祁连山优势树木碳水化合物资源分配的海拔和树种效应

海拔梯度造成的温度、水分和土壤肥力等环境异质性会影响树木的生长, 但是不同树木的生理差异也决定了树木资源分配权衡还存在很多不确定性。为探明祁连山地区青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Juniperus przewalskii)非结构碳水化合物(NSC)含量的海拔和树种效应差异, 该研究以祁连山两个优势针叶树种青海云杉和祁连圆柏为研究对象, 分别设置了高海拔(3 300 m)和低海拔(2 850 m)两个采样高度, 采用t检验和多因素方差分析比较了不同海拔两个树种NSC及其组分(可溶性糖、淀粉)含量的差异, 分析叶、树干、粗根和细根间的NSC及其组分含量的资源分配权衡特征, 明晰不同海拔青海云杉和祁连圆柏生长限制因素和生理生态适应机理。结果表明: (1)低海拔青海云杉整株和各器官NSC及其组分含量均显著高于高海拔青海云杉; 而低海拔祁连圆柏整株和各器官NSC及其组分含量均显著低于高海拔祁连圆柏; (2)不同海拔两个优势针叶树种可溶性糖主要投资在叶, 而淀粉主要投资在粗根和树干; (3)高海拔青海云杉的可溶性糖与淀粉的比值显著高于低海拔青海云杉, 说明高海拔青海云杉将更多的碳用于生长, 而低海拔青海云杉将更多的碳用于储存; (4)海拔、树种、器官以及它们的交互作用显著地影响NSC及其组分含量及可溶性糖:淀粉, 其中树种分别解释了NSC、淀粉总变异的38%和37%; 器官分别解释了可溶性糖、可溶性糖:淀粉总变异的68%和42%。该研究结果阐明了不同海拔青海云杉和祁连圆柏的生长限制因素及其资源分配权衡, 为理解不同海拔和不同树种的生态适应机理以及祁连山森林生态系统的保护提供了科学参考。     

不同海拔青海云杉与祁连圆柏叶片抗氧化系统

以祁连山寺大隆林区连续海拔梯度(2 665~3 365 m)上青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Sabina przewalskii)为材料, 测定叶片中抗氧化保护系统的变化, 探讨常绿木本植物抗氧化系统对高山极端环境的适应机制。结果显示, 祁连圆柏和青海云杉叶片中丙二醛(MDA)含量均与海拔高度呈正相关, 相同海拔上青海云杉MDA含量极显著高于祁连圆柏(p＜0.01)。随海拔升高, 两树种抗氧化保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和非酶促抗氧化剂脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(AsA)、还原性谷胱甘肽(GSH)含量均呈明显增加趋势。青海云杉叶片的AsA水平高于祁连圆柏, 但对海拔变化的敏感性较低; 祁连圆柏的GSH、Pro水平及其对海拔变化的敏感性均高于青海云杉。结果表明, 研究区青海云杉所受过氧化伤害较祁连圆柏更严重, 但两树种清除O₂^-·的能力相当而主要负责分解H₂O₂的酶种有所不同: 祁连圆柏中为POD, 青海云杉中则为CAT、APX和GR, AsA-GSH循环系统在青海云杉活性氧清除中的作用强于在祁连圆柏中, 祁连圆柏的活性氧清除物质可能以Pro为主。     

星斗山常绿落叶阔叶混交林木本植物叶功能性状及其多样性特征分析

为探究亚热带常绿落叶阔叶混交林中木本植物叶功能性状的变异特征,以及群落功能多样性在海拔梯度下的响应规律。该研究以鄂西南地区的星斗山国家级自然保护区海拔1 200～1 700 m的常绿落叶阔叶混交林为研究对象,对群落内木本植物的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶厚度(LT)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)6种叶功能性状的变异特征进行了分析,并分析了群落水平下木本植物叶功能性状和功能多样性对海拔变化的响应。结果表明:(1)星斗山保护区内木本植物叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶厚度、叶氮含量和叶磷含量平均值分别为151.49 cm~2、247.98 cm~2/g、34.08%、0.21 mm、16.59 mg/g和0.04 mg/g,其变异幅度依次为206.96%、57.00%、28.15%、52.38%、24.83%和76.92%。(2)在植物科、叶习性、生活型和树高4个因素中,科类群对6种叶功能性状的影响最大,其次为叶习性。(3)海拔对叶面积、叶干物质含量、叶磷含量影响极显著(P0.001),但对比叶面积、叶厚度和叶氮含量无显著影响(P0.05)。(4)不同海拔梯度上群落生物承载量、功能丰富度、功能分离度和功能离散度均达到显著差异(P0.05),仅功能均匀度在海拔梯度上差异不显著。     

湖北星斗山地形变化对不同生活型植物叶功能性状的影响

探究地形变化对不同生活型植物叶功能性状的影响有助于深入理解森林群落物种组成的维持特征。该研究以湖北星斗山常绿落叶阔叶混交林为研究对象, 测量了50个样地中224种木本植物的叶面积、叶厚度、叶干质量、叶干物质含量和比叶面积, 运用单因素方差分析揭示了乔木、灌木和木质藤本的叶功能性状变异特征, 并采用偏曼特尔检验分别从群落水平和物种水平分析了地形变化对不同生活型木本植物叶功能性状的影响。研究发现: 不同生活型植物叶性状变异系数分布范围为23.42%-110.45%; 不同生活型之间的植物叶功能性状差异明显。群落水平上, 海拔与乔木叶干质量、灌木叶面积和木质藤本叶厚度显著正相关, 坡度仅对灌木和木质藤本比叶面积具有显著影响, 坡向与灌木叶厚度、叶干质量和比叶面积显著正相关。物种水平上, 海拔比坡度和坡向对植物叶功能性状影响更为显著, 且不同物种对地形变化的敏感度不一致; 在控制空间结构影响后, 地形因子对植物叶功能性状的影响降低。该研究结果表明, 不同生活型植物的叶功能性状对地形变化的响应格局不同, 这可能是星斗山常绿落叶阔叶混交林植物多样性的主要维持机制。     

湖北星斗山地形变化对不同生活型植物叶功能性状的影响

探究地形变化对不同生活型植物叶功能性状的影响有助于深入理解森林群落物种组成的维持特征。该研究以湖北星斗山常绿落叶阔叶混交林为研究对象,测量了50个样地中224种木本植物的叶面积、叶厚度、叶干质量、叶干物质含量和比叶面积,运用单因素方差分析揭示了乔木、灌木和木质藤本的叶功能性状变异特征,并采用偏曼特尔检验分别从群落水平和物种水平分析了地形变化对不同生活型木本植物叶功能性状的影响。研究发现:不同生活型植物叶性状变异系数分布范围为23.42%–110.45%;不同生活型之间的植物叶功能性状差异明显。群落水平上,海拔与乔木叶干质量、灌木叶面积和木质藤本叶厚度显著正相关,坡度仅对灌木和木质藤本比叶面积具有显著影响,坡向与灌木叶厚度、叶干质量和比叶面积显著正相关。物种水平上,海拔比坡度和坡向对植物叶功能性状影响更为显著,且不同物种对地形变化的敏感度不一致;在控制空间结构影响后,地形因子对植物叶功能性状的影响降低。该研究结果表明,不同生活型植物的叶功能性状对地形变化的响应格局不同,这可能是星斗山常绿落叶阔叶混交林植物多样性的主要维持机制。     

神木天坑不同小生境木本植物叶功能性状的差异与关联

为进一步探讨天坑生境下木本植物的生存策略，该研究以神木天坑不同小生境(底部、坑腰和边缘)的木本植物为对象，选取叶厚度、叶组织密度、叶面积等10个叶功能性状指标，运用单因素方差分析和相关性分析等方法，分析了天坑木本植物叶功能性状的变异特征以及小生境对木本植物叶功能性状的影响。结果表明：(1)在神木天坑木本植物10个叶功能性状中，叶面积变异系数最大(113.9%),叶碳含量变异系数最小(10.5%)。(2)天坑边缘、坑腰的乔木叶组织密度显著高于底部(P<0.05),天坑底部乔木、灌木的叶钾含量显著高于边缘(P<0.05),3种小生境中木质藤本未出现显著差异(P>0.05)。(3)不同小生境叶功能性状相关性存在一定差异，从天坑底部到边缘小生境，叶厚度与叶面积逐渐呈极显著正相关；主成分分析结果显示叶组织密度(-0.833)、叶钾含量(0.782)、叶干物质含量(-0.647)贡献较大，是神木天坑不同小生境木本植物叶功能性状的主要指标。综上认为，叶功能性状之间普遍关联，天坑木本植物通过对叶功能性状的权衡来适应不同小生境。该研究结果为了解植物对特殊生境的适应机制以及天坑植被的保护...     

祁连山中部优势灌木物种叶功能性状参数变化特征

植物叶功能性状是连接植物与外界环境的重要桥梁,是探索植物适应环境、进行全球气候变化研究的指标,也是生态水文模型重要的输入参数。通过高时间分辨率样品的采集结合图像处理技术,对祁连山中部优势物种金露梅(Dasiphora fruticosa)和鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)叶功能性状变化特征进行研究,结果表明：叶面积(LA)从生长初期到生长末期发生明显变化,且2020年6—7月初灌木叶面积变化最为明显;比叶面积(SLA)分别在76—157 cm²/g之间和120—217 cm²/g之间,金露梅SLA平均值(123 cm²/g)<鬼箭锦锦鸡儿SLA平均值(176 cm²/g);在生长初期金露梅的叶面积指数(LAI)明显大于鬼箭锦鸡儿,金露梅和鬼箭锦鸡儿的叶面积指数随时间的变化都符合三次函数;生物量与基径和高度的乘积呈显著性相关,最优回归模型均为幂函数;地上生物量与叶功能性状参数在不同阶段的模拟方程均不同,地上总生物量与叶生物量在生长期的最优选择模型分别呈S型函数和幂函数,金露梅的单株地...     

摩天岭北坡森林木本植物叶性状在物种和群落水平沿海拔梯度的变化

该研究采用样线和样地相结合的方法,对甘肃省白水江国家级自然保护区摩天岭北坡大垭子梁森林不同海拔(1 600~2 100m)的植物群落进行野外调查、采样分析,并运用线性回归分析、Pearson相关性分析及曲线拟合分析方法,研究木本植物的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳氮磷含量(LCC、LNC、LPC)及其计量比(C/N、C/P、N/P)等叶性状变化特征,以及在物种和群落水平随海拔梯度的变化趋势和相关性。结果表明:(1)摩天岭北坡大垭子梁山地森林为落叶阔叶林带,共有木本植物13科23种,其中乔木6种,灌木17种,且整体上灌木种类较为丰富。此外,有些物种在不同海拔间都有分布,如华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、胡枝子(Lespedeza bicolor)等,反映出不同植物对于异质环境的适应。(2)8个叶功能性状中变异系数最小的是LCC(4.6%),属于弱变异,最大的是SLA(42.1%),其他叶性状都属于中等变异,表明在其他叶性状的协同作用下,使得木本植物的碳获取保持在一定的水平以确保群落的稳定性。(3)叶片功能性状间的关联性普遍存在,是植物适应环境的一种对策.该研究表明SLA-LNC以及LNC-LPC在物种和群落水平上的相关性及其相关程度均一致,而其他叶性状间相关关系则有所不同,这为以后进行大尺度研究时对叶性状的选择提供了一定的依据。(4)叶性状随海拔的变化趋势,除C/N和N/P在物种和群落水平上变化趋势不一致外,其他各个性状随海拔的总体变化趋势基本一致,但显著程度只有LNC一致外其他均不同,反映了木本植物的不同叶片功能性状对海拔造成的不同环境的适应。     

藏东木本植物群落功能性状分布与环境的关系

研究植物群落功能性状间的相关关系及其对环境变化的响应,能够有效揭示植物功能性状的权衡模式及其对环境的适应策略。藏东昌都地区位于横断山脉西北部,复杂气候地貌孕育了丰富的植物资源,是青藏高原森林灌丛生态系统主要组分和国际生物多样性保护的热点地区。以藏东森林灌丛群落优势木本植物为研究对象,在大量野外调查基础上,采用相关分析、主成分分析、线性回归和方差分析等方法,研究了该区域植物功能性状间的相关关系、功能性状对环境变量的响应规律以及功能性状的变异来源。结果表明：(1)藏东木本植物表现出适应高寒环境的性状权衡模式,即：比叶面积、叶体积较小而叶干物质含量较大,叶磷含量和叶钾含量协同变化;(2)海拔和气候变量共同驱动着藏东木本植物功能性状的变化,并且藏东木本植物倾向于采取“高投入—慢回报”提高御寒能力的保守型适应策略;(3)海拔是影响藏东植物功能性状变异最显著的环境变量,种间变异在藏东植物群落功能性状随环境变化中起主要作用。研究结果揭示了藏东木本植物功能性状的权衡模式及其对高寒环境的适应策略,有助于加深对藏东自然植物资源分布规律和生态功能的认识,为区域生态系统功能和生物多样性保护提供科学依据。     

关于《祁连山北坡中段森林植被梯度分析及环境解释》一文中两个问题的讨论

一、植声 :文中研究的木本植物群落种类较少 ,结构相对简单 ,数据没考虑草本层 ,信息损失量太大 ,尤其对数量分析来说是欠妥的 ,影响结果的可信性。作者 :森林群落是祁连山北坡植被的一个重要组成部分。受制于地貌特征和海拔梯度 ,祁连山中段地区的森林植被呈现出以青海云杉林和祁连圆柏林为主体 ,各种灌丛镶嵌分布的景观格局。本文是以构成森林主体的木本植物 (乔木和灌木 )为研究对象 ,探讨森林群落格局与环境因子的关系。确切地讲 ,是探讨木本植物群落格局与环境关系 ,关于这一点 ,在文中已有了明确的交待。按照植声的论断 ,对于种类较少…     

羌塘高原降水梯度植物叶片、根系性状变异和生态适应对策

叶片和根系是植物获取资源的最重要的器官,其性状随环境梯度的变化反映了植物光合碳获取和水分与养分的吸收能力及其对环境变化适应的生态对策。羌塘高原降水梯度带高寒草地群落叶片和根系成对性状关系研究不仅能揭示环境梯度对植物性状的塑造作用,也可为理解寒、旱和贫瘠等极端环境下植物的适应策略提供依据。为此,选择3组具有代表性的叶片和根系成对性状:比叶面积(SLA)和比根长(SRL);单位质量叶氮含量(LN_mass)和单位质量根氮含量(RN_mass);单位面积叶氮含量(LN_area)和单位长度根氮含量(RN_length),分析不同优势植物地上、地下成对性状变异特征及其与环境因子的关系,探讨植物性状对高寒生态系统水分和养分限制因素的适应策略。研究表明,区域气候和土壤环境导致的叶片性状变异大于根系性状的变异,干旱端的植物既具有高的SRL,又具有高的叶片和根系的养分含量(LN_mass,LN_area和RN_mass)。SLA-SRL、LN_mass     

井冈山鹿角杜鹃群落灌木层植物叶功能性状对海拔梯度的响应

为揭示鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)群落灌木层植物叶功能性状及其对环境变化的响应趋势,对分布于井冈山不同海拔梯度鹿角杜鹃群落灌木层植物的叶功能性状进行了研究。结果表明,海拔梯度对灌木植物的叶功能性状有显著影响。随海拔的升高,叶片的干物质含量(LDMC)、厚度(LT)、氮含量(LNC)、磷含量(LPC)呈显著上升趋势,比叶面积(SLA)和N/P呈显著下降趋势,而叶大小(LS)呈先上升后下降的变化趋势;灌木植物叶片的LDMC与SLA、LS呈负相关,与LT、LNC、LPC呈正相关;SLA与LT、LNC呈负相关;LS与LT呈负相关;LNC与LPC呈正相关;N/P与LPC呈负相关;环境因子对灌木植物叶功能性状有重要影响,除受海拔的影响外,LPC、N/P还受坡位的影响,LS、LNC则分别还受到坡向和坡度的影响。因此,井冈山地区鹿角杜鹃群落灌木层植物通过改变叶功能性状来适应海拔和其它环境因子的变化。     

天山北坡植物土壤生态化学计量特征的垂直地带性

生态化学计量工作专注于植物与土壤的元素比例关系及其环境解释等问题上,还需要分析在连续环境梯度上元素比例关系的变化规律以进一步加深已有的认识。受水热梯度的影响,植被与土壤在天山北坡均存在明显的垂直地带性,这为探讨植物土壤生态化学计量特征的垂直带谱提供了有利条件。在天山中段北坡海拔1000—3840m范围内,按海拔梯度对植物和土壤分别采样,测定其C、N、P含量。结果表明:(1)随海拔的升高,植物C、N、P含量及其计量比变化规律各不相同,C含量随海拔变化保持不变,仅山地针叶林显著低于亚高山灌丛草甸、高山垫状植被和山前灌木(P0.05);N含量、C∶P、N∶P随海拔先升高后降低,山地针叶林和亚高山灌丛草甸显著高于山地荒漠草原、山地草原、高山垫状植被(P0.05);P含量、C∶N则是随海拔先降低后升高,高山垫状植被显著高于其他植被类型,山地荒漠草原、山前灌木和高山草甸显著高于山地草原、针叶林和亚高山灌丛草甸(P0.05)。(2)从生活型角度,乔木、灌木和草本C、N含量、C∶N差异不显著,灌木P含量、C∶P、N∶P显著高于草本(P0.05);乔木和灌木更受P限制,草本更受N限制。(3)随海拔的升高,土壤C、N、P含量、C∶P、N∶P均先升高后降低,其中山地针叶林和亚高山灌丛草甸均显著高于山地荒漠草原和山地草原(P0.05),土壤C∶N表现为一直降低,山地荒漠草原显著高于其他植被类型(P0.05)。(4)植物C、N、P及计量比与土壤相关性分析中,仅植物C∶P与土壤C∶P相关性显著,且植物C、N、P含量与土壤相关系数小于植物C∶P、N∶P与土壤相关系数。在垂直地带性上,土壤主要通过生态化学计量比影响植物的生长。     

高寒草地类型和海拔对濒危藏药独一味生长繁殖特征的影响

为探讨高寒草地类型和海拔对独一味(Lamiophlomis rotata)生长与繁殖特征的影响,在玛曲三种草地类型和三个海拔梯度下进行随机样方调查和样品收集,并对独一味的生长和繁殖特征指标进行测定.结果表明:(1)不同草地类型中,独一味地上部特征表现为高寒沼泽化草甸>高寒山坡草甸>高寒灌丛草甸,地下部特征表现为高寒沼泽...     

高寒草地植物生存策略地理分布特征及其影响因素

植物性状能够反映植物的生存策略,是植物生态学的研究热点之一。植物CSR策略模型将植物物种分为3类:在资源丰富环境中能够最大程度提高生物量的物种(竞争型物种:C策略);在干扰频率较高的环境中能够快速摄取资源并繁殖的物种(投机取巧型物种:R策略);在资源贫瘠环境中能够保持个体生存的物种(耐受型物种:S策略)。植物叶片性状对环境梯度具有适应性的改变,性状的改变对植物生存策略产生影响,但是青藏高原植物叶片性状是如何影响植物CSR生存策略的,其机制尚不清楚。该研究探究了高寒草地植物CSR生存策略的分布特征,以及环境因子对CSR生存策略的影响机制。2020年7–8月,对青藏高原高寒草地53个样点进行了调查,测定植物叶片叶面积、叶片鲜质量和叶片干质量等性状,并计算C、S、R值。然后,分析关键地理环境要素对植物CSR策略影响的主要因子和作用机理。结果表明:(1)在青藏高原高寒草地,植物的生存策略主要以S策略(41.6%–96.7%)为主。(2)随着经度的增加,青藏高原高寒草地C策略植物所占比例自西向东逐渐上升;在海拔梯度上,高寒草地C策略植物所占比例随着海拔的升高而降低。(3)随机森林分析结果显示降水...     

Patterns and origin of intraspecific functional variability in a tropical alpine species along an altitudinal gradient

Background : Intraspecific functional variability (IFV) along altitudinal gradients is a powerful proxy to infer the responses of plants to abrupt environmental changes. We envisage that IFV shows distinctive patterns in tropical and extratropical alpine regions.

Aims : To characterise the patterns and explore the origin of IFV in a tropical alpine species in a context of upward range extension.

Methods : We examined variations in a series of plant functional traits in Lasiocephalus ovatus, inside and outside a nurse plant along a 600 m altitudinal gradient in the Ecuadorian Andes, and we studied its genetic variability.

Results : More conservative traits were developed at higher elevation, in contrast to extratropical alpine plants, which commonly develop opportunistic traits in response to late snowmelt close to their upper altitudinal limit. The presence of nurse cushions did not alter this trend. Increasing genetic distance along the gradient suggested that IFV might be partly genetically induced.

Conclusions : Our data combined with existing literature in tropical alpine environments lead the way to a stimulating scientific challenge: determining if patterns of plant altitudinal distribution in tropical alpine areas in response to climate change are predictable from patterns described in extratropical alpine areas.