高山植物叶片δ13C的海拔响应及其机理

植物 1 3C的分辨研究已成为植物生态学和全球碳循环研究的核心问题之一。植物 1 3C的分辨是环境和生物因子共同作用的综合结果 ,海拔梯度变化不仅可以造成植物生存环境的变化 ,而且还可以造成植物形态和生理特征的变化 ,因此 ,高山植物 1 3C分辨随海拔的变化为深入揭示植物 1 3C分辨的环境和生物因子的作用机理提供了非常理想的研究条件。在简单介绍植物 1 3C分辨基本理论的基础上 ,对目前国际上高山植物 1 3C分辨的海拔响应研究进行了述评。重点介绍了随海拔变化的大气 1 3C组成、温度、气压、水分等环境因子和植物叶片的气孔导度、羧化效率、氮含量和叶肉细胞导度等生物因子对高山 C3植物 1 3C分辨的影响 ,指出高山植物 1 3C分辨的海拔响应机理仍存在一些不确定性 ,为国内相关研究的开展提供了一定参考     

川西亚高山红桦-岷江冷杉林优势种群的空间格局分析

以红桦-岷江冷杉林4 hm²样地调查数据为基础,采用点格局分析法O-ring函数,分析了红桦和岷江冷杉2个优势种群不同龄级的空间分布格局,以及各龄级间的种内和种间关联性.结果表明：红桦种群径级分布呈单峰型,为衰退种群;岷江冷杉种群径级分布呈倒“J”型,为进展种群.岷江冷杉与红桦大树在所有尺度上均为随机分布,其余龄级在小尺度上为聚集分布,随尺度增大趋于随机分布和均匀分布,最大聚集强度随龄级增大而减弱.空间关联主要发生在小尺度上.岷江冷杉种内关联以小尺度正关联为主,红桦种内关联以小尺度负关联为主.对于2个种群的相同龄级,小龄级、中龄级和大龄级间,分别以空间无关联、负关联和无关联为主.2个种群间不同龄级间以负关联为主,龄级相差越大,其负关联越强.     

川西山地主要人工林种群根系生物量与生产力

采用标准地法,对四川西部山地主要人工林的根系进行了研究,结果表明(1)用D2H估测单株林木根系生物量的适合模型均以幂函数模型为最佳,所筛选统计模型的相关系数较高,在0.94～0.99之间;(2)根系总生物量大小排序为日本落叶松＞峨眉冷杉＞四川红杉＞川西云杉,分别为37.832、24.907、18.320t/hm2和15.982 t/hm2,各级根的生物量占总根量的比例各不相同;(3)根系生物量集中在分布土层0.00～40.00cm,川西云杉占97.88%,四川红杉占96.78%,峨眉冷杉占95.65%,日本落叶松占99.72%;尤其在0.00～20.00cm土层分布的根最多,分别占77.13%,77.13%,65.02%和80.66%;在0.00～20.00cm,20.00～40.00cm和40.00～60.00cm的各层根系生物量分配比例,川西云杉为34121,四川红杉为2461,峨眉冷杉为1571,日本落叶松为63141;(4)川西云杉、四川红杉、峨眉冷杉和日本落叶松人工林种群根系的生物量密度分别为10.782t/(hm2·m),8.230t/(hm2·m),14.546 t/(hm2·m)和13.211 t/(hm2·m);(5)川西云杉、四川红杉、峨眉冷杉和日本落叶松人工林种群根系生产力分别为0.57、0.83、0.71 t/(hm2·a)和1.64 t/(hm2·a).     

物种多度和径级尺度对于评价群落系统发育结构的影响: 以尖峰岭热带山地雨林为例

研究不同径级尺度群落系统发育多样性有助于了解不同年龄模式下物种的亲缘关系及其群落系统发育结构; 但是关于物种多度对群落系统发育结构影响的研究较少。以海南尖峰岭热带山地雨林群落为例, 首先在不同径级尺度比较物种多度加权与否分别对4个广泛采用的系统发育指数的影响, 继而利用其中2个经过标准化处理的系统发育多样性指数: 净种间亲缘关系指数(net relatedness index, NRI)和净最近种间亲缘关系指数(nearest taxon index, NTI), 结合群落的生境类型来量度不同局域生境条件下不同径级尺度木本植物系统发育关系。结果发现: (1)未考虑物种多度加权的系统发育平均成对距离(mean pairwise distance, MPD)指数比考虑物种多度加权的MPD指数显著地高估了群落整体系统发育多样性, 且这种现象在小径级尺度(1 cm≤DBH<5 cm)最为明显。因此, 在森林监测样地中对于中、小径级群落系统发育结构研究中建议考虑物种多度信息。(2) 从群落组成整体系统发育结构来看, 尖峰岭热带山地雨林在几乎所有径级尺度和生境下均倾向于系统发育发散, 且随着径级的递增发散程度趋于明显(NRI<0)。(3)从群落组成局部系统发育结构来看, 尖峰岭热带山地雨林在中、小径级倾向于系统发育聚集(NTI>0), 而在大径级(DBH≥15 cm)则倾向于系统发育发散(NTI<0)。总之, 研究群落系统发育结构时应考虑物种多度的影响以及径级尺度效应。     

海南岛尖峰岭12种热带常绿阔叶乔木展叶期与开花期对气候变化的响应

为了探讨我国热带地区植物物候与气候变化的关系, 利用海南岛尖峰岭热带树木园12种热带常绿阔叶乔木植物2003-2011年物候观测资料结合同期月平均气温和降水数据, 运用积分回归分析方法, 筛选出影响海南岛12种乔木(8种本地种、4种引入种)展叶始期与开花始期的气象因素以及不同气象因素月值变化(月平均气温和月降水量)综合作用对这些树种物候期的动态影响, 最终建立积分回归-物候预测模型, 对气候变化背景下我国热带地区植物物候变化趋势进行了预测。结果表明: 海南岛12种热带常绿阔叶乔木展叶始期与开花始期均对气候变化做出较明显的响应, 几乎所有的树种展叶始期与开花始期的发生都受到气温和降水的共同影响。多数树种展叶始期受展叶前冬季及春季气温影响显著, 且在临近展叶始期的月份, 气温的影响更显著。上一年秋季月降水量对各树种开花始期的影响比其他时段显著, 这验证了降水的滞后性假说。本地种展叶始期对气候变化的响应比其开花始期对气候变化的响应更敏感, 引入种则相反。各树种展叶和开花在受气温和降水综合影响最明显的月份(假设其余11个月份月平均气温和月降水量不变), 月平均气温升高0.1 ℃、月降水量增加10 mm可使展叶始期和开花始期提前或推迟1-3天。积分回归分析方法为解释海南岛热带常绿阔叶乔木物候与气温和降水的动态关系提供了有效的途径, 基于气温和降水与物候资料建立的积分回归-物候预测模型具有对气温和降水变化影响下物候响应的解释率和预测精度高(R²≥ 0.943)的优点, 对于预测气候变化影响下的植物物候变化趋势有一定的适用性。     

南北样带温带区栎属树种种子化学组成与气候因子的关系

选取南北样带温带区8个核心分布区的7种优势栎属树种作为对象,通过检测种子的化学组成,包括淀粉、蛋白质、油脂、可溶性总糖、单宁和脯氨酸,分析其化学组成与气候因子之间的关系,结果发现:在气候因子中,温度是影响种子化学组成的主要因素,日照时数次之,而降水没有明显影响.在南北样带温带区,随纬度的增加,温度降低,年日照时数增加,生长积温减少,生长季缩短,淀粉含量积累下降,并趋向于水解为可溶性糖类;同时,从南到北,为适应低温的环境条件,栎属树种通过增加种子蛋白质、可溶性总糖和脯氨酸的含量,以提高种子的抗寒性.栎属树种种子的化学组成之间存在一定的相互关系,可溶性总糖、蛋白质和脯氨酸之间呈正相关关系,它们三者与淀粉均为负相关,种子化学组成之间的这种相互关系是植物对环境适应的生态策略.     

中国花楸属植物的分布及研究现状

花楸属(Sorbus L.)植物冠形多态、花色秀美、果实缤纷、四季叶色各异，具有很高的园艺观赏价值，但因属下种间杂交、多倍化和无融合生殖的存在，所以花楸属也是分类学上比较困难的一个类群。该研究通过细致整理和分析国家标本资源库和全球数字化植物标本数据库中花楸属植物标本信息，了解中国花楸属物种采集位置和野生种质资源的分布中心，构建中国花楸属植物标本数据库，为全国第一次林草种质资源的普查与收集提供参考；在明晰花楸属植物资源分布位置和生境的基础上，发现中国花楸属植物资源居世界之首且花楸属物种多分布在高海拔区域，尤其是在中国西南部的山区，分布有一半以上的中国花楸属物种，在该区域花楸属物种多种倍性并存、杂交频繁发生。然而，这是否为该属植物物种多样性丰富的关键因素，把高海拔分布的花楸属物种引种到低海拔区域能否适应以及如何适应低海拔的夏季高温尚不清楚。基于此，作者就自己的专业领域进一步检索了花楸属植物在形态分类与系统发育、适应性进化和保护遗传学、植物资源利用等方面的研究现状，梳理出花楸属植物目前研究尚未解决的问题，并进一步指出未来研究需重点关注的方向。建议未来的研究重点关注以下问题：(1)在坚实的系统...     

植物光合作用限制因素与植被生产力研究进展

随着全球气候变化的加剧,陆地生态系统中植物光合作用限制影响程度的增加已成为降低全球植被净初级生产力的主要因素。系统了解植物光合作用限制因素是科学评估植被生产力的重要前提,也是缓解植物光合作用限制,增加植物光合碳同化能力的先决条件。对植物光合作用限制因素进行了系统解析,分析了光合作用三种限制因素生化限制(Biochemical limitation,l_b)、气孔限制(Stomatal limitation,l_s)、叶肉限制(Mesophyll limitation,l_m)的环境响应,重点讨论了叶肉限制及其影响机理,述评了光合作用限制定量分析方法及改善措施,最后以提高植被生产力为驱使目标,对未来植物光合作用限制因素研究提出以下内容：(1)基因工程技术与系统生物学数据相结合提高植被生产力;(2)气孔响应速度对植物光合作用的影响机制;(3)水通道蛋白(Aquaporin, AQPs)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase, CAs)感知环境信号变化的驱动基因。以期为未来气候变化背景下,深入认识和降低植物光合作用限制,提...     

青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林的空间格局

为深入理解高山林线原始林中优势树种的空间结构特征和种间关系,以青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林1 hm²样地调查数据为基础,采用成对相关函数g(r)函数,分析了优势种岷江冷杉(Abies faxoniana)和凝毛杜鹃(Rhododendron agglutinatum)各径级的空间分布格局和各径级间的空间关联性。结果表明:岷江冷杉和凝毛杜鹃径级分布连续,呈倒"J"型,均为进展种群。小尺度上,对于岷江冷杉活立木(小树+中树+大树)、小树、中树为显著聚集分布,大树为均匀分布,死树则为随机分布;凝毛杜鹃活立木(小树+中树+大树)、小树、中树、大树、死树均为显著聚集分布。小尺度上随径级增大岷江冷杉的分布格局从聚集分布趋于均匀分布。岷江冷杉大树与其小树的空间关联验证了Janzen-Connell假说中的距离制约效应。通过验证接受了随机死亡假说,发现种内的密度制约效应不明显。两个树种的枯立木对凝毛杜鹃小树均表现为排斥关系,而对岷江冷杉小树表现为相互独立的关系。两个优势种总体表现为相互独立,但种间不同径级间的空间关联性各异。     

南亚热带混交人工林树种丰富度与土壤微生物多样性和群落组成的关系

森林植被与土壤微生物作为森林生态系统的重要组成部分,它们之间的相互作用对维持森林生态系统功能和稳定性起着重要作用。以往多在天然草地和森林生态系统开展植物多样性与土壤微生物多样性关系的研究,但人工构建的多树种混交林生态系统中树种多样性对土壤微生物群落组成的影响及其机制尚不完全清楚。因此,以南亚热带人工块状造林后自然恢复形成的多树种混交森林生态系统为研究对象,利用高通量测序技术研究了随树种丰富度(1—10种)变化土壤细菌和真菌多样性的变化规律及主要影响因子。结果表明,随树种丰富度增加,土壤真菌α多样性显著提高,但土壤细菌α多样性差异不显著;不同树种丰富度梯度间土壤细菌和真菌的群落结构组成均差异显著;Pearson相关分析表明土壤细菌α多样性主要受土壤pH和土壤铵态氮影响,而土壤pH和有效磷是土壤真菌α多样性的主要影响因子。距离冗余分析(db-RDA)表明,对土壤细菌群落组成产生显著影响的环境因子分别为土壤pH、硝态氮和芳香碳组分,而土壤有机碳、硝态氮、细根生物量和氧烷基碳组分是影响土壤真菌群落组成的主要因子。本研究的结果说明了南亚热带人工林不同树种混交后形成多树种混交林生态系统的过程中,树...