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。     

黑河下游荒漠植物黑果枸杞叶片性状特征及其盐分响应

本文以黑河下游额济纳地区优势荒漠植物黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)的8个自然群落为研究对象,调查不同盐碱条件下叶片总含水量(TWC)、相对含水量(RWC)、干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)、比叶体积(SLV)、叶片厚度(LT)、肉质化程度(Suc)、组织密度(LD)等8项叶片性状指标,分析种内性状分化变异特征及其性状之间、性状与土壤盐分之间的关系。结果表明:黑果枸杞各叶片性状值的变异范围为3.99%~20.33%,其中TWC最小,SLV最大,群落间叶片性状值表现出较小的分化变异特征;叶片性状SLA与LDMC和LD之间呈极显著负相关(P0.01),SLV与LDMC呈极显著负相关(P0.01)、与TWC呈极显著正相关(P0.01)、与RWC呈显著正相关(P0.05),LDMC与LD呈极显著正相关(P0.01);群落表层土壤盐分(0~20 cm)与叶片LT、SLV、Suc、TWC均呈显著正相关(P0.05),与RWC呈极显著正相关关系(P0.01);SLA、SLV、LDMC可以作为反映黑果枸杞适应荒漠逆境的关键叶片性状,叶片性状与土壤表层(0~20 cm)盐分之间的关系反映了荒漠植物为适应土壤盐分变化形成的保水对策。     

胡杨叶功能性状特征及其对地下水埋深的响应

叶片性状反映了植物对环境的适应能力及其自我调控能力。以塔里木干旱荒漠区建群种胡杨（Populus euphratica）为研究对象,通过分析自然生长状况下胡杨叶功能性状对地下水埋深（GWD）的响应及功能性状间的权衡关系,揭示胡杨对极端干旱荒漠环境的生态适应策略。结果表明：胡杨7个叶功能性状种内变异程度不同（9.20%-40.02%）,叶面积（LA）变异程度最大,叶干物质含量（LDMC）与叶片含水量（LWC）变异程度较低,GWD梯度上表现出较大的分化变异特征。叶性状在不同GWD之间差异显著（P<0.05）,与GWD呈极显著相关（P<0.01）。比叶面积（SLA）、LA、LWC与叶干重（LDM）呈极显著正相关（P<0.01）,与叶厚度（LT）、叶组织密度（LTD）、LDMC呈极显著的负相关（P<0.01）;LDMC与LT、LTD,LWC与LA、SLA呈极显著正相关（P<0.01）,反映胡杨通过叶性状间的相互调节与权衡来适应干旱荒漠环境。逐步回归分析表明LA、LT对GWD变化最敏感,可间接借助这2个性状来预测干旱荒漠区地下水埋深变化。随GWD降低,胡杨SLA、LA、LDM、LWC减小,而LT、LTD、LDMC增大,其由高生长速率、资源利用能力的开拓型策略转变为以增强自身养分储存、防御能力的保守型策略,拓宽了生态幅和增强其在干旱逆境的适合度。可见,极端干旱荒漠区胡杨形成了小的LA、SLA、LDM,大的LT、LDMC、LTD等一系列有利于减少水分散失、储存养分和增强耐旱能力的干旱性状组合,这可能是其适应干旱贫瘠环境的生态策略。     

北京植物园不同功能型植物叶经济谱

通过对北京植物园不同功能型植物的叶片光合参数、叶绿素荧光参数、叶面积、叶干质量以及叶氮含量等性状参数进行测定,分析了不同功能型植物的叶经济谱.结果表明: 生活型中草本植物、生活史中一年生植物、光合型中C4植物靠近叶经济谱中快速投资-收益型物种的一端,而生活型中乔木和灌木、生活史中多年生植物、光合型中C3植物位于缓慢投资-收益型物种的一端,表明不同功能型植物通过叶片性状间的权衡采取不同的环境适应策略,验证了不同功能型植物叶经济谱的存在.不同功能型植物叶片性状具有明显差异,其中不同生活型间的叶片比叶面积(SLA)、叶氮含量(N_mass)、最大净光合速率(A_mass)、光合氮利用效率(PNUE)均表现出草本植物>藤本植物>灌木>乔木;不同生活史间一年生植物的SLA、N_mass、A_mass、PNUE均显著高于多年生植物;不同光合型间植物的A_mass、PNUE、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)均表现出C4>C3.N_mass、A_mass、SLA两两之间呈显著正相关,而PSⅡ有效光化学量子产量(F_v′/F_m′)与SLA呈显著负相关;PNUE与SLA呈显著正相关.     

粤东89种常见植物叶功能性状变异特征

叶功能性状体现了植物为获得最大化碳收获所采取的生存适应策略。本文研究了粤东89种常见植物叶功能性状包括叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶氮含量(LNC)的变异特征及其与科类群、生活史属性和生境的关系。89种植物的LA、SLA、LDMC、LNC平均值分别为20.59 cm2、300.149 cm2·g-1、0.2213 g·g-1、2.55%;变异幅度依次是:LA(145.06%)SLA(97.21%)LDMC(36.40%)LNC(27%)。LMDC与SLA呈极显著负相关关系(P0.001)。不同科类群间SLA、LDMC差异显著(P0.05),禾本科植物LDMC最大(0.359 g·g-1)、SLA最小(163.749 cm2·g-1),伞形科植物LDMC最小(0.136 g·g-1)、SLA最大(1091.42 cm2·g-1);藤本和灌木LA显著大于草本植物(P0.01);科类群能解释LA、SLA、LDMC和LNC变异的26.3%、30.2%、40.9%和13.8%,其次是植物高度和生活型;科类群、植物高度和生活型三者交互作用能解释LA、SLA、LDMC、LNC变异的82.5%、80.9%、79.4%和56.7%;植物分布区、原产地及生境对叶性状均无显著影响(P0.05)。粤东89种植物叶性状的种间变异主要受物种系统发育史和生活史特征的影响。     

云丘山不同海拔梯度橿子栎叶性特征研究

在吕梁山南段云丘山,以橿子栎为主要研究对象,采用野外调查和室内实验相结合的方法,对比叶面积(SLA)、叶面积(LA)、叶干物质含量(LDMC)、叶长宽比(L/W)、叶绿素含量(Chl)以及叶氮含量等有代表性的指标进行分析.结果表明：(1)随着海拔梯度的增加,橿子栎 L/W、Chl、SLA、LA、单位面积的叶氮含量(N area )、单位重量的叶氮含量(N mass )、叶饱和鲜重和叶干重均呈先上升后下降的趋势,在海拔1180 m 处有最大值;LDMC 与海拔呈显著负相关(P ＜0．05);(2)橿子栎 LA 与 SLA 和 N mass 呈极显著正相关关系(P ＜0．01),与 LDMC 呈显著负相关关系(P ＜0．05),与 N area呈极显著负相关关系(P ＜0．01);(3)橿子栎叶片 SLA与 L/W 呈显著正相关(P ＜0．05),与 N mass 呈极显著正相关关系(P ＜0．01),橿子栎叶片 SLA 与 LDMC 和N area呈显著负相关关系(P ＜0．05);(4)橿子栎 LDMC 与 N area 呈显著正相关(P ＜0．05).通过对云丘山景区橿子栎叶片性状随海拔变化规律的研究,可以探索橿子栎叶片性状与海拔梯度变化的关系以及最适生长环境,从而为景区橿子栎林的保护和抚育提供理论依据,为合理开发橿子栎林资源提供基础资料.     

不同模拟增雨下白刺比叶面积和叶干物质含量的比较

以荒漠生态系统典型植物白刺(Nitraria tangutorum)为研究对象,根据内蒙古磴口多年平均降水量和植物生长规律,设计两个增雨时段(生长季前期与生长季后期),每个增雨时段设置两个增雨梯度(72.5mm/a(50%)、145mm/a(100%)),对天然白刺灌丛进行增雨实验,研究了不同模拟增雨处理下2012年与2013年生长季白刺叶片的比叶面积(SLA)与叶干物质含量(LDMC)的变化。结果表明,增雨处理可以增加白刺叶片的SLA及LDMC,同时期增雨100%处理对SLA及LDMC的影响大于50%处理,但同时期增雨的两个处理之间无显著差异;白刺叶片SLA在生长季前期对水分响应明显,LDMC则在生长季后期对水分反应敏感;相同增雨处理,2012年白刺叶片SLA及LDMC的净增加值高于2013年;SLA与LDMC在2012年呈显著负相关,在2013年虽呈负相关,但相关性不显著。在未来降雨增加的背景下,荒漠植物白刺叶片SLA与LDMC对增雨具有较强的协调适应能力,在不同生长季节可以通过改变不同的叶片性状来适应环境变化。     

放牧干扰对荒漠草原植物叶性状及其相互关系的影响

以宁夏退化荒漠草原优势植物牛心朴子、乳浆大戟、甘草和牛枝子为对象,分析放牧干扰对植物的比叶面积(specific leaf area, SLA)、叶干物质含量(leaf dry matter content, LDMC)、叶面积和叶干质量等叶性状的影响,探讨荒漠草原生态系统中不同物种对环境改变的响应和适应对策.结果表明: 随着放牧强度的降低,牛心朴子、乳浆大戟、甘草和牛枝子的SLA总体呈显著降低的趋势;SLA在不同放牧强度间差异显著,而LDMC则无显著差异.不同植物的叶性状相关性存在差异,牛心朴子和甘草的SLA和LDMC呈显著负相关,而乳浆大戟和牛枝子的SLA和LDMC呈正相关.牛心朴子、甘草、乳浆大戟和牛枝子的SLA对生存环境改变的反应比LDMC更敏感.植物的SLA可以作为荒漠草原植物资源利用对策的指示指标.     

桂林岩溶石山檵木群落老龄林植物叶性状

该研究以桂林岩溶石山檵木群落老龄林的25种主要植物为对象,通过测定其叶干质量(DW)、叶干物质含量(LDMC)、叶面积(LA)、叶厚度(LT)、比叶面积(SLA)和叶组织密度(LTD)等叶性状指标,探讨不同物种叶性状的差异以及性状之间的内在联系。结果表明:DW、LDMC、LA、LT、SLA和LTD在乔木层8种植物之间以及灌木层17种植物之间均呈极显著差异(P0.01)。乔木层植物叶片具有相对较大的DW、LDMC和LT,灌木层植物叶片具有相对较大的SLA,乔木层和灌木层植物叶片LA和LTD的差异不显著。Pearson相关性分析表明,乔木层与灌木层植物叶性状相关性除LTD与LDMC和LA,SLA与LA不一致外,其他性状两两之间相关性均表现为一致性。主成分分析表明,在6个叶性状指标中,DW、LDMC和LTD可以作为反映岩溶石山檵木群落老龄林乔木层植物适应生境的重要叶性状指标,主要表征植物抵御外界干扰及不利环境的能力和对生长环境干湿程度适应的能力,具有"缓慢投资-收益"叶经济谱的特点。SLA和LTD可以作为反映岩溶石山檵木群落老龄林灌木层植物适应生境的重要叶性状指标,主要表征植物获取资源的能力,具有"快速投资-收益"叶经济谱的特点。     

柴达木盆地荒漠植物功能性状及其对环境因子的响应

植物功能性状是植物适应环境的外在表达，反映了植物在不同环境中的生存策略，探究干旱区荒漠植物功能性状及其与环境之间的关系，有助于理解植物适应极端干旱环境的生态对策，为保护荒漠地区生态系统提供理论依据。以柴达木盆地为研究区，选取8个植物功能性状指标，包含4种植物生活型，10种荒漠植物，探究荒漠植物功能性状的基本特征及其对环境因子的响应。研究表明：柴达木盆地植物叶片碳含量(LCC)、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)、叶片C∶N、叶片N∶P、叶片稳定碳同位素(Leafδ¹³C)、叶片干物质含量(LDMC)和植株高度(Height)的变化范围分别为272.07—466.00mg/g、12.40—44.50mg/g、0.51—2.07mg/g、8.62—29.74、11.37—39.29、-27.38‰—-14.80‰、100—480mg/g、3.00—264.22cm。不同生活型间LNC、LPC、叶片N∶P和LDMC差异不显著，LCC、叶片C∶N、叶片δ¹³C和植株高度存在显著差异。LNC、LPC和叶片N∶P与全球、中国和青藏高原相比不存在显...     

松嫩草地66种草本植物叶片性状特征

植物叶片功能性状及其相互关系越来越受到关注.以松嫩草地66种草本植物为研究对象,测量叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量,检验性状间的相互关系,比较不同功能群(多年生根茎禾草,多年生丛生禾草,多年生杂类草,1年生或2年生草本)间性状的差异性.结果表明,叶片厚度变异系数最大,比叶面积、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量之间存在显著的正相关关系;叶片于物质含量与叶片磷含量没有显著的相关关系,与其它叶片性状呈显著的负相关关系;叶片厚度只与叶片干物质含量和比叶面积呈显著的负相关关系,与其它叶片性状不相关.叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮、磷含量在4个功能群间差异显著,叶绿素含量和类胡萝卜素含量在各个功能群间差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草叶片的7个性状差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草的叶片干物质含量高于多年生杂类草和1年生或2年生草本,其它性状小于这两个功能群.     

油松叶功能性状分布特征及其控制因素

植物叶功能性状能够直接或间接反应植物对环境的适应策略,这种适应策略会间接影响植物的生长、繁殖和生存。目前已有大量关于植物叶功能性状与环境间关系的研究,但这些研究多使用性状平均值代替物种,忽略了性状的种内变化。油松是我国重要的造林树种,对我国陆地生态系统起着重要的作用,研究其叶功能性状与环境的关系有助于更好的的理解种内功能性状与环境间的关系。于2014年6—9月对辽宁、内蒙、北京、山西、陕西、宁夏、青海等地天然油松进行采样并对其重要的8个叶功能性状的分布特征及主控环境因子进行了研究,结果表明:1)油松各叶性状值存在较大的种内变异系数(4.82%—25.85%),除1年生叶碳含量(LCC)油松各叶功能性状值在不同研究地点间差异显著(P0.05);2)油松叶长(LL)、叶厚(LT)、比叶面积(SLA)、气孔密度(SD)、叶氮含量(LNC)存在较弱的经度格局,LT、SD、LNC存在较弱的纬度格局(0.05R~20.3),水热条件的变化以及较大的局部效应是造成这种格局的可能原因;3)控制油松各叶性状分布的主要环境因子各不相同,其中LL主要受到年平均降水量和海拔高度的影响;LT主要受到年均温和土壤体积含水率的影响;SLA主要受到年平均降水量和土壤氮含量的影响;叶干物质含量(LDMC)主要受到水因子的影响;SD主要受到海拔高度的影响;LNC主要受到海拔和水因子的影响;叶磷含量(LPC)主要受到土壤磷含量的影响。     

敦煌阳关湿地芦苇叶性状对土壤水分的响应

为了了解干旱区湿地不同水分梯度下芦苇叶性状的构建模式及对不同水分环境的适应策略差异性,以敦煌阳关渥洼池湿地植物芦苇(Phragmites australis)为研究对象,分析不同水分梯度下芦苇叶性状对土壤水分的响应。结果表明:(1)低水分梯度下的叶厚度(LT)和叶片磷含量(LPC)显著高于中、高水分梯度(P0.05),高水分梯度下的叶碳含量(LCC)也显著高于中、低水分梯度(P0.05)。(2)芦苇叶性状之间的关系也因水分的变化而有所不同。就整体而言,叶片碳含量与叶干物质含量(LDMC)极显著正相关(P0.01);叶厚度与叶片磷含量极显著正相关(P0.01),比叶面积(SLA)与叶氮含量(LNC)极显著正相关(P0.01)、与叶碳氮比(C/N)极显著负相关(P0.01)。(3)在水分作为限制因素的条件下,叶片碳含量与比叶面积对水分的响应最为突出。土壤含水量与叶厚度、叶碳含量和叶片磷含量均显著负相关(P0.05)。芦苇在低水分环境下采取高收入低投入的积极型生存策略,高水分下则采取低获取高消耗的保守型生存策略,说明了芦苇在适应异质生境的自我调节机制。     

Analysis of relationships among leaf functional traits and economics spectrum of plant species in the desert steppe of Nei Mongol

Aims Grassland desertification is being accelerated because of adverse climate change effects and unsustainable land uses, resulting in several major environmental problems. However, there are few studies on the economics spectrum of different plant functional types in desert steppe. The objectives of the current study are to examine the relationships among leaf functional traits of native plant species, to compare the functional traits among different plant functional types, and to determine whether an economic spectrum exists for the majority of species in the desert steppe of Damao Banner, Nei Mongol, China.
Methods Photosynthetic and chlorophyll fluorescence parameters, specific leaf area (SLA), and leaf nitrogen contents across 24 species of different functional types were measured in situ in the desert steppe ecosystem. Non-parametric tests were used to analyze leaf trait differences in plant species of different functional types. Linear regression analysis was used to determine the relationships among leaf traits in different plant species. Finally, a comprehensive analysis on these leaf traits in different plant species was conducted using the principal component analysis. All data analyses were performed using SPSS 16.0 (SPSS, Chicago, USA).
Important findings Significant differences among plant functional types were found in most of the leaf traits. SLA and mass-based nitrogen concentration (N_mass) in grasses were 2.39 and 1.20 folds, respectively, of that in shrubs; area-based photosynthetic capacity (A_area), SLA, and photosynthetic nitrogen use efficiency (PNUE) in annual species were 1.93, 2.13, and 4.24 folds, respectively, of that in perennial species; and A_area, SLA, and PNUE in C₄ species were 2.25, 1.73, and 3.61 folds, respectively, of that in C₃ species. Almost all relationships significantly differed (p < 0.01) among the leaf traits, with exception of the relationships between A_area and area-based nitrogen concentration (N_area) and between quantum yield of PSII electron transport (Φ_PSII) and SLA, implying that an economic spectrum may exist in the desert steppe ecosystem. The relationships of N_area, mass-based photosynthetic capacity (A_mass), and PNUE with SLA were most significantly strong (R² = 0.54, 0.62, 0.60, respectively; p < 0.01). Results in this study suggest that the annuals, grasses, and C₄ species might be located at the end of the leaf economic spectrum with high area-based photosynthetic rate, high nitrogen concentration on mass basis, short leaf lifespan, and high SLA; whereas the perennials, shrubs, and C₃ species could be located at the another end of the economic spectrum with contrasting traits.     

不同沙丘生境主要植物比叶面积和叶干物质含量的比较

研究了生长在不同沙丘生境中 (流动沙丘 ,半固定沙丘和固定沙丘 ) 2 0个植物种 (10个 1年生植物种和 10个多年生植物种 )的比叶面积 (SL A)和叶干物质含量 (L DMC)的变化 ,并且分析了各个沙丘生境的土壤养分特征。结果表明 ,各个植物种的平均 SL A和 L DMC在植物种之间差异显著 ;多数在两种或 3种沙丘生境均有分布的植物其 SL A在不同沙丘生境之间差异显著 ,但是仅有 6个植物种的 L DMC在不同沙丘生境之间表现出差异 (p<0 .0 5 )。与许多研究结果类似 ,1年生植物的 SL A显著大于多年生植物的 SL A,而且两者之间 L DMC存在一定的差异。 1年生植物 SL A和 L DMC之间相关性不显著 ,但多年生植物SL A和 L DMC之间呈显著负相关。综合所有 2 0个植物种可以发现 ,SL A增大时 ,L DMC有下降的趋势     

环境因子对海岛植物茎、叶功能性状的影响

植物功能性状与环境之间的关系是功能性状研究的重点,海岛作为独特的生态系统,其植物功能性状必然和大陆存在差异。为了明确海岛植被的生态适应机制,该文以平潭岛森林群落为研究对象,通过测定茎、叶10个功能性状,以及地形和土壤9个环境因子,探讨了植物功能性状之间的权衡关系,分析了环境因子对海岛植物功能性状的影响。结果表明:(1)比叶面积(SLA)与叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)呈正相关,与叶厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)、茎组织密度(STD)、叶碳含量(LCC)呈负相关; LDMC与LNC、茎氮含量(SNC)呈负相关; LT与STD呈正相关,与LNC和LPC呈负相关; LPC与LNC、SNC呈正相关;茎和叶C、N含量均呈正相关。(2)土壤有机质和TN是海岛植物功能性状的主要土壤影响因子。然而,由于土壤中磷含量的缺乏,LNC、茎磷含量(SPC)、SNC均与土壤全磷呈正相关; LDMC与土壤全氮呈正相关;STD与土壤有机质呈正相关; SLA随着土壤pH的增加而增加。(3)坡位和坡度是海岛植物功能性状的主要地形影响因子。SLA、SPC随着海拔上升而下降; STD、LDMC随着海拔和坡度增大而增大; LNC、LPC阴坡大于阳坡。该研究为海岛植被修复和重建提供了参考依据。     

外源Ca2+对PEG处理下转C4型PEPC基因水稻光合生理的调节

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)通过固定二氧化碳参与光合作用, 是关键的C₄植物光合作用酶。为了揭示高光效转C₄ PEPC基因水稻(Oryza sativa)对干旱胁迫的适应机理, 以高表达转C₄ PEPC水稻(PC)和野生型水稻Kitaake (WT)为供试材料, 在植株的4-5叶期, 使用不同浓度外源CaCl₂溶液处理, 测定在15%聚乙二醇6000 (polyethylene glycol-6000, PEG-6000)胁迫下叶片相对含水量、光合参数、内源钙总含量、叶片总蛋白激酶活性、PEPC酶活性以及相关基因表达和蛋白质含量。结果表明, 0.5 mmol∙L^-1 CaCl₂明显提高PC叶片相对含水量(P<0.05), 2 mmol∙L^-1和10 mmol∙L^-1 CaCl₂则作用不显著, 对WT则影响不显著。不同浓度钙处理对PEG处理PC的净光合速率影响不显著, 而通过维持气孔导度减少水分胁迫。内源总钙浓度的数据显示, 在PEG6000处理下, PC具有维持稳定内源Ca²⁺浓度的能力, 过高浓度(10 mmol∙L^-1 CaCl₂)钙处理反而降低了PEPC酶活性、PEPC基因表达和可溶性蛋白的含量。     

辽东栎（Quercus liaotungensis ）叶特性沿海拔梯度的变化及其环境解释

植物对环境的适应一直是生态学研究的核心问题之一。山地由于海拔剧烈变化造成显著的环境差异,成为研究植物对环境适应性变化的理想对象。为阐明辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)叶对环境的适应性变化,在北京东灵山地区辽东栎海拔分布范围(1000~1800 m)内研究了叶特性的变化规律及其与地形和土壤养分的关系。回归分析发现：辽东栎气孔密度、气孔长度和叶面积随海拔的升高呈现曲线变化形式。在海拔约1400m处,气孔密度最小而气孔长度和叶面积最大;气孔密度和长度成反比;叶长宽比没有明显变化;叶绿素(a+b)含量和单位干重叶氮、磷和钾含量沿海拔梯度呈上升趋势,同时叶绿素含量和叶氮含量有较弱的正相关。偏相关分析显示：叶绿素含量和坡位有显著的相关关系,叶磷含量与坡度关系显著,但叶养分与土壤养分之间未表现出明显的相关关系;地形和土壤养分与气孔密度、长度和叶面积等形态指标的关系均不显著。方差分析表明上坡位与中、下坡位的叶绿素含量有显著差异,上坡位的叶绿素含量最高。辽东栎大部分叶特性在其海拔分布范围内有显著的变化,并且形态特征和养分特征的变化形式不同,海拔1400 m左右是辽东栎叶形态特征变化最显著的范围。这些叶特征的变化与土壤养分的关系不明显。     

摩天岭北坡森林木本植物叶性状在物种和群落水平沿海拔梯度的变化

该研究采用样线和样地相结合的方法,对甘肃省白水江国家级自然保护区摩天岭北坡大垭子梁森林不同海拔(1 600~2 100m)的植物群落进行野外调查、采样分析,并运用线性回归分析、Pearson相关性分析及曲线拟合分析方法,研究木本植物的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳氮磷含量(LCC、LNC、LPC)及其计量比(C/N、C/P、N/P)等叶性状变化特征,以及在物种和群落水平随海拔梯度的变化趋势和相关性。结果表明:(1)摩天岭北坡大垭子梁山地森林为落叶阔叶林带,共有木本植物13科23种,其中乔木6种,灌木17种,且整体上灌木种类较为丰富。此外,有些物种在不同海拔间都有分布,如华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、胡枝子(Lespedeza bicolor)等,反映出不同植物对于异质环境的适应。(2)8个叶功能性状中变异系数最小的是LCC(4.6%),属于弱变异,最大的是SLA(42.1%),其他叶性状都属于中等变异,表明在其他叶性状的协同作用下,使得木本植物的碳获取保持在一定的水平以确保群落的稳定性。(3)叶片功能性状间的关联性普遍存在,是植物适应环境的一种对策.该研究表明SLA-LNC以及LNC-LPC在物种和群落水平上的相关性及其相关程度均一致,而其他叶性状间相关关系则有所不同,这为以后进行大尺度研究时对叶性状的选择提供了一定的依据。(4)叶性状随海拔的变化趋势,除C/N和N/P在物种和群落水平上变化趋势不一致外,其他各个性状随海拔的总体变化趋势基本一致,但显著程度只有LNC一致外其他均不同,反映了木本植物的不同叶片功能性状对海拔造成的不同环境的适应。