闽江河口秋茄异龄叶性状及其叶经济谱

为明晰秋茄群落异龄叶在资源受限环境中的适应性机制和策略,选取闽江河口湿地国家级自然保护区的秋茄异龄叶(当年生叶和往年生叶)的21个叶功能性状,比较当年生和往年生叶性状之间的差异,构建秋茄异龄叶的叶经济谱。结果表明: 秋茄往年生叶的鲜重与干重均是当年生叶的2.3倍,秋茄当年生叶和往年生叶的N含量差异显著,分别为20.59和15.88 mg·g^-1,P含量差异显著,分别为1.40和1.06 mg·g^-1,且N和P含量之间呈现显著正相关。当年生叶和往年生叶的净光合速率差异显著,分别为7.53和4.68 μmol·m^-2·s^-1,气孔导度差异显著,分别为0.16和0.15 mol·m^-2·s^-1。异龄叶经济谱显示,当年生叶具有叶片较薄、伸展速度快、光合效率高、叶片组织密度低、N和P含量高的特性,采取了快速投资-收益型的生长策略;往年生叶则表现出叶片较厚、伸展速度慢、光合效率低、叶片组织密度高、N和P含量低的特点,更倾向于采取缓慢投资-收益型的保守策略。秋茄通过调整叶片结构和理化性状,形成了2种不同的生长策略,在较为恶劣的生境中展现出更强的生存能力。     

The quest for trait convergence and divergence in community assembly: are null‐models the magic wand?

The relevance of neutral versus niche‐based community assembly rules (i.e. the processes sorting species present in a larger geographical region into local communities) remains to be demonstrated in ecology and biogeography. To attempt to do this, a number of complex null models are increasingly being used that compare observed community functional diversity (FD, i.e. the extent of trait dissimilarity between coexisting species) with randomly simulated FD. However, little is known about the performance of these null models in detecting non‐neutral community assembly rules such as trait convergence and divergence of communities (supposedly revealing habitat selection and limiting similarity, respectively). Here, using both simulated and field communities, I show that assembly rule detection varies systematically with the magnitude of the observed FD, so that these null models do not really succeed in breaking down the observed functional relationships between species. This is a particular concern, making detection of community assembly dependent on: (1) the pool of samples considered, and (2) the capacity of observed FD to correctly discriminate these rules. Null models should be more thoroughly described and validated before being considered as a magic wand to reveal assembly patterns.     

长白山温带森林不同演替阶段群落功能性状的空间变化

群落构建机制研究是生态学研究的热点。长白山自然保护区拥有完整的原始阔叶红松林生态系统, 近年来随着物种多样性丧失愈发严重, 对该地区开展群落构建机制研究显得尤为重要。该研究以长白山不同演替阶段的3块5.2 hm ²固定监测样地(次生杨桦林、次生针阔混交林、原始椴树红松林)为研究对象, 通过采集样地内主要树种的6个关键功能性状(叶面积、比叶面积、叶片厚度、叶氮含量、叶磷含量、最大树高), 分析不同空间尺度下(5 m × 5 m, 10 m × 10 m, 20 m × 20 m, 30 m × 30 m, 40 m × 40 m, 50 m × 50 m和60 m × 60 m)及不同演替阶段群落性状空间值的变化, 结合零模型的模拟结果对长白山温带森林演替过程中的群落构建机制进行讨论。结果表明: 种库大小对于研究结果具有重要影响。在较大的种库下, 环境过滤作用影响显著。而在样地水平进行研究时, 演替早期和中期, 群落性状空间值与零模型模拟值无显著差异, 在演替的晚期, 群落性状空间值显著高于零模型模拟值。结合多个群落功能多样性指数分析发现, 环境过滤和竞争作用共同决定该地区顶级群落的物种组成。在演替早期大量物种迁入, 群落内物种间存在强烈的资源竞争, 而随着演替进行, 部分物种逐渐被竞争排除出群落, 群落中的物种呈现明显的生态位分化, 竞争作用是维持物种共存的主要机制。     

不同火烈度火烧迹地内油松叶功能性状的变化

叶功能性状对林火的响应是林火生态领域的研究热点之一,研究火后油松叶功能性状变化能够揭示油松为适应火环境形成的生长策略,为促进油松火后恢复提供参考。以山西省沁源县火烧迹地内油松为研究对象,选择当年生叶片分析叶功能性状在不同火烈度(未过火、轻度火烧、中度火烧)火烧迹地间的变化规律,并研究不同火烧迹地内叶经济谱的变化特征。结果表明: 除氮磷比外,叶功能性状在不同火烈度的火烧迹地间存在显著差异,其中,叶面积的差异最为明显,是最敏感的性状。随火烧迹地内火烈度的增加,叶面积、叶厚度、叶干物质含量、叶氮含量和叶磷含量升高,比叶面积、叶有机碳含量降低。部分叶功能性状间存在显著的相关关系,但其相关性在不同火烈度的火烧迹地间存在差异。叶经济谱沿着“未过火-轻度火烧-中度火烧”的火烧迹地环境总体向“快速投资-收益型”的资源权衡策略移动,低烈度火烧迹地内油松的生长恢复会加快。     

北京植物园不同功能型植物叶经济谱

通过对北京植物园不同功能型植物的叶片光合参数、叶绿素荧光参数、叶面积、叶干质量以及叶氮含量等性状参数进行测定,分析了不同功能型植物的叶经济谱.结果表明: 生活型中草本植物、生活史中一年生植物、光合型中C4植物靠近叶经济谱中快速投资-收益型物种的一端,而生活型中乔木和灌木、生活史中多年生植物、光合型中C3植物位于缓慢投资-收益型物种的一端,表明不同功能型植物通过叶片性状间的权衡采取不同的环境适应策略,验证了不同功能型植物叶经济谱的存在.不同功能型植物叶片性状具有明显差异,其中不同生活型间的叶片比叶面积(SLA)、叶氮含量(N_mass)、最大净光合速率(A_mass)、光合氮利用效率(PNUE)均表现出草本植物>藤本植物>灌木>乔木;不同生活史间一年生植物的SLA、N_mass、A_mass、PNUE均显著高于多年生植物;不同光合型间植物的A_mass、PNUE、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)均表现出C4>C3.N_mass、A_mass、SLA两两之间呈显著正相关,而PSⅡ有效光化学量子产量(F_v′/F_m′)与SLA呈显著负相关;PNUE与SLA呈显著正相关.     

吉林蛟河针阔混交林功能性状分布格局及其对地形因素的响应

森林群落的构建过程及其内在机制是生态学研究的热点问题。植物功能性状是指能够代表植物的生活史策略,反映植物对环境变化响应的一系列植物属性。通过植物功能性状的分布格局及其对环境因素的响应有助于推测群落的构建过程及其内在作用机制。以吉林蛟河21.12hm²温带针阔混交林样地为研究对象,采集并测量了样地内34种木本植物的6种不同的功能性状。以20m×20m的样方为研究单元,通过计算平均成对性状距离指数（mean pairwise trait distance;PW）和平均最近邻体性状距离指数（mean nearest neighbor trait distance;NN）来探讨群落中单个性状和综合性状的分布格局。同时结合地形因子采用回归分析探讨功能性状的分布格局对局域生境变化的响应。基于PW的结果显示：单个性状中除叶面积外,其余性状的分布格局均为聚集分布多于离散分布;基于NN的结果显示：除叶面积和最大树高外,其余性状的分布格局为聚集分布多于离散分布。此外,由6种单个性状组成的综合性状的分布格局同样为聚集分布多于离散分布。基于回归分析的结果显示：森林群落中功能性状的分布格局受到海拔、坡度和坡向等因素的显著影响,而凹凸度的影响则不显著。研究结果表明包括环境过滤和生物相互作用的非随机过程能够影响温带针阔混交林的群落构建过程,中性过程对该区域群落构建过程的影响不显著。     

微生物物种多样性、群落构建与功能性状研究进展

微生物主要包括细菌、真菌、古菌、病毒等类群, 是地球上出现时间最早、分布最广泛、个体数量最多, 以及物种和基因多样性十分丰富的生物类群。为了适应各种生境, 微生物衍生出腐生、寄生、共生等多样的生存策略, 在生物地球化学循环、生态系统演替与稳定性、环境修复以及人类健康等方面发挥着重要作用。传统的微生物监测方法限制了我们对微生物多样性的认知; 但是, 近年来高通量测序技术和生物信息学的发展极大推动了微生物多样性的研究进展。本文概述了近年来在微生物多样性分布格局与维持、群落构建以及功能属性多样性的最新进展; 总结分析了细菌、古菌、真菌的多样性纬度分布格局及其驱动因子, 选择、扩散、成种、漂变等过程对细菌、古菌、真菌的群落构建的贡献, 以及细菌和真菌的形态、生理生化、生长繁殖、扩散、基因组等功能性状的多样性; 提出了未来微生物多样性研究的重要领域: 环境宏真菌组研究, 微生物多样性与生态系统多功能性的关系研究, 以及微生物互作网络的生态功能研究。     

不同木本植物功能型当年生小枝功能性状差异

为探讨不同植物功能型之间小枝功能特征的差异,在重庆金佛山和缙云山分别采集20和26个木本植物,选择当年生的小枝测定其叶片和枝条性状。结果表明:1)叶片厚度表现为:落叶植物<常绿植物,乔木<灌木;单叶面积和叶片总面积表现为:落叶植物>常绿植物,乔木>灌木;不同植物功能型间小枝的叶片数量均无显著差异。2)落叶植物和乔木的小枝横截面积、小枝长度和小枝干重均显著高于常绿植物和灌木,不同植物功能型间小枝密度无显著差异。3)与常绿植物和灌木相比,落叶植物和乔木有较高的展叶效率(单位长度小枝支撑的叶片面积),小枝的出叶强度(单位长度小枝支撑的叶片数)无显著差异。4)在小枝水平上,常绿植物比落叶植物投入更多的生物量到叶片。     

暖湿化气候情景下喀斯特木本植物群落构建机制

云南喀斯特区域是滇桂黔岩溶石漠化重点治理区之一,探讨气候暖湿化下植物群落演替阶段的构建特征是生态恢复和森林管理可持续的关键。以气候暖湿化为背景,将喀斯特天坑作为天然“开顶式气室”,天坑南坡地下森林为群落演替顶极。联合系统发育和功能性状探讨演替序列(坑外针阔混交林,坑外常绿阔叶林,坑内常绿阔叶林)的群落构建机制。结果发现：(1)演替前期植物性状的系统发育信号较弱,叶长宽比、叶面积、叶厚度和比叶面积的系统发育信号显著,但功能性状的保守性较弱;演替后期植物性状转为趋同进化,系统发育信号均不显著。(2)演替阶段植物群落的系统发育多样性逐渐降低,并与物种丰富度显著正相关。(3)系统发育指数NRI(净亲缘指数)和NTI(最近种间亲缘指数)由小于0转为大于0,功能性状结构指数TraitSESMPD(标准化平均配对性状距离指数)和TraitSESMNTD(标准化平均最近相邻性状距离指数)均大于0。演替阶段的群落构建过程由生境过滤和物种间相互作用所主导。(4)系统发育和功能性状结构指数主要与土壤含水量、全磷和速效钾含量显著负相关。演替阶段下土壤水分和养分受限时群落趋于聚集,群落构建过程支持生态位假说。研...     

大兴安岭典型灌丛-莎草泥炭地植物功能性状和功能多样性

泥炭地生态系统功能很大程度上取决于群落中物种功能性状的变化,但目前的相关研究仍非常有限。研究对大兴安岭4个地区的灌丛-莎草泥炭地植物地上-地下部分开展调查和取样,系统分析了植物比叶面积,比根长,比根面积,叶片和根系碳、氮和磷含量及生物量,研究了泥炭地植物的功能性状。通过计算群落加权平均值和功能离散度、Rao二次熵指数及相关变异系数,结合生物多样性指数,探讨泥炭地生物多样性、功能性状及功能多样性间相关性。结果表明:(1)灌木柴桦叶中的氮、磷含量显著高于白毛羊胡子草,且柴桦比叶面积变异系数较高;(2)灌木细根比根长和比根面积显著小于莎草,但细根氮和磷含量显著高于莎草。而且,灌木叶片和细根生物量显著高于莎草;(3)功能离散度和Rao二次熵指数较低,且其变异系数高于生物多样性和群落加权平均值各指数的变异系数;(4)灌木与莎草表现出地上-地下性状相关性上的差异,灌木根长与根面积显著正相关,莎草叶片和根系碳、氮和磷含量分别表现出了显著正相关,而功能离散度和Rao二次熵指数与生物多样性各指数相关性呈现一致性,其存在较强的耦合关系。研究结果表明,大兴安岭泥炭地物种间对资源竞争较大,灌木更适应泥炭地贫营养的环境。