滇中喀斯特41种不同生长型植物叶性状研究

该研究以云南石林喀斯特地区41种主要植物(乔木19种、灌木10种、藤本4种、草本8种)为对象,对其叶面积(AR)、叶鲜重(FW)、叶干重(DW)、叶厚度(TH)、叶绿素含量(Chlc)等进行了测定,得到不同植物比叶面积(SLA)、叶干物质含量(DMC)等指标。结果表明:(1)在物种水平上7项植物叶性状值变化范围较大,不同生长型植物差异显著。(2) 41种植物的SLA与DMC之间呈极显著负相关(P0.01),AR与FW、DW呈极显著正相关(P0.01),TH与Chlc呈极显著正相关(P0.01),其他因子间相关性不显著。(3)该研究区植物叶性状变异范围为15.82%～139.14%,多为高变异系数(84.40%～131.01%),叶性状变异中AR与FW贡献率较高,分别为84.40%、90.28%,不同生长型植物在TH上稳定性较好。(4)石林喀斯特地区植物叶片适应特殊生境时表现出较低的TH、SLA、Chlc和较高的DMC等特征。这说明石林喀斯特地区植物通过形成不同的叶性状特征来适应特殊生境,可为喀斯特地区的植被保护与恢复提供理论指导。     

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...     

桂林岩溶石山檵木群落老龄林植物叶性状

该研究以桂林岩溶石山檵木群落老龄林的25种主要植物为对象,通过测定其叶干质量(DW)、叶干物质含量(LDMC)、叶面积(LA)、叶厚度(LT)、比叶面积(SLA)和叶组织密度(LTD)等叶性状指标,探讨不同物种叶性状的差异以及性状之间的内在联系。结果表明:DW、LDMC、LA、LT、SLA和LTD在乔木层8种植物之间以及灌木层17种植物之间均呈极显著差异(P0.01)。乔木层植物叶片具有相对较大的DW、LDMC和LT,灌木层植物叶片具有相对较大的SLA,乔木层和灌木层植物叶片LA和LTD的差异不显著。Pearson相关性分析表明,乔木层与灌木层植物叶性状相关性除LTD与LDMC和LA,SLA与LA不一致外,其他性状两两之间相关性均表现为一致性。主成分分析表明,在6个叶性状指标中,DW、LDMC和LTD可以作为反映岩溶石山檵木群落老龄林乔木层植物适应生境的重要叶性状指标,主要表征植物抵御外界干扰及不利环境的能力和对生长环境干湿程度适应的能力,具有"缓慢投资-收益"叶经济谱的特点。SLA和LTD可以作为反映岩溶石山檵木群落老龄林灌木层植物适应生境的重要叶性状指标,主要表征植物获取资源的能力,具有"快速投资-收益"叶经济谱的特点。     

从异龄叶性状分析几种常绿阔叶植物变异与关联

该研究从个体与物种两个水平分析福建省鬼洞山中亚热带常绿阔叶次生林中七种阔叶树种异龄叶的平均叶面积(MLA)、比叶面积(SLA)和叶干物质含量(LDMC)三个性状的变异及关联,探讨叶性状物质分配策略对植物生活策略优化的限制性影响。结果表明:(1)对七种阔叶树种的个体和物种水平变异系数而言,均为MLA(82.9%;76.9%)SLA(38.9%;35.5%)LDMC(25.4%;23.8%);在个体和物种水平上当年生叶片MLA变异系数(71.5%;64.0%)小于往年生叶片(72.2%;65.8%),SLA、LDMC值则相反。(2)在个体和物种水平,当年生叶MLA对往年生叶MLA变异的解释率分别为50.1%和61.5%,当年生叶SLA对往年生叶SLA变异的解释率分别为56.6%和77.0%,当年生叶LDMC对往年生叶LDMC变异的解释率分别为51.7%和68.3%。(3)7种亚热带常绿阔叶植物异龄叶MLA、SLA与LDMC变化规律说明,当年生叶与往年生叶投资相同干物质,当年叶可形成更大的叶面积,且叶面积建成的消耗较往年叶小。研究认为,异龄叶性状在异龄叶间存在变异与关联,叶面积形成过程中生物量建成与消耗的协调可能影响植物叶片的发育。     

鼎湖山季风常绿阔叶林两种优势树种的生境适应研究:叶片功能性状和水力结构特征

植物在长期的进化和发展过程中,通过与环境相互作用形成了适应环境的形态结构及生理特征,反映了植物适应环境的生态策略;在森林群落中,地形和土壤等的变异常导致生境的异质性,从而直接或者间接影响物种的分布格局。因此,在生境异质性较强的森林群落中,植物物种分布格局与其生态适应策略有何关系,是值得关注的问题。该文以鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林20 hm2监测样地为平台,针对两种常绿优势树种罗伞树(Ardisia quinquegona)和光叶山黄皮(Aidia canthioides),对比研究了两种植物的叶片功能性状和水力结构特征在山脊、山坡、山谷三种不同生境中的生态适应策略,以阐明物种分布格局与其生态适应策略的关系。结果表明:罗伞树主要是通过调整叶面积(LA)、木材密度(WD)及渗透调节来适应不同生境;光叶山黄皮主要通过调整比叶面积(SLA)、WD及渗透调节,采取养分有效保存(低SLA,高干物质含量)及慢生长高存活的策略以适应不同生境,适应环境能力更强,尤其是在山脊和山坡生境;而且影响两个树种叶片功能性状和水力结构的主导土壤因子有所不同。研究结果说明罗伞树和光叶山黄皮对山脊和山坡生境比山谷更为适应,但在叶片功能性状和水力结构特征方面的生境适应策略不同。     

黔中喀斯特木本植物功能性状变异及其适应策略

性状变异反映了植物的生活史对策。该研究以贵州普定县天龙山10种木本植物为对象, 通过分析枝叶和根系9个功能性状的种间与种内变异, 揭示植物对喀斯特生境的适应策略。结果表明: (1) 9个性状变异程度不同, 细根组织密度的种间和种内变异系数最大, 分别达96.47%和51.44%, 小枝干物质含量的种间与种内变异最小, 分别为11.67%和6.83%。(2)种间水平的细根组织密度在不同物种中没有显著的差异, 比根长、叶厚度、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度均表现出显著的差异。在种内, 比叶面积差异显著, 其他性状差异不显著。(3)绝大多数叶和枝性状间显著相关, 比根长与比叶面积显著负相关, 其他根系性状与枝叶性状相关性不显著。总之, 与同纬度非喀斯特地区植物相比, 普定喀斯特地区植物具有较小的叶面积和比根长度, 较大的叶干物质含量、叶组织密度等一系列有利于减小蒸腾和储存养分的功能性状组合, 这可能是其适应干旱贫瘠的喀斯特环境的主要生态策略。     

Variations of plant functional traits and adaptive strategy of woody species in a karst forest of central Guizhou Province,southwestern China

性状变异反映了植物的生活史对策。该研究以贵州普定县天龙山10种木本植物为对象, 通过分析枝叶和根系9个功能性状的种间与种内变异, 揭示植物对喀斯特生境的适应策略。结果表明: (1) 9个性状变异程度不同, 细根组织密度的种间和种内变异系数最大, 分别达96.47%和51.44%, 小枝干物质含量的种间与种内变异最小, 分别为11.67%和6.83%。(2)种间水平的细根组织密度在不同物种中没有显著的差异, 比根长、叶厚度、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度均表现出显著的差异。在种内, 比叶面积差异显著, 其他性状差异不显著。(3)绝大多数叶和枝性状间显著相关, 比根长与比叶面积显著负相关, 其他根系性状与枝叶性状相关性不显著。总之, 与同纬度非喀斯特地区植物相比, 普定喀斯特地区植物具有较小的叶面积和比根长度, 较大的叶干物质含量、叶组织密度等一系列有利于减小蒸腾和储存养分的功能性状组合, 这可能是其适应干旱贫瘠的喀斯特环境的主要生态策略。     

檫木叶片性状沿海拔梯度的响应特征

植物叶片性状是植物与环境长期互作的结果,对环境变化具有敏锐的捕捉力,而且植物叶片性状影响植物的"投资-收益"关系。本文以天目山不同海拔的檫木叶片为材料,分析檫木叶面积、叶长宽比、叶片干重和比叶面积等叶片形态性状以及叶绿素含量和叶氮含量(N_(area))等叶片生理性状对海拔的响应。结果表明,不同海拔亚群体间叶面积具有显著差异,比叶面积、叶长宽比和叶片干重存在极显著差异;叶长宽比和叶片干重在亚群体内的变异系数小于叶面积和比叶面积,说明檫木叶片形态性状在亚群体间存在着不同程度的变异。比叶面积与叶面积和叶长宽比具有显著正相关,与叶片干重呈显著负相关;叶绿素含量与N_(area)呈显著正相关;通过檫木叶片性状与温度的线性回归表明,叶面积、比叶面积、叶绿素含量和N_(area)随着温度下降而下降,与之相反,叶片干重和叶长宽比则逐渐增加。     

濒危植物长柄双花木(Disanthus cercidifolius var. longipes)叶功能性状随生长发育阶段的变化

对珍稀濒危植物长柄双花木(Disanthus cercidifolius var. longipes H. T. Chang)不同生长发育阶段的叶厚度(LT)、叶面积(LA)、叶含水量(LWC)、比叶面积(SLA)、叶片全氮含量(LNC)和叶片全磷含量(LPC)等叶功能性状及性状症候群的变化进行了研究。结果显示,不同发育阶段长柄双花木的叶功能性状存在显著差异,其中LT、LA随植株发育呈递增趋势,而LWC、SLA、LNC和LPC则呈递减趋势。主成分分析显示,随着长柄双花木的不断发育,性状症候群朝着LT、LA增大而LWC、SLA、LNC和LPC减小的方向变化。表明该物种的经济策略随着发育进程由快收益向慢收益转变。     

重庆石灰岩地区主要木本植物叶片性状及养分再吸收特征

以重庆石灰岩地区15种常绿木本植物和14种落叶木本植物为研究对象,对两种生活型植物叶片衰老前后叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)和叶片厚度(LT)进行了比较,并采用不同的计算方法(单位质量叶片养分含量、单位面积叶片养分含量)分析了两类植物叶片衰老前后养分含量及再吸收特征,最后对养分再吸收效率与其他叶性状因子之间的关系进行了相关分析。结果表明:常绿植物成熟叶LDMC、LT及衰老叶LT显著低于落叶植物,落叶植物成熟叶和衰老叶SLA均显著高于常绿植物(P0.05);基于单位质量叶片计算的养分含量,常绿植物成熟和衰老叶N、P量均低于落叶植物,而基于单位面积叶片计算的N、P含量则表现出相反的趋势;基于不同方法计算的N、P再吸收效率差异不明显,其中常绿植物基于单位质量叶片养分含量计算的N、P平均再吸收效率为39.42%、43.79%,落叶植物的为24.08%、33.59%;常绿和落叶植物N、P再吸收效率与LDMC、SLA、LT和成熟叶N、P含量之间没有显著相关性,但与衰老叶养分含量存在显著负相关(P0.05)。研究发现,无论是常绿植物还是落叶植物,衰老叶N、P含量均较低,表明石灰岩地区植物具有较高的养分再吸收程度。     

亚热带常绿落叶阔叶混交林植物功能性状的种间和种内变异

不同物种间的功能性状差异是自然生态系统中物种共存的基础, 而物种内个体间的性状变异对物种的共存和分布同样具有重要作用。本文以湖北星斗山自然保护区亚热带常绿落叶阔叶混交林内28种主要树种(通过物种多度排序获得, 其中常绿和落叶树种各14种)为研究对象, 探讨不同叶习性树种的4种功能性状(比叶面积、叶干物质含量、叶面积和比茎密度)在种间和种内的差异程度。结果表明: (1)常绿和落叶树种在4种功能性状上均存在显著差异, 常绿树种的比叶面积和叶面积显著低于落叶树种, 但叶干物质含量和比茎密度则显著高于落叶树种; (2)比叶面积的变化主要来源于叶习性(57.49%), 叶面积变化主要来源于种间(66.80%)和种内变异(27.52%), 叶干物质含量的变化主要来源于种间(38.12%)和种内(33.88%)变异, 但比茎密度的变化主要来源于种内变异(51.50%), 其次为种间变异(32.52%); (3)常绿和落叶树种种间水平的性状相关性可能掩盖各功能性状之间的相关性。种内变异能够显著影响群落间的植物功能性状差异, 但不同功能性状的种内变异程度存在差异。     

热岛效应下亚热带城市植被叶气孔权衡特征及其与叶功能性状的关系

叶片气孔不仅是植物平衡光合-蒸腾关系的重要门户,也是影响大气碳循环与水循环的关键结构。分析热岛效应下福州市乔木、灌木、草本3种生活型和常绿、落叶2种叶习性植物的气孔性状间的差异及其与其他叶功能性状间的权衡关系有助于探究不同类型植物在热环境下的适应策略。以福州市区的自然和半自然植被为研究对象,测定441个植物样本的气孔特征、化学计量特征和形态特征,结果表明：（1）3种生活型、2种叶习性植物的气孔长度（SL）、气孔密度（SD）差异显著（P<0.05）,潜在气孔导度指数（PCI）不存在显著差异（P>0.05）。草本的SL高于灌木和乔木,乔木的SD最高,灌木次之,草本最低;落叶植物的SL高于常绿植物,SD低于常绿植物。（2）SL与SD间的权衡关系稳定存在于3种生活型和2种叶习性植物中,且随着不同生活型和落叶习性植物的生态策略而呈现各异的权衡特征,即当SL一定时,乔木的SD最大,灌木的SD最小,常绿植物的SD大于落叶植物。（3）气孔性状和叶片形态、化学计量特征紧密联系,SL与比叶面积（SLA）正相关（P<0.01）,与叶面积（LA）负相关（P<0.01）;SD与叶氮含量（LNC）、叶磷含量（LPC）、SLA负相关（P<0.01）,与LA正相关（P<0.01）;PCI与LNC、SLA负相关（P<0.01）,与叶厚度（LT）正相关（P<0.05）。（4）复杂的环境是气孔性状变异的重要驱动因素,SL、PCI均与年均温（MAT）负相关（P<0.05）。     

Trait plasticity,not values,best corresponds with woodland plant success in novel and manipulated habitats

Aims The clustering of plants with similar leaf traits along environmental gradients may arise from adaptation as well as acclimation to heterogeneous habitat conditions. Determining the forces that shape plant leaf traits requires both linking variation in trait morphology with abiotic gradients and linking that trait variation with plant performance under varying abiotic conditions. Across the spectrum of plant types, shade-tolerant evergreen herbs are relatively low in trait plasticity, compared to deciduous and sun-adapted species. These plants employ stress-tolerant strategies for survival, which coincide with relatively static trait morphologies, slow growth and hence a lower ability to adjust to changing environmental conditions.Methods We investigate how the survival of two ecologically similar understory evergreen species, Asarum arifolium and Hepatica nobilis, corresponds with variation in six commonly measured functional traits (leaf area, specific leaf area, plant height, leaf number, leaf length and shoot mass) along natural and experimental abiotic gradients. We examine temporal (the period 2007–9) and spatial (100 km) variations in these traits after (i) translocating 576 plants across a span from the southern Appalachian Mountains in NC, USA, to the Piedmont, GA, USA, which includes north- and south-facing slope habitats and (ii) the experimental manipulation of diffuse light and soil moisture.Important findings We find that when translocated into a novel habitats, with novel environmental conditions that often are more extreme than the source habitat, both species appear capable of considerable morphological acclimation and generally converge to similar trait values. Hepatica nobilis does not exhibit mean trait values particularly different from those of A. arifolium, but it demonstrates much greater phenotypic plasticity. These results indicate that relatively conservative plant species nonetheless acclimate and survive across heterogeneous environmental conditions.     

柯-青冈常绿阔叶林优势树种叶片性状变异及适应策略

厘清叶片功能性状的变异及性状间的权衡关系，对揭示植物对环境变化的响应及适应策略具有重要意义。以中亚热带柯(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林为对象，测量了1 hm²固定监测样地内6个优势树种的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、干物质含量(LDMC)、叶片厚度(LT)、叶片碳(LC)、叶片氮(LN)、叶片磷(LP)含量和叶片碳氮比(LC ∶ LN)8个功能性状，采用多重比较、主成分分析(PCA)法分析了群落叶片功能性状的生活型、种内和种间变异及性状间关系。结果表明：(1)群落内叶片功能性状种内、种间差异显著，变异中等(CV： 0.02-0.59)，其结构性状的可塑性较化学性状保守，变异格局符合"性状空间变异分割假说"；针叶树种的LA、SLA显著低于阔叶树种，常绿树种的LC和LDMC最小，而落叶树种的SLA、LN和LP最大以及LT和LC ∶ LN最小。(2)群落叶片功能性状变异主要来源于生活型和种间变异，种内变异亦有显著贡献；生活型对多数性状的贡献率较大，其对LDMC、LC ∶ LN的贡献分别高达93.11%和91.76%；种间变异(LDMC除外)对结构性状的贡献率均高于化学性状；种内变异对LP的贡献率(23.66%)较种间变异高。(3)叶片性状之间多表现出显著相关关系，针叶树和阔叶树在PCA排序图中聚集于不同区域，叶经济型谱在柯-青冈群落中具有适用性。不同树种通过叶片结构、化学性状之间的权衡策略来适应环境变化，从而实现群落物种共存。结果可为理解森林群落物种的环境适应策略、预测群落动态变化和制定植被恢复措施提供科学依据。     

桂北岩溶区青冈栎-青檀群落植物叶片比叶面积研究

为揭示岩溶地区植物叶片比叶面积变化规律和叶片形态之间的相关关系,研究了桂北岩溶区青冈栎-青檀群落的叶片长/宽(LL/LW)、叶片厚度(LT)和比叶面积(SLA)及其之间的关系。结果表明:群落中常绿树种的LL/LW和LT显著高于落叶树种,而常绿树种的SLA显著低于落叶树种;乔木和灌木之间的LL/LW存在显著差异,但SLA和LT不存在显著差异。总体上看,SLA与LL/LW、LT之间是显著负相关关系,SLA随着LL/LW、LT的变大而逐渐减小。但LT与SLA负相关趋势比LL/LW与SLA的明显。因此,LT比LL/LW对叶片SLA的影响大,其明显影响了叶片的SLA。SLA的大小是衡量叶片获取光照能力的指标,因此岩溶区植物较厚的叶片对光照的获取能力具有较大的影响,并可导致光合作用效率的降低。     

人工控制条件下9种园林植物叶功能性状对短期NO2污染的响应

叶功能性状能反映植物对环境变化的适应策略,利用开顶式熏气法,对9种常见园林植物进行为期20天的NO₂熏气实验,分析不同NO₂浓度熏气下叶片形态结构指标（单叶干重、单叶面积、比叶面积）、光合生理指标（光合速率、荧光参数）及化学性状指标（叶N含量、叶P含量、N：P比值）的差异,从而探讨以上植物叶性状对NO₂污染的短期响应。结果表明,不同植物叶性状对不同浓度NO₂污染的响应存在显著差异,即不同植物应对NO₂污染的适应策略不同,同种植物在不同浓度NO₂熏气下叶性状指标变化趋势相同,但变化幅度不同,可见同种植物对不同NO₂浓度的响应策略也存在差异;大部分叶性状指标间表现出显著的相关性,但叶N含量与比叶面积间未发现显著相关性,表明叶经济谱性状间权衡机制的稳定性在个体尺度上可能会发生改变。研究结果揭示了不同植物对NO₂污染的适应与响应差异,对预测城市NO₂污染可能带来的植物功能性状的协同进化以及植物生态策略的改变具有重要意义。     

Functional groups of Sahelian trees in a semiarid agroforestry system of Senegal

Aims Addressing plant responses to water stress is critical to understand the structure of plant communities in water-limited environments and to forecast their resilience to future changes in climate. In a semiarid agroforestry system in the Sahelian savannah of Leona (Senegal), we selected nine common tree species and explored their stress-resistance mechanisms. These species represent a variety of life forms and are of high regional socio-economic importance. We hypothesized that different species would show different suites of traits to cope with water stress and expected to identify functional groups differing in strategies to withstand water shortage.Methods Along a dry and a wet season, we monitored four traits reflecting above- and below-ground strategies of resource acquisition such as predawn leaf water potential (ψ pd), specific leaf area (SLA), leaf thickness and leaf area index (LAI). We also measured two morphological traits: trunk diameter and tree height. LAI and ψ pd were measured six times during the dry and rainy seasons, and the other traits were measured once.Important findings We identified two functional classes subdivided into two functional groups of each class. The first class included deciduous and semi-deciduous species that generally had large SLA, low leaf thickness and small-to-intermediate inter-seasonal variations in ψ pd. The second class included evergreen species of two functional groups that differ in SLA, leaf thickness and the magnitude of inter-seasonal variations of ψ pd throughout the year. The four functional groups identified in this study represent plant strategies differing in their response to changing environmental conditions.     

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。