披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

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。     

三种林-茶复合林分中环境因子和茶的光合特征参数的EI变化规律

对栾树-茶（Koelreuteria paniculata—Camellia sinensis）、香樟-茶（Cinnamomum camphora—Camellia sinensis）和枫香-茶（Liquidambar formosana—Camellia sinensis）3种林-茶复合林分中环境因子的日变化及茶[Camellia sinensis（L．）O．Ktze．]的光合特征参数日变化和相关性进行了分析研究。结果显示,在3种林-茶复合林分中,光合有效辐射强度和气温的日变化呈单峰曲线,均在12：00达到最高值;空气相对湿度和大气CO2浓度呈先降后升的日变化趋势,分别在10：00和14：00达到最低值;各环境因子在全天不同时刻均有极显著差异（P〈0．01）。3种林-茶复合林分中茶的净光合速率日变化均表现为不对称的双峰型曲线,峰值分别出现在10：00和14：00,其中枫香-茶复合林分中茶的净光合速率日均值最高（0．80μmol·m^-1·s^-1）;茶的气孔导度与蒸腾速率均在每日的早、晚较低,并在10：00达到最高;胞间CO2浓度日变化整体呈“W”型曲线,每日的早、晚较高,在10：00最低,其中栾树-茶复合林分中茶的胞间CO2浓度的日均值最高;茶的净光合速率和蒸腾速率日均值在3种林-茶复合林分间有极显著差异（P〈0．01）,气孔导度和胞间CO2浓度日均值差异不显著。除气温与茶的净光合速率,以及光合有效辐射强度与茶的胞间CO2浓度、气温和空气相对湿度间相关性不显著外,其余环境因子与茶的净光合速率以及两两指标之间的相关性均达显著或极显著水平。综合分析结果表明,枫香-茶复合林分可改善茶的生长环境,促进茶生长,适合在安徽芜湖推广种植。     

光照和氮磷供应比对木荷生长及化学计量特征的影响

光照和养分限制是影响林下植物生长和更新的关键影响因素,以亚热带主要常绿树种木荷（Schima superba）实生幼苗为试验对象,研究了不同光照（全光照、遮阴即45%全光照）和N、P供应比例（5,15,45）对幼苗生长和化学计量特征的影响。结果表明：（1）遮阴不仅严重抑制了木荷各器官和单株生物量积累,更加剧了P限制。尽管N、P添加对木荷生长没有显著促进作用,但N、P供应比例为5时的性状组合更有利于木荷后期生长,但高N、P供应比例可能导致P限制。（2）遮阴下叶N、P含量显著增加,但叶C/N和C/P比显著降低;不同光照处理组中各器官及总N含量均随N、P供应比例增大而显著增加,而C/N比逐渐降低;P的分配格局发生改变,全光照组各器官P含量为茎 > 叶 > 根,遮阴组各器官P含量为根 > 茎 > 叶。（3）随N、P供应比例增加或光照强度降低,木荷均趋向降低根冠比和根质比、增加叶质比或茎质比。（4）木荷生物量与各器官N、P含量、叶质比呈极显著负相关,而与C/N和C/P比及根冠比、茎质比、根质比呈极显著正相关。光强和N、P比例变化均显著影响了木荷幼苗的养分利用特征,因而木荷作为伴生树种优化林分环境对其早期生长具有重要意义。     

不同光环境对紫背天葵和白背三七生长及光合荧光特性的影响

以紫背天葵(Begonia fimbristipula)和白背三七(Gynura divaricata)两种优良野生蔬菜为研究对象,研究了自然全光照(L0)、郁闭度约50%林下(L1)、郁闭度约70%林下(L2)3种光环境下植株的生长及光合和荧光参数变化,以明确其耐荫性以及林下套种的可行性。结果显示:(1)紫背天葵和白背三七地径和株高在L0和L1处理之间无显著差异,而在L2处理下显著低于L0。(2)两种野菜最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)均随光照强度减弱逐渐降低,表观量子效率(AQY)在3种光环境下无显著差异;PSⅡ潜在最大量子产量(Fv/Fm)、光化学荧光猝灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)也随光照强度减弱而减小,非光化学荧光猝灭系数(NPQ)却随光照强度减弱而增加。(3)两种野菜光合和荧光参数在L0和L1处理之间无显著差异,而在L2处理下显著低于L0。研究表明,在较大郁闭度林分下,紫背天葵和白背三七叶片叶绿素分子捕获激发能的效率降低,其PSⅡ吸收光能用于光化学电子传递的份额减少,而用于热耗散的份额增加,电子传递活性和通过电子传递链传递的能量降低,净光合速率下降,植株生长受到抑制;两种野菜均具有一定的耐阴性,可以在林分郁闭度50%左右的林下正常生长。     

麻栎种源林叶片碳、氮、磷化学计量特征的变异

结合林木育种方法,以3个麻栎种源试验林为研究对象,测定了29个麻栎种源叶片碳、氮、磷化学计量特征.结果表明: 地点(环境)显著影响叶片碳、氮、磷、碳氮比、碳磷比、氮磷比,解释量占总变异量的13.2%～66.7%,而种源(遗传)的影响并不显著,解释量只占总变异量的2.9%～11.0%.叶片氮与碳氮比、氮与氮磷比、磷与碳磷比、磷与氮磷比均具有显著的相关性,且无论是地点间还是东西部种源间均存在共同的标准化主轴斜率.表明在单一树种(麻栎)水平上,种源间具有相似的碳、氮、磷生化过程,其叶片化学计量特征主要受环境的影响;而化学计量特征在地点间和东西部种源间稳定的相关系数反映出叶片化学计量特征的特定耦合比例不受环境和种源的影响,支持化学计量学的内稳性理论.     

沿海地区水杉叶片性状的纬度变化机制

在中国东部沿海地区沿纬度梯度选取8个水杉林,研究水杉的叶片长度、叶片宽度、叶片周长、叶片面积、叶片长宽比、比叶面积、叶片干质量等叶片性状指标的纬度变化规律,分析叶片性状与气象、土壤因子的关系.结果表明: 随着纬度的升高,水杉叶片长、宽、周长逐渐增大,叶面积和比叶面积先增加后降低.在纬度梯度上,水杉叶片性状的变化主要受年均温和年均降水量的影响.随着土壤氮含量的增加,比叶面积呈先下降后上升的趋势,叶干质量则呈显著下降的趋势;随着土壤磷含量的增加,比叶面积逐渐增加,而叶干质量则显著下降.     

上海市郊沿海防护林防护效应的研究

为分析上海市郊沿海防护林的防护效应,于2009年夏季对人民塘水杉(Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng)基干林带前后不同观测点的风速、气温和空气相对湿度等气候因子进行了观测,并对该林带前后1 km处的防台风效应进行了比较;另外,以滨海森林公园的红叶椿(Ailanthus altissima 'Hongye' )林分为观测对象,比较分析了林带内不同垂直高度处的防风效应.结果表明,水杉基干林带具有明显的防风效果,林带内至林带后65 m范围内的风速较林带前均有不同程度的下降,以林带后25 m处的风速最低;在"莫拉克"台风登陆期间,水杉基干林带在较大尺度上具有明显的降低风速的作用;水杉基干林带在一定程度上能降低局部气温、提高空气相对湿度,以林带内的气温最低、空气相对湿度最高,从而达到改善林后小气候的作用.红叶椿林分内不同垂直高度处的防风效应有一定的差异,其中垂直高度2 m处的风速最大,而树冠处(垂直高度5 m)的风速最低.     

两种立地条件下麻栎人工林地上部分养分的积累和分配

麻栎(Quercus acutissima)是一种分布广、用途大、耐干旱瘠薄的乔木树种, 掌握其生长规律和养分利用特性对麻栎人工林的科学经营十分必要。对安徽省滁州市红琊山林场两种立地条件下的麻栎人工林的生长和养分状况进行了对比研究, 结果表明: 在土壤含石量较高、养分含量较少的立地条件下, 12年生的麻栎人工林地上部分生物量为49 180.2 kg·hm^-2; 林木养分总累积量为633.9 kg·hm^-2, 其中N、P、K、Ca、Mg的累积量分别为119.9、18.7、88.5、368.6和38.2 kg·hm^-2。在土壤含石量较少、养分含量较高的立地条件下, 12年生麻栎人工林地上部分生物量为90 774.8 kg·hm^-2; 林木养分总累积量为993.6 kg·hm^-2, 其中N、P、K、Ca、Mg的累积量分别为203.5、23.0、146.9、553.6和66.6 kg·hm^-2。所以, 立地条件对麻栎生长和养分累积具有显著影响。较差立地条件下的麻栎对土壤养分的富集系数较大, 但其凋落物的养分含量较低。研究显示, 麻栎可以通过养分奢侈吸收、提高养分内循环、减少养分损失等途径来适应低养分环境。     

杭州湾滨海滩涂盐基阳离子对植物分布及多样性的影响

滨海滩涂由于其高含盐量显著影响了植物群落分布及生物多样性。目前有关滩涂含盐量与生物多样性的关系研究较多,但不同区域盐基离子组成不同,且对植物的影响也存在较大差异,以杭州湾南岸不同年代形成的滩涂为研究对象,系统监测了50个样方土壤交换性盐基阳离子的组成、分布和植物组成及多样性特征等,采用去趋势典范对应分析(DCCA)、线性回归和多元逐步回归分析了4种盐基阳离子对物种数量、分布和多样性的影响。结果表明,杭州湾南岸滩涂4种主要盐基阳离子含量(g/kg)大小顺序为Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺,其中Ca²⁺占到总含量的61.97%;经DCCA分析发现4种盐基阳离子对植物群落的分布均有显著影响,但以Ca²⁺的影响程度最大;随着盐基离子含量的逐渐降低,物种数量逐渐增加,多样性指数逐渐增加,同时也发现Ca²⁺对两种多样性指数影响最大。