利用叶色特征监测小麦叶片的碳氮状况

研究了不同土壤水氮条件下小麦 (Triticumaestivum) 抽穗后叶片碳氮状况及其比例与叶片叶色 (SPAD值 ) 的关系。结果表明, 小麦中后期叶片氮含量和可溶性糖含量与顶部 3张叶片叶色 (SPAD值 ) 均呈显著的指数正相关, 其相关程度大小为L1>L2 >L3, 但与不同叶位叶色间的差值或比值相关并不显著 ;而叶片碳氮比与各叶位叶色相关不显著, 但与顶 1叶和顶 3叶的叶色差值呈极显著直线相关, 据此建立了基于叶色特征的叶片氮含量、可溶性糖含量和碳氮比监测模型, 检验结果显示, 顶 1叶叶色和顶 1叶与顶 3叶叶色的差值可用来有效地评估小麦叶片的碳、氮含量及碳氮比状况。     

马蹄金的组织培养和植株再生

1　植物名称　马蹄金 (Dichondrarepens)。2　材料类别　下胚轴 (hypocotyl)、子叶 (cotyle don)、叶片 (leaf)和叶柄 (petiole)。3　培养条件　无菌苗培养基 :(1)MS。愈伤组织诱导培养基 :(2 )MS +2 ,4 D 1mg·L- 1(单位下同 ) +NAA 1+6 BA 0 .2 +KT 0 .2 ;(3)MS +2 ,4 D 1+6 BA 0 .2 ;(4 )MS +2 ,4 D 1+KT 0 .2 ;(5 )MS +NAA0 .5 +ZT 0 .2 ;(6 )MS +NAA 0 .5 +6 BA 0 .5 ;(7)MS +2 ,4 D 0 .2 +6 BA 0 .5 ;(8)MS +2 ,4 D 1+6 BA 0 .5 ;(9)MS +2 ,4 D 1+NAA 0 .5 +6 BA 0 .2 +KT 0 .2。愈伤组织分化培…     

源库调节对厚皮甜瓜植株生长和抗氧化特性及果实产量品质的影响

以厚皮甜瓜品种‘中甜1号’为材料,设V1F2(主蔓顶部留1条顶蔓+单株留2果,下略)、V2F2、V3F2、V1F3、V2F3、V3F3共6个处理,以不留顶蔓、每株只留1果为对照,以研究源库关系中主蔓顶部留蔓数和单株留果数对厚皮甜瓜植株生长、叶片抗氧化特性及果实产量和品质的影响。结果显示:(1)随生育期的延长,增加单株留果数使厚皮甜瓜植株茎粗、节间长、最大功能叶长明显受到抑制,而顶蔓数量对上述3项生长指标无显著影响。(2)留2个果时,叶片O2.-产生速率略低于CK,MDA含量高于CK;留3个果时,叶片中O2.-产生速率和MDA含量最高;在所有处理中,以留果2个的POD活性最低,以留果3个的SOD活性最低。(3)每株留2果时,增加顶蔓数能提高果实品质,而每株留3果同时增加顶蔓数时,果实品质下降,尤以第3果品质最差。研究表明:留果数量对厚皮甜瓜植株生长和叶片抗氧化性影响大于留顶蔓数量,每株留2蔓2果有利于植株生长,可增强叶片抗氧化能力,延缓叶片衰老,从而提高单株产量,改善果实品质。     

青鲜素与谷胱甘肽对万寿菊镉积累的影响

通过水培试验研究了细胞分裂抑制剂青鲜素(MH)对万寿菊(Tagetes erecta L.)生理生化指标及不同部位叶片Cd积累的影响及在MH处理下,外源喷施含硫化合物半胱氨酸(Cys)及谷胱甘肽(GSH)对万寿菊Cd积累的作用。结果表明:0.1mg·L-1Cd溶液中添加4mmol·L-1MH并未对万寿菊体内的丙二醛(MDA)含量、硝酸还原酶(NR)及超氧化物歧化酶(SOD)活性产生明显影响。在连续3d对万寿菊不同部位叶片取样分析结果表明,未加MH的Cd溶液中(对照),万寿菊顶部叶片Cd含量由0.81mg·kg-1上升至4.89mg·kg-1,而中部及底部叶片Cd含量分别由0.24和0.32mg·kg-1上升至1.34和1.71mg·kg-1,说明Cd优先积累在万寿菊的顶部叶片中,即Cd主要积累于地上部的生长点;而加入MH后则显著抑制了万寿菊顶部叶中Cd积累,其顶部叶片Cd含量仅由0.28mg·kg-1上升至2.15mg·kg-1,与对照相比显著降低,中部及底部叶片Cd含量的增加与对照相比则差异不显著,表明细胞分裂与植物Cd积累存在一定的关系,旺盛的细胞分裂将促进万寿菊叶片对Cd的积累。通过喷施GSH能够逆转MH对万寿菊地上部Cd积累的抑制,而Cys则无此效果,由此可以推断GSH在植物Cd积累中起着十分重要的作用,其所参与的新陈代谢过程或自身与Cd作用促进了万寿菊地上部对Cd的积累。     

9种榆科植物叶表皮结构特征研究

利用叶表皮离析法观察了榆科6属9种植物叶片的表皮结构。结果表明,榆科植物叶片气孔器仅分布在远轴面,不规则型,不具副卫细胞;叶片毛状体主要有腺毛和非腺毛两种类型,腺毛由基细胞、柄细胞和膨大的顶细胞构成,非腺毛均由单细胞发育而来,基部具或不具钟乳体,多数非腺毛顶部发育成长锥状,少数非腺毛顶部极短呈喙状。根据气孔器的类型和分布位置,尤其是表皮毛的基本结构和发育类型等特征,不支持将广义榆科分为两个独立科的观点。但榆科这9种植物叶表皮特征具有属间或种间差异,有一定的分类学价值。     

中亚热带植被恢复阶段植物叶片、凋落物、土壤碳氮磷化学计量特征

为揭示植被恢复过程中生态系统的养分循环机制及植物的生存策略, 根据亚热带森林群落演替过程, 采用空间代替时间方法, 以湘中丘陵区地域相邻、环境条件基本一致的檵木(Loropetalum chinensis) +南烛(Vaccinium bracteatu) +杜鹃(Rhododendron mariesii)灌草丛(LVR)、檵木+杉木(Cunninghamia lanceolata) +白栎(Quercus fabri)灌木林(LCQ)、马尾松(Pinus massoniana) +柯(Lithocarpus glaber) +檵木针阔混交林(PLL)、柯+红淡比(Cleyera japonica) +青冈(Cyclobalanopsis Glauca)常绿阔叶林(LCC)作为一个恢复系列, 设置固定样地, 采集植物叶片、未分解层凋落物和0-30 cm土壤样品, 测定有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量及其化学计量比, 运用异速生长关系、养分利用效率和再吸收效率分析植物对环境变化的响应和养分利用策略。结果表明: (1)随着植被恢复, 叶片C:N、C:P、N:P显著下降, 而叶片C、N、P含量和土壤C、N含量、C:P、N:P显著增加, 其中LCC植物叶片C、N含量, 土壤C、N含量及其N:P, PLL植物叶片P含量, 土壤C:P显著高于其他3个恢复阶段, 各恢复阶段植物叶片N:P > 20, 植物生长受P限制; 凋落物C、N、P含量及其化学计量比波动较大。(2)凋落物与叶片、土壤的化学计量特征之间的相关关系较弱, 叶片与土壤的化学计量特征之间具有显著相关关系, 其中叶片C、N、P含量与土壤C、N含量、C:N (除叶片C、N含量外)、C:P、N:P呈显著正相关关系; 叶片C:N与土壤C、N含量、C:P、N:P, 叶片C:P与土壤C含量、C:N、C:P, 叶片N:P与土壤C:N呈显著负相关关系。(3)植被恢复过程中, 叶片N、P之间具有显著异速生长关系, 异速生长指数为1.45, 叶片N、P的利用效率下降, 对N、P的再吸收效率增加, LCC叶片N利用效率最低, PLL叶片P利用效率最低而N、P再吸收效率最高。(4)叶片N含量内稳态弱, 而P含量具有较高的内稳态, 在土壤低P限制下植物能保持P平衡。植被恢复显著影响叶片、凋落物、土壤C、N、P含量及其化学计量比, 叶片与土壤之间C、N、P含量及化学计量比呈显著相关关系, 植物通过降低养分利用效率和提高养分再吸收效率适应土壤养分的变化, 叶片-凋落物-土壤系统的N、P循环随着植被恢复逐渐达到“化学计量平衡”。     

北京山区三种植物叶片水δ~(18)O特征及影响因子

叶片是植物光合作用和呼吸作用进行物质和能量交换的重要场所,而叶片水稳定同位素特征能够反映植物生长周围的气候和生态信息。本研究以旱季、雨季北京山区3种植物侧柏(Platycladus orientalis)、栓皮栎(Quercus variabilis)和荆条(Vitex negundo)叶片水δ18O观测数据为依据,结合土壤水及林内气象因子观测,综合探讨叶片水δ18O变化特征及其影响因子。结果表明:旱季、雨季3种植物一天内利用土壤水分来源较为稳定,枝条水δ18O无明显日变化,3种植物枝条木质部水δ18O雨季旱季;但由于3种植物叶片水δ18O日变幅旱季雨季,3种植物叶片水δ18O相对于枝条木质部水δ18O富集程度旱季雨季,因此造成3种植物叶片水δ18O均值旱季雨季;3种植物叶片水δ18O和δD关系曲线斜率旱季雨季,3种植物叶片水δ18O和δD关系曲线截距旱季雨季,这从另一个方面表明,相对湿度是引起旱季、雨季3种植物叶片水δ18O差异的一个重要因子;旱季,栓皮栎、荆条叶片水δ18O对于5种气象因子(光合有效辐射、气温、相对湿度、气压、VPD)敏感性强于雨季。同时,无论旱季或雨季,侧柏叶片水δ18O与上述5种气象因子间无明显相关性。     

甘草不同功能基因拷贝数多态性组合类型与叶片形态及甘草酸含量的相关性分析

目的:探讨甘草功能基因拷贝数多态性(CNV)与叶片形态特征及甘草酸含量的相关性,为筛选高品质甘草奠定基础。方法:以来自7个产地的60株甘草为实验材料,采用实时PCR对甘草中的3-羟基-3-甲基戊二酰Co A还原酶(HMGR)基因、鲨稀合成酶1(SQS1)基因和β-香树脂醇合成酶(β-AS)基因进行拷贝数测定,采用HPLC测定甘草酸含量,并考察不同功能基因CNV组合类型甘草叶片的形态特征。结果:根据实时PCR测定结果,按照3个功能基因的拷贝数,将甘草分为6种类型,即A型(β-AS+HMGR+SQS1=1+1+1)、B型(1+2+1)、C型(2+1+1)、D型(2+1+2)、E型(2+2+1)和F型(2+2+2);不同类型甘草在叶片形态特征方面存在显著性差异,A型与D型叶片的整体面积较小,而B型与E型叶片的整体面积则较大;HPLC测定结果显示B型甘草的甘草酸平均含量最高,E型甘草的甘草酸含量较高,而A型和D型的甘草酸含量则较低。结论:甘草中功能基因CNV组合类型与甘草叶片的形态特征及甘草酸含量之间存在明确的相关性,β-AS基因与SQS1基因单拷贝、HMGR基因双拷贝的甘草植株,其叶片具有最大的面积,同时其甘草酸含量最高。本研究结果可为优质甘草筛选奠定基础。     

植物叶钾离子（K+）渗出量变化规律及其在大气质量评价中应用

本文以7个阔叶树种为材料,经SO2熏气证实：植物叶K+渗出量与培养液K+浓度和叶片K+含量无关,依光强和植物种类而异,气孔开度大、叶片含硫量高者K+渗出量也多,具有很强的相关性。基于上述规律,提出按刺槐叶K+渗出量的阈值法和统计法(X±S)划分四个污染等级,用来评价沈阳市的污染状况,与理化监测相比基本一致。据大气SO2浓度(ŷ)与K+渗出量(x)之间建立的相关方程：ŷ=0.0111x-0.0259(r=0.879,P<0.01)计算1982和1983年度大气SO2浓度,并按95%置信度绘制预测图,经精度分析,较理化监测更为稳定可靠。     

水稻叶片气孔导度与冠层反射光谱的定量关系分析

研究了不同土壤水氮条件下水稻(Oryza sativa)叶片气孔导度与冠层光谱反射特征的量化关系。结果表明,不同水分处理下,水稻不同叶位气孔导度变化趋势为:GsL1>GsL2>GsL3>GsL4。高于W3水分条件下,高氮处理的叶片气孔导度高于低氮处理,而低于W3水分条件下,高低氮处理条件下叶片气孔导度差异不显著。发现比值指数R(1 650,760)与不同叶位叶片及不同层次叶片气孔导度的相关性大小为:GsL1>GsL12>GsL123>GsL1234>GsL2>GsL3>GsL4(水稻顶部自上而下第一、二、三、四叶以及自上而下顶部2张、3张、4张叶片的气孔导度值分别表示为:GsL1、GsL2、GsL3、GsL4、GsL12、GsL123和GsL1234),而顶1叶气孔导度与叶面积指数的乘积(冠层叶片气孔导度)同比值指数R(1 650,760)相关程度更高。R(1 650,760)与顶1叶和冠层叶片气孔导度之间皆呈极显著的幂函数负相关。利用不同年份的不同水稻试验对两者的监测模型进行了检验,模型的检验误差RMSE分别为0.05和0.24,表明比值指数R(1 650,760)可以较好地监测不同水氮条件下水稻叶片的气孔开闭特征。     

不同光周期条件下谷子农艺性状的光周期敏感性评价

本研究连续2年在海南和洛阳两个不同日照长度的生态区调查了156份谷子材料的株高、叶片数、抽穗期、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、穗粒重、千粒重9个主要农艺性状,通过9个性状的相对光周期敏感度比较分析、构建光周期敏感性综合评价指标D值对各性状进行回归分析两种方法评价9个性状的光周期敏感性,筛选能够准确反映谷子光周期敏感性的指标性状,为开展谷子光周期敏感性遗传学分析、光周期敏感性相关基因的定位奠定基础。结果表明:光周期相对敏感度排列顺序为:穗码数抽穗期穗长株高叶片数穗粒重;各个农艺性状对光周期敏感综合指标D的回归方程为D=-8.803×10-18+0.187X_1+0.041X_2+0.146X_3+0.202X_4+0.130X_5+0.081X_6+0.098X_7-0.086X_8+0.126X_9,其中X_1、X_2、X_3、X_4、X_5、X_6、X_7、X_8、X_9分别代表抽穗期、穗粒重、株高、叶片数、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、千粒重。9个农艺性状对光周期敏感综合指标D的直接作用最大的是穗码数(0.395),其次是穗长(0.239)、抽穗期(0.228)、穗粒重(0.176)、叶片数(0.164)、株高(0.144)。结合各个农艺性状的相对敏感度比较分析结果以及各农艺性状对综合指标D的回归分析结果,得出穗码数、穗长、抽穗期3个性状为谷子光周期极敏感指标,叶片数光周期敏感度较弱,可以作为谷子光周期敏感性评价的次要指标,株高、穗粒重在两种评价方法中排序差异较大,稳定性差,不适合作为谷子光周期敏感性评价指标。     

寄主植物对桑寄生植物叶片功能性状的影响

为了解寄生植物叶片功能性状的差异及其影响因素,研究了西双版纳地区寄主植物对3种桑寄生植物叶片功能性状的影响,并分析了桑寄生植物与寄主植物叶片功能性状的相关性。结果表明,不同寄主植物的相同寄生植物叶片功能性状存在显著差异,来自7种寄主植物的五蕊寄生(Dendrophthoe pentandra)的叶片含水量(61.2%～70.1%)、氮含量(9.6～16.0 g/kg)、碳氮比(30.8～48.5)以及缩合单宁含量(3.3%～11.0%)等性状的差异较大;从4种寄主植物上获取的澜沧江寄生(Scurrula chingii var.yunnanensis)的叶片含水量(60.0%～71.7%)、碳含量(431.3～502.3 g/kg)和缩合单宁含量(3.8%～9.9%)等性状也呈现较大种间差异,而在2种寄主植物上的离瓣寄生(Helixanthera parasitica)的叶片功能性状没有显著差异。桑寄生植物与寄主植物的叶片含水量、总碳含量、总氮含量、碳氮比和缩合单宁含量呈显著的正相关。寄主植物作为桑寄生植物营养物质的主要来源,会影响桑寄生植物叶片的相应功能性状。桑寄生植物能从寄主植物获...     

Effects of elevated ozone and nitrogen addition on leaf nitrogen metabolism in poplar

臭氧和氮添加对杨树叶片氮代谢的影响 臭氧(O₃)污染和氮(N)沉降/施肥都能同时影响植物的生长。然而，几乎没有研究探究O₃和N添加对植物叶片N代谢过程的复合影响。本研究在开顶式气室(OTC)中对杨树进行了为期95 d的熏蒸实验，包括两个O₃水平(NF，环境O₃水平；NF60，NF + 60 ppb O₃)和4个N处理(N0，没有N添加；N50，N0 + 50 kg N ha⁻¹ yr⁻¹；N100，N0 + 100 kg N ha⁻¹ yr⁻¹；N200，N0 + 200 kg N ha⁻¹ yr⁻¹)。测定了与叶片N代谢相关的一些指标，包括叶片N代谢酶的活性、总叶片N浓度、NO₃⁻-N浓度、NH₄⁺-N浓度、总氨基酸浓度(TAA)、总可溶性糖的浓度(TSP)。研究结果表明，相对于NF，在8月份NF60处理显著刺激了硝酸还原酶(NR)的活性，使其升高了47.2%。当平均所有的N处理和两次取样时间时，NF60处理下谷氨酰胺酶(GS)的活性比NF处理下的高57.3%。但是O₃处理并没有显著影响TSP浓度，并且在8月也没有降低TAA的浓度。相对N0，高的N添加处理(N200)显著增加了杨树叶片的饱和光合速率(A_sat) 24%，并且分 别在8和9月增加了总叶片N浓度70.3%和43.3%。但是在8月份，N200处理下光合N利用效率比N0的低26.1%。这表明N添加导致的A_sat和叶片总的N浓度的升高是不匹配的，高N处理下，叶片中一些剩余的N没有被用于优化植物碳的同化。同时，也发现高N添加显著刺激了叶片N代谢过程，叶片中的NO₃⁻-N浓度、NH₄⁺-N浓度、TAA浓度、NR和GS活性都显著升高。然而，O₃和N添加对杨树叶片所有N代谢相关的指标都没有交互影响。这些结果将有助于更好地了解在高O₃污染和N沉降/施肥下植物的N代谢过程以及生物地球化学循环过程。     

应用15N示踪研究欧美杨对PM2.5无机成分NH4+和NO3-的吸收与分配

通过气溶胶发生系统模拟PM2.5颗粒的发生,运用15N示踪技术研究了欧美杨107(Populus euramericana Neva.)对PM2.5中水溶性无机成分NH+4和NO-3的吸收与分配规律。结果表明,欧美杨能够有效吸收PM2.5中的NH+4和NO-3。轻度和重度污染下,欧美杨叶片对NH+4和NO-3的吸收速率均于处理后第1天达到峰值,之后,轻度污染下对NH+4和NO-3的吸收速率迅速降低以后趋于稳定,而重度污染下对NH+4和NO-3的吸收速率缓慢下降至趋于稳定。轻度污染下的欧美杨叶片的15N含量在处理后第1天达到峰值,15N(NH+4)的含量为0.11 mg/g,干重,15N(NO-3)的为0.14 mg/g,干重,之后15N含量迅速下降至趋于稳定。重度污染下的叶片15N含量在处理第1天迅速增长,之后缓慢增长至处理后第7天达到最高值,15N(NH+4)的含量为0.11 mg/g,干重,15N(NO-3)的为0.13 mg/g,干重。处理7 d后,欧美杨不同组织器官吸收或通过再分配获取的15N含量存在差异。轻度污染下,细根对NH+4和NO-3的吸收量最高,树皮、叶柄、叶片次之,髓最低。而重度污染下,叶片对NH+4和NO-3的吸收量最高,细根、叶柄、树皮次之,髓最低。欧美杨各组织器官中NH+4和NO-3的含量均表现为重度污染大于轻度污染,且两种污染程度下的欧美杨各组织器官对NO-3的吸收均大于对NH+4的吸收。重度污染下,欧美杨茎木质部对15N(NH+4和NO-3)的吸收征调能力(Ndff,Nitrogen derived from fertilizer)最大,其次为髓,叶片最小;欧美杨各组织器官中的15N分配率表现为叶片细根叶柄树皮粗根茎木质部髓。研究结果对进一步揭示植物吸收PM2.5的机制及有效利用植物降低颗粒物污染、净化环境提供了重要的科学理论依据。     

羌塘高原降水梯度植物叶片、根系性状变异和生态适应对策

叶片和根系是植物获取资源的最重要的器官,其性状随环境梯度的变化反映了植物光合碳获取和水分与养分的吸收能力及其对环境变化适应的生态对策。羌塘高原降水梯度带高寒草地群落叶片和根系成对性状关系研究不仅能揭示环境梯度对植物性状的塑造作用,也可为理解寒、旱和贫瘠等极端环境下植物的适应策略提供依据。为此,选择3组具有代表性的叶片和根系成对性状:比叶面积(SLA)和比根长(SRL);单位质量叶氮含量(LN_mass)和单位质量根氮含量(RN_mass);单位面积叶氮含量(LN_area)和单位长度根氮含量(RN_length),分析不同优势植物地上、地下成对性状变异特征及其与环境因子的关系,探讨植物性状对高寒生态系统水分和养分限制因素的适应策略。研究表明,区域气候和土壤环境导致的叶片性状变异大于根系性状的变异,干旱端的植物既具有高的SRL,又具有高的叶片和根系的养分含量(LN_mass,LN_area和RN_mass)。SLA-SRL、LN_mass     

多年生黑麦草抗氧化酶和植物络合素对Cd2+胁迫的应答

采用水培方法研究了5 mg· L-1 Cd2+胁迫下,Cd在多年生黑麦草中的积累和Cd2+对多年生黑麦草抗氧化酶活性和植物络合素等巯基化合物浓度的影响.将具有3片展开叶的多年生黑麦草实生苗转至1/2霍格兰营养液中培养2周后,对其进行5 mg-L-1 Cd2+处理,分别在处理后的0、0.25、1、3、6d取样测定根系和叶片的Cd浓度、抗氧化酶活性和植物络合素等巯基化合物的浓度.结果表明,Cd2+处理多年生黑麦草6d后,根系中Cd浓度达到2.59 mg·g-1,叶片中Cd浓度达到0.24 mg·g-1,根中Cd向叶片的转运系数力0.093,叶中Cd的富集系数为48,多年生黑麦草属Cd高积累植物,具备在植物修复上应用的前景.Cd2+胁迫下,多年生黑麦草根叶中丙二醛(MDA)含量无显著变化,根中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性无显著变化,抗坏血酸过氧化物酶(APX)对Cd2+敏感,处理后6d活性较0d显著下降67.19％.Cd2+处理1d内,叶中SOD、APX、CAT活性显著降低.Cd2+处理后3d,叶中的抗氧化酶系统对叶中Cd浓度的升高做出了正反馈,SOD、APX、CAT的活性分别较处理后1d显著上升了14.19％、76,82％、99.26％,Cd2+处理时间延长至6d,SOD活性较处理后3d显著下降了18.58％,APX、CAT活性无显著变化.Cd2+处理后6d,多年生黑麦草根中半胱氨酸(Cys)、谷胱甘肽(GSH)、植物络合素2(PC2)、植物络合素3(PC3)、植物络合素4(PC4)、植物络合素5(PC5)和植物络合素6(PC6)浓度分别较处理0d提高了2.19、1.57、2.06、16.08、5.73、6.03和4.31倍,叶中Cys、GSH、PC2、PC3和PC4浓度分别较处理0d提高了0.69、3.21、1.64、5.73和0.27倍.根中PC3巯基比例最大,叶中GSH的巯基比例最大,二者是根、叶中巯基存在的主要形式.随着Cd2+处理时间的延长,根系和叶片中各巯基化合物的总巯基浓度显著升高,根系和叶片中植物络合素总巯基浓度与Cd浓度显著正相关.多年生黑麦草通过植物络合素等巯基化合物的快速合成降低了根叶中自由Cd2+的比例,保护了根叶中抗氧化酶的活性,间接维持了活性氧代谢的平衡.     

冬小麦叶片SPAD值高光谱估测的预处理方法

为选择合适的光谱预处理方法,提高叶片SPAD值的预测精度,本研究分析冬小麦不同叶位叶片SPAD值与光谱的响应关系,对原始光谱数据进行归一化处理(NC)、多元散射校正(MSC)和基线校正(BC)及组合处理,并结合连续投影算法(SPA)和逐步多元线性回归(SMLR)构建SPAD值光谱估测模型。结果表明:增加施氮量能提高冬小麦不同叶位叶片的SPAD值,生育前期顶二叶在近红外光谱区域反射率最大,生育后期则为顶一叶最大;单一光谱预处理中基于NC处理的光谱预测模型最好(R2=0.770、RMSE=1.483),MSC处理降低了模型预测效果,组合预处理中,以BC+NC建模效果最好,R2和RMSE分别为0.755和1.540;部分预处理在一定程度上可以消减噪音,但不当的预处理方法会降低模型的预测能力;预处理方法并不是越多越好,顺序不同预测模型精度不同。     

干热河谷石漠化区顶坛花椒叶片功能性状的海拔分异规律

为阐明顶坛花椒人工林叶片功能性状的海拔分异规律,探讨顶坛花椒对不同海拔生境的适应策略,该研究测定了叶片厚度、比叶面积、叶全氮含量等9个功能性状和土壤有机碳、全氮、全磷等8个环境因子,揭示了顶坛花椒人工林叶片功能性状的内在关联及其随海拔的分异规律。结果表明:(1)随海拔升高,顶坛花椒比叶面积、叶全磷、叶全钾含量先升高后降低,叶干物质含量、叶全氮含量先降低后逐渐升高,叶片厚度、叶面积及叶片含水率逐渐增大。(2)顶坛花椒叶片功能性状间具有显著的相关性,叶全氮与叶全磷呈显著负相关,与叶片厚度的关系则相反;叶干物质含量与比叶面积、叶片含水率呈显著的抑制效应。(3)土壤因子对顶坛花椒叶片的影响表现为速效氮>速效钾>有机碳,其他土壤因子的影响较小。研究显示顶坛花椒主要通过增强防御功能性状、协调叶片养分含量的生存策略来提高获取资源和抵御外界环境胁迫的能力,对土壤养分具有强烈的依赖性,其干旱适应属性为干旱避免,该研究为顶坛花椒人工林复壮、高产与稳定,及喀斯特石漠化区生态修复提供科学依据。     

内蒙古羊草草原不同退化阶段土壤养分与植物功能性状的关系

深入认识植物功能性状的生态学含义, 对于阐明不同自然与人为干扰环境下的群落构建途径, 进一步揭示生态系统服务维持机制具有重要的理论意义。该文以内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原不同退化演替阶段的群落为研究对象, 分析了土壤养分与植物功能性状的变化特征及两者之间的关系。结果表明: (1)退化导致土壤养分含量逐渐减少, 全氮和全磷在未退化的羊草+杂类草群落与严重退化的羊草+冷蒿(Artemisia frigida)群落之间差异显著; (2)随着退化演替的进程, 群落最大高度和叶片碳氮比减小, 群落最大高度在未退化的羊草+杂类草群落与轻度退化的羊草+针茅(Stipa sp.)群落之间差异显著, 碳氮比在未退化的羊草+杂类草群落与严重退化的羊草+冷蒿群落之间差异显著; (3)不同退化演替阶段的群落, 其土壤养分对植物功能性状的影响有所差异。在羊草+针茅群落, 速效氮与群落最大高度、叶片木质素含量和叶片碳氮比均呈显著负相关关系。而在羊草+糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)群落中, 上述3种植物功能性状则表现为均与全磷含量显著正相关; (4)群落植物功能性状之间的关系也因退化阶段不同而有所不同。在轻度退化的羊草+针茅群落中, 叶片木质素含量与其他4个功能性状显著正相关, 叶片碳氮比与群落最大高度、叶干物质含量、木质素含量呈显著正相关关系。在严重退化的羊草+冷蒿群落中, 所有性状均呈极显著正相关关系。表明植物通过功能性状的协调或组合, 以适应贫瘠的土壤环境。上述结果深化了对典型草原退化演替的认识, 对退化草地的恢复与保护具有一定的指导意义。     

内蒙古草原常见植物叶片δ~(13)C和δ~(15)对环境因子的响应

在中国东北样带沿线的内蒙古草原地区采集了一些常见植物的叶片样品,并测定其δ~(13)C和δ~(15)N值,分析了其统计学特征以及对环境因子(年平均降雨量和温度)的响应模式。发现东北样带草原区同时存在C_3和C_4两种不同光合途径的植物,但是C_3植物占主导地位,C_4植物数量有限。C_3植物叶片δ~(13)C随着年平均降雨量和年平均温度的升高而显著降低,反映了此区域C_3植物δ~(13)C受控于降水量和温度。C_4植物的叶片δ~(13)C值随着降雨量的增多而有轻微升高的趋势,但是C_4植物的叶片δ~(13)C值对年平均温度的响应不敏感。不论对C_3植物还是C_4植物而言,叶片δ~(15)N都随降雨量增加而显著降低,即干旱区的植物叶片δ~(15)N大于湿润地区,这说明降水是影响植物叶片δ~(15)N的一个重要因素。然而两者叶片δ~(15)N对温度的响应不敏感。