基于遥感的植物叶脉功能性状计算及其生态学意义

叶脉网络性状能够反映出植物适应特定生境的基本方式及其光合生理功能, 体现了植物水分和能量权衡的生态策略。叶脉功能性状的高效提取, 为植物生理功能和资源配置的响应机理研究提供参考。以北京市常见绿化树种洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)、臭椿(Ailanthus altissima)和国槐(Sophora japonica)的叶脉显微图像为训练样本, 采用遥感图像处理软件, 对叶脉显微图像进行多尺度分割和分类识别, 根据目标对象的亮度(brightness)、光谱(spectrum)和几何(shape)特征规则实现大批量叶脉的快速解译。结果表明, 3个树种叶脉分割的最优参数及自动提取规则为: 尺度参数(scale parameter)为200, 形状参数(shape parameter)为0.8, 紧凑度参数(compactness parameter)为0.2, 亮度值为190—230, 绿光波段大于210, 形状–密度指数为1.5。该方法提取叶脉密度(leaf vein density, LVD)和叶脉面积(leaf vein area, LVA)精度分别达到了95.7%和94.5%以上, 对该3种植物叶脉性状的快速提取具有较高的普适性。在城市不同环境中, 随着温度的升高、土壤水分含量的降低, 叶脉密度总体上呈增大的趋势, 而气孔数量则明显减少, 叶脉密度与气孔密度间普遍存在显著的负相关关系(P<0.05)。这说明了植物在高温和干旱胁迫环境中, 在叶片水平上表现出“此消彼长”的权衡规律, 进一步提高其逆境耐受性。     

兰州北山不同坡向刺槐叶脉密度与气孔性状的关联性分析

植物叶脉和气孔性状的关系反映了叶片的水力特性, 对认识它们与植物水分利用有关的生理功能间的关系及其调控作用具有重要意义。该文利用GIS (geographic information system)与实验生态学相结合的方法, 采用标准化主轴估计方法, 研究了兰州市北山不同坡向人工林刺槐(Robinia pseudoacacia)叶脉密度与气孔密度、气孔大小的关系。结果表明: 随着坡向由南坡向东坡、西坡和北坡转变, 植被群落的郁闭度、高度和土壤含水量呈逐渐增加的趋势, 刺槐的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、光合有效辐射(PAR)、叶脉密度和气孔密度呈逐渐减小的趋势, 气孔与叶面积呈逐渐增大的趋势; 各个坡向的刺槐叶脉密度与气孔密度呈显著正相关关系, 与气孔大小呈显著负相关关系, 且在南坡达到极显著相关关系。生长在南坡的刺槐具有高的叶脉密度和密而小的气孔, 生长在北坡的刺槐具有低的叶脉密度和疏而大的气孔。不同坡向刺槐叶脉密度与气孔特征间的资源分配模式, 反映了植物在异质性生境中根据其功能需求在自身性状之间进行投资权衡机制的优化。     

叶脉网络功能性状及其生态学意义

叶脉网络结构是叶脉系统在叶片里的分布和排列样式。早期叶脉网络结构研究主要集中在其分类学意义上; 近年来叶脉网络功能性状及其在植物水分利用上的意义已成为植物生态学研究的热点。该文介绍了叶脉网络功能性状的指标体系(包括叶脉密度、叶脉直径、叶脉之间的距离、叶脉闭合度等), 综述了叶脉网络功能性状与叶脉系统功能(包括水分、养分和光合产物等物质运输、机械支撑和虫害防御等)的关系, 叶脉网络功能性状与叶片其他功能性状(包括比叶重、叶寿命、光合速率、叶片大小、气孔密度等)的协同变异和权衡关系, 以及叶脉网络功能性状随环境因子(包括水分、温度、光照等)的变化规律等方面的最新研究进展。此外, 叶脉网络功能性状的研究成果也被应用于古环境重建、城市交通规划、流域规划及全球变化研究中。由于叶脉网络功能性状是环境因子与系统发育共同作用的结果, 未来开展分子—叶片—植物—生态系统等多尺度的叶脉网络功能性状研究, 理清叶脉网络功能性状与气孔失水—茎干导水—根系吸水等植物水分利用的关系, 将为预测植物及生态系统对全球变化的响应提供新的启示。     

冬小麦品种(系)旗叶叶脉性状及其与气孔性状间的关联性

植物叶脉结构决定着叶水分运输能力,而气孔特性则与水分散失有关,研究二者间的关联性对认识与植物水分利用有关的生理功能间关系及其调控有重要理论价值。本研究以冬小麦为例,系统研究了15个小麦品种(系)旗叶的叶脉性状及其与气孔性状间的关联性。结果表明:在小麦3种类型叶脉中,小纵向脉的密度占叶脉密度的65.8%;小纵向脉间距与大纵向脉间距及横向脉间距均呈显著正相关,大、小纵向脉密度与其间距呈极显著负相关;供试小麦品种(系)叶片上、下表面的气孔大小相差不大,但上表面气孔密度显著高于下表面,上、下表面的气孔长、气孔宽与气孔密度存在显著正相关,但气孔长与气孔密度之间存在显著负相关;3种类型叶脉中,大纵向脉与气孔特征间并无显著相关关系,而小纵向脉、横向脉和气孔特征间存在一定的相关性,小麦品种(系)叶脉密度与下表面气孔密度和总气孔密度呈显著正相关,但与上表面气孔长呈显著负相关,从而揭示了小麦品种(系)水分供给和需求存在协调性的结构基础。     

高粱、紫苏叶脉密度与光合特性的关系

叶脉是植物叶片光合作用水分输送的重要结构。为阐述叶脉与光合特性之间的关系,以C4植物高粱(Sorghum bicolor)、C3植物紫苏(Perilla frutescens)为实验材料研究了叶脉密度和光合特性之间的关系。结果表明,与紫苏相比,高粱叶片叶脉密度大,导水能力强,蒸腾速率高,但气孔密度小。进一步分析表明,高粱叶片近轴侧气孔密度占总气孔的比例明显高于紫苏。叶脉密度大的高粱具有较高的净光合速率;而紫苏叶脉密度小,净光合速率也较低。由此表明,较高的叶脉密度有利于支持较高的光合速率,但研究表明叶脉密度和气孔密度可能不存在严格的协同变异关系。研究结果对理解植物光合作用适应有重要意义。     

近70年黄土高原3种植物叶片气孔特征参数比较

以黄土高原地区3种典型植物辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)、虎榛子(Ostryopsis davidiana Decne.)和酸枣[Ziziphusjujuba Mill.var.spinosa(Bunge)Hu ex H.F.Chow]标本为材料,利用数码图像显微处理系统,研究了从20世纪30年代至2002年近70 a中植物叶片气孔长度、宽度、面积与密度的变化状况及其相关性.结果表明,气候变化对3种植物气孔性状并无一致的影响.辽东栎叶片气孔长度、宽度、面积和密度变化总体上均呈上升趋势,升高率分别为11.62%、3.17%、18.01%和1.32%.酸枣叶片气孔长度、宽度和面积呈上升趋势,升高率分别为21.90%、13.60%和35.61%;而气孔密度下降,降低率为-27.86%.虎榛子叶片气孔长度、面积和密度均呈下降趋势,降低率分别为-7.91%、-1.43%和-9.73%;而气孔宽度升高率为2.56%.酸枣叶片气孔4个特征参数的变化率均明显大于辽东栎和虎榛子,虎榛子叶片气孔性状的3个参数(除密度外)变化率最小.3种植物叶片气孔长度的变幅均大于气孔宽度,证实气孔宽度是相对比较稳定的性状.     

不同水分处理下喀斯特土层厚度异质性对两种草本叶片解剖结构和光合特性的影响

为了探究不同水分处理下草本植物对喀斯特土层厚度变化的叶片形态建成和光合生理响应,以黑麦草(Lolium perenne L.)和苇状羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)为研究对象,通过盆栽水分受控试验,研究了3种水分处理[正常供水(W_(ck)),减水1组(D1)和减水2组(D2)]下3种土层厚度[浅土组(S_S)、对照组(S_(CK))和深土组(S_D)]对两种草本叶片解剖结构和光合特性的影响。结果表明:(1)正常供水下(W_(ck)),黑麦草和苇状羊茅在浅土组(S_S)的气孔密度和气孔限制值(Ls)均显著高于对照组(S_(CK)),净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)降低;在深土组(S_D),两种植物的气孔密度都有所下降,黑麦草的叶脉密度、Pn和Tr均低于对照组,而苇状羊茅的叶脉密度和Pn表现出增加;(2)D1水分条件下,黑麦草在浅土组的气孔密度较对照组增加,叶脉密度、Pn和Tr均降低,而苇状羊茅的气孔密度有所降低,叶脉密度、Pn和Tr未受到显著影响;在深土组中,黑麦草的气孔密度不变,叶脉密度增加,而Pn和Tr均降低;苇状羊茅的气孔密度降低,但叶脉密度、Pn和Tr均升高;(3)D2水分条件下,两种植物在浅土组的叶脉密度较对照组均增加,气孔密度、Pn和Tr均受到抑制;在深土组,黑麦草的远轴面气孔密度较对照组下降,两种植物的其他指标未受到明显影响。可见,在不同水分条件下,植物的叶片解剖结构和光合特性对不同土层厚度的响应不一,且不同物种间也有差异。总体上随着水分减少,土层厚度降低对植物的光合抑制作用增强,而厚度增加对深根植物的光合促进作用和对浅根植物的光合抑制作用先增强后减弱。植物气孔和叶脉性状特征随水分条件的变化在一定程度上与叶面积和叶片宽度的变化有关。     

Plant ontogenetic changes in vein and stomatal traits and their relationship with economic traits in leaves of three Mediterranean oaks

3种地中海橡树在叶脉和气孔性状上的个体发育性变化及其与叶片经济性状的关系 我们比较了3个地中海栎属(Quercus)树种幼苗和成龄树的叶脉和气孔性状。之前的研究表明,幼苗的气体交换率往往比成龄树的要高。我们的研究目标是确认叶脉和气孔的性状在整个植物个体发育过程中是否会随着气体交换率的变化而同步改变。我们提出了以下两个备选假设：幼苗比成龄树有着更高的叶脉和气孔密度(假设1);幼苗在维管组织上的投资更少,从而降低了建设成本(假设2)。本研究是在西班牙中西部进行的,我们对每个树种不同生长阶段的植株随机采集了10个样本。我们测量了气孔和叶脉的平均性状(单位叶面积里的气孔大小和数量、叶脉密度、叶脉体积、叶脉到表皮的距离),比叶质量和叶片厚度。研究结果表明,细脉密度和单位面积叶脉体积随着树龄的增加而增加,这似乎与气体交换率方面的个体发育趋势不一致。这种差异支持了我们的假设2,说明植株在幼苗阶段减少对维管组织的投资以最大限度地提高生长速度是其当务之急。幼苗叶片中较大的叶脉间距可以由叶脉到表皮的较短距离所补偿。因此,薄叶片可能是幼苗的一个必要性状,它可以让水分沿较短路径输送到蒸发点,而无需对高成本的维管组织进行大量投资。     

基部被子植物气孔性状与叶脉密度的关联进化

植物叶片通过气孔的水分蒸腾散失和叶脉的水分供应达到水分平衡,而基部被子植物在进化过程中叶片水分供应和蒸腾散失是否达到平衡或关联进化还缺乏了解。本研究以11种基部被子植物为材料,测定了气孔密度、气孔长度、叶脉密度和叶片厚度4个叶片性状,并结合系统发育树,利用系统发育独立对比的方法分析这些性状之间的关联进化。结果显示：沿进化方向,气孔密度和叶脉密度逐渐增加,而气孔长度和叶片厚度有减小的趋势;无论是否考虑系统发育的影响,气孔密度都与叶脉密度呈显著正相关关系,说明二者之间存在关联进化,并证实了基部被子植物叶片水分平衡假说;气孔密度和长度、叶脉密度均与叶片厚度呈显著线性相关,但在去除系统发育的影响后这种线性相关关系不再显著,说明叶片厚度与其它三个叶片性状不存在关联进化。本研究结果还表明,叶片的水分供应和散失乃至CO2通透性的平衡主导着基部被子植物叶片结构和功能的进化。     

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。     

环境和遗传对烟草叶片结构的影响

叶片性状很大程度上反映了植物的功能及其对环境的适应。叶片性状的变异受环境及遗传特性的影响,但是很多研究未能很好区分出它们的相对影响。本研究通过将同一烟草品种种植于不同地点来认识环境对烟草叶片性状的影响;将不同的烟草品种种植于同一环境来了解遗传差异对烟草叶片性状的影响。研究发现,叶脉密度和叶片厚度受环境的影响较大,气孔密度和长度受环境的影响较小。气孔密度和叶片厚度受遗传的影响较大,叶脉密度和气孔长度受遗传的影响较小。在生长温度高的地方,烟草叶脉密度越大。研究结果对于认识植物对环境的适应性具有重要意义。     

植物叶片水力与经济性状权衡关系的研究进展

叶片既是植物光合产物形成的主要场所, 又是整株植物的水力瓶颈、应对灾难性水力失调的安全阀门, 是植物碳水耦合权衡的重要器官。叶经济型谱反映了叶片经济性状“投资-收益”的权衡, 为验证植物进化过程中形成的物种对策提供了适用的理论框架。叶片水力性状变化会影响叶片经济性状及植物存活和生长。因此, 探索植物叶片水力与经济性状的权衡关系, 对建立植物碳-水耦合模型、揭示植物水-碳投资机理、扩展植物性状型谱等均有重要意义。该文首先综述了叶片水力性状、经济性状及两者之间的权衡关系, 分析了叶片导水率与水力脆弱性、失膨点水势、水容、安全阈值等水力性状以及与叶片的形态、结构和气体交换功能性状之间的关系。然后, 从叶片形态、解剖和叶脉网络结构以及气孔功能方面探讨了叶片水力性状与经济性状的调节机制。最后, 提出今后应加强三方面的研究: (1)探索建立植物根-茎-叶水力输导系统的碳-氮-水资源的整株经济型谱, 以揭示植物功能结构耦合、高效固碳用水的生理生态学机制; (2)探索叶片水力安全、水力效率和固碳效率之间的普适性权衡关系, 以深入理解抗旱植物叶片构建的生物物理结构与生理代谢的关系; (3)探索个体水平碳水代谢关系、水分运输与生长速率的耦合, 为代谢推演理论和植物群落尺度预测提供基础。     

叶片结构的水力学特性对植物生理功能影响的研究进展

叶片是植物进行光合、呼吸、蒸腾作用的主要器官, 早期的研究主要集中于水分在叶片中的运输路径, 而对叶脉结构及其生态学意义研究甚少。近年来关于叶片叶脉结构、气孔结构的功能及叶片水力学特性的意义研究已经成为植物生理生态的研究热点。该文综述了叶脉的结构性状的指标(叶脉密度、直径、间距等), 叶片水力学结构特性对植物生长、水分运输、气体交换、光合作用等生理功能的影响, 及其与植物对干旱适应性之间的关系。叶脉结构是决定叶片生理功能的基础, 因此在未来的工作中应分析比较不同种类植物叶脉结构形态与导水、光合、呼吸、同化作用之间的关系, 建立植物茎干-枝-叶系统水力传导的机理性模型, 用以探索不同植物功能结构和高效用水生理生态学机制, 据此评估不同种类植物在未来气候情景下的地位。     

润楠属植物叶片和枝条水力特征的协同关系

以润楠属(Machilus) 7种植物成年个体为材料,对其进行生理指标测定,并对它们的叶片水分供需关系以及木质部纹孔特征和导水效率之间的关联进行分析。结果显示,润楠属7种植物相比原始被子植物具有更高的叶脉密度(VD),叶脉密度为9.8～14.1 mm/mm~2;气孔密度(SD)与叶脉密度呈显著正相关,说明叶片水分供需存在协同关系;气孔密度与气孔大小(GLC)呈负相关;气孔越大的叶片其膨压丧失点(TLP)的绝对值越低。枝条边材比导率(Ks)较低,为0.13～1.87 kg·m~(-1)·s~(-1)·MPa~(-1),且种间差异较大。叶脉和气孔密度均与边材比导率呈正相关。边材比导率与纹孔膜面积、纹孔口面积以及纹孔口长短轴比例相关性不显著。研究结果表明润楠属植物虽然叶脉密度较高,且木质部水分供应和叶片结构具有协同关系,但木质部解剖结构较为原始,导管多具梯形穿孔板,导水效率低,只能适应比较湿润的生境。     

张掖湿地芨芨草叶脉密度和叶脉直径的权衡关系对3种生境的响应

植物叶脉性状间的协同进化影响生理活动中水分利用策略和叶片经济谱的形成,对理解叶片在叶脉建成中的碳投入和叶脉功能回报的经济权衡具有重要的意义。该文结合相关性和标准化主轴估计分析(SMA)方法,研究了张掖洪泛平原湿地乔-草群落冠盖区、过渡区和空旷区3种自然生境下芨芨草(Achnatherum splendens)叶脉密度和叶脉直径的生长关系。结果表明:从湿地群落的冠盖区到空旷区,植物群落光合有效辐射(PAR)和水汽压亏缺(VPD)逐渐增加,土壤含水量(SM)逐渐减小、土壤电导率逐渐增大;芨芨草的叶片宽度(LW)、叶脉密度(1.28–1.59 mm·mm~(-2))和水分利用效率(WUE)呈逐渐增大的趋势,叶片长度(LL)和叶脉直径(0.21–0.16 mm)呈逐渐减小的趋势,叶性状的平均可塑性值为0.19,株丛密度(BD)、蒸腾速率(T_r)和净光合速率(P_n)呈先增大后减小的倒U形趋势;3种生境中芨芨草的WUE、PAR、T_r、P_n与叶脉密度和叶脉直径呈显著的相关关系;叶脉密度与叶脉直径呈不同程度的负相关关系,在冠盖区,芨芨草叶脉密度和叶脉直径呈极显著的负相关关系,在过渡区和空旷区,二者呈显著的负相关关系,从冠盖区到空旷区,SMA斜率逐渐增大(0.54–1.50),冠盖区和空旷区的SMA斜率与1.0存在显著差异。为适应光照环境条件的变化,芨芨草在空旷区具有大量细脉的叶脉网络性状,在冠盖区生长少量粗脉的细长型叶片,即在某一给定的叶片长度下,阴生环境中芨芨草叶片需要更大的叶脉直径来支撑,反映了湿地植物较强的表型可塑性机制。     

润楠属广布种和狭域种幼苗生理生态特征

润楠属植物属于基部被子植物类群,大部分物种局限分布于热带亚热带森林的潮湿生境,但也有些物种分布范围较广。本研究以润楠属11个物种的幼苗为材料,测定了一系列植物叶片水力学性状和解剖结构,包括:比叶重、叶片密度、气孔密度、叶脉密度、膨压丧失点水势、栅栏组织和海绵组织厚度等。结果表明:与其它分布在热带亚热带地区的被子植物相比,润楠属植物的叶脉密度较低,推测叶脉密度受强烈的进化限制;该属植物叶脉密度与气孔密度、栅栏和海绵组织的比值呈显著的正相关,表明该属植物能够维持叶片水平的水分供需平衡;广布种比狭域种具有更低的叶片膨压丧失点和更高的叶片密度,耐旱能力更强,但是比叶重差异不显著;叶片的膨压丧失点与物种的最大树高呈反比,即更高的物种叶片耐失水能力更强,说明植物叶片耐旱性与植物本身的遗传特性有关。本研究结果显示,叶片水力学性状可以较好地用于解释润楠属植物的地理分布。     

兰州市主要绿化植物气孔性状特征

气孔是植物叶片与外界环境进行水汽交换的门户, 利用气孔特征反映植物对环境变化的响应与适应有助于了解干旱区绿化植物的适应策略。于2019年7月通过气孔印迹法对兰州市40种主要绿化植物气孔性状进行观察与测定。采用标准化主轴估计和系统独立比较分析建立气孔性状间的相关关系; 通过计算Blomgerg’sK值以检验系统发育信号; 利用聚类分析和主成分分析对气孔性状特征进行功能群划分。结果表明: (1)在所研究的植物中, 气孔性状特征在个体间差异显著, 植物生长型(乔木、小乔木、灌木和草本)会显著影响气孔长度、宽度、开度和密度, 叶习性(落叶和常绿)仅对气孔开度有显著影响; (2)气孔长度与宽度、气孔开度与面积间均为显著的异速生长关系, 气孔密度与面积和开度间为负异速生长关系; (3)系统发育会对气孔性状的相关关系产生显著影响, 虽然气孔性状的系统发育保守性不强(K < 1), 但气孔开度和气孔开张比具有显著的系统发育信号; 4)依据气孔性状特征可以将绿化植物划分为: 低密度-大面积、高密度-小面积和中等密度-适中面积共3种功能群。结合系统发育和异速生长理论能更好地解释气孔性状变异及适应策略。     

天山森林植物功能性状与碳库沿海拔梯度的变化

植物功能性状是能够将植物个体特征、群落结构和生态系统功能结合起来的良好载体,但关于在环境梯度上如何通过植物功能性状的连续变化来构建群落、以及植物功能性状如何反映生态系统功能等问题尚有较多疑问。为探讨天山森林植物功能性状与其碳库在海拔梯度上的联系,分析了14个群落尺度上的植物功能性状指标和各组分碳密度沿海拔的变化规律及二者之间的关系。结果表明:(1)受海拔梯度上环境因子的影响,群落尺度上植物功能性状和碳密度的垂直分布并不一致:随海拔升高,叶片碳氮比(C/N)逐渐上升,叶片碳含量(C_(leaf))、比根长(SRL)和植株高度(H)升高后降低,叶绿素含量(Chl)、细根磷含量(P_(root))、叶片氮磷比(N/P)逐渐下降,细根碳含量(C_(root))先升高后趋于平缓,细根氮含量(N_(root))先下降后又有所回升,叶片氮含量(N_(leaf))、木质素含量(LLC)、叶干物质含量(LDMC)、细根干物质含量(RDMC)在各海拔段间无显著差异;(2)比根长(SRL)和植株高度(H)通过影响资源的获取和利用,C与P通过对养分的限制和在器官中的分配,从而影响植被光合作用,与天山森林碳密度显著相关;高木质素含量(LLC)导致植物残体分解速率变慢而与土壤碳密度(SCD)和群落总碳密度(TCD)呈显著负相关关系。随海拔升高,植被碳密度(VCD)先升后降,土壤碳密度(SCD)和总碳密度(TCD)逐渐升高。植物功能性状与环境因子和森林的结构功能相互作用、相互影响,三者之间的关系还需在大尺度上进一步验证。     

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...     

秦王川湿地滨藜叶脉性状与蒸腾速率关系对种群密度的响应

植物蒸腾速率与叶性状关系的环境响应,对探索植物碳水代谢关系和叶性状构建模式之间耦合的生理生态学机制具有重要的意义。选择甘肃省秦王川国家湿地公园的盐沼湿地为实验地,按研究区域滨藜(Atriplex patens)植株密度设置Ⅰ(16—21株/m~2)、Ⅱ(9—15株/m~2)、Ⅲ(9株/m~2)3个梯度,采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation,SMA)方法,以叶脉密度和中脉直径分别表示叶脉性状,研究了种群密度影响下滨藜蒸腾速率与叶脉性状的关系。结果表明:随种群密度减小,滨藜的中脉直径、株高、盖度、光合有效辐射(PAR)、叶面积(LA)均逐渐降低,而叶脉密度、叶干重、蒸腾速率(T_r)和净光合速率(P_n)逐渐增加。在高密度(Ⅰ)和低密度(Ⅲ)中,滨藜的蒸腾速率和叶脉密度之间存在极显著正相关关系(P0.01),与中脉直径之间存在显著的负相关关系(P0.05);在中密度(Ⅱ)中,滨藜的蒸腾速率与叶脉密度呈显著正相关关系(P0.05),与中脉直径不存在相关关系(P0.05)。在小密度样地,蒸腾速率(T_r)较小,滨藜采取减小叶脉密度、增大中脉直径的策略,即在阴生环境中滨藜叶片需要大的中脉直径来支撑,同时较小的叶脉密度亦可满足其蒸腾需求,体现了密度制约下湿地植物的生物量分配格局和资源利用对策。