小五台山青杨雌雄植株树轮生长特性及其对气候变化的响应差异

近年来逆境导致植物雌雄幼苗的生长出现差异被许多控制实验所证实, 而有关气候变化对雌雄异株植物成树生长的潜在影响尚未引起人们广泛的关注。为进一步揭示气候变化对雌雄植株树木径向和密度生长的不同影响, 该文通过树轮生态学的研究方法, 选择小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群为研究对象, 对青杨雌雄植株近30年(1982-2011)的树轮生长特性及其与气候的相关性进行了分析。结果显示: 1)在近30年当地气温不断升高的气候条件下, 雌株的年轮最大密度和晚材平均密度均高于雄株(p < 0.05), 但雌雄植株的径向生长无显著差异; 2)雌雄植株年轮最大密度和宽度差值年表的变化趋势具有一致性, 但在年轮最大密度差值年表的变化上雄株波动幅度大于雌株; 3)青杨雌雄植株年轮密度差值年表对温度响应的月份明显不同。雌株年轮最大密度与当年8月的月平均最高气温显著正相关, 而雄株年轮最大密度与当年1月和4月的气温负相关; 4)生长季前的气候变化对青杨雌雄植株的径向生长均有明显的限制作用。此外, 当年6月的高温对于早材生长的限制作用特别明显。上述结果表明, 雌雄异株植物在树木年轮生长方面对全球气候变暖可能具有不同的响应机制, 雌株比雄株更侧重于密度生长。     

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。     

不同雪被厚度下典型高山草地早春植物叶片性状、株高及生物量分配的研究

在高寒生命带, 雪被作为重要的综合环境因子, 影响着植物的生理生态特征、种群动态及群落演替等过程, 进而作用于生态系统的功能与服务。通过在青藏高原东缘高寒草甸设置厚雪、中雪和浅雪3个地段, 选取早春开花的常见种紫罗兰报春(Primula purdomii)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)、高原毛茛(Ranunculus tanguticus), 研究了三种植物株高、叶片性状和生物量分配随雪被厚度的变化规律, 以及三者之间的关系。结果表明: 甘肃马先蒿和高原毛茛在生境状况较好的地段比叶面积相对较高, 紫罗兰报春由于具有根状茎和肉质根, 在厚雪地段比叶面积相对较小; 关于单个物种的地上-地下生物量的关系, 紫罗兰报春在厚雪和浅雪地段为完全一致的异速生长关系, 而甘肃马先蒿和高原毛茛在个别地段并无显著相关关系。总体而言, 三种植物整体样本的地上-地下生物量在不同雪被地段均为异速生长关系, 不支持等速生长假说, 并且地上生物量能够很好地解释地下生物量的变异; 功能性状和生物量指标间的相关性, 在紫罗兰报春和高原毛茛表现较好, 而在甘肃马先蒿表现较弱。植物对环境变化的适应具有一定的规律, 同时也表现出物种特异性。今后的研究中, 应注重构建植物适应环境变化的功能性状谱, 以更好地理解全球变化背景下植物功能性状的响应及其适应策略。     

西南地区草地群落灌木植物盖度对生态系统碳库的影响

中国西南地区草地主要为暖性及热性草丛、灌草丛, 约占全国草地面积的1/10, 分析灌木植物盖度与草地碳库及其构成的关系对于准确评估尚处于次生演替阶段的南方草地碳储量具有重要意义。该研究基于野外实地调查, 将西南地区不同地貌类型的41个代表性草地样地依据灌木植物盖度划分为3种类型: 无灌木植物草地群落(灌木植物盖度为0)、低灌木植物盖度草地群落(灌木植物盖度0-10%)和高灌木植物盖度草地群落(灌木植物盖度10%-30%), 测定了群落地上、地下生物量和凋落物生物量以及植物和土壤碳含量, 计算碳密度。结果表明: 随着草地群落灌木植物盖度增大, 生态系统植被碳密度从0.304 kg·m ^-2增加到1.574 kg·m ^-2, 其中根系和凋落物碳库也呈增长趋势; 土壤碳密度从7.215 kg·m ^-2增加到9.735 kg·m ^-2, 生态系统碳密度从7.519 kg·m ^-2增加到11.309 kg·m ^-2。草地碳库构成中, 低灌木植物盖度草地群落的土壤碳库占生态系统碳库比例最小。草地群落灌木植物盖度增加改变了草地生态系统碳库构成并导致生态系统碳库增加, 建议在估算草地生态系统碳库时, 需要统筹考虑并兼顾南方地区草地群落灌木植物盖度变化。     

青杨雌雄扦插苗光合作用日变化与叶绿素荧光参数特征

以青杨雌雄扦插苗为对象,探究其叶绿素荧光参数和光合作用日变化特征。结果表明:青杨扦插苗的Pn、Tr和Gs日变化均呈"双峰"型曲线,有明显的"午休"现象,但是不同性别Pn、Tr和Gs的高峰和低谷出现的时间和大小不同。青杨雌雄植株的WUEi从8:00开始降低到一个最小值后升高,且雌株在16:00出现1个峰值;雄株叶片的Pn、Gs、Tr、WUEi、Fm、Fo、Fm'、Fo'、Fv'/Fm'、ETR显著大于雌株(P0.05),而NPQ则是雌株显著大于(P0.05)雄株,Ci、Ls、Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ、qP性别间差异则不显著(P0.05);相关性分析结果表明,对Pn影响最大的因子是Gs,其次是Ca、PAR、RH、Ta和VPD。对Tr影响最大的因子是Gs,其次是Ca、RH、PAR、Ta和VPD。可见,与雌株相比,青杨雄株的捕获光能效率、电子传递速率、光合效率以及水分利用效率较高,雄株对逆境适应能力更强。