武夷山五种竹子叶、枝、秆碳氮磷化学计量对生长阶段和海拔的响应

探究竹子化学计量特征对生长阶段和海拔的响应对于了解其生理生态特征及生长适应策略至关重要。对武夷山沿海拔分布的五种典型竹子叶、枝、秆的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量内稳态指数(H)进行两个生长阶段的测定。结果显示不论生长阶段的变化,各器官N、P含量的变异系数均显著大于C含量,且秆的N、P含量变异系数要显著大于叶片和竹枝,但不同生长阶段并未改变秆的N∶P (12∶1)。毛竹4月份枝和8月份叶的N、P含量均随海拔增加而降低,而箬竹叶的N、P含量均随海拔增加而增加。海拔和生长阶段的交互作用显著提高了竹秆N含量对生长阶段变化的响应。竹叶N和秆的N、P含量在不同生长阶段具有明显的内稳性调控机制,但竹枝N、P的内稳性特征表现不明显。总而言之,这些结果一方面反映了武夷山五种竹子偏向于选择维持叶N含量的内稳态机制,另一方面调节秆N、P含量的协变来应对海拔和生长阶段变化中养分的利用策略。     

展毛翠雀花期繁殖特征和生物量分配对放牧的响应

生物量分配影响植物生长和繁殖,是植物生活史研究的重要内容。为了了解植物生活史性状对放牧的响应,该研究以青藏高原高寒草甸毒杂草展毛翠雀为对象,分析了放牧干扰对展毛翠雀的花期繁殖分配和性分配的影响。结果表明:放牧显著降低了展毛翠雀的总生物量、个体大小和繁殖投入; 放牧未改变展毛翠雀的营养部分与繁殖部分的等速生长关系,但显著增加了繁殖部分的生物量分配和总花数; 展毛翠雀的个体大小与总花数呈显著的正相关关系,但与性分配呈显著的负相关关系; 展毛翠雀的总花数与单花大小、单花的花瓣比例均表现出负相关关系,表明总花数与单花大小之间、总花数与单花的花瓣比例之间均存在权衡。因此,在放牧条件下,展毛翠雀的繁殖分配和性分配均表现出显著的可塑性。     

武夷山49种木本植物叶片与细根经济谱

植物经济谱能够阐述维管植物在资源获取和储存之间的权衡策略, 为理解生态位分化和物种共存机制等提供科学依据。该研究通过对武夷山49种木本植物的单叶面积(ILA)、比叶面积(SLA)、叶碳含量(LCC)、叶氮含量(LNC)和叶磷含量(LPC)等5个叶片性状以及根组织密度(RTD)、比根长(SRL)、比根面积(SRA)、根碳含量(RCC)、根氮含量(RNC)和根磷含量(RPC)等6个细根性状进行测定, 探讨木本植物叶片与细根经济谱是否存在以及常绿和落叶物种间的植物经济谱差异。结果表明: 沿着性状贡献率相对较大的PC1轴, 能够定义出叶经济谱(LES)、根经济谱(RES)和整株植物经济谱(WPES)。大部分常绿物种分布在经济谱保守的一侧, 而大部分落叶物种聚集在获取的一侧。此外, 叶片PC1、细根PC1和整株植物PC1的两两得分之间均存在显著正相关关系, 常绿和落叶物种具有共同的异速指数, 但不存在共同的异速常数。这些结果揭示了亚热带物种叶片与细根的策略遵循着WPES的协调整合, 表明叶片、细根以及整株植物之间是采取协同变化的资源策略, 而分布于经济谱两端的常绿和落叶物种则是通过不同的方式来构建WPES。     

水环境中工程纳米颗粒物的生态毒理学机理及理想模式生物的筛选

随着纳米技术产业的高速发展,大量工程纳米颗粒物(Engineering nano-particles,ENPs)被排放到自然水环境中,因此对其进行生态毒性及环境风险的研究尤为迫切。综述了ENPs在水环境中的毒理学机理及理想模式生物筛选的研究进展。目前的研究表明ENPs的毒性作用机制主要包括两方面:一是影响细胞信号通路,二是氧化应激造成基因表达的变化。此外,光催化活性、细胞表面附着、溶解特性、表面特征、赋存形态、溶剂效应及与其他环境污染物的协同作用也是可能的毒性作用机理。模式生物的筛选与确定在纳米生态毒理学研究中极为重要。鱼类作为水环境中普遍存在的脊椎动物,群落庞大,其具有行为端点敏感性高、且在生物毒性实验中存在明显的量效关系等特征,被认为是研究ENPs生态毒理学最适合的水生模式生物。研究表明针对在ENPs影响下的未成年鱼类的行为特征研究比传统的胚胎发育及致死率研究更为有效。无脊椎动物和浮游植物同样在各种水环境中普遍存在,对环境污染物极为敏感,且对有害物质具有显著的富集放大效应,因此作为模式生物也具有一定的优势。     

武夷山不同海拔黄山松细根碳、氮、磷化学计量特征对土壤养分的适应

细根的生态化学计量特征承载着植物生存环境的变化信息,从而为探索全球变化对植物内在机制的影响提供理论依据。以江西武夷山国家级自然保护区内五个不同海拔梯度(1200、1400、1600、1800、2000 m)的黄山松为对象,运用挖掘法采样后测定细根C、N、P含量及化学计量比特征,研究不同的海拔下细根对土壤养分变化的适应规律。结果表明:(1)黄山松细根C含量年平均值为(486.27±64.32)mg/g,海拔对其没有显著的影响,与土壤养分之间不存在显著的相关关系。(2)细根N含量年平均值为(9.26±2.09)mg/g,海拔对其没有显著的影响,但与土壤C含量存在显著的正相关关系。(3)细根P含量年平均值为(0.39±0.13)mg/g,与海拔梯度及土壤P含量均存在极显著正相关关系,而与土壤碳氮比呈显著负相关关系。(4)细根氮磷比为26.94±12.51,与海拔梯度、土壤P含量及土壤碳氮比均显著负相关。因此,黄山松细根吸收N是以消耗C为代价;细根P主要受土壤P供应量的限制;武夷山地区N沉降将进一步增加植物的氮磷比,加剧黄山松生长的P限制。     

江西阳际峰30种阔叶树叶片氮磷含量及再吸收效率

养分再吸收是植物养分利用的重要策略,体现了植物对养分留存、利用和适应环境的能力。为研究亚热带不同生活型(常绿与落叶)阔叶树养分含量与养分再吸收的关系,以江西阳际峰国家级自然保护区内30种阔叶树为研究对象,测定成熟和衰老叶片氮(N)和磷(P)含量,分析常绿和落叶树种叶片N和P含量及其再吸收效率差异,揭示阔叶树种叶片养分再吸收效率对植物生活型的响应。结果表明: 落叶树种成熟叶片N和P含量显著高于常绿树种,衰老叶片P含量显著高于常绿树种,而两者衰老叶N含量差异不显著;30种阔叶林木叶片的氮再吸收效率(NRE)与磷再吸收效率(PRE)平均值分别为49.6%和50.9%,两种生活型树种间叶片的NRE与PRE无显著差异;落叶和常绿树种叶片的NRE均与衰老叶N含量呈显著负相关,PRE则与衰老叶P含量呈显著负相关,且这种关系在不同生活型之间差异不显著;总物种的PRE-NRE异速生长指数为1.18。江西阳际峰30种不同生活型阔叶树的养分再吸收效率会影响衰老叶片的养分状况,且相较于N,植物偏好从衰老叶中再吸收P。     

武夷山不同海拔黄山松细根性状季节变化

细根作为植物吸收养分和水分的主要器官,其功能性状对森林生态系统功能具有重要影响。以武夷山黄山松为研究对象,通过对不同季节(春季、夏季、秋季和冬季)和不同海拔(1200、1400、1600、1800 m和2000 m)的黄山松细根的功能性状的测定,分析其细根性状特征随海拔和季节变化的规律。结果表明:(1)黄山松细根比根长(SRL),比根面积(SRA)均随海拔先升高后降低,其均值分别为(9.32±0.35) cm/g与(276.41±68.10) cm~2/g;根组织密度(RTD)随海拔先降低后升高,均值为(0.16±0.05) g/cm~3。根平均直径(AvgDiam)随海拔增加变化不显著,均值为(0.097±0.004) mm。SRL和SRA在海拔1600 m处达到最大,而RTD和AvgDiam的最大值出现在海拔1800 m或2000 m处。(2)SRL和SRA在夏季或秋季达到最大,RTD和AvgDiam最大值则出现在冬季或春季。季节和海拔对各细根性状都有显著影响(P0.01),但季节与海拔对根性状并没有产生显著的交互作用(P0.05)。(3)SRL与SRA间的异速生长指数是1.25,显著大于1.0(P0.01);SRL与RTD存在负等速生长关系,而与AvgDiam存在显著负异速生长关系(P0.01);SRA与RTD,以及RTD与AvgDiam间均存在显著负异速生长关系(P0.01),但SRA与AvgDiam之间不存在异速生长关系。黄山松的细根性状在1600 m处倾向于增加比根长和比根面积,而在海拔1800 m或2000 m处则倾向于增加组织密度与根直径,这与黄山松细根性状从夏秋到冬春的季节变化规律相类似。同时,相对于比根面积来说,黄山松的细根在海拔1600 m处和夏秋季节更倾向于投资比根长来增加养分的吸收。     

亚热带常绿林不同冠层小枝叶面积-叶生物量关系研究

叶面积与叶生物量的关系对于理解植物叶片的碳收益和投资权衡策略具有重要意义。收益递减假说认为植物的叶面积与叶生物量成显著异速生长关系，其异速生长指数<1.0，但该假说是否适用于不同生活型（常绿与落叶）亚热带木本植物不同冠层高度（上下冠层）当年生小枝的叶片仍不清楚。以江西亚热带常绿阔叶林的69种常绿与落叶木本植物当年生小枝上的叶为研究对象，采用标准化主轴回归估计（standardized major axis estimation，SMA）方法检验不同冠层高度和生活型叶面积与叶生物量的异速生长关系。结果显示：（1）当年生小枝叶生物量在不同冠层高度和生活型的植物中无显著差异（P>0.05），叶面积在常绿和落叶植物中有显著差异（P<0.05），常绿和落叶植物的比叶重存在显著差异（P<0.05），而落叶植物的比叶重在不同冠层高度存在显著差异（P<0.05），同一冠层，常绿植物比叶重显著高于落叶植物（P<0.05）；（2）69种植物的叶面积与叶生物量异速生长指数具有物种特异性，60.9%的物种叶面积与叶生物量呈等速生长关系；（3）不同冠层和生活型植物的叶面积与叶生物量呈等速生长关系，但其异速生长常数在不同冠层高度与生活型间存在差异。这些结果表明冠层高度和生活型未改变叶面积-生物量之间的等速生长关系，不支持"收益递减"假说。     

不同海拔典型竹种枝叶大小异速生长关系

为了分析竹子枝-叶大小间的权衡关系,本研究对武夷山不同海拔典型竹种(毛竹、箬竹、肿节少穗竹、毛竿玉山竹和武夷山玉山竹)小枝的叶片总质量、茎质量、单叶质量和出叶强度等性状进行测定.结果表明: 随海拔升高,5个竹种间小枝上总叶质量与茎质量的异速生长指数呈显著下降趋势.竹种内,毛竹、箬竹和肿节少穗竹总叶质量与茎质量在不同海拔上均拥有共同异速生长指数(分别为0.94、0.85、0.84).毛竿玉山竹和武夷山玉山竹的叶茎质量也存在共同异速生长指数(0.79).除武夷山玉山竹外,竹子单叶质量与出叶强度之间均呈显著的负相关关系.5个竹种的单叶质量和出叶强度之间存在共同异速生长指数-1.12.总之,竹类植物的小枝总体上倾向于在低海拔环境中着生更多的叶片,而在高海拔生境下则投资更多的生物量到茎的构造上.尽管竹种间小枝的茎投资随海拔升高而增加,但其基于茎质量的出叶强度策略取决于叶片大小的构建而不是海拔生境差异.     

武夷山落叶林木本植物细根性状研究

细根作为植物吸收水分与养分的重要器官,其性状特征在指示植物的生长和分布等方面的意义重大。以江西武夷山国家级自然保护区落叶林群落木本植物的细根为对象,对根氮含量(RNC)、根磷含量(RPC)、根氮磷比(RN∶P)、根组织密度(RTD)、比根长(SRL)和比根面积(SRA)等6个细根性状进行了研究,并对群落内不同物种以及不同结构单元(灌木和乔木)间细根性状的差异性进行分析。结果表明:武夷山落叶林群落木本植物的平均RNC为(10.27±3.11) mg/g、平均RPC为(0.63±0.17) mg/g、平均RN∶P为16. 36±2. 61、平均RTD为(0. 10±0. 02) g/cm~3、平均SRL为(1582.65±186.67) cm/g、平均SRA为(464.81±64.10) cm~2/g;灌木的SRL显著高于乔木(P=0.033),其余细根性状在灌木和乔木之间无显著差异(P 0.05);在细根性状中,RNC与RPC呈极显著正相关,但与RTD呈显著负相关,RPC、SRA分别与RTD呈极显著负相关,RPC、SRL分别与SRA呈极显著正相关。这可能反映了灌木倾向于通过增加SRL来提高水分和养分的获取能力以增强与乔木的竞争优势;群落中的植物通过改变SRA及RTD进行生长与防御之间的权衡。