Plant leaf traits,height and biomass partitioning in typical ephemerals under different levels of snow cover thickness in an alpine meadow

Aims In the cold life zones, snow cover is a comprehensive environmental factor that directly influences soil temperature, soil water content, light and nutrient availability. Plants in these zones develop a series of unique mechanisms involving phenological characteristics, reproductive strategies, physiology and morphology to adapt to environmental changes. This paper is focused on the responses of plant leaf traits, height and biomass partitioning to variations in snow cover thickness, in order to better understand the responses of plant functional traits and specific adaptation strategies under global climate change scenarios. Methods Three transects were established along a gradient of snow cover in an alpine meadow of Mt. Kaka, in the eastern Qinghai-Xizang Plateau. Primula purdomii, Pedicularis kansuensis and Ranunculus tanguticus, which are three widely distributed and dominant ephemerals, were sampled and studied, particularly at their blooming stages. Plant height, specific leaf area (SLA) and biomass partitioning were measured accordingly. Important findings The values of SLA in Pedicularis kansuensis and R. tanguticus were relatively greater under better soil conditions; it was smaller in Primula purdomii with thick snow cover. The relationship between aboveground biomass and belowground biomass in Primula purdomii was allometric at sites with both thick and thin snow cover. No significant relationships were found between aboveground biomass and belowground biomass in Pedicularis kansuensis and R. tanguticus at some individual sites. However, when samples of the three species were pooled, the relationships between aboveground biomass and belowground biomass were allometric at all sites, which did not support isometric scaling hypothesis. In addition, on sites with either thick or thin snow cover, aboveground biomass had greater rate of accumulation than belowground biomass; whereas on sites with medium snow cover, the rate of biomass accumulation was greater for belowground component than aboveground component. Functional traits and biomass variables were better correlated in Primula purdomii and Pedicularis kansuensis than in R. tanguticus.     

不同密度猪毛菜形态结构性状及生物量分配策略的异速关系

植物的生长特性随环境条件的变化具有可塑性,而不同的环境因素对植物可塑性的影响也不尽相同。利用异速分析的方法,通过模拟退化草地恢复过程中猪毛菜（Salsola collina）的不同种群密度（16、44、100、400株/m²）,研究其形态结构性状及生物量分配策略的异速关系在种群密度间的差异。结果表明,种群密度增大能抑制猪毛菜的生长,而且对猪毛菜的株高、根长、一级分枝数、二级分枝数、三级分枝数以及总分枝长均产生了极显著的影响,表明种群密度的变化使得植物的高生长和侧向生长发生了显著变化。种群密度的变化也引起了植物生物量的变化,其中植物根、茎、叶间的生物关系是一种表观可塑性,植物的生长策略未发生改变,只是植物个体大小发生改变引起的生物量分配的变化。植物株高、总分枝长、一级分枝数及繁殖分配的变化,是由种群密度变化引起的,植物的适应策略发生了改变,是真正的可塑性。种群密度改变了植物的繁殖分配策略,而未改变植物叶的分配策略,说明当环境发生变化时,植物调整了其繁殖策略以适应环境因素的改变,以保证种群的生存繁衍。     

扎龙湿地不同生境芦苇分株的形态特征及生物量分配的异速关系

不同环境条件下的植物个体可以表现出形态特征的分异和物质分配的权衡与调整。采用大样本抽样调查与统计分析方法,比较研究扎龙湿地不同生境芦苇(Phragmites Australis)生殖株和营养株的形态特征以及生物量分配的异速关系。结果表明：在9月末,盐碱生境、旱生生境、湿生生境和水生生境芦苇分株的生长表现出较大的生态可塑性,株高和株重均以盐碱生境最小,水生生境最大,最大值与最小值的比值分别为1.3—3.3和1.8—5.1,分株生长在种群间的变异度高于种群内,与营养株相比,生殖株的变异度较低;分株的支持分配与生产分配的比值为1.8—4.2,生产分配以盐碱生境最高,以水生生境最低,而支持分配和生殖分配表现与生产分配相反的序位;生殖株的花序长和花序重与株高间呈直线函数形式增长,株高和株重低于种群平均值的20%和35%的分株不进行有性生殖;叶重、叶鞘和茎重以及分株重与株高间呈幂函数形式的异速生长关系。植物通过改变个体的形态特征以及调整构件间生物量分配适应不同环境,而受遗传因素控制的构件间生长关系却相对稳定。     

扎龙湿地不同生长期芦苇分株构件生物量分配及生长分析

生物量及其分配规律直接影响着植物的生长和繁殖,也反映了植物的生态适应策略.采用大样本抽样方法,比较扎龙湿地不同生境2个生长期芦苇分株生物量的分配规律.结果 表明:2个生长期中,不同生境芦苇的株高、叶重、叶鞘重、茎重和株重等数量特征均表现出一定的差异,芦苇分株和构件的生长均具有较大的可塑性;芦苇分株和构件生物量的平均分配...     

生长环境与株龄对凤丹当年生果枝的生物量分配的影响

生物量分配研究是了解作物产量形成机制的基础。凤丹是以杨山牡丹（Paeonia ostii）为原种形成的栽培类群,也是新型木本油料作物油用牡丹的主栽品种。该文通过比较凤丹主要产区6龄种群、以及安徽铜陵和上海地区的4、6、8龄种群的当年生果枝大小与生物量分配,探讨环境和株龄对小枝生长与繁殖的影响。结果表明,凤丹植株的果枝数量随株龄增大而上升,不同株龄植株的单个果枝大小和果枝内生物量分配没有明显差异,果枝水平上没有株龄效应,但整株水平上株龄效应明显;果枝大小及生物量各指标之间存在明显相关性,但相关性在种群间变化较大;不同种群的果枝大小及生物量分配差异明显,果枝生物量分配明显随纬度、降水和光辐射强度变化而变化;异速生长方程模拟显示,大部分种群的果枝繁殖与营养生物量或总生物量之间为等速生长关系（斜率=1）,但种群间截距变化较大。这些结果表明栽培环境对凤丹果枝的生长与繁殖有显著效应。     

发育阶段和海拔对岷江源区陇蜀杜鹃小枝功能性状及生物量分配的影响

本研究分析了岷江源区卡卡山典型高山灌丛植物陇蜀杜鹃不同发育阶段(花芽期和开花期)及不同海拔(3600 m低海拔和3800 m高海拔)下功能小枝和叶片性状的差异,以及空间异质性对花芽期和开花期小枝功能性状相关性及其权衡作用的影响。结果表明: 低海拔同一生长期陇蜀杜鹃小枝长度显著大于高海拔,高海拔开花期小枝的花数量和花质量显著高于低海拔。同一海拔花芽期的小枝质量、叶片数量、总叶质量、总叶面积和总叶柄质量均显著大于开花期,单叶质量和单叶柄质量均显著小于开花期。与花芽期相比,开花期叶生物量占比减少了13%,而小枝质量占比显著增加。小枝的生物量权衡表明,花芽期性状倾向于小枝质量,开花期倾向于总叶质量;花芽期的叶偏好分配于单叶质量,低海拔和高海拔开花期叶片分别偏好分配到单叶柄质量和单叶质量。低海拔开花期小枝质量与总叶面积、总叶质量均为异速生长,单叶柄质量和单叶面积为异速生长。海拔和发育阶段共同影响了陇蜀杜鹃功能小枝和叶片的性状。     

遮光处理对不同生育期小麦生物量分配和叶片叶绿素含量的影响

以普通小麦'扬麦12号'(Triticum aestivum 'Yangmai 12') 为实验材料,研究了遮光处理对不同生育期小麦生物量分配和叶片叶绿素含量的影响.结果显示,从拔节期到完熟期,在不同遮光条件下(对照:相对透光率为100%;T1:相对透光率约为80%;T2:相对透光率约为60%;T3:相对透光率约为20%),小麦地上部分、地下部分及全株干质量随着发育期的延续总体呈增加趋势.遮光处理使小麦地上部分和地下部分干质量较对照不同程度降低,其中遮光对地上部分干质量的影响大于地下部分,并且根冠比随遮光程度的增加而增大.从开花期开始,各个生育期T3处理组小麦的根冠比均为最大,对照组小麦的根冠比均为最小.'扬麦12号'地上部分和地下部分异速生长关系为简单的线性异速生长模型,遮光后小麦的异速性减小,按小麦地上部分和地下部分间的异速性由大至小依次排序为对照组、T1处理组、T2处理组、T3处理组.从抽穗期到乳熟期,对照及各处理组小麦叶片的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量在灌浆期(或乳熟期)最高;在不同的生育期,不同遮光处理对小麦叶片中叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量的影响不同,随着遮光程度的增加,各遮光处理组小麦的叶绿素a/b均不同程度低于对照.     

西南典型半寄生植物毛叶钝果寄生的生物量分配研究

为深入理解半寄生植物的生长发育特征及其生存策略,对西南典型半寄生植物毛叶钝果寄生(Taxillusnigrans)的生物量分配模式和异速生长特征进行了研究,并建立了以长度(L)或基径(BD)为自变量的个体生物量(TB)回归模型：TB=0.0027L^2.3077,TB=134.99BD^3.334,TB=4.35L+8.34BD–183.85。结果表明,毛叶钝果寄生在幼龄和非幼龄阶段的生物量分配占比分别为叶>茎>吸器和茎>叶>吸器。在幼龄阶段,毛叶钝果寄生吸器和植冠(叶、茎和果实)间呈等速生长关系;在非幼龄阶段,各器官间的异速生长关系不完全符合异速分配理论,叶与吸器间的异速生长指数(1.01)显著高于异速分配理论的假设值(0.75)(P<0.001),而茎与吸器间呈显著的异速生长关系(P=0.001)。毛叶钝果寄生独特的生物量分配模式以及异速生长特征有利于其对寄生生活的适应。     

白刺不同物候期的生物量分配规律

植物生物量的分配模式是植物对环境适应的结果, 并伴随着植物生活史的每一个阶段, 与植物的生长和发育息息相关。目前关于植物生物量分配的大小依赖性已有相关报道, 但关于其对物候期的响应尚鲜有报道。该研究以乌兰布和沙漠地区白刺(Nitraria tangutorum)为研究对象, 通过对其2016与2017年连续2个生长季里盛花期、盛果期与营养生长期3个物候期的根、压条、新枝、老枝、叶、繁殖器官等部分的生物量测定, 采用标准化主轴回归方程的斜率和截距的显著性比较, 分别探讨了白刺在不同物候期的异速生长的大小依赖程度和相对生物量分配比例, 特别是地上与地下部分之间、支持与同化器官之间, 在不同物候期的生物量分配规律。结果表明: 白刺的繁殖生长对生物量分配模式造成的影响主要体现在相对生物量分配比例(36.00%)而不是个体大小的依赖性程度上(16.67%), 且对新枝的影响较大, 使其不同物候期的大小依赖性程度发生了改变, 但是变化趋势不一致, 同时繁殖生长增加对叶片的相对生物量分配比例, 减少对老枝的相对生物量分配比例, 但并没有改变他们的大小依赖性程度。白刺生长过程中的地下部分生物量分配率随个体生物量的累积均增大, 而繁殖分配会在一定程度内减弱这种速率。白刺随着个体生物量的增大其生物量向支持器官分配率也越大, 但随着生长时间推移, 更倾向于将生物量分配给同化吸收器官。     

四种荒漠植物生物量分配对土壤因子 的响应及异速生长分析

该研究以四种荒漠植物:盐地碱蓬(Suaeda salsa)、新疆绢蒿(Seriphidium kaschgaricum)、对节刺(Horaninowia ulicina)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为对象,采用挖掘法获取完整的植株生物量,测定土壤理化性质,并通过四种荒漠植物生物量、生物量分配比对土壤因子的响应程度以及异速生长模型进行了对比分析。结果表明:(1)四种荒漠植物的生物量、生物量分配比重差异明显;新疆绢蒿具有最大的地上、地下生物量,对节刺的生物量最小;根冠比(R/S)大小排序依次是骆驼刺对节刺、新疆绢蒿盐地碱蓬(P0.05)。(2)利用RDA分析土壤因子对R/S的影响,结果发现土壤因子对新疆绢蒿、盐地碱蓬、骆驼刺、对节刺的R/S解释程度分别是16.3%、24.8%、33.1%、35.4%,其中土壤全氮与对节刺的R/S呈正显著关系(P0.05),土壤水分与盐地碱蓬的R/S呈极显著正相关(P0.01)。(3)四种荒漠植物地上—地下间均具有极显著的相关生长关系(P0.01);新疆绢蒿地上—地下间为等速生长关系(α=1),而对节刺和骆驼刺则均为α=3/4的异速生长关系,盐地碱蓬属于非3/4幂指数的异速生长关系(α1),四种荒漠植物间具有共同的异速生长指数(0.767)。以上结果说明艾比湖优势荒漠植物具有功能趋同性,其空间分配特征对土壤因子的响应存在物种特异性。     

四川间作地区作物高度、覆盖度和叶面积指数的动态变化

为研究间作系统的作物参数,于2005年在四川间作地区进行了作物高度、覆盖度和叶面积指数的时间变化研究.结果表明:作物的高度、覆盖度和叶面积指数随时间变化很大;玉米的最大高度是177 cm,最大覆盖度(86%)出现在花期,最大叶面积指数是1.96;红苕的最大和最小株高分别为22和12 cm,最大覆盖度(73%)出现在薯块膨大期,最大叶面积指数为1.79.与玉米间作时,红苕所有作物参数均受玉米影响.在玉米-红苕间作系统中,最危险的侵蚀期是玉米收获后至红苕覆盖度最大期.     

Effects of seasonal snow cover on decomposition and carbon,nitrogen and phosphorus release of Picea schrenkiana leaf litter in Mt. Tianshan,Northwest China

季节性雪被下显著的冻融格局差异可能对干旱区山地森林凋落叶分解过程产生重要影响, 但一直未见深入研究。2015年10月至2016年10月, 采用凋落物分解袋法, 研究了天山典型树种雪岭云杉(Picea schrenkiana)凋落叶在季节性雪被覆盖下的3个关键时期(冻融期、深冻期、融冻期)以及生长季(生长季早期和生长季末期)的分解动态和碳、氮、磷释放特征。结果表明: (1)经过一年的分解, 不同雪被厚度下雪岭云杉凋落叶分解率为24.6%-29.2%, 且存在显著性差异。分解系数k值厚雪被覆盖最大, 无雪被覆盖最小。(2)冬季雪被覆盖期雪岭云杉凋落叶分解对当年分解总量的贡献达46.0%- 48.5%, 其中对冻融期凋落叶分解影响较为明显。(3)随着凋落叶的分解, 雪岭云杉凋落叶氮含量总体呈增加趋势; 碳含量和碳氮比大致呈下降趋势, 在深冻期和生长季末期不同雪被处理下碳含量呈显著性差异; 而凋落叶磷含量呈不规则变化趋势, 且在冻融期和融冻期不同雪被厚度下呈显著性差异。(4)整个雪被覆盖季节凋落叶氮元素表现为富集, 碳和磷元素表现为释放; 其中, 在融冻期薄雪被和中雪被处理下碳元素富集率最大, 在冻融期薄雪被、中雪被和厚雪被处理下, 融冻期无雪被和厚雪被下以及生长季早期中雪被和厚雪被下氮元素富集率最大, 而雪被对凋落叶磷释放的影响不显著。     

季节性雪被对天山雪岭云杉凋落叶分解和碳氮磷释放的影响

季节性雪被下显著的冻融格局差异可能对干旱区山地森林凋落叶分解过程产生重要影响, 但一直未见深入研究。2015年10月至2016年10月, 采用凋落物分解袋法, 研究了天山典型树种雪岭云杉(Picea schrenkiana)凋落叶在季节性雪被覆盖下的3个关键时期(冻融期、深冻期、融冻期)以及生长季(生长季早期和生长季末期)的分解动态和碳、氮、磷释放特征。结果表明: (1)经过一年的分解, 不同雪被厚度下雪岭云杉凋落叶分解率为24.6%-29.2%, 且存在显著性差异。分解系数k值厚雪被覆盖最大, 无雪被覆盖最小。(2)冬季雪被覆盖期雪岭云杉凋落叶分解对当年分解总量的贡献达46.0%- 48.5%, 其中对冻融期凋落叶分解影响较为明显。(3)随着凋落叶的分解, 雪岭云杉凋落叶氮含量总体呈增加趋势; 碳含量和碳氮比大致呈下降趋势, 在深冻期和生长季末期不同雪被处理下碳含量呈显著性差异; 而凋落叶磷含量呈不规则变化趋势, 且在冻融期和融冻期不同雪被厚度下呈显著性差异。(4)整个雪被覆盖季节凋落叶氮元素表现为富集, 碳和磷元素表现为释放; 其中, 在融冻期薄雪被和中雪被处理下碳元素富集率最大, 在冻融期薄雪被、中雪被和厚雪被处理下, 融冻期无雪被和厚雪被下以及生长季早期中雪被和厚雪被下氮元素富集率最大, 而雪被对凋落叶磷释放的影响不显著。     

高寒草地不同坡向披针叶黄华蒸腾速率与叶性状的关系

植物蒸腾速率(Tr)与叶性状间的协同变异关系,对理解异质性生境下植物叶片形态构建模式及其生态适应性具有重要意义。利用ArcGIS建立研究区域的数字高程模型(DEM),并提取样地坡度数据,研究了祁连山高寒草地不同坡向披针叶黄华叶性状与Tr的关系。结果表明:随着坡向由北坡向东坡、西坡、南坡转变,草地群落的密度、高度和土壤含水量逐渐减小,披针叶黄华叶面积(LA)与Tr呈减小趋势,而叶厚度呈增大趋势;在南坡和北坡披针叶黄华的Tr与LA之间存在极显著正相关关系(P0.01),与叶厚度之间存在极显著负相关关系(P0.01),在东坡和西坡披针叶黄华的Tr与LA之间存在显著正相关关系(P0.05),与叶厚度之间存在显著负相关关系(P0.05)。生长在南坡的披针叶黄华选择了小而厚的叶片和低的Tr,生长在北坡的披针叶黄华选择了大而薄的叶片和高的Tr,体现了异质生境中植物通过叶片生物量分配机制实现资源有效利用的生存策略。     

干热河谷植物叶片,树高和种子功能性状比较

植物功能性状 (plant functional trait)是近年来生态学研究的热点。以云南怒江和澜沧江干热河谷36种木本植物为研究对象,选取比叶面积 (SLA)、植株高 (H) 和种子干重 (SM) 3个功能性状,研究它们的相互关系,比较其在河谷间、河谷内的差异。结果表明:1)两个河谷内36种木本植物的以上3种功能性状间没有显著的相关性 (P值分别为0.8739,0.5763,0.5517);2)河谷间的比叶面积存在显著差异 (P=0.02944),植株高和种子干重无显著差异 (P分别为0.4070, 0.8867);3)两个河谷内木本植物功能性状中,种子干重差异最大,植株高次之,比叶面积最小。     

青海高寒区典型人工林植物多样性、地上生物量特征及其相关性

研究青海高寒区典型人工林植物多样性与生物量关系有助于植物多样性及生物量的相互预测,对于阐明植物多样性对生态系统的作用具有重要意义。以青海高寒区典型人工林为研究对象,采用标准地调查法、生物量模型估算法、生物量收获法等对人工林乔木层、灌木层和草本层的植物多样性及地上生物量进行定量研究,得到以下结果:(1)青海高寒区人工林植物多样性表现为草本层高于灌木层与乔木层,群落植物多样性受草本层植物多样性影响较大。(2)林龄为20年的人工林地上生物量介于921.9532—6314.9671 g/m~2之间,林龄为35年的人工林地上生物量介于9563.0731—15181.1201 g/m~2之间,不同林分类型之间地上生物量差异显著。(3)青海省高寒区人工林灌木层与草本层地上生物量占地上总生物量的比例较小,分别在0.77%—1.49%,0.004%—18.54%之间,乔木层地上生物量在群落地上总生物量中起主导地位。(4)青海高寒区人工林群落及草本植物丰富度与草本地上生物量之间呈三次函数关系(P0.05)。