山西霍山不同功能型植物叶性特征的比较研究

选取山西霍山地区30种主要植物（乔木7种、灌木10种、草本植物13种）,分别测定了其比叶面积（SLA）,单位重量叶氮含量（Nmass）及单位面积叶氮含量（Narea）,初步探讨了3种功能型植物的部分叶性特征,并进行了比较分析。结果表明：在霍山地区这个特定的环境下,草本植物的SLA最大,灌木次之,乔木最小;对于Nmass,同样是草本植物最高,灌木次之,乔木最低;而Narea乔木最高,灌木次之,草本最低,表现出在相同环境下,不同功能型植物的叶性特征的差异性。不同功能型植物的SLA与Nmass呈正相关关系,与Narea呈负相关关系,表现出在相同环境下,不同功能型植物叶性关系的相似性。     

翅果油树叶性特征的动态变化

以山西翼城翅果油树(Elaeagnus mollis)自然保护区的翅果油树为研究对象,利用LI-3000A叶面积测定仪测量其单叶面积,用Li-6400便携式光合作用测定系统测定单位叶面积饱和光合速率(Aaraa),用H2SO4-H2O2消煮法测定叶氮含量,计算叶性参数比叶面积(SLA)、单位叶重量饱和光合速率(Amass)、光合氮利用率(PNUE)和单位重量叶氮含量(Nmass)的值,并研究它们与径级之间的关系.结果表明:随着翅果油树径级的增加,SLA、Nmass、Aarea、Amass和PNUE值先下降后上升,当翅果油树径级为7.5 cm左右时,SLA、Nmass、Aarea、Amass和PNUE值均降到最小值,表明径级为7.5 cm左右的翅果油树其光合能力最弱、光合氮利用率较低且生存压力较大.翅果油树叶性参数是研究翅果油树种群动态变化的有效指标,可为研究翅果油树种群动态提供更为便捷的方法.     

太岳山典型阔叶乔木冠层叶片性状的分布格局

以太岳山4种阔叶乔木不同冠层高度的叶片为研究对象,用LI-3000A叶面积仪和Li-6400便携式光合作用测定系统分别测定了这4种乔木不同冠层高度叶片的叶面积大小和单位面积的叶光饱和速率(Aarea);同时测定了其叶氮含量;计算了其比叶面积(SLA)、单位面积叶氮含量(Narea)、单位重量叶氮含量(Nmass)、单位重量的叶光饱和速率(Amass)和光合氮素利用效率(PNUE),对植株不同冠层高度叶片的SLA、叶氮和光合特性的空间分布格局进行了比较研究,结果表明:Aarea、Amass、Nmass、PNUE、SLA和Narea在树冠上层、中层和下层的差异均达到了极显著水平(P<0.001),表明树冠不同高度的叶片性状参数差异较大;在相同SLA下,Nmass和Narea在冠层中的分布均表现为中层>上层>下层,并出现平行位移现象;Aarea和Nmass都以中层值最大,表明冠层光合能力分布格局以中层相对较高。     

干旱和湿润生境中主要优势树种叶片功能性状的比较

以云南南部的沟谷雨林(湿润生境)和干热河谷萨瓦纳(savanna)稀树灌丛(干旱生境)中共31种主要优势木本植物为材料,研究了叶片主要功能性状单位面积叶干重(LMA)、单位干重氮含量(Nmass)和单位干重最大净光合速率(Amass)在2个生境中的差异及各性状间的关系。结果表明:在物种水平上,干旱和湿润生境中各树种的LMA值分别为46.88～178.63和45.35～93.16g·m-2;Amass值分别为48.12～176.65和71.38～265.76nmol·g-1·s-1;Nmass值分别为11.8～36.71和12.98～31.78mg·g-1;在群落水平上,干旱生境中LMA显著高于湿润生境,而Amass显著低于湿润生境,Nmass在2个生境中差异不显著;在群落尺度上,干旱生境中LMA与Nmass和Amass均呈显著负相关;在2生境中Nmass与Amass均呈显著正相关。同一生境下不同植物对环境的适应策略有差异,但各性状间的相关关系具有趋同性;从湿润到干旱生境,植物由快速生长转向以提高资源利用效率为主的适应策略。     

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     

不同功能型植物光合特性及其与叶氮含量、比叶重的关系

以秦岭南部的宁陕县和黄土高原地区的富县和神木为研究地点,研究不同气候带区乔木、灌木和草本植物的光合特性及其与叶片氮含量（Nmass）、比叶重（LMA）的作用关系。结果表明,宁陕、富县和神木3个地区之间的乔木、灌木和草本植物的光饱和速率（Pmax）、光合氮利用效率（PNUE）、PSⅡ电子传递量子效率（ФPSⅡ）、Nmass和LMA差异均达显著水平（P〈0．05）,神木地区乔木、灌木和草本植物的Pmax均显著高于宁陕和富县。3个地区的乔木、灌木和草本植物之间的Pmax、PNUE、ФPSⅡ、PSⅡ最大光能转换效率（Fv／Fm）、Nmass和LMA差异均达显著水平（p〈0．05）,草本植物的Pmax和PNUE明显高于灌木和乔木。由南向北分布的宁陕、富县和神木3个地区,随着气候干旱的加剧,乔木、灌木和草本植物的LMA均星增加的趋势,且不同功能型植物的LMA的大小比较为：乔木〉灌木〉草本植物。宁陕、富县和神木地区近60种植物（包括乔木、灌木和草本植物）的LMA与Nmass、PNUE与LMA均呈极显著的负相关（p〈0．01）,而Pmax与Nmass。呈显著的正相关（P〈0．05）。对光合参数之间的相关分析表明,Pmax与PNUE呈极显著的正相关（P〈0．01）,而Pmax与中PSⅡ呈极显著的负相关（p〈0．01）。     

卧龙竹类非结构性碳水化合物与叶氮含量对海拔的响应

山地由于海拔变化导致的环境因子显著差异,成为研究植物环境适应性及其对全球气候变化响应的理想区域。以卧龙自然保护区内油竹子(Fargesia angustissima Yi)与华西箭竹(Fargesia nitida(Mitford)Keng f.ex Yi)为对象,沿海拔梯度研究了两种竹子在各自海拔分布区间内组织非结构性碳水化合物(NSC)含量、比叶面积(SLA)、以及基于单位叶面积和单位叶质量的叶氮含量(Narea,Nmass)。除油竹子叶NSC,Narea和华西箭竹Nmass随海拔升高不发生变化外,两种竹子其它调查因子对海拔的响应均是非线性的,反映了环境因子随海拔的非线性变化。所有调查因子对海拔的响应均表现出明显的种间差别,这一结果除了种间生理生态特性差别的原因外,可能意味着两竹种对温度的敏感性不同。高海拔种(华西箭竹)比(中)低海拔种(油竹子)对全球气候暖化可能更加敏感。     

杉木人工林下原生与引入树种叶性状变异特征

叶性状在表征植物资源利用和生存策略方面具有重要作用。构建异龄复层林是改造人工纯林的有效措施,探究引入与原生树种叶性状变异有利于林下伴生树种的筛选。研究了引入乔灌木树种(如闽楠、蚊母树等13个树种)与原生乔灌木树种(苦槠、红紫珠等6个树种)的叶片形态、光合色素、碳氮磷生态化学计量和非结构性碳水化合物特征。结果表明:(1)总体上引入与原生乔木和灌木树种的叶形态性状差异较小,原生乔木的叶长和比叶面积显著小于引入树种与原生灌木。引入与原生树种间光合色素具有显著差异,引入乔木叶绿素含量显著高于原生乔木,不同功能群植物的比叶面积.叶绿素关系格局存在策略位移现象。引入树种叶碳含量显著大于原生树种,叶氮和叶磷含量显著大于原生乔木;引入树种和原生灌木的碳、氮、磷养分含量的变异系数较大;引入与原生树种叶碳氮磷生态化学计量没有一致变化规律。引入灌木叶可溶性糖含量、原生灌木淀粉含量均显著高于乔木树种,灌木的非结构性碳水化合物总量也显著高于乔木。(2)引入与原生树种叶性状呈显著协同变化趋势。所有叶性状中,比叶面积、叶绿素含量、叶氮含量、叶磷含量在乔木和灌木中均呈极显著正相关关系。主成分分析显示,引入乔木和灌木树种的叶性状接近,引入树种与原生灌木之间叶性状差异相对较小,但与原生乔木间的叶性状差异较大。总体上引入树种的叶性状与原生树种具有趋同适应特征,但不同生活型植物叶性状在林下弱光环境中仍产生一定分异,引入灌木可能比引入乔木更适应杉木林下生境。     

小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿的光合特性及保护酶系统比较

对锦鸡儿属羽状叶类群的代表植物--小叶锦鸡儿(Carag ana microphylla)和假掌状叶类群的代表植物--狭叶锦鸡儿(Caragana stenophyll a)的光合特性和保护酶系统进行了比较研究.小叶锦鸡儿的光补偿点(217 μmol photo n/(m2·s))、光饱和点(1107μmol photon/(m2·s))、光合最适温度(25.65℃) 均低于狭叶锦鸡儿(光补偿点,342μmol photon/(m2·s);光饱和点,1444μmol phot on/(m2·s);光合最适温度,32.89℃),前者在低温、低光强下表现出更高的光合速率 .小叶锦鸡儿净光合速率表现出随空气相对湿度增大而升高趋势,而狭叶锦鸡儿则在空气相对湿度为80%～90%时,净光合速率达到最大.这说明狭叶锦鸡儿光合系统对强辐射、高温和干旱环境的适应能力大于小叶锦鸡儿,小叶锦鸡儿对低辐射的利用能力高于狭叶锦鸡儿.狭叶锦鸡儿净光合速率和光能利用效率日进程午后高于小叶锦鸡儿,表明狭叶锦鸡儿的保水能力好于小叶锦鸡儿.小叶锦鸡儿LUE日平均值(8.17mmolCO2/mol photon)大于狭叶锦鸡儿(7.08 mmolCO2/mol photon),表明小叶锦鸡儿对低光强环境适应能力强.这些光合特性正好与它们分布区的光、温、湿条件相适应.从光合特性来看,狭叶锦鸡儿比小叶锦鸡儿更适于在光辐射充足、气温较高、降水更少的环境下生长.狭叶锦鸡儿有较高的POD和S OD活性,导致其自由基含量、MDA含量和细胞膜相对透性小于小叶锦鸡儿,这是狭叶锦鸡儿适应其干旱、高温、强辐射环境的重要特性.狭叶锦鸡儿叶细胞游离脯氨酸含量小于小叶锦鸡儿,也说明狭叶锦鸡儿对干旱的适应性强.结果表明(1)锦鸡儿属植物是以光合特性和抗氧化系统的变异来适应它们的光、温、湿环境的.(2)假掌状叶的代表植物--狭叶锦鸡儿比羽状叶的代表植物--小叶锦鸡儿对干旱、高温、强辐射的适应性强.这一研究结果似可以作为羽状叶是原始类群、假掌状叶是较进化类群观点的证据.     

藏东南色季拉山林线过渡带7种灌木植物的叶氮回收潜力

在湿润的青藏高原东南部, 为什么常绿灌木广泛占据高海拔的林线过渡带及以上的高山带, 而落叶灌木只能零星分布?未来气候变暖对该区不同功能群物种的影响是否相同?通过测定西藏东南部色季拉山林线过渡带7种灌木凋落叶的氮含量, 比较了极端高海拔地区灌木不同表达单位的叶氮回收潜力在不同功能群间的差异, 以及不同海拔、不同坡向间的差异, 试图从养分限制的角度为解答上述科学问题提供基础数据。研究结果表明: 1)从基于单位质量叶氮含量(N_mass)的叶氮回收潜力来看, 常绿灌木裂毛雪山杜鹃(薄毛海绵杜鹃) (Rhododendron aganniphum var. schizopeplum)显著高于其他6种落叶灌木, 但由于受比叶重的影响, 基于单位面积叶氮含量(N_area)的叶氮回收潜力则表现为落叶灌木总体较高; 2)落叶灌木山生柳(Salix oritrepha)和拉萨小檗(Berberis hemsleyana)的叶氮回收潜力在不同海拔或不同坡向间均无显著差异, 但裂毛雪山杜鹃基于N_mass的叶氮回收潜力在高海拔地段明显偏高。在极端高海拔的林线过渡带, 通过降低凋落叶中的氮含量(增加叶氮回收潜力)以达到高效的养分利用可能是常绿灌木裂毛雪山杜鹃适应高寒胁迫环境的重要策略。与落叶灌木相比, 常绿灌木裂毛雪山杜鹃叶氮回收潜力对未来气候变暖可能更敏感。     

Leaf trait relationships of native and invasive plants: community- and global-scale comparisons

Leaf carbon capture strategies of native and exotic invasive plants were compared by examining leaf traits and their scaling relationships at community and global scales. Community-level leaf trait data were obtained for 55 vascular plant species from nutrient-enriched and undisturbed bushland in Sydney, Australia. Global-scale leaf trait data were compiled from the literature for 75 native and 90 exotic invasive coexisting species. At the community level, specific leaf area (SLA), foliar nitrogen and phosphorus (N(mass) and P(mass)) and N:P ratio were significantly higher for exotics at disturbed sites compared with natives at undisturbed sites, with natives at disturbed sites being intermediate. SLA, N(mass) and P(mass) were positively correlated, with significant shifts in group means along a common standardized major axis (SMA) slope. At the global scale, invasives had significantly higher N(mass), P(mass), assimilation rate (A(mass) and A(area)) and leaf area ratio (LAR) than natives. All traits showed positive correlations, with significant shifts in group means along a common slope. For a given SLA, invasives had higher A(mass) (7.7%) and N(mass) (28%). Thus, exotic invasives do not have fundamentally different carbon capture strategies from natives but are positioned further along the leaf economics spectrum towards faster growth strategies. Species with leaf traits enabling rapid growth will be successful invaders when introduced to novel environments where resources are not limited.     

水蚀风蚀交错区柠条锦鸡儿叶片比叶面积和营养元素变化动态

通过对黄土高原水蚀风蚀交错区主要生长月份柠条锦鸡儿(Caragana korshinlii Kom.)叶片比叶面积(SLA)和矿质元素含量的测定,探讨其对生境条件及生长时间的响应规律,结果表明:不同生境柠条锦鸡儿叶片SLA随生长月份的变化趋势基本一致,但变化差异不显著;不同生境叶片有机碳(C)含量变化差异不显著;叶片全氮(N)含量、全钾(K)含量对生长月份的变化响应明显,变异幅度较大,而随生境条件发生的变异较小;叶片全磷(P)含量在不同生境随着生长月份发生的变异较大。不同生境叶片N/P随月份发生的变异较大、C/P的变异较小;叶片C/N、C/K在不同生境间无明显差异,但均随生长月份而产生较大变化,叶片N、P、K的含量与SLA相关性不明显。所以,生境条件和生长时间是柠条锦鸡儿叶片结构特性和养分组成发生变化的重要原因,其叶片比叶面积与矿质养分含量受外界环境因子和自身发育状况的共同调控。     

科尔沁沙地黄柳和小叶锦鸡儿茎流及蒸腾特征

利用Dynamax茎流测量系统、Li-6400光合作用仪和自动气象站分别对科尔沁沙地两种灌木树种黄柳和小叶锦鸡儿的液流变化、蒸腾速率及其周围的环境因子进行检测.研究结果表明：（1）黄柳、小叶锦鸡儿茎干液流通量密度日变化趋势基本相同,呈多峰曲线;液流启动时间分别为4：30、5：30,在13：00左右到达各自液流峰值,峰值大小为81.2～91.7mg/h、17.3～27.1mg/h,20：30降为最低,晚间均具有明显的液流活动现象.（2）灌木的茎流日变化曲线与蒸腾速率日变化曲线并不吻合,实验测得的叶片蒸腾速率不能同步反映茎干液流的动态变化特征;黄柳的叶片蒸腾速率和单枝蒸腾耗水量均大于小叶锦鸡儿,耐旱性相对较低.（3）黄柳、小叶锦鸡儿白天液流通量密度变化趋势与环境因子变化趋势相吻合.相关性分析表明,影响灌木液流变化的主要因子依次是太阳有效辐射、相对湿度、大气温度、风速、10cm和20cm土壤温度.     

海南岛热带山地雨林幼苗幼树光合与叶氮、叶磷及比叶面积的关系

以海南岛吊罗山热带山地雨林101个物种的幼苗幼树为试验材料,测定其光合、叶片氮、磷含量及比叶面积;检验其相关关系,并按乔木,乔灌木(小乔木至大灌木)和灌木3个生活型组进行分组检验。研究结果表明,单位叶面积(Aarea)和单位叶重量的光合速率(Amass)均表现出灌木>乔木>乔灌木,方差分析表明,灌木和乔灌木之间Aarea差异显著;灌木和乔木以及灌木和乔灌木之间Amass差异显著(p<0.05)。Aarea与叶氮含量之间的相关性在不同生态型组和所有物种之间均达到极显著水平(p<0.0001);与叶磷之间的相关关系在灌木(p=0.0038),乔灌木(p=0.0002)以及所有物种(p<0.0001)之间达到极显著水平,但是在乔木中未达到显著水平(p>0.05);与SLA之间在灌木(p=0.0006)、乔木(p<0.0001)和所有物种(p<0.0001)之间达到极显著水平,但是在乔灌木中未达到显著水平(p>0.05)。Amass与叶片氮含量、SLA的相关关系在不同生活型组和所有物种中都达到极显著水平(p<0.0001);与叶磷含量之间的相关性在灌木(p=0.0004),乔灌木(p=0.0018)及所有物种(p<0.0001)中极显著,在乔木生活型组中也达显著水平(p=0.0377)。逐步回归表明,与Aarea相比,Amass估计结果更接近于实际测值。由此可见,海南岛热带山地雨林林下幼苗幼树的光合和叶氮、磷含量及SLA之间相关关系与基于成树的研究非常相似,并且A比A更能稳定体现这种相关性。     

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。     

紫茎泽兰和飞机草的形态、生物量分配和光合特性对氮营养的响应

比较研究了紫茎泽兰(Ageratina adenophora)和飞机草(Chromolaena odorata)的形态、生物量分配、生长和光合特性对氮营养的可塑性反应,探讨其与入侵性的关系。结果表明:1) 两种入侵植物对氮营养变化表现出很高的可塑性。随供氮量的增加,两种植物的根冠比、根生物量比降低,叶生物量比(LMR)、叶面积比和叶根比升高。低氮时,增加吸收器官的生物量分配,有利于养分吸收;高氮时,更多的生物量投入同化器官,有利于碳积累。相比之下紫茎泽兰对氮素的适应性更强。2) 两种入侵植物偏好较高的氮营养环境,土壤氮含量升高利于紫茎泽兰和飞机草的入侵。在较大的氮范围内,其相对生长速率(RGR)、总生物量、株高、分枝数、叶面积指数、最大净光合速率和光合色素含量都随供氮量的增加而显著增加,过量氮素对上述参数的抑制不显著。在本地种基本停止生长的干季,紫茎泽兰和飞机草仍维持较高的RGR,这与它们的入侵性密切相关。3) 在决定RGR对氮营养的响应过程中,平均叶面积比和净同化速率同等重要。LMR对两种植物的RGR有重要的影响,是决定处理间和种间RGR差异的重要因素。随氮素的增加,紫茎泽兰的比叶面积(SLA)降低,飞机草的SLA升高,但在所有氮水平下,前者的SLA都高于后者,紫茎泽兰SLA的变化规律更利于植物适应氮环境。     

Low rainfall-induced shift in leaf trait relationship within species along a semi-arid sandy land transect in northern China

It is unclear whether the shift in leaf traits between species of high- and low-rainfall sites is caused by low rainfall or by species replacement, because leaf traits vary substantially among species and sites. Our objective was to test if the within-species relationship between specific leaf area (SLA) and leaf N concentration (N(mass) ) shifts across a rainfall gradient in the semi-arid sandy lands of northern China. Data for SLA and N(mass) of dominant species and related canopy and soil variables were collected from 33 plots along a rainfall transect (270-390 mm) having similar temperatures in the Mu Us, Inner Mongolia. We further investigated the generality of Mu Us data using 12 additional plots in the southeastern Qaidam Basin, Qinghai. Artemisia ordosica is a widespread species in both regions. Across and within species, the positive SLA-N(mass) relationship shifted between two plant groups in the lowest rainfall plots (270 mm) and other higher rainfall plots (320-390 mm), which was confirmed by additional data from Qinghai. For A. ordosica populations, leaf area index (LAI) decreased and N(mass) increased with decreasing rainfall, while the foliage N pool and SLA varied little. Rainfall was the limiting factor that determined variations in N(mass) and LAI. Accordingly, N(mass) /SLA ratios continually increased with decreasing LAI along the rainfall gradient (r = -0.76, P < 0.001). Results indicate a low rainfall-induced shift in the SLA-N(mass) relationship associated with changes in LAI and foliage N pool, suggesting a link between leaf characteristics and ecosystem function.     

Leaf traits and their interrelationship of 23 plant species in southeast of Keerqin Sandy Lands,China

Six leaf traits,i.e.,fresh mass (FM),dry mass (DM),leaf dry matter content (DMC),area (AR),specific leaf area (SLA) and thickness (TH) from 23 plant species in the southeastern Keerqin Sandy Lands,China were measured.The results show that leaf traits of herbs were more diversified than those of shrubs and trees and aver-age SLA tended towards a decreasing trend from herbs to shrubs to trees.On the contrary,DMC and DM show an upward trend from herbs to shrubs to trees.No apparent difference was found in TH.Except for DM and TH,there were significant variations in SLA and DMC among three different growth forms.Moreover,a significant correla-tion was found between SLA and DMC.It is concluded that SLA and DMC could be used to predict species posi-tion along a resource use gradient.