温带草地主要优势植物不同器官间功能性状的关联

理解植物各器官间功能性状的关联, 有助于确定控制功能性状的内在机制以及性状间的比例关系。基于内蒙古温带草地19个地点、42种优势草本植物的野外观测, 分析了叶片、茎、生殖器官、细根和粗根间功能性状(N、P含量、N:P、比叶面积、比根长以及叶片和细根的组织密度)的关联。主要结果如下: 在种群和物种水平上, 各器官的N和P含量都显著正相关, 比叶面积与叶片N、P含量和组织密度在种群水平上显著负相关, 而在物种水平上没有显著的相关关系; 而比根长仅在种群水平上与细根的组织密度显著负相关。N、P含量以及N:P在各器官之间一致呈显著正相关, 而比叶面积和比根长没有显著的相关关系。叶片和细根的组织密度在种群水平上显著负相关, 而在物种水平上没有显著的相关关系。非禾草比禾草相应器官(除茎外)的N、P含量高, 但二者茎的N、P含量没有显著的差异; 豆科植物比非豆科植物相应器官的N含量高, 而P含量没有显著的差异。     

内蒙古锡林河流域羊草草原15种植物热值特征

通过对生物量约占羊草草原生物量80%的15种主要野生植物地上植株进行分种取样,测定其热值(美国PARR6300型氧弹式热量计进行热值测定)、灰分(干灰化法测定)、矿质元素(iCAP6000型电感耦合等离子体发射光谱仪测定)同时对各项指标的相关性进行分析来探讨内蒙古锡林河流域羊草草原主要植物作为生物燃料供给料的潜力及植物热值对灰分和矿质元素含量的响应情况。结果表明:15种野生植物热值范围为16.19 MJ/kg(木地肤)到20.99 MJ/kg(小叶锦鸡儿),15种植物热值平均值为18.76 MJ/kg,该值高于全世界陆生植物平均热值。15种植物热值高低顺序为:小叶锦鸡儿>早熟禾>大针茅>冰草>羽茅>羊草>中华隐子草>变蒿>芨芨草>菊叶萎陵菜>大籽蒿>冷蒿>狗尾草>银灰旋复花>木地肤。15种野生植物灰分范围20.25%(银灰旋复花)到3.62%(芨芨草),15种植物灰分含量存在显著差异(P<0.05),其高低顺序为银灰旋复花>木地肤>冷蒿>大籽蒿>菊叶萎凌菜>狗尾草>冰草>羊草>早熟禾>中华隐子草>变蒿>羽茅>小叶锦鸡儿>大针茅>芨芨草。Pearson’s相关分析表明热值与灰分之间存在极显著负相关关系(P<0.01),热值和碳之间存在极显著正相关关系(P<0.01),矿质元素与热值之间没有一致的相关关系。内蒙古羊草草原植物热值普遍高于能源植物柳枝稷的热值,这也说明该地区植物具有作为能源植物的潜力。     

锡林河流域滨河带湿地植物功能性状及差异研究

作为河流景观重要组成部分的滨河带,是河流水体系统与相邻陆地之间的界面或生态过渡区。湿地植物及其群落在维系湿地生态系统稳定性及功能方面具有重要作用。本文通过对比锡林河流域滨河带上游、中游、下游以及放牧干扰下湿地植物20种功能性状,在流域尺度上探究滨河带湿地植物功能性状对环境和放牧强度的响应,研究表明:锡林河流域滨河带不同河段湿地植物各功能性状变异系数波动范围较大,其中叶片碳含量(LCC,LeafCarbon Concentration)变异系数最小为0.05,变异系数最大的是光合速率(Pn, Photosynthetic Rate),其值为2.64;湿地植物的结构性状与生理性状之间通过互补与替代、在功能上的平衡实现对环境的适应;湿中生草本、中生草本、旱生草本植株高度在退化样地显著低于轻微退化样地;植物株高、叶片LCC/LNC(LeafCarbonConcentration/LeafNitrogen Concentration)、 LNC/LPC(LeafNitrogenConcentratio/LeafPhosphorusConcentration)在五种共有植物种芦苇(Phragmit...     

中国温带典型森林植物比叶面积的空间格局及其影响因素

比叶面积(SLA)能够反映植物自身生长对策、对光能的捕获能力、对外界环境变化的适应和对可利用资源的分配策略,对植物的生境适应状况和群落的自然演替程度也起到重要的指示作用。为了深入了解温带森林植物SLA随空间变化的变异特征及其影响因素,跨越1200 km选取中国东北部12个典型温带森林(寒温带兴安落叶松林、温带红松针阔混交林和暖温带落叶阔叶栎林),通过对样地内物种进行系统性的调查,分析了植物SLA在空间上的变化规律及环境因素的影响效应。结果显示：中国温带森林植物SLA范围为2.02—99.65 m~2/kg(均值为34.18 m~2/kg),其中乔木SLA范围为2.02—58.74 m~2/kg(均值为21.32 m~2/kg),灌木SLA范围为2.88—99.65 m~2/kg(均值为31.60 m~2/kg),草本SLA范围为4.66—98.53 m~2/kg(均值为38.75 m~2/kg)。SLA在不同森林类型之间差异显著,具体表现为：温带红松针阔混交林>暖温带落叶阔叶栎林>寒温带兴安落叶松林。SLA受到气候因素和土壤因素的影响,其中随着年均降水、土壤碳氮含量的增加显...     

草地利用方式对温性典型草原优势种植物功能性状的影响

当外界环境发生变化后植物能够改变自身功能性状及时调整适应策略, 因此植物功能性状能够有效地反映植物对草地利用变化的响应, 然而在内蒙古草原从植物功能性状角度开展草地利用方式影响的研究略少。该研究以内蒙古典型草原大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和冷蒿(Artemisia frigida) 4种主要优势种为研究对象, 探讨在长期自由放牧、割草、短期围封和长期无干扰的影响下优势种植物功能性状的差异, 以期从功能性状视角, 揭示植物在受到外界干扰后的适应策略, 旨为天然草地的可持续管理提供基础数据支持和科学依据。结果表明: 1)除糙隐子草外, 在长期放牧后内蒙古典型草原优势植物植株高度、根长和植物碳氮含量降低, 这些性状的变化能够使植物个体小型化, 适口性降低, 表明植物通过逃避放牧的策略适应长期自由放牧的干扰; 在割草管理方式下, 优势种的高度和比叶面积有增加的趋势, 其中冷蒿的氮含量对割草响应最敏感, 其根、茎、叶中的氮含量均在割草样地最低; 围封和长期无干扰处理下植物的碳氮含量增加, 表明在干扰强度降低后, 植物通过功能性状的改变从资源获取策略向资源储藏策略转变。2)对优势种功能性状集合分析表明, 糙隐子草具有较低的植株高度和较高的比叶面积, 冷蒿具有较高的木质素含量和氮含量, 这些性状能够使两种植物被家畜采食量减少, 并保证其具有较强的再生能力, 这可能是糙隐子草和冷蒿耐牧的原因; 大针茅具有最高的植株高度、最大的叶片干物质含量, 以及最高的茎、叶纤维素含量, 说明大针茅是非常典型的竞争物种, 在干扰较低的条件下, 大针茅采取竞争策略对其他物种产生较大的竞争压力可能是其占优势的重要原因。     

内蒙古锡林河流域草原群落植物功能群组成沿水热梯度变化的样带研究

 用样带法调查了草原群落植物功能群组成沿水热梯度的变化。结果表明,随着海拔高度的降低,降水量的减少,热量和干燥度的增加,群落植物生活型功能群组成中,多年生杂类草的相对多度逐渐减少,而多年生丛生禾草的相对多度逐渐增加,多年生丛生禾草对多年生杂类草具有强烈的生态替代作用。在植物生态类群功能群组成中,中旱生植物的作用逐渐减弱,而旱生植物的作用显著增强。草地的利用方式对群落组成具有重要的影响,永久样地和割草场中不耐牧种的相对生物量显著地高于放牧场,而放牧场中耐牧种的相对生物量则显著地高于永久样地和割草场。受草地利用     

黔中喀斯特山区植物功能性状的变异与关联

认识植物功能性状随演替进展的变化规律和不同性状之间的关系, 有助于从功能生态学的角度来理解群落演替。该文调查了位于贵州省中部的普定县喀斯特山区26个样方的物种组成, 这些样方分别处于灌丛、落叶阔叶林、落叶常绿混交林3个演替阶段; 测量了分布于该区域的82种木本植物的3个功能性状值(叶面积、比叶面积、最大高度); 根据物种在样方中的多度加权计算得到26个样方的性状平均值, 在此基础上分析了随演替进展植物功能性状在群落水平上的变异格局和不同性状之间的相关性; 采用性状梯度分析法分析了各阶段优势物种的功能性状在群落间(β组分)和群落内(α组分)的变异格局及相关性。结果表明: 1)沿灌丛→落叶阔叶林→落叶常绿混交林这一演替顺序, 群落平均叶面积和平均高度逐渐增加, 而群落平均比叶面积则逐渐变小; 2)就群落平均性状值而言, 叶面积与最大高度呈较强的正相关关系, 最大高度与比叶面积、叶面积与比叶面积均呈较强的负相关关系; 3)物种功能性状的α组分之间没有显著的相关关系, 而β组分之间相关性显著。这说明: 随演替的进展, 群落优势物种对环境的适应策略由高速生长转向提高资源利用效率, 而同一群落内共存的物种采取不同的性状组合来适应共同的群落环境。     

内蒙古锡林河流域三种草原蝗虫对植物高度选择的观察

在实验条件下,观察了发生期及个体大小不一致的3种草原蝗虫对植物高度选择情况．结果表明：蝗虫对植物高度的选择与其本身发生时期及个体大小相关,是物种长期进化的结果,同时,还探讨了蝗虫对植物高度的选择与温度、温度及光照强度之间的关系．     

内蒙古典型草原植物叶片碳氮磷化学计量特征的季节动态

分析植物叶片(C)、氮(N)、磷(P)含量及其比值的季节动态, 不仅有助于认识植物生长发育和养分吸收利用等生理生态过程, 也有利于认识植物化学计量的动态平衡关系。该文选择内蒙古典型温带草原18种常见植物, 在生长季的6-9月, 每半月一次进行连续采样, 在此基础上分析了叶片C、N、P含量及其比值在生长季内的变化。主要结果: 1)植物叶片C、N、P含量及其比值的季节性变化在不同功能类群间不同步, 其中叶片N、P含量的季节变化体现了明显的稀释作用。2)叶片C、N、P含量及其比值在不同功能类群间差异显著, 单子叶、多年生禾草类的叶片N、P含量显著低于双子叶和多年生杂类草植物, 而其叶片C:N、C:P则高于双子叶和多年生杂类草植物。3)叶片N、P含量显著正相关, 叶片C:N和C:P分别与N和P含量显著负相关, 可能体现了植物体内营养元素间的内在耦合机制。4)叶片N含量与C:N, 叶片P含量与C:P以及叶片N含量与P含量均呈现等速生长关系, 且等速生长关系在生长季保持稳定。     

岷江干旱河谷25种植物一年生植株根系功能性状及相互关系

相同条件下相同生长期的植物根系生长与适应策略及其差异性还不清楚。因此,采集岷江干旱河谷地区25种乡土植物(木本15/草本10种)的种子于2009年3月播种在同一干旱环境中,9月测定了1年生植株的最大根深(RDmax)、根幅(RW)与根生物量(RB),计算了总根长(TRL)、比根长(SRL)及细/粗根生物量比(RBf/c),分析了它们之间的关系,进行了根系功能组划分。结果表明:1)25种植物1年生植株RDmax与RW变异较小,总变异率为14.9%和20.7%;TRL和SRL变异相对较大,分别为28.5%和34.7%,草本植物SRL明显大于木本植物;RB和RBf/c种间变异较大,总变异率分别为50.1%和70.5%;2)25种植物的RDmax、RW、RB和TRL间呈显著正相关关系,表明根系较深的物种RW较大,TRL和RB也较高;SRL与RDmax呈极显著负相关关系,与RBf/c呈极显著正相关关系,表明根系垂直分布较浅的物种细根发达,SRL较大;3)主成分分析显示,25种植物可分为3个功能组:第1组具有较大RDmax、RW和RB,资源利用持续时间较长;第2组具有较大TRL、SRL和RBf/c,资源利用效率较高;第3组根系功能性状没有一致的突出特点,可能通过降低自身生理机能适应生存条件。综合分析表明,岷江干旱河谷区25种植物1年生植株根系的功能性状变异明显,可塑性大,历经长期自然选择压力而形成了不同的环境适应策略,但生长型并不必然表达出1年生植株根系功能性状的差异性。     

Linking leaf and root trait syndromes among 39 grassland and savannah species

Here, we tested hypothesized relationships among leaf and fine root traits of grass, forb, legume, and woody plant species of a savannah community. CO2 exchange rates, structural traits, chemistry, and longevity were measured in tissues of 39 species grown in long-term monocultures. Across species, respiration rates of leaves and fine roots exhibited a common regression relationship with tissue nitrogen (N) concentration, although legumes had lower rates at comparable N concentrations. Respiration rates and N concentration declined with increasing longevity of leaves and roots. Species rankings of leaf and fine-root N and longevity were correlated, but not specific leaf area and specific root length. The C3 and C4 grasses had lower N concentrations than forbs and legumes, but higher photosynthesis rates across a similar range of leaf N. Despite contrasting photosynthetic pathways and N2-fixing ability among these species, concordance in above- and below-ground traits was evident in comparable rankings in leaf and root longevity, N and respiration rates, which is evidence of a common leaf and root trait syndrome linking traits to effects on plant and ecosystem processes.     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草(Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计,对生物量各组分(地上、地下部分)之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析.结果表明:在测定年度(1998年)整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在14%～39%之间,平均为27%;地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显著的乘幂关系.上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性.     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析(英)

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草 (Leymuschinensis (Trin .)Tzvel.)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计 ,对生物量各组分 (地上、地下部分 )之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析。结果表明 :在测定年度 (1998年 )整个生长季的不同月份 ,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在 14 %～ 39%之间 ,平均为 2 7% ;地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差 ,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显著的乘幂关系。上述结果与国外同类研究结果相比 ,具有很好的一致性。     

黄土丘陵区植物叶片与细根功能性状关系及其变化

通过植物叶片功能性状(比叶面积、叶组织密度、叶氮含量)和细根功能性状(比根长、根组织密度、根氮含量)间的相互关系,分析植物对环境的适应途径;然后根据性状间的差异进行了层次聚类,将物种划分为3大功能型,并分析了不同功能型对环境的适应策略.结果表明:黄土丘陵区延河流域149种植物的叶氮含量与比叶面积和根氮含量正相关、与叶组织密度负相关,比根长与根组织密度负相关,除了根氮含量,其余根性状与叶性状不相关.此外,功能性状间关系变化和适应策略在不同功能型之间也存在差异.功能型1的植物具有最强的耐旱力和防御力;功能型3的植物具有最强的养分维持能力用以对抗营养贫瘠的环境;功能型2的植物居中,生长速率最高,具有较强的竞争力、分布最广;根据C-S-R理论,功能型1和3属于“胁迫忍耐型”策略(S策略),功能型2则属于“竞争型”(C)和“干扰型”(R)策略的综合.研究结果为黄土丘陵区植被恢复规划及物种配置等提供依据.     

长期N添加对典型草原几个物种叶片性状的影响

通过一个连续4 a(2003—2006年)N添加的野外控制试验(0、1、2、4、8、16、32、64 g/m2等8个水平),探讨了N供给改变对内蒙古典型草原几个常见物种叶片性状的影响。结果表明,沿施N水平,冷蒿(Artemisia frigida)、星毛委陵菜(Potentillaacaulis)和砂韭(Allium bidentatum)比叶面积(SLA)呈指数增加,而克氏针茅(Stipa krylovii)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)SLA无明显变化规律;5个物种绿叶N浓度和枯叶N浓度均呈增加趋势,而绿叶P浓度和枯叶P浓度的变化趋势呈明显的物种差异性。物种间,冷蒿具有较高的SLA和叶片养分浓度,克氏针茅具有较低的SLA和叶片养分浓度。以上结果表明,N供给增加降低了植物保持N的能力,对植物P保持能力的影响随物种不同而异,反映了植物P策略对N供给改变的弹性适应。因此,大气N沉降增加改变着植物N和P利用策略,进而影响着植被-土壤系统N和P循环,而其物种差异性将对群落结构产生深远影响。     

内蒙古典型草原区3种不同草地利用模式下植物功能群及其多样性的变化

以呼伦贝尔草原辉河国家级自然保护区草原群落为研究对象, 选取3块生境条件基本相同的样地(250 m × 250 m) ——放牧场、割草场及公共草场, 每块样地设置3条样带, 每条样带上设置8个样方(1 m × 1 m), 研究了不同草地利用模式下草原群落的物种组成、生物多样性及群落的功能群特征。结果表明: 在放牧场、割草场和公共草场3种不同利用模式下, 植物功能群结构及其多样性发生了变化。灌木、半灌木的累积优势度在各利用模式间差异显著( p< 0.05), 在割草场中最高; 多年生禾草的累积优势度在各利用模式间差异显著(p< 0.05); 一、二年生草本的累积优势度在各利用模式间差异显著(p< 0.05)。旱生植物功能群在公共草场中所占比例最高, 为50%; 中旱生植物在割草场中的百分比最低, 为19%, 且在各利用模式间差异显著(p< 0.05); 各利用模式下, 灌木、半灌木功能群生物量均较低; 随着割草场、公共草场及放牧场3种草地利用模式下利用强度的增加, 多年生禾草和多年生杂类草两大功能群的生物量递减, 而一、二年生草本功能群生物量递增。草地利用强度的增加, 使得草地植物群落结构简单、脆弱。丰富度指数和多样性指数在放牧场最低, 在割草场最高; 均匀度变化并不明显。割草场利用模式有助于改善草原的健康状况, 而放牧场及公共草场利用模式均存在不同程度的过度放牧现象, 尤其是公共草场利用模式由于所有权不明确而缺乏有效的管理, 导致草原退化明显。     

Shifts in fine root traits within and among species along a fine-scale hydrological gradient

Background and AimsLessons from above-ground trait ecology and resource economics theory may not be directly translatable to below-ground traits due to differences in function, trade-offs and environmental constraints. Here we examine root functional traits within and across species along a fine-scale hydrological gradient. We ask two related questions: (1) What is the relative magnitude of trait variation across the gradient for within- versus among-species variation? (2) Do correlations among below-ground plant traits conform with predictions from resource-economic spectrum theory?MethodsWe sampled four below-ground fine-root traits (specific root length, branching intensity, root tissue density and root dry matter content) and four above-ground traits (specific leaf area, leaf size, plant height and leaf dry matter content) in vascular plants along a fine-scale hydrological gradient within a wet heathland community in south-eastern Australia. Below-ground and above-ground traits were sampled both within and among species.Key ResultsRoot traits shifted both within and among species across the hydrological gradient. Within- and among-species patterns for root tissue density showed similar declines towards the wetter end of the gradient. Other root traits showed a variety of patterns with respect to within- and among-species variation. Filtering of species has a stronger effect compared with the average within-species shift: the slopes of the relationships between soil moisture and traits were steeper across species than slopes of within species. Between species, below-ground traits were only weakly linked to each other and to above-ground traits, but these weak links did in some cases correspond with predictions from economic theory.ConclusionsOne of the challenges of research on root traits has been considerable intraspecific variation. Here we show that part of intraspecific root trait variation is structured by a fine-scale hydrological gradient, and that the variation aligns with among-species trends in some cases. Patterns in root tissue density are especially intriguing and may play an important role in species and individual response to moisture conditions. Given the importance of roots in the uptake of resources, and in carbon and nutrient turnover, it is vital that we establish patterns of root trait variation across environmental gradients.     

松嫩草地66种草本植物叶片性状特征

植物叶片功能性状及其相互关系越来越受到关注.以松嫩草地66种草本植物为研究对象,测量叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量,检验性状间的相互关系,比较不同功能群(多年生根茎禾草,多年生丛生禾草,多年生杂类草,1年生或2年生草本)间性状的差异性.结果表明,叶片厚度变异系数最大,比叶面积、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量之间存在显著的正相关关系;叶片于物质含量与叶片磷含量没有显著的相关关系,与其它叶片性状呈显著的负相关关系;叶片厚度只与叶片干物质含量和比叶面积呈显著的负相关关系,与其它叶片性状不相关.叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮、磷含量在4个功能群间差异显著,叶绿素含量和类胡萝卜素含量在各个功能群间差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草叶片的7个性状差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草的叶片干物质含量高于多年生杂类草和1年生或2年生草本,其它性状小于这两个功能群.