉴。     

光强对喜树幼苗叶片次生代谢产物喜树碱的影响

喜树碱是我国特有树种——喜树中所含的重要次生代谢产物 ,在人工控制条件下观察了光强对喜树幼苗叶片喜树碱含量的影响。喜树幼苗叶片的喜树碱含量随着遮荫程度的增加 (光照强度降低 )而增加 ,但严重遮荫的 (光强为全光照的 2 0 % )在处理后期 (75 d)喜树碱含量降低。叶片的喜树碱产量 (喜树碱含量与叶片生物量乘积 )在处理初期 (30 d)随光强减弱而缓慢地略有增加 ,处理后期 (45 d以后 )随光强的减弱而有明显增加 ,但光强低于全光照的 6 0 %以后喜树碱产量迅速下降。喜树碱的增加可能是喜树幼苗通过次生代谢过程对不良环境 (遮荫 )的一种适应性反应     

中国木本植物幼苗生长对光照强度的响应

光照是影响植物幼苗生长的重要的环境因子,定量化研究光照对木本植物不同生活型幼苗生长的影响具有重要意义。系统收集了有关光照对我国木本植物幼苗生长影响的国内外文献,采用Meta分析的方法对幼苗的生长效应进行评估。研究结果表明:(1)与全光照下幼苗生长相比,由于遮阴处理对幼苗基径增长量的抑制作用强于对株高增长量的作用,幼苗出现株高基面积比增高的形态特征变化;(2)与灌木相比,乔木树种幼苗对不同光照强度的响应更加敏感;(3)在小于20%和20%—40%全光照条件下,落叶阔叶和常绿阔叶树种幼苗基径均受到显著抑制,而常绿针叶树种的基径并没有受到遮阴的明显抑制;(4)落叶阔叶和常绿阔叶树种的株高基面积比均显著高于全光照,而常绿针叶树种的株高基面积比与全光照相比差异较小。我们的这一研究将有助于更好的理解木本植物幼苗生长对光照的响应机理。