卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物叶特性海拔梯度特征

川滇高山栎林是中国植被非常特殊的亚高山硬叶栎林类型,广泛分布在横断山地区。为了阐明植物群落植物叶型组成对海拔梯度的响应,对卧龙自然保护区巴朗山阳坡川滇高山栎群落植物叶型特征随海拔梯度（15海拔梯度,海拔2200～3600 m）的变化进行了研究。卧龙自然保护区巴朗山各个梯度川滇高山栎群落维管束植物的叶级以小型叶为主,占总种数的平均百分率为36.09％;细型叶和中型叶的维管束植物比例相当,分别为25.64％,25.22％;大型叶和巨型叶维管束植物分别占6.82％～9.94%和0.00％～0.71%;微型叶植物比例在1.28～5.59%;小型叶维管束植物的比例随海拔先降低后升高再降低,最低值出现在海拔3000 m左右。各个海拔梯度川滇高山栎林内维管束植物的叶型以单叶为主,平均占总种数的75.89％,其余为复叶植物,占总种数的24.11％;维管束单叶型植物物种比例随海拔升高变幅较小,在73.84％～78.78％之间,但在海拔2500 m有一个最低值,其比例为73.85％;复叶维管束植物在各海拔梯度群落物种数比例在21.21％～26.15％之间。各海拔川滇高山栎林内维管束植物的叶质以纸叶型为主,平均占总种数的46.03％,其次为薄叶植物（29.17％）,革质（22.00%）和厚革质植物（2.79％）。川滇高山栎群落内纸质与厚革质维管束植物种类的比例随海拔升高而降低;革质与薄叶型维管束植物种类的比例随海拔升高而升高。全缘维管束和非全缘维管束植物种类分别占总数的50.50％和49.50％;全缘类维管束植物随海拔升高呈正二项式分布,而非全缘维管束植物则呈相反的分布格局。     

川西云杉幼苗非结构性碳水化合物对土壤温度和水分变化的响应

选取5年生川西云杉（Picea balfouriana）幼苗作为试验材料，于生长季模拟土壤温度和水分变化，研究不同土壤温度和水分处理对幼苗各器官生物量和非结构性碳水化合物（NSC）浓度的影响，以期加深对高海拔树木碳水化合物生理的理解，并为全球气候变化下植物的生理生态响应和动态变迁研究提供基础数据。于人工气候室内采用嵌套设计，设置5个土壤温度梯度（2、7、12、17、22℃），每个温度处理下3个土壤水分处理（干旱处理、正常水分含量处理、饱和水分含量处理）。每9株幼苗为同一个处理，共135株幼苗。试验处理4个月后，测定幼苗各器官生物量、可溶性糖、淀粉和NSC浓度。土壤温度对幼苗总生物量无显著影响，但土壤低温显著降低了根生物量和根冠比；干旱和饱和水分胁迫在较高的土壤温度处理下显著降低了根生物量和根冠比。随着土壤温度降低，各器官可溶性糖、淀粉和NSC浓度并未降低，反而呈现出升高或不变的趋势。。在土壤低温处理下（2和7℃）干旱显著降低了当年生叶的淀粉和NSC浓度以及当年生枝的淀粉浓度；在2和7℃时，干旱和饱和水分胁迫显著降低了根中淀粉和NSC浓度。土壤低温和水分胁迫对幼苗地上地下生物量分配影响显著，分配给光合器官的生物量相对增多。土壤低温并没有导致碳受限，甚至各器官NSC浓度随着土壤温度降低有升高的趋势，因此，土壤低温下非结构性碳水化合物的不足不是限制川西云杉幼苗存活和生长的原因，从侧面支持了林线形成的"生长抑制"假说。此外，干旱胁迫在土壤低温下很可能会导致川西云杉的"碳饥饿"。     

模拟增温和功能群去除对岷江冷杉幼苗存活和生长的影响

通过模拟增温和功能群去除试验,研究不同功能群的草本植物在岷江冷杉幼苗更新定植过程的作用,分析其在温度升高条件下生理指标的变化.结果表明:增温提高了岷江冷杉幼苗的存活率和植物体内非结构性碳水化合物含量,但抑制了幼苗的生长和根冠比.岷江冷杉幼苗的非结构性碳水化合物含量,尤其是可溶性糖含量与存活率呈显著正相关.不增温处理中,草本植物降低了幼苗的存活率,促进幼苗的株高生长和地上生物量积累,禾本科植物和杂类草抑制了幼苗根系生长和地下生物量的积累;增温处理中,杂类草的存在提高了幼苗的存活率,莎草科则显著抑制了幼苗根系生长和地下生物量的积累,禾本科植物和杂类草抑制了幼苗的高生长和地上生物量积累.模拟增温提高了林线树种岷江冷杉幼苗的存活率,但使其面临来自草本植物更剧烈的竞争,抑制其生长.     

贡嘎山地区不同海拔冷杉比叶质量和非结构性碳水化合物含量变化

以贡嘎山地区磨西山谷东北坡和康定山谷西南坡为样地,研究了高山林线和低海拔冷杉休眠期和生长旺盛期针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量.结果表明:生长在温暖湿润的磨西山谷东北坡的冷杉针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量均高于炎热干燥的康定山谷西南坡;高山林线冷杉比叶质量大于低海拔冷杉;高山林线冷杉组织非结构性碳水化合物含量总体高于低海拔冷杉,且生长期比休眠期更为显著.研究结果不支持"碳供应不足导致高山林线形成"的假说.     

半干旱典型草原养分添加对优势物种叶片氮磷及非结构性碳水化合物含量的影响

在7年的养分添加(对照、低磷、低氮、低氮高磷和高氮低磷)试验基础上,测定了内蒙古半干旱典型草原优势种大针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)叶片氮、磷、可溶性碳水化合物和淀粉含量。结果表明:两物种叶片氮、可溶性碳水化合物、淀粉及非结构性碳水化合物含量对养分添加有显著的响应(P0.05),养分添加与物种有显著的交互作用(P0.05);加氮显著增加了两物种植物叶片氮含量(P0.05),单加N处理显著降低了两物种叶片中的淀粉含量(P0.05),单加磷处理显著增加了羊草叶片可溶性碳水化合物含量(P0.05),高氮低磷处理显著降低两物种叶片非结构性碳水化合物总量(P0.05)。大针茅叶片各变量对磷添加无明显的响应,其叶片相对较高的C/N、C/P和可溶性碳水化合物/淀粉比,表明其具有相对较高的可直接利用的碳水化合物以及较高的氮、磷养分利用效率;羊草对外源养分的添加具有相对较强的竞争吸收能力。     

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。     

高山植物对其环境的生理生态适应性研究进展

高山林线植物(林木和草本)由于生长环境特殊而形成其独特的适应环境的生理生态特性.该文对近年来国内外有关高山植物、特别是林线林木在形态解剖结构、光合作用、养分利用和碳水化合物及抗氧化系统等方面对高山环境的生理生态适应性的研究进展进行综述,指出了林线树种生理生态适应性研究方面的不足,并提出了今后高山林线树种生理生态需要研究的方向,以期为研究气候变化下高山林线植物的应对策略和适应机制提供参考.     

植物群落类型和围栏封育对高山林线岷江冷杉幼苗成活的影响

林线树种幼苗的生长紧密关系着高山林线的形成。通过室内发芽实验测定了岷江冷杉种子萌发能力。2015年春,在川西巴郎山岷江冷杉林线之上的高山林线交错带,通过播种处理(播种和不播种),研究了不同植物群落类型(灌木和草地群落)和围栏处理(围栏和不围栏)对岷江冷杉幼苗成活率的影响,以期为进一步探讨高山林线形成机制提供科学参考。结果表明:(1)岷江冷杉室内发芽率31.4%,成活率随时间下降。(2)灌木群落的全年日平均空气温湿度显著高于草本群落,而两群落的全年日平均土壤温度无显著差异。(3)未播种样地没有发现岷江冷杉幼苗,说明林线交错带缺乏岷江冷杉种子。(4)与不围栏样地相比,围栏封育分别显著提高了岷江冷杉幼苗成活率2.0%(2015年)和2.2%(2016年);与灌木群落相比,草本群落中岷江冷杉幼苗成活率显著提高0.8%(2015年)和1.2%(2016年),说明灌木对林线交错带幼苗更新具有更强的竞争作用。围栏处理下,草本群落中岷江冷杉幼苗成活率显著高于灌木群落;不围栏处理下,草本群落中岷江冷杉幼苗成活率显著低于灌木群落,2017年在不围栏样地没有幼苗存活,说明动物干扰对林线交错带森林更新有阻碍作用。研究表明,高山林线交错带森林更新,受种子、植物竞争和动物干扰(例如,放牧)等多方面因素的共同影响,可以通过播种、植物剔除(去除竞争)和围栏等促进幼苗更新和成活。     

卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物生活型海拔梯度特征

川滇高山栎林隶属于亚高山硬叶栎林类型,是一种广泛分布在横断山地区的特殊植被类型,研究同一群落生活型谱的海拔梯度特征,可以阐明控制群落的重要气候特征以及群落对其气候生境的反映,揭示川滇高山栎种群对空间的利用、群落内部种群间可能产生的竞争及其发展趋势。用环境梯度法,研究卧龙自然保护区巴朗山川滇高山栎群落植物生活型特性随海拔梯度(15个海拔梯度,海拔2200—3600 m)的变化。卧龙巴朗山川滇高山栎群落植物生活型以高位芽植物为主,占36.01%;地面芽和地下芽植物相当,分别为25.92%和29.36%,地上芽植物最少,占0.92%。高位芽生活型物种在各个海拔梯度都占重要地位,占巴朗山全部生活型物种的21.74%—50.00%,随海拔的升高逐渐下降;地面芽植物(H)具有随海拔升高先升高后降低的趋势;地下芽植物(G)生活型随海拔的升高而升高;一年生植物(Th)在整个海拔梯度内占10.00%以下,随海拔的升高波动不大,即在5.67%—8.94%之间。高位芽生活型植物主要以常绿高位芽植物为主,随海拔升高而下降,常绿高位芽植物丰富度呈现随海拔升高逐渐降低的趋势,而且其物种丰富度小于落叶高位芽植物丰富度;在卧龙巴郎山阳坡海拔3300 m以上范围内,大、中高位芽植物仅占3.09%—4.26%,说明森林植被特征在逐渐弱化。比较分析了不同类型植物群落植物生活型特征,阐明了川滇高山栎林是区别于其他常绿阔叶林的特殊类型。