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。     

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。     

不同混交比例对杉木和大叶榉幼苗功能性状的影响

了解林木功能性状在不同培育模式下的变异和关联,对揭示林木生态适应性及其生态功能具有重要意义。选取了亚热带地区两种常见人工林树种杉木、大叶榉幼苗为研究对象,设置4种不同栽培模式的盆栽试验：单一杉木（4C）,单一大叶榉（4Z）和杉木、大榉树3种混栽模式（1C3Z、2C2Z、3C1Z）,研究不同混交比例对其叶、茎、根功能性状的影响。结果表明：（1）杉木总叶面积、叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度在混栽模式下显著减小,而比叶面积显著增大;根长和比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量在混栽模式下显著低于4C处理,不同混栽模式之间差异不显著。（2）大叶榉单叶面积在3C1Z处理下最高,总叶面积随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大,比叶面积在不同处理间无显著差异,叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均在2C2Z处理下最大,而瞬时水分利用效率在2C2Z处理下最小;根长在3C1Z处理下显著增大,比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大。综合来看,杉木和大叶榉混合处理中杉木种间竞争大于种内竞争,而大叶榉相反;随杉木在混栽处理中比例减少,其主要通过增加比叶面积,提高净光合速率,减少茎生物量积累来适应种间竞争关系;而大叶榉随其在混栽处理中比例的减少,显著增加叶面积和根长来提高资源利用率,减少地下资源分配,提高地上茎生物量积累。因此,树种混交比例将显著影响林木功能性状及其生物量积累,选择适宜混交比例对混交林可持续经营具有重要意义。     

朱砂根幼苗在不同光照强度下的形态和生理响应

通过人工遮荫模拟不同生境光强(100%、52%、33%、15%和6%的相对光照)的方法,对朱砂根(Ardisia crenata Sims)幼苗形态、生物量和生理指标的变化特征进行了分析。研究结果显示,朱砂根单株生物量在52%相对光照处理下显著高于其他光照处理,在15%～52%相对光照处理下分配给叶片的生物量比例高于全光照(100%)和极弱(6%)光照处理,但根冠比不受光强影响,其结构可塑性相对较低。硝酸盐含量随遮荫强度的增加而增大,且在6%相对光照处理下显著增加,硝酸盐还原酶的活性同硝酸盐含量变化规律一致,表明朱砂根主要通过改变叶面积和比叶面积等形态指标,以及调整生物量的分配和光合色素含量来适应不同的光环境。叶绿体超微结构分析结果显示,在15%～52%相对光照处理下,叶绿体数量较多且细胞结构较完整,而100%和6%光照处理下的叶绿体数量明显减少,且细胞结构严重受损发生质壁分离现象。因此,朱砂根适宜生长的光照条件为15%～52%,尤其是33%～52%的相对光照条件更佳。     

麻栎和闽楠幼苗叶功能性状及生物量对光照和施肥的响应

光照和养分条件是影响植物生长的重要环境因子,不同生活型植物对环境异质性的响应机制不同。以落叶阔叶树种麻栎和常绿阔叶树种闽楠幼苗为研究对象,设置2个光照梯度（全光照和45%全光照）和4个施肥梯度（不施肥、氮磷供应比为5、15和45）共8种处理,研究光照和施肥及其交互作用对麻栎和闽楠生物量和叶形态、生理及化学性状的影响,并探讨了叶功能性状和生物量的关系。结果表明：（1）光照、施肥及其交互作用对光合气体交换参数（除水分利用效率外）、叶绿素荧光参数、叶形态指标（除比叶面积外）、单位质量叶氮含量和根冠比影响显著（P<0.05）。此外,光照和施肥对地上生物量和总生物量影响显著（P<0.05）。（2）全光照显著增加了麻栎和闽楠单株总叶面积和地上、地下生物量及总生物量（P<0.05）,而遮荫降低了非光化学猝灭系数、光合氮利用率和根冠比,增加了单位质量叶氮含量。（3）在全光照处理中,施肥显著增加了麻栎和闽楠水分利用效率（P<0.05）;在遮荫处理中,氮磷供应比45显著增加了麻栎和闽楠净光合速率和水分利用效率（P<0.05）。（4）麻栎和闽楠在全光照中倾向于资源获取策略,在遮荫中偏向于资源保守策略。在光照和施肥处理中,麻栎和闽楠单株总叶面积与地上生物量均显著正相关（P<0.05）。总之,单株总叶面积是预测麻栎和闽楠幼苗地上生物量变化的稳定指标,施肥有助于增加低光环境下麻栎和闽楠幼苗的生态适应能力。     

不同种源麻栎生长性状的地理变异

本研究在江西永丰、浙江开化和安徽滁州3个试验点,以32个种源的麻栎试验林为对象,分析了不同种源间林木生长变异、主要经济性状(地上单株生物量)随林龄的动态变化,并基于AMMI模型进行生长性状稳定性分析和优良种源选择。结果表明: 3个试验点麻栎不同种源间的树高、胸(地)径和地上单株生物量均具有显著差异。麻栎地上单株生物量受地点、种源、种源×地点交互作用的显著影响,其中地点对生长变异影响最大,其次为种源和种源×地点。不同地点麻栎苗期(1～3年生)和幼林期(4～11年生)优良种源的选择结果具有较大差异。根据第11年地上单株生物量分别筛选了在当地表现较好的种源,江西永丰试验点7个优良种源,高出试验点均值15.6%～57.8%;浙江开化试验点7个优良种源,高出试验点均值19.2%～45.2%;安徽滁州试验点8个优良种源,高出试验点均值24.9%～63.3%。综合生长量和稳定性表现,筛选出4个适于3个地理区域短轮伐期炭用林培育的优良种源,这些种源地上单株生物量均值为36.55 kg,稳定性参数均值为0.97。     

浙北52种景观树种对大气硫、氟污染物吸收富集能力研究

为探究浙北地区常见景观树种对大气硫、氟污染物的吸收净化能力,采用典型调查法对嘉兴市北部化工区(污染区)和中央公园(清洁区)共52种景观树种叶片的硫、氟含量进行测定,对其在污染环境中吸收富集硫、氟污染物的能力进行评价。结果表明,浙北地区52种景观树种叶片硫、氟含量差异较大,不同采样点和不同生活型之间的变异也较大。灌木树种叶片硫和氟含量略低于乔木,但高于小乔木;落叶树种叶片硫和氟含量均高于常绿树种。依据叶片对硫、氟的生物富集系数(BCF)和叶片的硫、氟含量,将这52种景观植物分为5大类,筛选出对硫、氟污染的综合修复能力较强的树种,如杨树(Pterocarya stenoptera)、柳树(Salix babylonica)、火棘(Pyracantha fortuneana)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、红花继木(Loropetalum chinense)、榉树(Zelkova serrata)、桂花(Osmanthus fragrans)和红枫(Acer palmatum‘Atropurpureum’)等。这些可为浙北地区植物修复化工区硫、氟污染研究提供借鉴。     

Effects of light intensity variation on nitrogen and phosphorus contents,allocation and limitation in five shade-enduring plants

Aims To enhance the understanding on nitrogen (N) and phosphorus (P) physiological responses to different light environments in shade-enduring plants and provide references to improve the stand structure and ecosystem functions of plantation forests.Methods We selected seedlings of five shade-enduring species with high ecological and economic value in subtropical area of China to study the effects of light intensity on leaf N and P contents, allocation and nutrient limitation in shade-enduring plants. A light intensity gradient of five different levels was set to simulate the varying understory light environment.Important findings With decreasing light intensity, the total biomass and total N and P accumulation of five shade-enduring plants all showed a decreasing trend, but N, P contents in different organs increased. Among them, Gardenia jasminoides (GJ) had the highest while Illicium henryi (IH) had the lowest N content; The P contents of Quercus phillyraeoides (QP) and GJ were significantly higher than Elaeocarpus sylvestris (ES), Ardisia crenata (AC) and IH. QP and GJ had the highest N, P contents under extremely low light intensity (6% natural light intensity) condition (LIC), while AC and IH had the highest N and P contents in low (15% natural light intensity) and moderate (33% and 52% natural light intensity) LIC. ES demanded differently for LIC on N and P, which were 52% and 6% natural light intensity, respectively. N and P allocation of ES, AC and IH followed leaf > root > stem, but for QP and GJ were root > leaf > stem. Decreasing LIC significantly affected N and P allocation. N content variations shown good consistency among different organs under higher LIC (100% natural light intensity) while distinct variability under lower LIC (15% and 6% natural light intensity) in all five species. Phosphorus contents exhibited good consistency in IH, QP and GJ but varied in ES and AC. Decreasing LIC significantly affected organ N/P ratios of shade-enduring plants, but the fundamental growth restriction patterns remained. Light intensity variation and tree species co-regulated N, P utilization and allocation in shade-enduring plants, and then affected the total biomass and total N, P accumulation, which might result from the change of N and P utilization strategy. Therefore, light intensity preference and N, P nutrient balances in shade-enduring plants should be taken into account when constructing multiple layer and uneven-aged forests.