基于树形结构的木棉叶功能性状差异性研究

叶功能性状不仅反应植物对资源的利用能力,还涉及植物对自身结构和环境的生存适应策略。以不同生长阶段的木棉为研究对象,于2019年12月实地测量树高、冠幅等5个主要树形因子和采样测定叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶片含水量等14个叶功能性状,分析其在不同生长阶段的变化规律和相互关系,探讨叶功能性状对树形结构的响应。结果表明：不同生长阶段的木棉叶功能性状之间存在差异（P<0.05）,且表现出一定的相关性（P<0.05,P<0.01）;木棉叶片的面积、长度、宽度、周长、鲜重、饱和重、干重、比叶质量和干物质含量等功能性状是随生长阶段变化的主要指标。影响木棉叶片各性状的树形因子也不相同,其中叶面积主要受到冠幅的影响,叶片鲜重和饱和重主要受到枝下高的影响,叶片干重和相对含水量主要受到树高的影响,比叶面积、叶片含水量和干物质含量主要受到树高、尖削度的影响,比叶质量主要受到胸径、尖削度、树高的影响。随着木棉的生长,叶功能性状表现出受树形结构的影响而具有较强的表型可塑性,有利于其适应内外环境的变化。因此,叶功能性状之间的变化差异和相关组合,反映了不同生长阶段的木棉对树形结构的适应性调整和对资源的利用策略,在一定程度上为探索西双版纳热带雨林区的生态保护和可持续发展提供相关科学依据。     

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...     

湖北后河保护区珙桐的叶功能性状研究

该研究分析了珙桐群落主要叶功能性状之间的关系,比较了珙桐与林分其它优势树种以及珙桐Ⅰ级(胸径dbh<2.5cm)、Ⅱ级(dbh2.5～22.5cm)和Ⅲ级(dbh>22.5cm)3个龄级间叶功能性状上的差异.结果表明,珙桐的比叶面积(SLA)与单位质量的叶建成成本(CC_m)、单位面积的叶建成成本(CC_a)呈显著负相关(p<0.01).通过与林分其它优势树种相比较,珙桐具有较高的SLA、单位的质量的叶氮含量(N_mass);而CC_m、CC_a、单位面积的叶氮含量(N_area)却相对较低,这表明珙桐能较有效地利用有限资源.珙桐不同龄级的最大光合速率(A_max)、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均表现为珙桐Ⅲ级>Ⅱ级>Ⅰ级,而SLA则表现为Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级(p<0.05).尽管珙桐Ⅰ级在林下表现出较强的弱光适应能力,但在后期建成为Ⅱ级的过程中,叶片形态与光合生理特性均表现出对遮荫环境的不适应,光资源不足可能是珙桐种群更新受限的主要限制因子之一.     

沙拐枣叶功能性状对生境变化的响应

【目的】揭示民勤地区沙拐枣叶功能性状在不同生境的变异规律,探明沙拐枣对干旱荒漠环境的适应策略。【方法】以民勤绿洲-荒漠过渡带沙拐枣(Calligonum mongolicum)为对象,采用样方法采集样株东西南北4个方向中部生长良好的叶片,用土钻采集植株根系附近深度为0—60 cm的土壤样本,比较分析丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶功能性状特征及相关性,揭示沙拐枣叶功能性状与土壤因子的关系。【结果】(1)沙拐枣叶功能性状的变异系数介于2.39%～24.94%,比叶面积(SLA)变异系数最大(24.94%),稳定碳同位素(δ¹³C)变异系数最小(2.39%);沙拐枣叶片的全碳(LCC)、全磷(LPC)含量在样地之间存在显著差异,而SLA、LPC在2种生境间存在显著差异。(2)在丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶片含水量(LWC)与干物质含量(LDMC)分别呈极显著、显著负相关关系,LWC是2种生境下沙拐枣叶功能性状中综合排名前3的共同指标因子。(3)全氮(STN)、pH值和土壤含水量(SMC)是影响民勤沙拐枣叶功能性状变异的主要土壤因子。【结论】沙拐枣通过改变叶...     

葱属植物棱叶薤的形态性状与核型特征

对新疆不同地理位置分布的葱属植物棱叶薤的形态性状以及核型特征进行了研究,结果表明:鳞茎、株型、叶形等43个形态性状在3个棱叶薤居群之间不存在差异,而株芽、叶色、叶长、单株叶片数、小花数目、花序高度、花葶长度等19个性状在3个棱叶薤居群之间存在显著或极显著差异。采集自乌鲁木齐红旗水库居群的棱叶薤的核型公式是2n=2x=16=12m+4sm;塔城阿西尔乡巴尔鲁克山居群的棱叶薤的核型公式是2n=3x=24=18m+3sm+3st;裕民巴旦杏保护区居群的棱叶薤的核型公式是2n=4x=32=28m(4SAT)﹢4sm。棱叶薤居群内形态性状和倍性稳定,居群间存在形态性状分化,同时还存在二倍体、三倍体、四倍体的倍性分化。居群间染色体结构组成和相对长度组成也存在差异。核型类型均为2A型。     

晋北典型针叶人工林叶功能性状特征及其与土壤因子的关系

为了解释植物叶片的资源分配特征及其与土壤因子间的适应策略,该研究以黄土高原东北缘山西省大同市新荣区油松、樟子松人工纯林及其柠条混交林为对象,采用样方法采集样木树冠中部生长良好的轮生枝中东西南北4个方向的枝条,并在每个枝条上选择里、中、外3处有代表性的当年生叶和多年生叶;采用 “S”形采样法在每个样方内选取9个取样点,用土钻采集各样点0～20 cm土壤样品;测定分析不同造林模式下油松、樟子松异龄叶功能性状特征、土壤理化性质以及二者的关系,为人工林培育及经营提供理论支撑。结果表明：(1)不同造林模式下油松及樟子松叶功能性状的差异集中在化学计量之间;随着叶龄增长,油松、樟子松均表现出干物质含量上升,氮磷含量下降的特征。(2)土壤全磷、全氮含量分别是油松当年及多年生叶的主要解释因子,土壤全磷与当年生叶碳氮比、有机碳、碳磷比均呈显著正相关关系,与全氮、叶面积及叶干物质含量呈显著负相关关系,土壤全氮与多年生叶全磷含量呈正相关关系,与叶有机碳、碳磷比、碳氮比则呈显著负相关关系。(3)樟子松当年生叶功能性状的关键土壤因子是土壤容重、全磷含量,其与叶碳氮磷的比值、干物质含量、碳含量呈正相关关系,而与氮磷含量呈负相关关系;多年生叶功能性状的关键土壤因子是土壤容重、含水量、pH,其与叶氮磷含量呈正相关关系,与碳含量、干物质含量、比叶面积等呈负相关关系。(4)油松及樟子松纯林的叶功能性状更易向关键土壤因子含量更高的方向偏移,说明与柠条混交可有效分异叶片生长对主要土壤因子的集中需求,但混交造林模式下林木长势有所衰弱;结合研究区资源匮乏现状,林木种植密度较大,竞争加剧了生存压力导致林木生长受限。     

小兴安岭不同生长型阔叶植物叶性状变异及权衡

植物叶功能性状的变异模式以及相关关系一直是解析植物对气候变化响应机制的关键,然而不同生长型阔叶植物间叶片结构性状和光合生理性状变异及相关性的异同性尚不清晰。该研究以典型阔叶红松(Pinuskoraiensis)林中的优势或常见的18种阔叶植物为研究对象,通过测量4个结构性状(叶面积(LA)、叶片厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)和比叶质量(LMA))和4个光合生理性状(叶绿素值(SPAD)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(G_s)和净光合速率(P_n)),分析了在不同生长型阔叶植物叶片结构性状和光合生理性状的变异及相关性。结果表明:不同生长型植物叶功能性状的变异范围为7.73%–74.54%,其中种间变异是LA和LT的主要变异来源, C_i、SPAD、LDMC以及LMA的变异主要由生长型驱动, G_s和P_n变异的主要来源是种内;不同生长型叶功能性状间存在显著差异,其中草本的LA、LT和Ci显著高于灌木和乔木,乔木的LMA、LDMC、SPAD、P_n<...     

黔中喀斯特9种木质藤本叶功能性状研究

为揭示喀斯特生境中藤本植物的生态策略,对中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站的陈旗流域中9种木质藤本的叶片功能性状及其相关性进行了研究.结果表明,叶面积、叶厚度、叶绿素含量、比叶面积、叶组织密度和叶干物质含量6个叶功能性状均存在不同程度的变异,性状的种间变异为9.24％～98.18％,种内变异为0.64％～39.71...     

粗皮松萝群体分化性状的研究

本文对于长白山南坡高山半寒漠植被中大面积匍匐生长在地表的粗皮松萝群体从形态学、生态学、化学及分类学方面进行了初步研究。在分类学上将这一地生群体命名为匍匐变种；在种群落结构方面进行了样方调查；从生物系统学角度进行了初步分析。     

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...     

模拟气候变暖和氮沉降对两种来源加拿大一枝黄花叶性状和性状谱的影响

温度是影响植物生长的关键因子,氮是限制植物生长和光合作用的重要资源,两者对入侵植物的功能性状可能产生重要影响。为预测气候变暖和大气氮沉降背景下入侵植物的入侵性,以中国来源和北美来源的加拿大一枝黄花为入侵种,设置2℃增温和氮添加处理,研究了来源、增温和加氮对加拿大一枝黄花叶性状(叶绿素含量、叶面积和叶干物质含量)和性状谱的影响。结果表明:加拿大一枝黄花其中国来源比北美来源具有更低的叶干物质含量;2℃增温显著增大叶面积;加氮显著提高叶绿素含量;来源与增温的交互作用对叶面积影响显著。中国来源的加拿大一枝黄花叶面积与叶干物质含量呈显著负相关关系,增温使叶面积与叶绿素含量呈显著正相关关系,加氮使叶面积与叶绿素含量、叶面积与叶干物质含量分别呈显著正相关和显著负相关关系。由此推知,增温和加氮有可能增强加拿大一枝黄花叶片获取资源的能力,气候变暖和大气氮沉降可能提高加拿大一枝黄花的入侵性。     

海拔高度对暗紫贝母叶特征的影响

为探索海拔高度对暗紫贝母(Fritillaria unibracteata)叶特征的影响,该研究在岷江上游的卡卡山北坡设置低、中、高三个海拔部位,并在高、低部位之间进行植株的移栽试验,并测定每个部位植株的叶寿命、气孔密度和长度、单叶面积及比叶面积等叶特征。结果表明:(1)叶寿命从低海拔部位的121.3 d,到高海拔部位的108.5 d,缩减了大约13 d。(2)从低海拔到高海拔,气孔密度逐渐升高,低海拔部位只有48.5number·mm~(-2),高海拔部位与之相比增加了42.8%。(3)而气孔长度则随海拔升高而降低,从低海拔部位的82.4μm到高海拔的71.3μm,降低了13.5%。(4)从低海拔到高海拔,单叶面积和比叶面积都逐渐增加,其中单叶面积由低海拔部位的1.61×10~(-4)m~2到高海拔部位的2.20×10~(-4)m~2,增加了36.6%;比叶面积则由低海拔部位的7.7×10~(-4)m~2·kg~(-1)到高海拔部位的12.5×10~(-4)m~2·kg~(-1),增加了62.3%。(5)另外,同一海拔部位的对照植株和移栽植株之间叶特征并无显著差异;植株在移栽后总是表现出移栽后所在部位对照植株的特点,而没有表现出移栽前所在部位对照植株的特点。综上结果表明,海拔高度对暗紫贝母叶特征影响显著,暗紫贝母的叶特征在海拔梯度上具有较大的可塑性。     

中国看麦娘属植物叶表皮微形态研究

看麦娘属是禾本科早熟禾亚科的重要类群,中国分布有8种。该研究采用光学显微镜和电子扫描电镜,对中国看麦娘属7种植物的叶下表皮(含叶鞘下表皮)微形态特征进行观察并探讨其分类学意义。结果表明：(1)看麦娘属叶鞘下表皮长细胞的形状呈长筒状或短筒状,深波状弯曲的细胞壁,脉间短细胞密布,单生或对生,形状多为新月形或椭圆形,脉区硅细胞为椭圆形,平行形或低圆屋顶形的气孔器,看麦娘属叶鞘下表皮特征高度一致,分类价值不大。(2)看麦娘属植物叶下表皮和叶鞘下表皮的显微结构存在很大不同,看麦娘属植物叶下表皮长细胞多为长筒状或短筒状或长菱形,平周壁平直或不明显弯曲,脉间区短细胞分布或无,脉区刺毛密布,脉间区有或无刺细胞的分布,平行形的气孔器,脉区分布的硅细胞多为长方形边缘呈波状弯曲。看麦娘属植物叶下表皮的不同主要体现在脉间区长细胞的形状及平周壁的弯曲与否,脉间区短细胞出现或无,脉间区刺细胞的分布数量以及气孔器的列数。7种植物的叶表皮微形态的分类检索表据此列出。依据叶表皮微形态划分的组与根据外部特征划分的组并不完全一致。但是,由于该文仅研究了7种,叶表皮微形态对于看麦娘属的分类意义还需要更深入的研究。     

木棉树形结构和叶性状对生境要素的响应研究

植物形态结构是植物本身与外部环境共同作用的结果。为了分析木棉树形结构与叶性状的相关关系,探索地形、土壤和气象要素对木棉生长的影响,以及揭示木棉的生长策略和适应机制,该文以云南省西双版纳国家级自然保护区内230棵木棉为研究对象,测定6个树形结构指标,8个叶性状指标以及所在区域地形、气象、土壤养分等生境要素,使用结构方程模型和变差分解分析各生境要素对木棉树形结构和叶性状的影响和解释度。结果表明:(1)木棉树形结构各观测指标之间、叶性状各观测指标之间存在相关性(P<0.05)。(2)生境要素各观测指标对木棉生长具有较强影响,其中年均降雨量、坡度、平均温度对木棉生长指标的解释率较高,是影响木棉生长的主要生境指标。(3)从标准化路径系数看,3个生境要素对木棉树形结构和叶性状影响具有一致性,均表现为地形要素>气象要素>土壤要素。(4)3个生境要素叠加解释了树形结构和叶性状分别为43.5%和12.3%,表现出树形结构对生境环境的响应大于叶性状对环境响应的特点。研究结果初步探明了木棉不同生长指标对环境要素的适应策略,为木棉在异质生境的培育、繁殖以及木棉人工林高效经营等提供了理论依据和实践参考。     

闽楠叶形态与叶脉网络性状关系对城市生长环境的响应

植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同生长环境中（行道与植物园混交林）的闽楠,开展了叶形态与叶脉网络功能性状关系对城市生长环境的响应研究。研究结果表明：闽楠叶性状值基本满足正态分布,各性状变异系数保持在10%-20%之间,群体内性状变异较为丰富,单因素方差分析表明两种环境对叶形态性状的影响比叶脉网络系统的影响更明显;两种生长环境下闽楠叶形态性状组与叶脉网络功能性状组都具有极显著相关性,行道和植物园混交林典型性相关系数分别为0.804和0.795,叶形态性状与叶脉直径呈显著正相关,形态性状、叶脉直径与初级脉密度呈显著负相关;闽楠在响应城市生长环境的过程中呈现出相应的经济权衡机制,行道环境中闽楠以较大的初级脉密度和较小叶面积来确保水分获取和光合之间的平衡,植物园闽楠则采用较低初级叶脉密度、较高叶面积和叶脉直径的叶形态和叶脉网络构建模式。在选择闽楠作为城市绿化树种时,可将叶片形态性状组与叶脉网络功能性状组的协同变化和权衡关系作为选种依据,以提高闽楠在城市环境中的成活率和适应性。     

油松叶功能性状分布特征及其控制因素

植物叶功能性状能够直接或间接反应植物对环境的适应策略,这种适应策略会间接影响植物的生长、繁殖和生存。目前已有大量关于植物叶功能性状与环境间关系的研究,但这些研究多使用性状平均值代替物种,忽略了性状的种内变化。油松是我国重要的造林树种,对我国陆地生态系统起着重要的作用,研究其叶功能性状与环境的关系有助于更好的的理解种内功能性状与环境间的关系。于2014年6—9月对辽宁、内蒙、北京、山西、陕西、宁夏、青海等地天然油松进行采样并对其重要的8个叶功能性状的分布特征及主控环境因子进行了研究,结果表明:1)油松各叶性状值存在较大的种内变异系数(4.82%—25.85%),除1年生叶碳含量(LCC)油松各叶功能性状值在不同研究地点间差异显著(P0.05);2)油松叶长(LL)、叶厚(LT)、比叶面积(SLA)、气孔密度(SD)、叶氮含量(LNC)存在较弱的经度格局,LT、SD、LNC存在较弱的纬度格局(0.05R~20.3),水热条件的变化以及较大的局部效应是造成这种格局的可能原因;3)控制油松各叶性状分布的主要环境因子各不相同,其中LL主要受到年平均降水量和海拔高度的影响;LT主要受到年均温和土壤体积含水率的影响;SLA主要受到年平均降水量和土壤氮含量的影响;叶干物质含量(LDMC)主要受到水因子的影响;SD主要受到海拔高度的影响;LNC主要受到海拔和水因子的影响;叶磷含量(LPC)主要受到土壤磷含量的影响。     

大气和土壤增温对杉木幼苗叶片功能性状的影响

为了探讨杉木幼苗叶片功能性状对全球气候变暖的响应与适应机制,在福建三明森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点,设置大气增温(开顶箱被动增温,不增温)×土壤增温(电缆增温4℃,不增温)双因子试验,对杉木幼苗叶片生理代谢、形态属性、化学计量学特征等功能性状进行为期1年的研究。结果表明,虽然土壤增温和大气增温对4月和7月的叶片净光合作用速率和水分利用效率没有显著影响,但土壤增温对11月的叶片净光合作用速率有显著促进作用,而大气增温和土壤增温对11月的水分利用效率有显著促进作用。大气增温显著增加比叶面积和叶含水率,并降低叶厚度;而土壤增温则对其均没有显著影响。土壤增温、大气增温均显著增加杉木叶氮浓度,但只有同时大气增温和土壤增温处理才显著提高叶磷浓度。研究结论表明,从叶功能性状角度看,同时大气增温和土壤增温可能更有利于促进杉木幼苗生长。     

胡杨叶功能性状与土壤因子的关系

探究荒漠植物叶功能性状对土壤环境因子的响应格局,对理解干旱荒漠区优势植物适应干旱贫瘠逆境的权衡策略至关重要。以塔里木河干流上游胡杨为研究对象,研究不同生境胡杨叶功能性状变异格局及其与土壤因子的相互关系,以揭示胡杨适应干旱荒漠环境的生态策略。结果表明：(1)胡杨叶功能性状在不同地下水埋深(GWD, groundwater depth)之间差异显著(P<0.05),比叶面积(SLA, specific leaf area)、叶宽(LW, leaf width)、叶面积(LA, leaf area)随GWD增加而显著下降(P<0.05),叶长(LL, leaf length)、叶干物质含量(LDMC, leaf dry mass)、叶组织密度(LTD, leaf tissue density)则显著增大(P<0.05);其中LW、LA变异系数较高(48.6%、39.4%),对GWD变化较敏感。(2)浅GWD生境土壤有机碳(SOC, soil organic carbon)、全氮(TN, total nitrogen)、全磷含量(TP, total phosphorus)与氮...     

滨柃叶功能性状对环境因子的响应

植物叶功能性状能反映植物对不同环境的响应及适应策略。以福建省福州市平潭海坛岛、大练岛、大怀屿的滨柃(Eurya emarginata)为研究对象,通过测定滨柃16项叶功能性状及14项环境因子,分析了环境因子对滨柃叶功能性状的影响。结果表明：(1)滨柃叶功能性状变异系数介于2.26%—25.78%,其中叶体积变异程度最大(25.78%),叶含水量变异程度最小(2.26%)。不同海岛滨柃大部分叶功能性状存在显著的差异性(P<0.05),说明滨柃叶片功能性状多样性丰富,其对异化环境表现出较强的适应性;(2)不同海岛的土壤因子指标间差异显著(P<0.05);(3)通过系统聚类可将30份滨柃聚为两类,海坛岛和大练岛为一类,大怀屿为一类,结果与海岛类型和地理分布相吻合;(4)冗余分析表明,滨柃的叶功能性状主要受郁闭度、土壤全钾、土壤有效磷、海拔、速效钾及碱解氮等环境因子的影响。研究结果表明滨柃叶片功能性状可通过一定的性状变异和性状组合,以及与环境因子间的相互作用弥补生境的不足,较好地适应海岛恶劣环境,研究结果有助于理解滨柃对不同海岛生境的响应特征及其在海岛的生态策略,对探究滨柃的资源利...