不同土壤水分条件下洪泛平原湿地芨芨草叶片厚度与叶脉性状的关系北大核心CSCD

叶片厚度和叶脉性状的关联性影响着叶片水分的动态平衡,对揭示植物叶片水分运输与生长速率耦合的生理生态学机制具有重要的意义。该文选择位于张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地作为实验地,以河边为起点,沿垂直河岸线的方向依次设置I(50.07%)、II(38.77%)、III(31.5%)、IV(20.4%)4个土壤含水量梯度样地,采用标准化主轴估计(SMA)方法,以叶脉密度和叶脉直径分别表示叶脉性状,研究了不同土壤水分条件下芨芨草(Achnatherum splendens)种群的叶片厚度与叶脉性状的生长关系。结果表明:随着湿地群落土壤含水量的逐渐降低,湿地群落的植被密度和高度逐渐降低,土壤电导率逐渐增大;芨芨草的叶脉密度、叶片厚度、水分利用效率和光合有效辐射呈逐渐增加的趋势,叶脉直径、蒸腾速率和分枝数呈逐渐减小的趋势,净光合速率和株高呈先增大后减小的趋势;随着湿地群落土壤含水量的逐渐降低,芨芨草叶片厚度与叶脉密度、叶脉直径的相关性在不同样地间存在差异;芨芨草叶片厚度与叶脉密度呈显著的正相关关系,SMA的斜率呈逐渐减小的趋势,且在样地I和样地IV与1.0存在显著差异;叶片厚度与叶脉直径呈显著的负相关关系,SMA的斜率呈逐渐增大的趋势,且在样地I和样地IV与–1.0存在显著差异。芨芨草在土壤水分较充足的湿地群落倾向于少量粗脉的薄叶片构建方式,在受土壤水分胁迫时选择大量细脉的厚叶片的生长模式,体现了湿地植物在资源异质性分布的生境中根据其功能需求在自身性状之间进行的资源优化配置。     

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。     

张掖湿地芨芨草叶大小和叶脉密度的权衡关系

叶大小-叶脉密度的权衡关系是植物叶经济谱理论的基础, 对理解资源竞争条件下植物叶片的物理构建与生理代谢的关系具有重要的意义。该文采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation, SMA)的方法, 按芨芨草(Achnatherum splendens)株丛密度设置I (>12丛·m^-2)、II (8-12丛·m^-2)、III (4-8丛·m^-2)和IV (<4丛·m^-2) 4个密度梯度, 以叶面积和叶干质量分别表示叶大小, 对张掖洪泛平原湿地不同密度条件下芨芨草种群的叶大小和叶脉密度的关系进行研究。结果表明: 随着芨芨草株丛密度的降低, 湿地群落的土壤含水量逐渐减小、土壤电导率逐渐增加, 芨芨草的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和分枝数呈先增大后减小的趋势, 叶面积、叶干质量、比叶面积和株高呈逐渐减小趋势、光合有效辐射(PAR)和叶脉密度呈逐渐增加趋势; 芨芨草叶大小和叶脉密度在高密度(I)和低密度(IV)样地均呈极显著负相关关系(p < 0.01), 中密度(II、III)样地二者呈显著负相关关系(p < 0.05); 叶大小和叶脉密度回归方程的SMA斜率在不同密度样地均显著小于-1 (p < 0.05), 即芨芨草叶大小和叶脉密度呈“此消彼长”的权衡关系。在高密度湿地群落芨芨草倾向于大叶片低叶脉密度的叶片构建模式, 在低密度湿地群落选择小叶片高叶脉密度的异速生长模式, 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。     

张掖湿地旱柳叶水势与中脉性状的关联性

植物叶水势和中脉性状是反映叶片水力特性的主要参数,二者之间的关联性对理解植物水分供需平衡的生态适应策略具有重要意义。选择张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地为实验地,以河岸为起点沿平行河岸线的方向依次设置近水区(样地Ⅰ)、中水区(样地Ⅱ)和远水区(样地Ⅲ)3个水分梯度样地,采用标准化主轴估计方法(standardized major axis estimation,SMA),研究了对水分影响下旱柳(Salix matsudana)叶水势与中脉性状之间的关系。结果表明:随着土壤含水量减少,旱柳林的高度、密度和郁闭度均持续降低,旱柳叶片的中脉密度、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、光合有效辐射(PAR)和叶片温度(Tleaf)逐渐增加,中脉直径、比叶面积及叶水势、叶绿素含量逐渐减少;不同土壤含水量样地旱柳叶水势与中脉性状间的相关性存在差异(P0.05),在样地Ⅰ和样地Ⅲ叶水势与中脉密度呈极显著负相关关系(P0.01),在样地Ⅱ两者之间呈显著负相关关系(P0.05);旱柳叶水势与中脉直径在3个水分梯度样地均呈显著正相关关系(P0.05)。随着湿地土壤含水量减少,旱柳采取降低叶水势、增加中脉密度并减少中脉直径的资源投资策略,反映了该物种在异质生境中具有较强的叶片性状可塑性,从而有利于其适应特殊的湿地生境。     

张掖湿地旱柳叶脉密度与水分利用效率的关系

植物叶脉密度与水分利用效率(WUE)的关联性影响着植物水分的供需平衡,为验证植物进化过程中形成的生态适应策略提供了适用性理论依据。该文选择张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地为实验地,以河岸为起点沿平行河岸线的方向依次设置近水区(样地Ⅰ)、中水区(样地Ⅱ)和远水区(样地Ⅲ)3个水分梯度样地,结合相关分析和标准化主轴分析,研究了水分影响下旱柳(Salix matsudana)叶脉密度与WUE之间的关系。结果表明:随着土壤含水量减少,旱柳林的高度和郁闭度均持续降低,旱柳叶片的叶脉密度、WUE、净光合速率、蒸腾速率、光合有效辐射和饱和水汽压差逐渐增加,比叶面积、气孔导度和胞间CO_2浓度逐渐减小;不同土壤含水量样地旱柳叶脉密度与WUE间的相关性存在差异(p0.05),在样地Ⅰ和样地Ⅲ,叶脉密度与WUE呈极显著正相关关系(p0.01);在样地Ⅱ,两者之间呈显著正相关关系(p0.05);样地Ⅰ叶脉密度与WUE的相关系数显著小于1,样地Ⅱ和样地Ⅲ叶脉密度与WUE的相关系数显著大于1(p0.05)。旱柳植株通过合理调整叶脉密度与WUE间的资源配置,即增加叶脉密度的同时提高叶片的WUE,以补偿水分梯度上的不利因素对种群正常的生理活动带来的影响,反映了该物种在异质生境中具有较强的叶片性状可塑性,从而有利于其适应特殊的湿地生境。     

张掖湿地芦苇蒸腾速率与叶性状关系对土壤水分的响应

了解植物蒸腾速率与叶性状关系对环境因子响应,对于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。选择张掖国家湿地公园的沼泽湿地为实验地,按湿地中心向边缘土壤水分依次递减的规律设置Ⅰ(95.70%)、Ⅱ(67.50%)、Ⅲ(50.70%)、Ⅳ(30.17%)4个土壤含水量样地,研究了不同土壤水分影响下芦苇(Phragmites australis)的蒸腾速率与叶面积、叶厚度的关系。结果表明:随着土壤含水量下降,湿地植被群落的高度、盖度和地上生物量均呈现先增加后降低的趋势,芦苇的叶面积(LA)、叶片蒸腾速率(Tr)呈现先增加后降低的趋势,而叶厚度呈增加趋势;芦苇的Tr与LA关系在样地Ⅰ和样地Ⅳ存在极显著正相关(P0.01),Tr与叶厚度关系在样地Ⅰ存在极显著正相关(P0.01),而在样地Ⅳ呈极显著负相关(P0.01);在样地Ⅱ和Ⅲ,芦苇的Tr与LA、叶厚度之间呈显著正相关(P0.05)。在土壤水分饱和与土壤水分胁迫的样地,芦苇分别采取了小而薄和小而厚的叶片构建模式,实现了低Tr;而在土壤水分适中的样地芦苇采取了大而薄的叶片资源投资策略,实现了较高的Tr,反映了植物种群适应异质生境的表型可塑性机制。     

张掖湿地芦苇比叶面积和水分利用效率的关系

密度制约下植物比叶面积与水分利用效率的关系,对于认识土壤-植物-大气的物质循环和能量流动机制具有重要意义。采用样方调查法,研究了3种密度(高密度Ⅰ:210—230株/m~2;中密度Ⅱ:130—150株/m~2;低密度Ⅲ:50—70株/m~2)条件下芦苇种群比叶面积(SLA)和水分利用效率(WUE)的关系。结果表明:随着芦苇种群密度的逐渐降低,湿地群落的土壤含水量逐渐减小,芦苇的株高、叶面积、叶干重、SLA和蒸腾速率(Tr)均呈逐渐减小的趋势,净光合速率(Pn)、叶厚度和WUE呈逐渐增加的趋势;不同密度条件下湿地植物芦苇比叶面积(SLA)与水分利用效率(WUE)的关系存在显著差异(P0.05),在高密度(Ⅰ)与低密度(Ⅲ)样地,芦苇SLA与WUE呈极显著负相关关系(P0.01);在中密度(Ⅱ)样地,二者呈显著负相关关系(P0.05)。不同种群密度的湿地生境中,芦苇通过调整叶片形态构造,使比叶面积和水分利用效率形成了相反的变化趋势,反映了植物适应光照条件、土壤含水量等异质性环境因子的资源利用策略和光合产物积累模式。     

秦王川盐沼湿地芦苇叶片比叶面积与光合效率的关联分析

植物比叶面积(SLA)与光合效率的关联性分析,有助于理解植物叶片的光合产物分配与能量分配之间的权衡机制。该研究以秦王川国家湿地公园芦苇(Phragmites australis)种群为研究对象,沿芦苇群落末端至水域边缘分别依次设置:(I:土壤电导率(EC) 2.3—2.8 ms/cm)、(II:1.8—2.2 ms/cm)、(III:0.8—1.5 ms/cm) 3个试验样地,研究了秦王川盐沼湿地不同土壤盐分条件下芦苇叶片SLA与光合效率的关系。结果表明:随着土壤盐分含量的降低,湿地群落的高度、地上生物量逐渐增大,密度、光合有效辐射(PAR)呈逐渐减小的趋势;叶面积、株高、净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)和蒸腾速率(T_r)均呈逐渐增大的趋势,叶厚度逐渐减小,比叶面积呈先增加后减少的变化趋势,叶干重的变化趋势与比叶面积完全相反;芦苇叶片实际光合效率(Y(II))、光化学淬灭系数(Q_P)和电子传递速率(ETR)呈先减少后增大的变化趋势,非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和最大光化学效率(F_v/F_m)呈先增加后减少的变化趋势,非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))呈逐渐增大的变化趋势。在3个样地中,芦苇SLA与Y(II)和ETR之间均呈极显著负相关关系(P0.01),SMA斜率的绝对值均呈先增大后减少的变化趋势。随土壤含盐量的梯度性变化,芦苇种群适时调整叶片构件模式以改变叶片电子传递速率和实际光化学效率,实现植物光合效率的最大化,反映了盐沼湿地植物的特殊生存策略和叶片构件模式。     

兰州北山刺槐不同等级叶脉密度与叶大小关系的坡向差异性

植物不同等级的叶脉承担着不同的功能,叶脉密度与叶大小的异速生长模式有助于揭示植物表型可塑性形成机制。利用Arc GIS建立研究区域的数字高程模型(DEM),采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation,SMA)方法,研究了兰州市北山不同坡向人工林刺槐(Robinia pseudoacacia)一级和二级叶脉密度与叶大小的关系。结果表明:随坡向由北坡向东坡、南坡和西坡转变,植被群落的郁闭度、高度和土壤含水量呈现先减小后增大趋势,刺槐的单叶面积、比叶面积和叶片偏心率(eccentricity)呈先减小后增大趋势,刺槐叶片的一级和二级叶脉密度呈先增大后减小趋势;4个坡向刺槐一级叶脉密度与叶面积呈显著的负相关关系(P0.05),二级叶脉密度与叶面积呈极显著负相关关系(P0.01),斜率均显著大于-1。刺槐叶大小与不同等级叶脉密度权衡关系的坡向差异,是植物对异质性生境适应的结果。     

密度制约下尕海湿地黄帚橐吾叶绿素与叶面积、叶厚度间的关系

密度制约下植物叶性状间的关系,对于认识植物叶片的物理构建与生理代谢的关系具有重要的意义。本研究采用标准化主轴估计分析方法,按黄帚橐吾(Liguaria virgaurea)种群数设置I(171～240株·m~(-2))、II(101～170株·m~(-2))和III(30～100株·m~(-2))3个密度,分析了尕海湿地不同种群密度黄帚橐吾叶绿素含量与叶面积、叶厚度的关系。结果表明:随着黄帚橐吾种群密度的降低,湿地群落的密度呈先减小后增大的U型趋势、盖度逐渐降低、高度和土壤水分逐渐增加,黄帚橐吾的叶面积和叶绿素含量逐渐增加、叶厚度和群落内部光合有效辐射逐渐减小、净光合速率和蒸腾速率呈先减小后增大的U型趋势;叶绿素含量与叶面积呈显著负相关(P0.05)、与叶厚度呈显著正相关(P0.05)。生长在高密度湿地的黄帚橐吾选择增加叶绿素含量且构建小而厚的叶片,在低密度湿地选择减少叶绿素含量且构建大而薄的叶片,反映了植物适应光照条件等异质性环境因子的资源利用策略和光合产物积累模式。     

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。     

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。     

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。     

秦王川盐沼湿地芦苇比叶面积与叶片热耗散的关联性分析

植物比叶面积(SLA)与叶片热耗散的关联性分析,对于探究植物光合产物积累与耗散及其适应特殊生境有重要意义。该研究以秦王川国家湿地公园芦苇(Phragmites australis)种群为研究对象,根据距离水域的远近分别依次设置3个试验样地:Ⅰ(离水域25–40 m,土壤含水量(SM)28.94%)、Ⅱ(离水域10–25 m,SM 45.97%)、Ⅲ(离水域0–10 m,SM 76.81%),研究了秦王川盐沼湿地芦苇SLA与叶片热耗散的关系。结果表明:随着土壤含水量的增加,湿地植被群落的高度和地上生物量呈现逐渐增加的趋势,土壤电导率和光合有效辐射呈显著减小的趋势;叶面积、净光合速率和蒸腾速率均呈增加的趋势,叶厚度呈减少的趋势,SLA呈现先增加后减小的趋势,叶干质量呈现先减少后增加的趋势;从样地Ⅰ到样地Ⅲ,调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))、非光化学淬灭系数呈减少的趋势,实际光合效率、光化学淬灭系数呈增加的趋势,非调节性能量耗散的量子产额呈先增加后减少的趋势;在样地Ⅰ和Ⅲ,芦苇SLA与Y(NPQ)呈极显著负相关关系(p0.01),在样地Ⅱ,SLA与Y(NPQ)显著负相关(p0.05)。随土壤含水量的梯度性变化,芦苇种群通过调整叶片构建模式从而适时调整SLA的大小以改变叶片热耗散,实现对植物吸收光能的有效利用,反映了植物为适应特殊生境通过改变表型调控叶片热耗散实现自我保护的机制。     

内陆盐沼芦苇根系形态及生物量分配对土壤盐分因子的响应

根系形态和生物量分配是决定根系吸收能力发挥的重要特征,其对环境限制因子的响应与适应策略一直是研究的热点。然而,有关土壤盐分对植物根系性状的影响还存在许多不确定性。选择兰州秦王川国家湿地公园芦苇群落为研究对象,垂直于沙河河岸从湿地边缘至湿地中心,依次设置3个不同土壤盐分梯度样地(样地I、样地II和样地III),采用全根挖掘法和WinRHIZO根系分析仪相结合的方法,研究了芦苇(Phragmites australis)根冠比、根总长度、比根长、根分叉数、根平均直径等形态参数的变化特征。结果表明:随着样地土壤盐分含量的增加,湿地群落的高度、盖度、密度、地上生物量逐渐下降,芦苇的根冠比、根分叉数呈逐渐减小的趋势,比根长、根总长度呈先下降后上升的趋势,而根平均直径呈相反的变化趋势;研究区土壤含盐量总体以中度盐渍化为主,表层土壤盐分呈现强变异性,随土层深度的增加含盐量呈下降趋势,而变异程度有所差异;芦苇根系性状与土壤含盐量的相关性分析可知,土壤含盐量与根总长度和比根长呈极显著相关关系(P0.01),与根冠比、根分叉数呈显著相关(P0.05),而与根平均直径相关性不显著。内陆盐沼的芦苇表现出敏感植物的特性,通过根系形态的调整和生物量分配策略的改变来适应盐分强变异的土壤环境,体现了逆境胁迫下湿地植物应对多重环境选择压力的生态适应机制。     

小苏干湖湿地典型泌盐植物海乳草叶性状和光合特性对淹水的响应

植物叶性状与光合生理特性对淹水的响应分析,有助于理解水淹生境中沼泽湿地植物叶片构建模型及其光合作用机理。按照小苏干湖湖水泛滥区静水持留时间长短变化设置：I （轻度淹水区,静水持留60-90 d）、Ⅱ （中度淹水区,静水持留90-150 d）、Ⅲ （重度淹水区,静水持留150-210 d）3个梯度,研究了小苏干湖湿地典型泌盐植物海乳草叶性状与光合生理特性对不同淹水生境的响应变化。结果表明：随着静水持留时间变长,土壤含水量逐渐增大,含盐量和光合有效辐射逐渐减小,湿地群落的盖度、密度呈增加趋势,地上生物量呈先减小后增加趋势;海乳草叶片的叶面积呈增加趋势,叶厚度、净光合速率和气孔导度呈减小趋势,叶干重和蒸腾速率变化不明显;不同生境条件下的海乳草净光合速率、蒸腾速率与叶面积、叶厚度之间均存在着显著差异（P<0.05）。随着静水持留时间的延长,海乳草选择增大叶面积,减小叶厚度的生长策略,适时调整叶片的净光合速率,实现植物叶片对吸收光能的有效利用,体现了植物在异质性生境中叶性状间的资源分配策略和光合产物积累模式。     

嘉峪关草湖湿地芦苇净光合速率与叶面积和叶厚度的关系

植物净光合速率(P_n)与叶性状的环境响应,对理解异质性生境中植物叶片物理构建与生理代谢的关系具有重要意义。采用线性回归的方法,按照芦苇种群地下水埋深和地表水水位变化规律设置:Ⅰ(地下水埋深0.3—0.6 m)、Ⅱ(地下水埋深0—0.3 m)、Ⅲ(地表水水位0—0.3 m) 3个梯度,研究了土壤水分影响下芦苇(Phragmites australias)的P_n与叶面积(LA)、叶厚度的关系。结果表明:随着土壤水分的增加,湿地植被群落的高度、盖度和地上生物量呈逐渐增大的趋势,芦苇的LA、叶片P_n呈现逐渐增加的趋势,而叶厚度呈减小趋势;在样地(Ⅰ)和样地(Ⅲ)芦苇的P_n与LA之间分别存在极显著负相关和正相关关系(P 0.01),而与叶厚度之间分别存在极显著正相关和负相关关系(P0.01);在样地(Ⅱ),芦苇的P_n与LA之间呈显著正相关关系(P0.05),与叶厚度之间仅呈显著负相关关系(P0.05)。随着土壤水分的增加,芦苇选择了增大叶面积、减小叶厚度,相应增大P_n的生存策略,体现了芦苇种群在异质生境中较强的叶片表型可塑性,从而更好地适应特殊的湿地生境。     

不同密度旱柳的树冠构型与光截获

植物可以通过调整树冠构型和光截获来增强自身的光合效率和竞争力。在甘肃省张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地选取I(25–36 Ind.·plot–1)、II(37–48 Ind.·plot–1)和III(49–60 Ind.·plot–1)3个密度梯度,研究了不同密度旱柳(Salix matsudana)的冠层厚度、冠层面积和冠层光截获,以及它们的相互关系。结果表明:随旱柳种群密度增加,土壤水分逐渐增加、土壤电导率和水分利用率逐渐减小,旱柳枝长度与冠层厚度呈逐渐增大的趋势,光合有效辐射、分枝数、分枝角度与冠层面积呈逐渐减小的趋势,叶面积指数和光截获、净光合速率和蒸腾速率在中密度样地最大;旱柳的光截获与冠层厚度和冠层面积在低密度样地分别呈极显著正相关和负相关关系,在高密度样地呈显著正相关和负相关关系(p0.05),在中密度样地均呈极显著正相关关系(p0.01)。旱柳在低密度选择减小光截获与冠层厚度而增大冠层面积的水平空间拓展模式,在高密度倾向于垂直空间拓展模式,反映了植物树冠构型在不同生境中的表型可塑性变化。     

秦王川湿地不同密度柽柳枝-叶性状及其光合特性

枝、叶是植物的两个重要功能器官,密度制约下其异速生长关系不仅是植物个体发育过程的表现,也是植物与环境互相作用的结果。柽柳是干旱区湿地的主要植物之一,密度制约下其小枝与叶的异速生长关系对于理解干旱区湿地环境下植物的资源利用策略具有重要意义。在兰州市秦王川干旱区湿地,将柽柳(Tamarix gansuensis H.Z.Zhang)种群分为Ⅰ(0.1—0.35棵/m~2)、Ⅱ(0.35—0.6棵/m~2)和Ⅲ(0.6—0.85棵/m~2)3个密度梯度,应用标准化主轴估计(standardized major axis estimation,SMA)法,研究了不同密度下,柽柳当年生小枝长度与叶面积、叶数量的生长关系及叶片光合特性。结果表明:随着柽柳种群密度的增加,群落土壤含水量逐渐增加,土壤容重、pH值和电导率逐渐减小;柽柳平均高度、郁闭度、枝长度和叶面积呈逐渐增大趋势,冠幅、基径、分枝角度、叶数量和光合有效辐射呈逐渐减小趋势;叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度先增加后减小。枝长度与叶面积、叶数量在不同的密度梯度下显著正相关(异速斜率k0,P0.05),随着密度梯度的增加,枝长度与叶面积的回归斜率逐渐减小(异速斜率0.65≤k≤0.98,P0.05),枝长度和叶数量回归斜率不变(异速斜率k=0.9,P0.01),截距沿着y轴显著的正向移动(截距0.25—1.93)。随着种群密度的增加,柽柳由较小枝长度、叶面积和较大分枝角度、叶数量的枝叶构建模式,发展为较大枝长度、叶面积和较小分枝角度和叶数量的垂直空间拓展模式并提高气孔导度、光合速率和蒸腾速率、降低水分利用效率,反映了该物种在干旱区湿地环境中、密度制约条件下的表型可塑适应机制和资源利用策略。     

祁连山北坡霸王小枝内叶花性状的坡向差异

植物叶-花生长的资源分配模式,是植物与环境长期相互作用所形成的功能多样性的综合反映。本研究利用Arc GIS建立研究区域的数字高程模型(DEM),采用标准化主轴估计方法(SMA),研究了祁连山北坡荒漠草原不同坡向霸王(Zygophyllum xanthoxylum)种群小枝内叶片和花的生长关系。结果表明:随着坡向从北坡到东坡、西坡和南坡转变,草地群落密度、高度、地上生物量和土壤含水量呈逐渐减小趋势,霸王的小枝生物量、花大小、叶面积和叶数量呈逐渐减小趋势,繁殖分配呈增加趋势;不同坡向霸王叶数量、叶面积与花大小均呈显著的正相关关系(P0.05),标准化主轴斜率显著小于1.0(P0.01),花大小的增加速度大于叶面积和叶数量;随着坡向由北坡向东坡、西坡和南坡转变,叶面积与花大小的异速斜率逐渐减小,叶数量与花大小的异速斜率逐渐增大。坡向差异造成环境因子和植被群落的梯度性变化,影响了霸王小枝内叶花构件的生长速率,体现了荒漠区植物应对异质生境的表型可塑性和生长-繁殖的资源权衡机制。