毛乌素沙地中间锦鸡儿幼苗生长、气体交换和叶绿素荧光对模拟降水量变化的响应

选择毛乌素沙地优势灌木中间锦鸡儿为研究对象,人为控制4种降水量水平来测定中间锦鸡儿幼苗的形态,。生物量干重,气体交换和叶绿素荧光参数,结果表明,不同施水量显著影响幼苗株高,基径,叶数,叶面积,生物量干重,净光合速率,蒸腾速率,气孔导度以及水分利用效率,157．5mm和630mm施水的幼苗以上参数显著低于472．5mm施水的幼苗,157．5mm和630mm施水量的幼苗PSIII光化学效率和最大荧光与初始荧光比显著小于472．5mm施水量的幼苗;不同施水量对幼苗生物量干重分配有显著影响;随着施水量增加,根冠生物量干重比显著减少。     

鄂尔多斯高原3种优势灌木幼苗对气候变暖的响应

鄂尔多斯高原是中国半干旱沙区典型沙地,这里的干旱生态系统对全球的水热分配格局具有灵敏的响应。随着未来全球变暖,将给这里的陆地生态系统分布格局和生产力带来巨大影响。选择鄂尔多斯高原优势灌木柠条（Caragana intermedia Kuang etH.C.Fu）、杨柴（Hedysarum dmongolicum Turcz.)和油蒿（Artemisia ordosica Kraschen.)幼苗为研究对象,人为控制2种温度水平来探讨它们的幼苗形态可塑性、生物量效应和光合生理特征对增温条件下的生态适应策略,研究结果表明,增温处理对3种植物种类生长和光合生理特征的影响是不同的,增温对柠条和杨和杨柴幼苗生长具有显正效应。增温对油蒿幼苗生长总体影响不显,叶数、叶大小、叶面积、生物量、蒸腾速度和气孔导度随着温度增高没有显增大,但树高和净光合速率随着温度增高而显增大。柠条、杨柴和油蒿幼苗之间的种间生长差异显,除叶大小外,其余7个特征值均为柠条幼苗显高于杨柴和油蒿幼苗。     

不同水分条件对毛乌素沙地油蒿幼苗生长和形态的影响

选择毛乌素沙地优势半灌木油蒿为研究对象,人为控制4种施水量水平来观察油蒿幼苗的生长和形态对全球降水量变化的响应。结果表明,不同施水量显著影响了幼苗生物量及其分配,枝叶形态和细根分布。随着施水量的增加,幼苗生物量、株高、总枝数和长度、总叶片数、总叶面积、比叶面积和细根长逐渐增大,而生物量根冠比、硬叶特征和叶肉质化程度逐渐减小。     

不同分枝数对桑树幼苗生长发育的影响

以我国常见经济林木桑树(Morus alba)为试验材料,从气体交换、形态变化和地上生物量方面研究5种分枝模式(1、2、3、4和5枝)对幼苗生长发育的影响。结果显示:(1)分枝数为1的植株的净光合速率(P n)最高,达到8.6μmol·m-2·s-1。随着分枝数增加,P n显著下降,直至分枝数达到3枝及其以上时,净光合速率保持相对稳定,为4.3μmol·m-2·s-1。而气孔导度(g s)、胞间CO2浓度(C i)和蒸腾速率(E)则不受分枝数的影响。(2)随着分枝数增加,总叶片数量、总叶面积和总枝长都显著增加,最终分别达到114.3,10481.1 cm2和457.1 cm,而平均单枝叶片数、平均单枝基径、平均单叶面积和比叶面积则显著减少。(3)随着分枝数的增加,植株的总叶生物量和总枝生物量无显著变化,但平均每枝叶干重、平均每枝枝干重和平均每枝总生物量随分枝数的增加而逐渐减少。研究结果表明了分枝数增加可能导致叶片间对光资源的竞争强度增大,引起净光合速率下降,叶片面积变小,单枝长度和生物量减小。另一方面,植株则通过生长出更多的叶片数量,以及更大的总叶片面积来尽可能地消除竞争带来的不利影响,提高对光环境资源的利用。     

栓皮栎地上部分构型及生物量分配

研究秦岭南坡商洛地区不同径级栓皮栎的地上部分构型、生物量及其分配和构型与生物量的关系.结果表明： 不同径级栓皮栎地上部分构型与生物量的分配存在差异.随着径级的增大,栓皮栎树高、胸径和冠幅逐渐增大;平均递减率先增大后减小;栓皮栎总体分枝率和逐步分枝率先增加后下降;不同径级栓皮栎垂直方向上的比叶面积为0.02～0.03,叶重比、叶面积指数和叶面积比的较大值在径级为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时出现于树干中、上部,在径级为Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ时出现在树干中部,径级进一步增大则在垂直方向上出现2个峰值,分别位于树干中下部和中上部.栓皮栎地上部分生物量中,树干生物量占71.8%～88.4%,枝生物量占5.8%～19.6%,叶生物量占4.2%～8.6%.随着径级的增大,树干生物量所占比例先减小后增大,而枝、叶生物量所占比例呈先增大后减小再增大的趋势.栓皮栎地上部分生物量与树高、胸径、冠幅和逐步分枝率(R_2∶1)呈显著正相关,与总体分枝率和逐步分枝率(R_3∶2)呈正相关趋势,但相关性不显著.树干生物量、地上总生物量与树干递减率呈负相关趋势,枝生物量、叶生物量与树干递减率呈正相关趋势,但相关性均不显著.     

不同密度的山杜英幼苗生长分析

为了评价密度对幼苗生长和生物量的影响, 以山杜英(Elaeocarpus sylvestris)实生苗为试验材料, 设置4 个种植密度, 即在美植袋中分别种植1、2、4、8 株幼苗(以下简称密度I、II、III 和IV)。2013 年3 月至12 月逐月测定不同密度下山杜英幼苗的地径和苗高生长, 并于2013 年12 月测定幼苗的各器官干重。研究结果表明, 密度I、II、III 和IV 的地径净生长量分别为7.5、6.9、6.0 和5.5 mm, 苗高净生长量分别为13.7、16.8、16.1 和14.7 cm, 单株幼苗的平均干重33、31、29 和21 g。幼苗的平均地径随着密度增大而减小, 平均苗高为密度II>密度III>密度IV>密度I。幼苗平均单株各器官干重(根、干、枝、叶)和幼苗单株干重均随密度增加而减少, 每盆幼苗的总干重随密度增大而增加。各密度的干重为根>干>叶>枝。山杜英苗的冠根比小于1。密度显著影响一年生山杜英幼苗的地径和生物量, 但是对苗高没有显著影响。     

不同邻体大头茶幼苗的适应特征

 在亚热带常绿阔叶林自然林窗下,以大头茶幼苗为基株,分别以马尾松、川灰木和大头茶幼苗为邻体。研究不同邻体如何改变可利用资源,影响大头茶幼苗基株生长动态和形态、树冠结构和生物量效应,并探讨影响基株生长的邻体的主导因素。结果表明,不同邻体的生长和截光效应差异明显;基株生长特征与邻体的树高、叶生物量、总生物量和树冠距地表10cm处截光量相关极小,却与邻体树冠距地表30cm处截光量相关极大,故影响基株生长的邻体主导因素是遮挡基株树冠的邻体的可利用光资源;基株生长动态,如树高、叶数、叶面积和叶大小,树冠结构和生物量显著受到不同邻体的影响,并且基株树高及增长量、叶面积、冠幅和生物量均为大头茶单株(GNO)>大头茶+川灰木(GNS)>大头茶+马尾松(GNP)>大头茶+大头茶(GNG)。大头茶幼苗种内竞争明显强于种间竞争。     

不同光照梯度的遮荫处理对绒毛番龙眼幼苗生长的影响

在不同光照梯度,即100%自然全光照(natural sunlight,NS)、37.3%NS、15.5%NS、4.2%NS、1.6%NS和0.6%NS的人工遮荫条件下,研究了西双版纳季节雨林冠层树种绒毛番龙眼(Pometia tomentosa)幼苗的早期生长和定居后的生长特点。结果表明,光照是影响幼苗生长的重要环境因子。生长早期的幼苗基径和复叶数随遮荫程度的增加而降低;主根长、根冠比、总干重和单株叶面积均以37.3%NS处理最大;比叶面积随遮荫程度的增加而增大,而相对生长率则降低;幼苗株高在0.6%NS下增长最快,表明种子中贮藏的营养物质对幼苗的早期生长可能具有重要作用。37.3%NS处理对定居后绒毛番龙眼幼苗的生长最有利,幼苗的株高、基径、复叶数、叶轴长、复叶最多小叶数、单株叶面积、相对生长率和净同化率均在37.3%NS处理下获得最大增长;幼苗总干重随光照强度的减弱而降低;比叶面积在15.5%NS处理时最大。幼苗比叶面积和根冠比在生长过程中的波动可能是光照和土壤水分共同作用的结果。     

五叶爬山虎实生苗的生长特征对水分梯度下保水剂的反应

为探讨保水剂和未来降雨变化对五叶爬山虎实生苗生长特征的影响及寻求改善生态环境的途径,在内蒙古正蓝旗育草站开展了爬山虎实生苗生长特征对水分梯度下保水剂的反应的实验。结果表明:保水剂处理更能显著提高土壤的有效含水量,并能保持较长时间;爬山虎幼苗的株长、侧枝数、叶数及茎、叶、根和植株生物量增重等指标均随施水的增多而增大,但保水剂处理增幅较大,尤其是W3和W4两种供水与对照相比均达显著水平;保水剂处理还影响植株的生物量分配,尤其对叶重比和根重比影响显著,而茎重比和根冠比两种处理差异较小。     

光强对三种喀斯特植物幼苗生长和光合特性的影响

以块根紫金牛、地枫皮和秀丽海桐的2年生幼苗为材料,通过搭建遮阴棚设置3个光照强度,对其不同光强下的形态结构、生物量分配以及光合特性进行了比较研究,以探讨光强对喀斯特植物幼苗生长和光合特性的影响。结果表明:遮阴促进了3种喀斯特植物幼苗株高、总叶面积和冠面积等形态指标的增长。总体而言,3种植物幼苗的根生物量比和根冠比均随光强的增大而显著增大,叶生物量比、叶面积比和比叶面积均随光强的增大而显著降低。强光显著降低了地枫皮与块根紫金牛的净光合速率(Pn),非气孔限制是其Pn下降的主要因素;秀丽海桐的Pn随光强的升高而显著增大。遮阴显著增加了地枫皮和秀丽海桐的单位面积叶绿素含量,强光显著增加了块根紫金牛的单位面积类胡萝卜素含量、叶绿素a/b和类胡萝卜素/叶绿素比。地枫皮和块根紫金牛在50%遮阴强度下的总生物量最大,秀丽海桐总生物量随光强增大而显著增大。3种喀斯特植物幼苗对不同的光环境表现出较强的适应性,但强光不利于地枫皮和块根紫金牛幼苗的生长,而秀丽海桐幼苗对光的适应性很强。     

Response of Seedlings of Three Dominant Shrubs to Climate Warming in Ordos Plateau

Ordas plateau is a classical semi-dry sandland in China. The dry ecosystem responds sensitively to water-heat pattern of global change there. The distribution pattern and productivity of terrestrial ecosystem are greatly affected by global warming. Ecological adaptation strategies of seedlings of Caragana　intermedia Kuang et H. C. Fu, Hedysarum mongolicum Turcz. and Artemisia ordosica Kraschen.,three dominant shrubs in Ordas plateau, were investigated in terms of morphological plasticities, biomass effects and photosynthetic and physiological characters, to the global warming by artificially controlling two temperature levels. The results show that the effects of temperature enhancement on growth and photosynthetic and physiological characters were obviously different among these three plant species. Temperature enhancement significantly increased tree height, leaf number, leaf area, biomass, photosynthetic rate, transpiration rate and stomatal conductance of C. intermedia and H. mongolicum seedlings, indicating that elevated temperature significantly affected the growth of these seedlings positively. Elevated temperature had almost no significant effect on the growth of A. ordosica seedlings. Their leaf number, leaf size, leaf area, biomass, transpiration rate and stomatal conductance did not increase obviously, but tree height and photosynthetic rate obviously increased with increasing temperature. Interspecific growth was significantly different among C. intermedia, H. mongolicum and A. ordosica seedlings. Except leaf size, values of the other seven characters of C. intermedia seedlings were greater than those of H. mongolicum and A. ordosica seedlings.     

施水量变化对毛乌素沙地优势植物形态与生长的影响

 以毛乌素沙地优势植物沙柳(Salix psammophila)、杨柴(Hedysarum mongolicum)、油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(Caragana intermedia)为对象,人工控制4种施水量来研究这4种植物形态和生长对模拟降水量变化的响应。结果表明不同施水量显著影响着沙柳、杨柴、油蒿和柠条的分枝格局、叶片、生物量及其分配,并且这4种植物的以上特征对不同施水量的响应也有明显差异。在157.5 mm和630.0 mm的施水量之间,施水量的增加对沙柳、油蒿和杨柴枝叶形态     

模拟增温和降水变化对北京东灵山辽东栎种子出苗和幼苗生长的影响

气候变化将增加地表平均气温、改变降水格局, 会影响到种子出苗和幼苗生长, 进而影响物种的更新动态。为探讨增温和降水变化对东灵山地区建群树种辽东栎(Quercus mongolica)种子出苗和一年生幼苗生长和适应状况的影响, 该文利用环境控制生长箱开展了温度和降水量的双因素控制实验, 温度设置3个梯度: 月平均气温(对照)、增温2 ℃和增温6 ℃; 降水量设置3个梯度: 月平均降水量(对照)、减水30%和加水30%。结果表明: 1)辽东栎的种子出苗率和一年生幼苗的生长对增温和降水变化的响应不一致, 种子出苗率主要受到降水及其与温度交互作用的影响, 幼苗生长仅受到温度和降水独立作用的影响; 2)春季增温2 ℃或降水量增加均使辽东栎种子出苗期提前; 增温6 ℃与降水量减少的水热组合延迟了种子出苗期并使其存活率和出苗率显著降低, 但在此温度下增加降水量则增加了出苗速率和出苗率。3)增温2 ℃对其生长无显著影响, 增温6 ℃则在不同水分条件下显著地增加了幼苗的比叶面积、抑制了叶的伸长生长, 同时也显著降低了各器官生物量积累, 并减少了幼苗生物量向根的分配; 降水量减少降低了幼苗根生物量, 但未影响总生物量和根冠比, 降水量增加显著促进了幼苗地上部分的生长, 特别是叶的生长。因此, 适当地增温或增加降水量将增加辽东栎幼苗的更新潜力, 但增温和降水量减少导致的干旱化将显著降低幼苗的更新潜力。     

树木高生长限制的几个假说

树木生长到一定年龄后高生长停滞,对这一现象的解释存在很多争议.成熟假说认为树木顶端分生组织分裂活性下降导致树木高生长减慢.营养限制假说认为土壤中营养元素(特别是氮素)在植物活体或枯落物中积累使土壤中可利用的养分含量降低,细根生物量增加和叶片光合能力下降导致了地上部分生长的减缓.呼吸假说认为边材呼吸消耗随个体发育的增加使投入到高生长的碳减少.水力限制假说认为水分运输阻力随高度增加而增加导致了叶片总光合碳同化下降,分配到高生长的生物量减少.树木发展假说认为植物用多种调节机制克服随个体发育增加的水力阻力,包括叶片结构和生理特征的变化,叶/边材面积比降低,边材渗透性和树干储水能力的增加等.水力限制假说得到了较多的关注,对不同高度树木的叶比导率、光合特征和树干生长量等测定结果支持这一假说.但对这一假说也存在很多的争议,主要表现在:水力阻力是否确实随高度的增加而增加,水力阻力的分布,补偿机制的作用和生物量分配转变等.本文综述了树木高生长限制的4个假说以及争论的焦点,并总结了目前研究的热点问题和今后的研究方向.     

树木高生长限制的几个假说

树木生长到一定年龄后高生长停滞, 对这一现象的解释存在很多争议。成熟假说认为树木顶端分生组织分裂活性下降导致树木高生长减慢。营养限制假说认为土壤中营养元素(特别是氮素)在植物活体或枯落物中积累使土壤中可利用的养分含量降低, 细根生物量增加和叶片光合能力下降导致了地上部分生长的减缓。呼吸假说认为边材呼吸消耗随个体发育的增加使投入到高生长的碳减少。水力限制假说认为水分运输阻力随高度增加而增加导致了叶片总光合碳同化下降, 分配到高生长的生物量减少。树木发展假说认为植物用多种调节机制克服随个体发育增加的水力阻力, 包括叶片结构和生理特征的变化, 叶/边材面积比降低, 边材渗透性和树干储水能力的增加等。水力限制假说得到了较多的关注, 对不同高度树木的叶比导率、光合特征和树干生长量等测定结果支持这一假说。但对这一假说 也存在很多的争议, 主要表现在: 水力阻力是否确实随高度的增加而增加, 水力阻力的分布, 补偿机制的作用和生物量分配转变等。本文综述了树木高生长限制的4个假说以及争论的焦点, 并总结了目前研究的热点问题和今后的研究方向。     

Allometric and growth data of an evergreen oak, <Emphasis Type="Italic">Quercus glauca</Emphasis>, in a secondary broadleaved forest

The evergreen oak Quercus glauca often dominates secondary broadleaved forests in Western Japan. It is regarded as a mid-successional species, whose diameter and height growth fall between those of early- and late-successional species. Despite the ecological importance of this evergreen oak in the secondary succession of the evergreen broadleaved forest zone in Japan, tree-felling data that allow estimations of tree mass and leaf area from non-destructive measurements are lacking. This paper provides stem growth data, read from tree rings on disks sampled from 13 Q. glauca stems, and their allometric data. The samples were collected in 1994 from the Ginkakuji-san National Forest, Kyoto City, Japan. Allometric data comprised data on stem age, diameter at breast height, diameter at 10% height, tree height, height of the lowest living branch, height of the lowest living leaf in the crown, volume of the main stem, squared stem diameter just below the lowest living branch, total leaf area of the stem, dry weight of the total leaves, dry weight of all branches, dry weight of the main stem, total aboveground dry weight, mean relative photosynthetic photon flux density (PPFD) above the crown, mean relative PPFD below the crown, crown projection area, and specific leaf area. These data can be helpful for estimating the biomass and leaf area index of a Q. glauca stand by enabling the derivation of allometric relationships between non-destructive measurements (such as stem diameter at breast height, and tree height) and tree mass or leaf area. Diameters (including bark thickness) at ground height and above (at 0.5- or 1-m intervals) for each stem are also provided. Stem growth data were based on tree-ring reads from disks taken from heights of 0.0 and 0.3 m, and at 0.5-m (stem height <7 m) or 1.0-m (stem height ≥7 m) intervals above that. Stem volume growth derived from these tree-ring data can be converted into stem mass growth if combined with an analysis of the allometric data, which may serve as a useful resource for the estimation of carbon fixation by evergreen oaks in relation to global climate change.     

基于树形结构的木棉叶功能性状差异性研究

叶功能性状不仅反应植物对资源的利用能力,还涉及植物对自身结构和环境的生存适应策略。以不同生长阶段的木棉为研究对象,于2019年12月实地测量树高、冠幅等5个主要树形因子和采样测定叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶片含水量等14个叶功能性状,分析其在不同生长阶段的变化规律和相互关系,探讨叶功能性状对树形结构的响应。结果表明：不同生长阶段的木棉叶功能性状之间存在差异（P<0.05）,且表现出一定的相关性（P<0.05,P<0.01）;木棉叶片的面积、长度、宽度、周长、鲜重、饱和重、干重、比叶质量和干物质含量等功能性状是随生长阶段变化的主要指标。影响木棉叶片各性状的树形因子也不相同,其中叶面积主要受到冠幅的影响,叶片鲜重和饱和重主要受到枝下高的影响,叶片干重和相对含水量主要受到树高的影响,比叶面积、叶片含水量和干物质含量主要受到树高、尖削度的影响,比叶质量主要受到胸径、尖削度、树高的影响。随着木棉的生长,叶功能性状表现出受树形结构的影响而具有较强的表型可塑性,有利于其适应内外环境的变化。因此,叶功能性状之间的变化差异和相关组合,反映了不同生长阶段的木棉对树形结构的适应性调整和对资源的利用策略,在一定程度上为探索西双版纳热带雨林区的生态保护和可持续发展提供相关科学依据。     

贝加尔针茅响应降水变化敏感指标及关键阈值

降水是影响中国北方草原群落结构和生产力的关键环境因子,弄清植物响应降水变化敏感指标,确定关键阈值,可为草原的科学管理与制定应对气候变化措施提供依据。以贝加尔针茅为材料,基于不同降水的模拟实验,采用正态总体统计容忍区间及容忍限的估算方法,对测定的叶面积、株高、叶绿素和叶N含量等14个植物生理生态指标响应降水变化的敏感性及其阈值进行了研究。结果表明,植株总叶面积、水势(或叶绿素含量)和地上生物量可分别从形态、生理和生物量积累三方面较好地指示贝加尔针茅对降水变化的敏感性,受到胁迫时的降水量(6、7和8月3个月份总降水量)阈值分别是283、276(276)mm和280 mm。研究结果可为客观辨识贝加尔针茅草原干旱的发生发展与监测预警提供参考。