尤溪天然米槠林植物碳氮磷的化学计量特征及其分配格局

以福建尤溪的天然米槠[Castanopsis carlesii(Hemsl.) Hayata]林乔木层、灌木层和草本层的26个主要优势种为研究对象,分析了植物不同器官的C、N和P含量及其比值的差异及相关性,并对不同器官C、N和P含量在不同层次间的分布特征进行了研究.结果显示:同一器官中均为C平均含量最高、P平均含量最低;其中,叶片中C、N和P含量分别为344.95 ～ 486.15、6.26 ～ 19.50和0.18 ～0.62 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为22.52 ～61.21、696.64～2 589.72和11.38 ～58.94;根系中的C、N和P含量分别为277.95 ～458.30、1.41 ～12.73和0.13 ～0.44mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为34.63 ～296.17、731.45 ～3 372.69和8.81 ～34.41;乔木层和灌木层植物枝条中C、N和P含量分别为407.75 ～473.75、3.10 ～7.39和0.09～0.61 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为57.43 ～148.15、776.64～5 054.44和7.05 ～48.11;乔木层植物树干中的C、N和P含量分别为432.56 ～463.32、2.67 ～6.35和0.16 ～0.31 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为68.12 ～167.73、1 494.58 ～2 860.63和11.35 ～29.06.乔木层植物的不同器官按C含量由高至低依次排序为叶片、枝条、树干、根系,按N和P含量由高至低依次排序为叶片、枝条、根系、树干;灌木层植物的C含量在枝条中最高、根系中最低,N和P含量在叶片中最高、枝条中最低;而草本层植物地上部分的C、N和P含量均高于地下部分.除根系中的N含量与P含量呈极显著正相关外,同一器官的C、N和P含量间均无显著相关性,但与C/N、C/P和N/P比值间大多有极显著的相关性.不同器官的C、N和P含量也因植物所处层次的不同而异,其中乔木层植物叶片中均最高、草本层植物叶片中均最低;乔木层植物全株的C含量最高、N含量最低,草本层植物全株的N含量最高、C含量最低,各层植物全株的P含量比较接近.研究结果表明:尤溪天然米槠林内植物叶片的C、N和P含量均偏低,P缺乏很可能是限制该林分植物生产力的最重要元素.     

短期氮磷配施对刨花楠细根形态及其土壤微生物的影响

以1年生刨花楠幼苗为研究对象,通过不同的氮磷配施实验,采用扫描根系法和磷脂脂肪酸法,研究不同氮磷配施处理对刨花楠幼苗1—4级细根根序形态特征及其土壤微生物的影响。结果表明:(1)4种氮磷配施处理均显著增加了刨花楠1—2级根的比根长和比根面积(P0.05),降低了3—4级根的比根面积(P0.05);(2)通过不同梯度的氮磷配施,1—2级细根的根组织密度呈下降态势,而3—4级根的组织密度则显著增加(P0.05),体现低级根与高级根之间的权衡;(3)4种氮磷配施处理都显著降低刨花楠1—4级细根的平均直径(P0.05);(4)随着氮磷比的增加,微生物总量及细菌、真菌与放线菌数量等均呈现先增加后降低的趋势,并均在N∶P为10∶1时达到最大;(5)氮磷配施条件下,细菌、真菌等与1—2级细根的比根长和比根面积呈显著正相关,而与4级根的比根长和比根面积则呈显著负相关,革兰氏阳性菌、真菌等与3—4级根的组织密度存在显著正相关,而与1—2级根的组织密度无显著相关性。各级根序的平均直径均与土壤微生物无显著相关性。研究结果表明,短期氮磷配施以N∶P为10∶1的效果最好,其最有利于提高刨花楠苗木细根的养分吸收能力与养分吸收效率,苗木通过调整细根形态来适应氮沉降,其地下生物群落如土壤微生物及其与细根的关系也发生变化,进而影响地下生态系统碳氮循环和养分流动。     

不同种源刨花楠林下幼苗叶功能性状与地理环境的关系

研究9个种源地天然刨花楠林下幼苗主要叶功能性状差异及其与地理环境的关系,分析刨花楠林下幼苗对地理环境变化的响应与适应机制.结果表明: 不同种源间刨花楠林下幼苗主要叶功能性状种内变异系数较大(8.8%～28.2%),其中种源间比叶面积、叶相对含水率、叶组织密度和叶厚差异显著,表明刨花楠林下幼苗具有较强的叶片形态可塑性.叶组织密度与叶干物质含量、叶相对含水率均呈显著正相关,与比叶面积、叶厚则呈显著负相关;比叶面积与叶干物质含量、叶面积均呈显著负相关,反映刨花楠林下幼苗可通过叶片性状组合的调整和平衡以响应地理环境变化.影响刨花楠林下幼苗叶功能性状可塑性的主要环境因子为经度、纬度、>10 ℃年积温和年均温.叶厚随着经度的增加而降低,叶干物质含量和叶相对含水率则随着经度的增加而增加;叶组织密度与经度和年均温呈显著正相关,且经度对其影响大于年均温;叶面积与>10 ℃年积温和经度呈显著正相关,且前者对其影响大于后者.     

中国森林凋落物不同组分异速比例关系

森林凋落物(litterfall)是森林植物在其生长发育过程中新陈代谢的产物, 在物质循环和能量流动方面起着重要作用。该文利用已发表的我国主要森林凋落物的研究数据, 分析了不同组分(叶、枝和繁殖器官)凋落物量之间及其与总凋落物量之间的异速比例关系。结果表明: 我国森林叶、枝和繁殖器官的平均凋落物量分别为3 810.34、1 019.07和767.95 kg·hm^-2·a^-1; 温度、降水量、林龄对森林凋落物量均有一定程度的影响, 其中温度对各组分凋落物量的影响最大。叶凋落物量(L_L)与总凋落物量(L_T)之间呈等速生长关系(L_L ∝ L_T^0.96), 繁殖器官和枝的凋落物量(分别为L_P和L_B)与L_T之间呈异速比例关系, 分别为L_P ∝ L_T^1.84和L_B ∝ L_T^1.61。不同组分凋落物量之间具有显著的异速比例关系, 其异速指数均小于1.0。不同林型(常绿林和落叶林)各组分凋落物量之间的异速比例关系无显著差异。了解不同组分凋落物量与总凋落物量之间的异速比例关系可以为更加精确地估算森林生产力提供理论依据。     

同期生长在种源地与异地同质园刨花楠叶性状分析

为辨别环境变化与遗传因素对植物叶片主要功能性状的影响,以同期生长在4种源地母树林下及异地同质园的1.5年生刨花楠苗木为研究对象,对其叶片表型及养分性状进行对比分析。结果显示：(1)刨花楠叶面积、叶厚、叶干物质含量等叶片表型性状受遗传与环境因素共同影响;叶片碳(C)含量受遗传因素调控,环境对其影响较小;叶片氮、磷(N、P)含量主要受环境因素影响;(2)不同种源刨花楠比叶面积、叶厚、叶干物质含量、叶形指数等性状变异系数较大(8.85%—37.03%),其中江西遂川种源变异系数相对较大,而湖南茶陵种源则相对较小,各种源都倾向于通过调节比叶面积、叶厚、叶片氮磷含量等性状以适应生境变化;(3)种源地与同质园刨花楠的比叶面积虽均与叶厚呈显著负相关,但同质园刨花楠比叶面积与叶形指数呈显著正相关,与叶片氮含量无明显相关,而种源地刨花楠比叶面积则与叶形指数无明显相关,与叶片氮含量则呈显著负相关;(4)不同种源苗木叶性状指标在种源地与同质园间存在不同的协调与权衡,体现了植物在不同生境下的适应策略。其中湖南茶陵种源在两种生境下都具有更保守的资源获取策略,而江西安福种源对环境变化则更为敏感,资源获取策略更为灵...     

氮磷配施对刨花楠幼林细根性状的影响

氮磷是陆地生态系统植物生长的主要限制性元素,细根对植物生长具有重要影响.为了解氮磷配施对刨花楠人工幼林细根性状的影响,以3年生刨花楠人工幼林为对象,于2016年和2017年每年4-9月的每月中旬进行氮磷配施(添加比例分别为8∶1、10∶1、12∶1、15∶1),测定比根长、比表面积、平均直径、根组织密度、总碳、总氮含量...     

刨花楠叶片碳氮磷化学计量比与个体大小的关系

以9和13年生刨花楠为对象,分析叶片碳氮磷含量与林木胸径的关系,研究林木叶片碳氮磷化学计量特征在个体大小及林龄间的变化规律.结果表明： 利用实生苗所营造的刨花楠人工林,个体分化随年龄增大而明显;两刨花楠人工林林木叶片C、N、P含量及C∶N均存在显著差异,但二者叶片C∶P及N∶P差异不显著;9 年生林木叶片平均C、N、P含量及N∶P均低于13年生林木,但叶片C∶N、C∶P高于13年生林木;同一林龄中,不同个体大小之间叶片的N、P含量及化学计量特征均存在显著差异;9年生刨花楠不同个体叶片N、P含量及其化学计量特征与胸径呈显著线性相关,13年生不同个体林木叶片N、P含量及C∶P、N∶P与胸径呈显著抛物线关系,而C∶N与胸径呈显著线性相关;9年生刨花楠叶片N、P转移率高于13年生,叶片N、P在生长季与非生长季的养分转移策略因不同生长阶段和生长环境而产生差异.     

不同种源刨花楠苗木生长与主要功能性状对氮添加的响应

氮是影响植物生长的重要营养物质元素,生物量分配模式和功能性状反映植物在不同环境中的适应性策略,揭示不同种源个体对氮沉降的生态响应,有助于阐明植物对氮沉降的适应机制。该研究以刨花楠(也称刨花润楠, Machilus pauhoi)典型分布区福建万木林、福建茫荡山、江西遂川、浙江建德、湖南茶陵、江西安福6个种源地的刨花楠苗木为对象,通过设置施肥和不施肥处理,探讨氮添加、种源及其交互作用对刨花楠苗木生物量分配与功能性状的影响。结果表明:1)氮添加会显著促进刨花楠苗木的生物量累积及其相对生长速率,建德种源苗木在施氮处理后长势最好;氮添加对各种源苗木生物量分配的影响表现不同,添加氮会显著增加建德和安福种源苗木叶质量分数及万木林和安福种源苗木的叶茎比。2)氮添加对各种源苗木叶性状的影响存在差异;施氮会显著降低建德、茶陵和安福种源苗木的比叶面积,增加茶陵种源苗木的叶面积及叶片氮磷比。3)各种源苗木细根主要功能性状对氮添加的响应也存在差异;施氮会显著降低建德种源苗木的细根平均直径及遂川、建德和安福种源苗木的根组织密度,但却会增加万木林种源苗木根组织密度、茫荡山和建德种源苗木的比根长及遂川和建德种源苗木...     

毛竹扩张对亚热带常绿阔叶林主要树种叶结构型性状的影响

毛竹扩张对常绿阔叶林生态系统的影响问题已成为近年国内外关注的热点问题之一。通过对常绿阔叶林和竹阔混交林内甜槠、青冈、枳椇以及青榨槭4树种主要叶结构型性状的调查与测定,分析毛竹扩张对常绿阔叶林主要树种叶结构型性状的影响。结果表明:(1)毛竹扩张不会显著改变乔木层4树种总体叶结构型性状特征。(2)不同生活型阔叶树种对毛竹扩张的响应策略不同。受毛竹扩张影响,常绿阔叶树种叶组织密度(LTD,leaf tissue density)显著减小;落叶阔叶树种叶宽(LW,leaf width)显著减小,叶形态指数(LMI,leaf morphology index)则显著增大。(3)毛竹扩张会使乔木层4树种间部分叶结构型性状差异特征发生改变,竹阔混交林中乔木层4树种间LMI、LTD、比叶面积(SLA,specific leaf area)及叶干物质含量(LDMC,leaf dry matter content)的差异特征不同于常绿阔叶林;毛竹向常绿阔叶林扩张后,甜槠叶长(LL,leaf length)、LW及叶面积(LA,leaf area)显著增大;青冈LMI显著增大,LDMC和LTD显著减小;枳椇的LMI显著增大,LW、LTD显著减小;青榨槭的LW显著减小。(4)毛竹扩张会造成乔木层树种部分叶结构型性状间关系发生改变,使林木的LL与LW、LA与LW间的截距减小,造成林木LL与LW、LA与LW之间的数量关系发生改变。     

3种功能型林木幼苗叶片与细根碳氮磷化学计量特征及其异速关系

为了比较不同功能型林木叶片与细根碳氮磷化学计量特征及其异速关系的差异,本研究以刨花楠(常绿阔叶)、福建山樱花(落叶阔叶)和福建柏(常绿针叶)的幼苗为对象,对其叶片和细根的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其计量比关系进行分析。结果表明: 3种树木幼苗的叶片与细根的C、N、P含量及其计量比存在显著差异,其中,叶片与细根的C含量及C/N、C/P均以刨花楠最高,N含量和N/P以福建山樱花最高,P含量以福建柏最高;3种幼苗叶片的C、N、P含量和C/P、N/P均高于细根。叶片的C、N、P含量及其计量比之间的异速关系与细根不同,且受功能型差异的影响;3种幼苗叶片的C/P与N/P之间存在着指数明显不同的异速关系,但其细根的N、P含量均为等速关系。3种幼苗叶片和细根的C、N、P含量及其计量比关系也存在差异;刨花楠叶片和细根的关系主要显示为叶片C含量与细根P含量的异速关系,福建山樱花则主要显示在叶片C、N含量及C/N、N/P与细根C/N、N/P间的异速或等速关系,而福建柏主要是叶片C含量与细根C、N、P含量间的异速关系,福建山樱花叶片与细根的养分分配更具协调性。3种幼苗叶片和细根对P的投资策略具有相似性。研究结果为实施林木苗期精准养分管理与高效培育技术等提供了科学依据。