坡向因子对黄土高原草地群落功能多样性的影响

研究群落水平上的植物功能性状特征及功能多样性随坡向的变化规律,对认识不同坡向上的植物群落形成过程具有重要意义。以黄土高原不同坡向上的自然草地群落为研究对象,比较研究了植物功能性状(株高和比叶面积)和功能多样性测度指标(功能丰富度、功能均匀度和功能离散度)随坡向的变化规律。研究结果显示:(1)阴坡的株高和比叶面积显著高于其他坡向;(2)一元性状的功能丰富度在不同坡向间均无显著差异;阴坡和半阴坡的多元性状功能丰富度显著高于阳坡;(3)阴坡的株高功能均匀度显著高于半阳坡,而比叶面积功能均匀度在各坡向的差异并不显著;多元性状功能均匀度在不同坡向差异显著,阴坡最高,半阳坡最低;(4)阴坡和半阴坡的株高功能离散度显著高于阳坡和半阳坡,而半阴坡的比叶面积功能离散度显著高于阳坡;半阴坡的多元性状功能离散度Rao指数显著高于阳坡。研究结果暗示了,在阴坡和半阴坡上,植物对群落内的生态位空间和资源利用更充分,种间竞争强度较低,不同物种之间生态位高度分化;而在阳坡和半阳坡上,由于水分等条件的限制植物可占据的生态位空间有限,导致其对占据的生态位空间使用不足,物种间资源竞争较强烈。在群落水平上,研究地区的植物功能性状及功能多样性随坡向的规律性变化,反映了黄土高原植被群落构建过程中坡向因子对功能性状的筛选效应。该研究结果对该区的植被恢复重建的物种选择及植被布局规划具有重要实践意义。     

狗娃花叶片生态化学计量特征及功能性状对坡向的响应

坡向对植物叶片生态化学计量特征及功能性状有显著影响。研究不同坡向上植物叶片生态化学计量特征与功能性状有助于了解植物对环境变化的响应及适应。以兰州地区狗娃花叶片为研究对象,分析其生态化学计量及功能性状随坡向的变化特征。结果显示:阳坡叶片C含量(408.12 g·kg^-1)、C∶P(348.61)与N∶P(29.71)均显著高于阴坡(其值分别为400.75 g·kg^-1、196.69和16.60),N含量(34.81 g·kg^-1)和C∶N(11.72)与阴坡无显著差异(其值分别为34.07 g·kg^-1和12.24),而P含量(1.67 g·kg^-1)显著小于阴坡(2.56 g·kg^-1);阳坡比叶面积及叶片含水量(10.55 cm2·g^-1、59.06%)与阴坡(9.70 cm2·g^-1、60.65%)无显著差异,叶干物质含量(0.14 g·g^-1)和叶面积(0.31 cm2)均显著低于阴坡...     

黄土高原沟壑区水肥因子对冬小麦经济性状的影响

利用田间试验方法,研究了不同水肥条件对冬小麦主要经济性状的影响．结果表明,限制黄土高原沟壑区冬小麦生产的最主要因素是肥而不是水．在任何灌水条件下,施肥对冬小麦的经济性状都有明显的正效应;而只有在施肥的条件下,灌水才有正效应;否则,灌水反而有负作用．     

寄主植物对桑寄生植物叶片功能性状的影响

为了解寄生植物叶片功能性状的差异及其影响因素,研究了西双版纳地区寄主植物对3种桑寄生植物叶片功能性状的影响,并分析了桑寄生植物与寄主植物叶片功能性状的相关性。结果表明,不同寄主植物的相同寄生植物叶片功能性状存在显著差异,来自7种寄主植物的五蕊寄生(Dendrophthoe pentandra)的叶片含水量(61.2%～70.1%)、氮含量(9.6～16.0 g/kg)、碳氮比(30.8～48.5)以及缩合单宁含量(3.3%～11.0%)等性状的差异较大;从4种寄主植物上获取的澜沧江寄生(Scurrula chingii var.yunnanensis)的叶片含水量(60.0%～71.7%)、碳含量(431.3～502.3 g/kg)和缩合单宁含量(3.8%～9.9%)等性状也呈现较大种间差异,而在2种寄主植物上的离瓣寄生(Helixanthera parasitica)的叶片功能性状没有显著差异。桑寄生植物与寄主植物的叶片含水量、总碳含量、总氮含量、碳氮比和缩合单宁含量呈显著的正相关。寄主植物作为桑寄生植物营养物质的主要来源,会影响桑寄生植物叶片的相应功能性状。桑寄生植物能从寄主植物获...     

不同测定方法下叶片穿透力与叶片功能性状之间的关系

为探究不同校准方法和不同穿刺针直径作用下叶片穿透力测定结果是否存在差异,以及该结果与叶片功能性状之间的关系,选取了30种双子叶植物,分别测定其2.0、1.0、0.5 mm穿刺针直径下的穿透力、撕裂力和叶片的功能性状等指标。结果表明(：1)叶片穿透力在3种不同穿刺针直径作用下差异显著(P<0.05),其在以周长校准方法下,同一物种在穿刺针直径0.5与1.0 mm的差异显著性占所有物种之比为76%、0.5 mm与2.0 mm为76%、1.0 mm与2.0 mm为33%(P<0.05);而同样在以横截面积校准下则为66%、56%、30%(P<0.05)。(2)不同校准方法下3种穿刺针直径之间的叶片穿透力在同一生活型中差异不显著,而在草本分别与灌木和乔木等不同生活型中差异显著(P<0.05),同时0.5 mm直径针的穿透力均大于1.0 mm和2.0 mm。(3)叶片穿透力与叶片角质层厚度、叶片厚度、撕裂力呈显著正相关(P<0.05),与比叶面积呈显著负相关(P<0.05),且以针周长校准的穿透力与叶片功能性状的相关性强于以横截面积校准的穿透力,而不同直径穿刺...     

黄土高原不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律

叶片作为植物与外界进行物质交换的桥梁,其解剖性状能够相互协调以应对外界环境对植物生长造成的不利影响,从而反映出植物对环境变化所采取的适应策略。通过对黄土高原不同植被带(森林草原带、典型草原带、荒漠草原带)草地群落中常见115种植物(包括单子叶植物,双子叶植物,木本植物和草本植物四种功能型植物)叶片进行取样,并运用石蜡制片技术和光学显微技术获得叶片解剖性状(包括表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶肉厚度和叶片厚度),旨在研究不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律及其与群落内物种相对优势度之间的关系,为黄土高原植被恢复和生态环境改善提供理论依据。结果表明：(1)沿着干旱梯度,从森林草原带、典型草原带到荒漠草原带,除叶肉厚度外,植物各叶片解剖性状值均呈现增大趋势,表明干旱地区叶片的旱生结构特征明显。(2)不同功能型植物叶片解剖性状与环境因子的关系各异。木本植物和草本植物的栅栏组织厚度和栅海比均与降水和土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)。同时,木本植物的叶片厚度与水分呈显著负相关关系(P<0.05),而草本植物表皮厚度仅与土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)...     

黄土高原典型小流域草地群落功能性状对土壤水分的响应

植物功能性状可以响应生境的变化并决定生态系统的功能,探究植物功能性状间的关系及其随土壤有效水分梯度的变化规律,对认识不同水分条件下植被在群落水平碳水代谢关系和维持水分平衡的生理生态学机制具有重要意义。以甘肃定西典型半干旱黄土小流域草地群落为研究对象,采用排序分析和回归拟合方法,分析了30个代表性草地样地中7个植物功能性状加权均值对土壤有效水分的响应以及响应性状间的相关关系。结果显示:(1)7个性状中,除叶宽与土壤有效水分无明显相关外,叶长、株高、叶面积、比叶面积、叶厚和叶干物质含量均与土壤有效水分显著性相关,可识别为草地在群落水平对土壤水分的响应性状。(2)草地群落通过降低株高,减小叶长、叶面积和比叶面积,增加叶厚和叶干物质含量以适应土壤有效水分减少;其中叶干物质含量的解释度最大,是土壤水分的最优响应性状。(3)除叶厚与叶长无显著相关外,其余功能性状均存在显著相关,说明草地群落的功能性状在土壤水分梯度上已基本形成了一个相互权衡或协同变化的功能性状组合。     

植物叶片功能性状及其环境适应研究

植物叶片是连接植物与外界环境的重要桥梁,其功能性状变化受外界环境和系统发育的共同影响。充分了解不同环境下叶片功能性状的变化对探讨植物对环境的适应性具有重要意义。本文阐述了叶片功能性状的类型及其功能意义,综述了影响叶片功能性状2个主要因素（环境因子和系统发育历史）的相关研究,探讨了叶片功能性状对植物适应环境的意义。最后,对叶片功能性状研究的现状及未来趋势进行了展望。     

桂林岩溶石山植物群落植物功能性状对不同坡向环境因子的响应

该研究以桂林岩溶石山不同坡向的植物群落为对象,探讨植物功能性状(比叶面积、叶绿素含量、木材密度和环境因子随坡向的变化规律。结果表明:比叶面积和叶绿素含量为阴坡>半阴坡>阳坡,阴坡和半阴坡分别与阳坡差异性显著;木材密度为阴坡<半阴坡<阳坡,阴坡、半阴坡分别与阳坡差异性显著。土壤有机质含量表现为阴坡大于阳坡,且阴坡与阳坡差异性显著;土壤全磷、土壤有效磷均表现为阳坡含量最高,且阴坡与阳坡差异性显著;土壤有效钾、土壤全钾则分别为阴坡、半阴坡含量最高,土壤全钾含量在各坡向上差异均显著,而土壤有效钾则为阴坡、半阴坡与阳坡均差异性显著。回归分析表明群落水平比叶面积在阴坡和半阴坡上与土壤有机质含量呈显著负相关;群落水平叶绿素含量与土壤全磷含量和土壤有效钾含量在阴坡上呈显著正相关;在不同坡向梯度上群落水平木材密度与环境因子无相关性。群落水平上植物功能性状随坡向的变化规律,反映了岩溶石山植物群落构建过程中环境对功能性状的筛选效应。     

喀斯特森林木本植物叶片功能性状对土壤特性的响应

为明确喀斯特森林植物叶片功能性状对土壤特性的响应,采用样地与样线相结合的方法调查茂兰喀斯特森林的木本植物群落,计算不同地形木本植物叶片加权平均性状值,运用单因素方差分析和冗余分析不同地形植物叶片功能性状的差异及其与土壤特性的关系。结果表明, 在生长型(常绿、落叶)和群落水平上,植物叶片功能性状在不同地形间存在显著差异(P<0.05),其中叶面积最为敏感,对生境的响应明显,常绿植物的叶厚度大于落叶植物,比叶面积则相反,而叶绿素含量差异不显著(P>0.05)。不同地形间土壤特性差异显著(P<0.05),漏斗地形土壤的田间持水量、毛管孔隙度、全氮含量、全磷含量及有机质含量较高,土壤肥力最佳,槽谷和阴坡次之,而阳坡地段土壤相对贫瘠。不同地形植物叶片功能性状与土壤特性间具有相关性,但不同地形土壤特性对叶片功能性状变异的解释率不同,影响植物叶片功能性状的主要土壤特性为有机质含量、全氮含量、全磷含量、田间持水量和土壤容重。茂兰喀斯特森林不同地形植物叶片功能性状和土壤特性的差异较大,随着土壤特性的改变,叶片功能性状的响应特征不同,这有利于林区物种共存及生物多样性维持。     

黄土高原子午岭不同森林群落叶功能性状

对黄土高原子午岭地区5种主要森林群落中重要值>0.1的物种叶功能性状进行了比较,结果表明:1)叶干物质含量(LDMC)与比叶面积(SLA)呈负相关;SLA与叶厚度(LT)呈负相关,但与叶氮含量(LNC)和叶磷含量(LPC)呈正相关;LT与LNC、LPC和叶钾含量(LKC)呈负相关;LNC、LPC和LKC三者之间均呈正相关。2)坡位是影响叶大小(LS)、LT、LNC和LKC的主要地形因子,海拔对LPC和SLA的影响最大,而坡向则是影响LDMC的主要因子。因此,叶功能性状之间所呈现的特征及其对立地条件的适应都表现出了植物的生态策略。3)各群落间的乔木层叶功能性状均有显著差异,灌木层的叶功能性状无显著差异,而草本层除了LDMC无显著差异(P>0.05)外,其他叶功能性状均有显著差异,说明群落的叶功能性状的大小取决于群落内物种的叶功能性状及其重要值。     

青藏高原东缘亚高寒草甸植物叶性状对微生境变化的响应

研究甘南亚高寒草甸5个不同坡向植物叶性状对微生境变化的响应.结果表明:阳坡、半阳坡、西坡、半阴坡、阴坡植物种分别为25、36、42、47、49种.土壤水分、土壤养分、土壤温度、光照度、pH值在各坡向间差异显著.半阴坡的土壤水分含量最高;阳坡照度最大,日均土壤温度最大,土壤pH值最大.比叶面积、叶干物质量、叶片含水量、净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率在各坡向间差异显著,表明植物在微生境中的光合策略不同.矮嵩草和蒲公英为阳坡优势种,矮嵩草、蒲公英、少花米口袋、圆穗蓼为半阳坡与西坡的优势种,金露梅、圆穗蓼、狼毒为半阴坡与阴坡的优势种.生境的优劣导致阳坡生物量低、半阴坡生物量高,但两者的多样性和丰富度均较低;西坡生物量为中等水平且多样性和丰富度最高.     

黄土高原草地植物叶脉性状沿环境梯度的变化规律

叶脉在维持叶片水分和光合能力方面具有重要作用,研究植物叶脉沿环境梯度的变化规律有利于从生理结构的角度探究植物叶片对环境变化的适应策略。以黄土高原中部为研究区域,沿水分和养分梯度从东向西选取10个取样点,涵盖了3种主要的植被带类型（森林草原、典型草原和荒漠草原）,共获得519种植物叶片并测定其叶脉性状,包括叶脉密度（VLA,mm/mm²）、叶脉直径（VD,μm）和单位面积叶脉体积（VV,μm³/mm²）,旨在探究不同脉型植物（包括网状脉、平行脉和单叶脉）叶脉性状的变异规律。结果表明：（1）黄土高原植物VD和VV沿经度增加减小,而VLA无明显变化（P>0.05）。（2）在不同脉型植物中VLA和VD的负相关关系只在网状脉和平行脉中存在,VLA和VV的正相关关系只在网状脉存在,VD和VV的正相关关系在不同脉型植物中均存在。（3）黄土高原自东向西随经度减小,网状脉植物的3种叶脉性状均显著增大（P<0.01）,但变化趋势较弱（R²=0.02-0.07）;平行脉VLA无显著变化,VD和VV显著减小（P<0.01）;然而,单叶脉植物的3种叶脉性状均无显著变化（P>0.05）。（4）叶脉类型是影响叶脉性状变异的主要因素（解释度为27.84%-62.25%）。环境因子中,土壤因子（主要是土壤水分和养分含量）对3种叶脉性状的解释度（0.54%-2.91%）大于气候因子（0.02%-0.77%）。这些结果表明,不同脉型植物具有不同的适应策略,未来在研究叶脉对环境变化的响应和变异规律时要考虑到叶脉类型的影响。     

黄土高原北部水蚀风蚀交错区苔藓多样性及苔藓结皮发育的微生境特征

微生境因子对苔藓结皮的物种分布和发育有重要调控作用。为探明其作用途径和影响程度,以黄土高原水蚀风蚀交错区的苔藓结皮为研究对象,通过样线法调查了8种微生境中苔藓结皮的物种分布和发育特征,结合结构方程模型剖析了植物冠层覆盖、坡向和坡度对苔藓多样性和苔藓结皮发育的影响途径并量化了其影响系数。结果表明: 1)与无冠层相比,冠层覆盖使苔藓的Patrick、Shannon、Pielou和Simpson指数分别降低了63.4%、66.6%、91.0%和68.3%,但使苔藓结皮的厚度、生物量和叶绿素含量分别提高了0.5、0.2和1.3倍;2)北坡样地的4种苔藓物种多样性指数较南坡分别提高了0.6、0.9、5.6和0.9倍,而3种苔藓结皮发育指标分别提高了0.3、0.3和0.6倍;3)坡度从14°增加到34°,4种苔藓多样性指数分别降低了59.8%、84.1%、57.3%和68.0%,而3种苔藓结皮发育指标分别降低了15.2%、25.0%和16.5%;4)3种微生境因子对苔藓多样性和苔藓结皮发育的影响程度为冠层覆盖＞坡向＞坡度,其主要影响途径因微生境因子不同而存在差异。综上,植物冠层覆盖、坡度和坡向分异通过直接和间接途径显著影响了苔藓的物种分布和苔藓结皮发育,因此,在利用苔藓结皮进行荒漠化治理时应充分考虑微生境条件。     

陕西黄土高原刺槐枯落叶生态化学计量学特征

生态系统元素平衡是当前全球变化生态学和生物地球化学循环研究的焦点和热点,生态化学计量学结合了生物学、物理学和化学等基本原理,是研究生物系统能量平衡与多重化学元素平衡的科学,为研究元素在生物地球化学循环与生态过程中的规律及其之间的计量关系提供了一种综合的方法。以陕西黄土高原人工刺槐林为研究对象,结合纬度和坡向两个因素,分析了三原、淳化、耀州区、宜君、黄陵、洛川、富县、甘泉、宝塔区、安塞、米脂、神木12个县区的刺槐枯落叶生态化学计量学特征。结果发现,阳坡刺槐枯落叶C、N、P含量的变化范围分别为318.34—428.01 g/kg、13.27—24.07 g/kg、1.66—2.57 g/kg;阴坡刺槐枯落叶C、N、P含量的变化范围分别为306.70—433.68 g/kg、12.55—24.39 g/kg、1.62—2.99 g/kg。阳坡刺槐枯落叶C∶N、C∶P、N∶P的变化范围分别为14.23—24.61、148.67—215.92、7.37—14.47;阴坡刺槐枯落叶C∶N、C∶P、N∶P的变化范围分别为16.87—26.54、130.06—234.41、7.05—13.22。随着纬度的升高,刺槐枯落叶C、N显著下降,刺槐枯落叶P、C∶N、C∶P、N∶P无明显差异。刺槐枯落叶C、N、P之间呈显著正相关。刺槐枯落叶C、N、P、C∶N、C∶P、N∶P在阴坡和阳坡之间无明显差异。研究区,阴坡和阳坡的刺槐枯落叶N∶P均较低,刺槐林土壤的全氮平均含量也低于全国平均水平,推测陕西黄土高原刺槐林的生长可能主要受到氮素的限制。     

Spatial patterns of leaf nutrient traits of the plants in the Loess Plateau of China

The spatial patterns of leaf nutrient traits of plants in seven sites, Yangling, Yongshou, Tongchuan, Fuxian, Ansai, Mizhi and Shenmu, standing from south to north in the Loess Plateau of China, were studied. The results showed that of the 126 plant samples in the Loess Plateau, the mean leaf organic carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) were 43.8, 2.41, 0.16 and 1.67%, respectively, and ranked in the order of C > N > K > P. Leaf C, N, P and K ranged from 32.6 to 54.8%, 0.82 to 4.58%, 0.06 to 0.35%, and 0.24 to 4.21%, respectively. The mean leaf C/N, C/P and N/P ratios were 21.2, 312 and 15.4, respectively. It is indicated that leaf N in the Loess Plateau was significantly higher than those in Chinese and global flora, but leaf P was significantly lower than that in global flora, which resulted in a higher N/P ratio in the Loess Plateau. The results also showed that leaf C, N, P, K, C/N and C/P ratios varied significantly among the seven life-form groups, which were trees, shrubs, herbages, evergreen trees, deciduous trees, C₃ and C₄ herbages, but leaf N/P ratio differed little among the seven life-forms. In the sampled species in the Loess Plateau, leaf C was negatively correlated with leaf N, P and K, while leaf N, P and K were positively correlated with one another. In general, leaf N/P ratio increased as the latitude and annual solar radiation increased and the mean annual rainfall and mean annual temperature decreased.     

黄土高原不同人工林叶片-凋落叶-土壤生态化学计量特征

为探究“退耕还林(牧)”工程对陕西省子午岭林区的影响,分析3种典型的人工林(刺槐林、油松林和侧柏林)叶片-凋落叶-土壤的C、N、P含量及其生态化学计量特征.结果表明: 3种人工林不同组分中C、N、P含量大小均为叶片>凋落叶>土壤,刺槐林叶片N、P含量显著高于油松林和侧柏林.刺槐林、油松林和侧柏林叶片N∶P分别为12.2、5.4和6.1,油松和侧柏较刺槐林存在N亏损,C∶N和C∶P大小均为凋落叶>叶片>土壤,N∶P为叶片>凋落叶>土壤.油松林叶片C∶N与凋落叶C∶N间存在显著正相关关系.刺槐叶片在生长周期内吸收利用的N和P存在比例关系,且其凋落叶在元素再吸收后N和P的残留量也存在比例关系.与油松和侧柏相比,刺槐是黄土高原南部森林带最适宜的造林树种.