刨花楠不同相对生长速率下林木叶片碳氮磷的适应特征

分别对9年生与13年生刨花楠林木叶片氮磷养分之间关系及林木生物量相对生长速率与叶片碳氮磷化学计量比关系进行分析,探讨不同相对生长速率下的林木叶片N、P养分适应特征,并检验相对生长速率假说理论对刨花楠树种的适应性。结果表明:两种年龄刨花楠林木生物量相对生长速率、叶片C、N、P含量及其计量比值均存在显著差异;同一年龄的林木叶片N、P之间存在显著相关性,二者具有协同相关性;9年生林木叶片P含量及C∶P、N∶P与生物量相对生长速率呈二次曲线相关,而13年生林木叶片N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P则与生物量相对生长速率均呈线性相关。研究表明,在能满足植物生长所需养分供给的土壤环境中,叶片N、P含量与林木相对生长速率间呈线性正相关,但当土壤中养分供应满足不了植物高速生长时,植物则会对有限的养分资源进行适应性调整。     

刨花楠叶片碳氮磷化学计量比与个体大小的关系

以9和13年生刨花楠为对象,分析叶片碳氮磷含量与林木胸径的关系,研究林木叶片碳氮磷化学计量特征在个体大小及林龄间的变化规律.结果表明： 利用实生苗所营造的刨花楠人工林,个体分化随年龄增大而明显;两刨花楠人工林林木叶片C、N、P含量及C∶N均存在显著差异,但二者叶片C∶P及N∶P差异不显著;9 年生林木叶片平均C、N、P含量及N∶P均低于13年生林木,但叶片C∶N、C∶P高于13年生林木;同一林龄中,不同个体大小之间叶片的N、P含量及化学计量特征均存在显著差异;9年生刨花楠不同个体叶片N、P含量及其化学计量特征与胸径呈显著线性相关,13年生不同个体林木叶片N、P含量及C∶P、N∶P与胸径呈显著抛物线关系,而C∶N与胸径呈显著线性相关;9年生刨花楠叶片N、P转移率高于13年生,叶片N、P在生长季与非生长季的养分转移策略因不同生长阶段和生长环境而产生差异.     

同期生长在种源地与异地同质园刨花楠叶性状分析

为辨别环境变化与遗传因素对植物叶片主要功能性状的影响,以同期生长在4种源地母树林下及异地同质园的1.5年生刨花楠苗木为研究对象,对其叶片表型及养分性状进行对比分析。结果显示：(1)刨花楠叶面积、叶厚、叶干物质含量等叶片表型性状受遗传与环境因素共同影响;叶片碳(C)含量受遗传因素调控,环境对其影响较小;叶片氮、磷(N、P)含量主要受环境因素影响;(2)不同种源刨花楠比叶面积、叶厚、叶干物质含量、叶形指数等性状变异系数较大(8.85%—37.03%),其中江西遂川种源变异系数相对较大,而湖南茶陵种源则相对较小,各种源都倾向于通过调节比叶面积、叶厚、叶片氮磷含量等性状以适应生境变化;(3)种源地与同质园刨花楠的比叶面积虽均与叶厚呈显著负相关,但同质园刨花楠比叶面积与叶形指数呈显著正相关,与叶片氮含量无明显相关,而种源地刨花楠比叶面积则与叶形指数无明显相关,与叶片氮含量则呈显著负相关;(4)不同种源苗木叶性状指标在种源地与同质园间存在不同的协调与权衡,体现了植物在不同生境下的适应策略。其中湖南茶陵种源在两种生境下都具有更保守的资源获取策略,而江西安福种源对环境变化则更为敏感,资源获取策略更为灵...     

贡嘎山常绿落叶阔叶混交林主要树种叶功能性状

以贡嘎山常绿落叶阔叶混交林5种主要树种为研究对象,分析其叶片比叶面积(SLA)、叶干重(LDW)、碳(C)、氮(N)、磷(P)含量、同位素丰度(δ13C、δ15N)等叶属性特征,阐明常绿落叶阔叶混交林主要物种叶片性状的差异以及各种性状之间的相关关系,揭示主要树种叶片的水分和养分利用效率之间的关系以及这种关系对该群落中主要树种共存的影响机制。结果表明:贡嘎山常绿落叶阔叶混交林常绿树种与落叶树种比叶面积存在显著差异,叶片C含量与N、P含量呈显著负相关,N含量和P含量呈显著正相关;SLA与N含量、N∶P呈显著正相关关系,与δ13C、C含量、C∶N呈显著负相关关系,而与P相关性不显著;叶片δ13C与C∶N相关性不显著;SLA较高的叶片具有较高的叶片N含量,较低的叶C含量、氮素利用效率(NUE)和水分利用效率(WUE);叶片的WUE和NUE之间不存在权衡关系,未采用水氮耦合的权衡机制以适应潮湿多雨的环境;孑遗植物康定木兰(Indigofera souliei)和连香树(Cercidiphyllum japonicum)均采用异于非孑遗物种的养分利用策略,形成生态位的分化而共存于群落。     

福建三种常绿阔叶林碳氮磷生态化学计量特征

为探明福建三种常绿阔叶林生态系统的养分循环状况及其主要影响因素,采用样地调查采样法,研究了福建武夷山自然保护区甜槠（Castanopsis eyrei）林、天宝岩自然保护区刨花润楠（Machilus pauhoi）林和虎伯寮自然保护区薄叶润楠（Machilus leptophylla）林的植物、凋落物和表层土壤（0-10 cm）碳（C）、氮（N）、磷（P）含量、化学计量特征及其与环境因子的相关性。结果表明：（1）比较3个样点同组分C、N和P含量,除了乔木层的N含量外,虎伯寮植物和凋落物层C、N和P含量均显著高于天宝岩和武夷山;武夷山表层土壤的C和N含量显著高于虎伯寮和天宝岩,P含量排序为天宝岩>武夷山>虎伯寮。（2） P是福建天然林植物生长的主要限制因子,土壤P的缺乏是影响福建常绿阔叶林养分循环的重要因素。（3）植物叶片与凋落物中的养分含量及化学计量比呈极显著正相关,与表层土壤呈极显著负相关,可见福建常绿阔叶林生态系统养分循环过程中,土壤养分消耗速率超过了凋落物的养分供给速率,导致生态系统养分循环缓慢。（4）气温和土壤C ∶ N是影响常绿阔叶林生态系统养分循环的关键环境因子。     

不同坡向乌丹蒿化学计量特征及其与土壤养分的关系

不同立地条件下生境的变化、土壤养分的再分配及相应的植物生长与养分回馈效应,对土壤-植物系统化学元素循环具有重要影响。该研究以乌丹蒿为对象,分析不同坡向条件下乌丹蒿叶片、根系化学计量特征及其与土壤养分之间的关系。结果表明:(1)从阳坡到阴坡,乌丹蒿叶片的N、C∶P和N∶P逐渐降低,土壤C含量、C∶P和N∶P逐渐升高,土壤P含量和土壤C∶N在不同坡向之间无显著差异。(2)叶片P含量与根系P含量以及C∶P、N∶P呈极显著正相关,叶片N含量与土壤C含量呈显著负相关,根系P含量与土壤C、N含量呈显著正相关。(3)叶片C、N含量随着土壤养分含量的增加而下降,叶片P和根系N、P含量随土壤养分的增加而上升;叶片C含量、C∶N与土壤的相关性大于根。研究认为,坡向对乌丹蒿的生长具有重要影响,乌丹蒿的化学计量特征与土壤养分含量之间呈线性相关关系,不同的坡向导致乌丹蒿化学计量有一定范围的波动,但总体生态化学计量是稳定的,阳坡乌丹蒿的生长受氮和磷共同限制。     

黄土高原不同退耕年限坡地植物比叶面积与养分含量的关系

对黄土高原不同退耕年限坡地植物比叶面积(SLA)和养分含量进行研究,探明其随生境条件而发生的变异及其与土壤理化特性之间的关系.结果表明,立地和物种水平植物SLA存在显著差异,SLA变化范围各不相同,植物叶片C、N和P含量以及C/N 、N/P和C/P在不同退耕年限坡地间不具有一致性的变化,这表明不同物种叶性因子随生境发生的变化较为复杂.草地植物叶片SLA和叶片C含量为负相关,与N、P含量呈极显著的正相关(P<0.01).土壤理化特性对叶片SLA和养分含量的关系因物种而异,综合所有植物进行分析,土壤理化特性与植物SLA的相关性不明显,但与叶片养分含量关系密切.所以,生境条件的差异可能是植物叶片结构特性和养分组成发生变化的重要原因,但调控植物叶性特征的因素较为复杂,不同的植物具有各自相应的对生境条件的适应机制.     

黑河下游黑果枸杞叶片C、N、P特征及对土壤水盐的响应

研究植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)计量特征及其与环境因子相关性将为揭示植物对营养元素需求和环境互馈能力提供理论基础。以内蒙古额济纳旗黑河下游距主河道由近及远选择的8个黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)优势种群落为研究对象,分析其在不同水分、盐分土壤层环境下叶片C、N、P含量及比值特征,探讨黑果枸杞群落分布的主要限制元素和土壤水盐对其化学计量的影响。研究结果显示:黑果枸杞群落C含量为(331.56±11.99) mg/g,N含量为(13.17±2.92) mg/g,P含量为(2.48±1.64) mg/g,元素C与N、N与P之间呈正相关关系,C与P呈负相关关系,N与C∶N、P与C∶P及N∶P之间呈极显著负相关关系(P0.01);浅层土壤(0—40 cm)水分与P含量呈极显著负相关(P0.01),与C∶P呈显著正相关(P0.05),深层土壤(40—80 cm)水分、盐分均与N含量呈显著负相关(P0.05),与C∶N呈极显著正相关(P0.01)。结果表明:黑果枸杞C∶N主要由N限制,C∶P、N∶P主要由P限制,N∶P小于限制性养分理论阈值14,指示其生长主要受到N限制;黑果枸杞叶片N含量及C∶N比值对深层土壤水分和盐分具有协同响应特征,反映了荒漠植物在干旱盐渍环境中的抗逆境策略。     

不同生境下骆驼刺与花花柴生态化学计量学特征的比较

以塔克拉玛干沙漠南缘典型荒漠豆科植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和菊科植物花花柴(Karelinia caspia)为对象,研究单一骆驼刺种群(LTC)、单一花花柴种群(HHC)及骆驼刺-花花柴群落(GSQL)中植物及土壤中碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)等养分的生态化学计量学特征。结果表明:骆驼刺-花花柴群落中土壤有效N(AN)、有效K(AK)含量及N∶P、N∶K显著高于单一花花柴种群;骆驼刺-花花柴群落中花花柴叶片的全N含量显著高于单一花花柴种群,骆驼刺-花花柴群落中骆驼刺叶片的全P含量显著高于单一骆驼刺种群。相关性分析显示:不同生境土壤的AK含量与N∶P及AN含量呈显著正相关,而与SOC呈负相关;不同生境下叶片中的全K含量与SOC、全N、全P含量呈显著正相关,叶片中的全N含量与SOC、全P亦呈显著正相关,而N∶P与SOC、全P含量呈显著负相关;土壤中SOC含量与叶片中全P、全K含量呈正相关,而与N∶K呈负相关;土壤有效N含量与叶片N∶K呈正相关,而与叶片4种元素含量均呈显著负相关;土壤有效K含量与叶片中4种元素含量均呈显著负相关,而与叶片N∶K呈正相关;土...     

引种期同质园翅荚木主要叶功能性状与种源地环境关系

从比叶面积(SLA)、叶片相对含水量(LRWC)、叶组织密度(LTD)、叶片干物质含量(LDMC)、叶片碳(C)氮(N)磷(P)含量及其化学计量比等方面对在引种期同质园的广西桂林市(GGL)、广西靖西市(GJX)、湖南江华县(HJH)、湖南通道市县(HTD)、广东英德市(GYD)等5翅荚木种源叶片主要功能性状进行差异分析及相关性分析,并研究翅荚木叶功能性状与种源地环境因子的关系。结果显示,(1)不同种源间叶片C、N含量及C/N差异显著,5种源间叶片C含量GYD最高、GGL最低,N含量GJX最高、GYD最低,C/N为GYD最高、GJX最低。(2)比叶面积与叶组织密度呈显著负相关;叶片N含量与C/N和C/P呈显著负相关,与N/P呈显著正相关;C/P与P含量呈显著负相关,与C/N呈显著正相关;C/N与N/P呈显著负相关。(3)翅荚木叶功能性状主要受七月均温、年均温和相对湿度等地理环境因子影响。七月均温与C/P、比叶面积呈正相关,与叶片N含量、叶片干物质含量、叶组织密度呈负相关;年均温与C/N呈正相关,与N/P呈负相关;相对湿度与叶片P含量、叶组织密度呈正相关,与C/P、比叶面积呈负相关。研究结果有助于理解翅荚木对引种区的环境适应特征及其在引种期的生长与生存策略,对探究翅荚木的养分利用策略、揭示其对环境变化的响应机制等具有重要意义,并为相关部门选择适宜的翅荚木引种栽培种源及开展其优良种源的遗传改良等提供理论指导与决策参考。     

Stem diameter growth rates in a fire‐prone savanna correlate with photosynthetic rate and branch‐scale biomass allocation,but not specific leaf area

Plant growth rates strongly determine ecosystem productivity and are a central element of plant ecological strategies. For laboratory and glasshouse‐grown seedlings, specific leaf area (SLA; ratio of leaf area to mass) is a key driver of interspecific variation in growth rate (GR). Consequently, SLA is often assumed to drive GR variation in field‐grown adult plants. However, there is an increasing evidence that this is not the general case. This suggests that GR – SLA relationships (and perhaps those for other traits) may vary depending on the age or size of the plants being studied. Here we investigated GR – trait relationships and their size dependence among 17 woody species from an open‐canopy, fire‐prone savanna in northern Australia. We tested the predictions that SLA and stem diameter growth rate would be positively correlated in saplings but unrelated in adults while, in both age classes, faster‐GR species would have higher light‐saturated photosynthetic rate (A_sat), higher leaf nutrient concentrations, higher branch‐scale biomass allocation to leaf versus stem tissues and lower wood density (WD). SLA showed no relationship to stem diameter GR, even in saplings, and the same was true of leaf N and P concentrations, and WD. However, branch‐scale leaf:stem allocation was strongly related to GR in both age groups, as was A_sat. Together, these two traits accounted for up to 80% of interspecific variation in adult GR, and 41% of sapling GR. A_sat is rarely measured in field‐based GR studies, and this is the first report of branch‐scale leaf:stem allocation (analogous to a benefit:cost ratio) in relation to plant growth rate. Our results suggest that we may yet find general trait‐drivers of field growth rates, but SLA will not be one.     

不同林龄油松(Pinus tabulaeformis)人工林植物、凋落物与土壤C、N、P化学计量特征

在陕西省北部延安市境内子午岭林区,采用时空互代的方法选取9、23、33、47年生油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,比较油松不同器官(叶、枝、干、根)、凋落物及土壤C、N、P含量及其比值的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系,以期为油松人工林的生产、改善和林木生长环境的调节提供参考。结果表明:除根中C含量在林龄间差异不显著外,其它器官C、N、P含量及其比值在林龄间均差异显著且随林龄增加变化趋势不尽相同。9、23、33、47年生油松林C、N、P含量及N∶P比值均在叶中最高;C∶N比值均在干中最高,根中次之;C∶P比值均在干中最高,其它器官大小次序不一。除33年生油松林叶中N∶P比值大于14外,其它各器官各林龄N∶P比值均小于14,且N∶P比值随林龄先增加后减少,故可判断油松在该区域受N限制较为严重,且随林龄的增加受N限制的情况有所缓解。不同林龄土壤和凋落物C、N、P含量及其比值差异显著,且后者均大于前者。土壤与凋落物C、P含量及C∶N、C∶P、N∶P比值随林龄增加变化趋势完全一致,表明土壤与凋落物之间有着密切的关系。叶片与凋落物N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P比值之间显著相关,表明凋落物的养分承自植物叶片,二者之间关系紧密;植物和土壤的C、N、P含量之间均不存在显著相关性,说明土壤C、N、P供应量对乔木叶片C、N、P含量影响不大。     

Close linkages between leaf functional traits and soil and leaf C:N:P stoichiometry under altered precipitation in a desert steppe in northwestern China

Leaf functional traits are important for characterizing plant nutrient strategies. The C:N:P stoichiometric balance in soils and plants, which could indicate types of nutrient limitation, is altered under changing precipitation patterns. However, whether such alterations affect leaf functional traits remains unclear. We conducted a three-year simulated precipitation experiment in a desert steppe in northwestern China to determine changes in leaf photosynthetic traits and nutrient conservation traits in five plant species and tested the relationships of these traits with soil and leaf C:N:P stoichiometry. The five species showed few changes in their leaf traits under drought conditions, but they adjusted these traits (especially P traits) under extremely wet conditions (50% increase in precipitation). Improved leaf photosynthetic N and P use, lowered leaf P uptake, and enhanced leaf N resorption might help Lespedeza potaninii to rely less on soil nutrients in extremely wet environments than other species do. Leaf photosynthetic traits were regulated primarily by soil and leaf C:N:P stoichiometry. Leaf nutrient conservation traits were controlled by both leaf C:N:P stoichiometry and soil properties (i.e., enzyme activity and microbial biomass), a condition especially true for P traits. The results suggest that precipitation-induced alteration in the C:N:P stoichiometric balance might have important influences on plant nutrient use strategies and even on the nutrient cycling of desert steppes.

     

华北石质山地侧柏人工林C、N、P生态化学计量特征的季节变化

以北京九龙山自然保护区幼龄侧柏人工林为研究对象,对其不同生长季节叶、枝、根(0—10 cm、10—20 cm土层)的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量学特征进行了分析,深入探讨了生长季节与器官以及两因素交互作用对以上特征的影响,研究有助于理解植物各性状之间的相互作用以及植物生长过程中资源的利用和分配状况。结果表明:1)不同器官间C含量为414.97—461.58 g/kg,枝最大,根(0—10 cm)最小;N含量为6.57—14.28 g/kg,叶最大,枝最小;P含量为0.39—1.28 g/kg,叶最大,根(10—20 cm)最小;C∶N为31.76—70.98,枝最大,叶最小;C∶P为369.93—1099.20,根(10—20 cm)最大,叶最小;N∶P为9.21—23.81,根(0—10 cm)最大,枝最小。整个生长季节中侧柏各器官C含量最稳定,变异系数均小于7%;P含量变异性最大,变异系数均超过15%,N含量变异性介于两者之间;各器官中C∶N和N∶P较C∶P更为稳定,C、N与P具有较好的耦合协同性,C∶P和N∶P的变化主要取决于P的变化。2)器官对C、N、P含量及其化学计量关系均存在显著影响,生长季节对N和P含量存在显著影响,两者交互作用只对P含量存在显著影响,器官对侧柏C、N、P含量及其化学计量变异的贡献大于生长季节。3)侧柏各器官间C、N、P含量及其化学计量比相关性多数未达到显著性水平,仅有叶与枝中的P及C∶P显著相关,说明侧柏器官分化过程中各器官对元素的吸收利用具有特异性。侧柏叶片N∶P14,说明生长季节里幼龄侧柏人工林更多受到N限制。     

唐古特白刺叶功能性状沿气候梯度的变异特征

叶功能性状与植物的生长对策及资源利用效率密切相关,研究叶功能性状沿气候梯度的变异特征能为理解植物对气候变化的响应机制提供一种简便可行的测定指标。以我国西北荒漠地区广泛分布的唐古特白刺（Nitraria tangutorum）为研究对象,对其比叶面积（SLA）、单位质量和单位面积叶氮含量（N_mass、N_area）、单位质量和单位面积叶建成成本（CC_mass、CC_area）进行测定,分析这些叶功能性状及性状相关关系沿气候梯度的变异特征。结果表明,唐古特白刺叶功能性状（CC_area除外）在气候梯度下存在显著差异,其中,温度是决定唐古特白刺SLA变化的主要因子,SLA随着温度的增加而增加;降水和温度对唐古特白刺N_mass、N_area和CC_mass均有显著影响,N_mass和N_area随着降水和温度的增加而降低,而CC_mass呈增加趋势。沿气候梯度,唐古特白刺SLA-N_mass、CC_mass-N_mass和CC_area-N_area的线性正相关关系发生平移,导致在相同SLA、CC_mass和CC_area下,降水和温度较低的地区具有更高的N_mass和N_area。这一结果表明唐古特白刺能通过调节叶功能性状之间的关系来适应气候的变化,并形成性状间的最佳功能组合。     

Important foliar traits depend on species-grouping: analysis of a remnant temperate forest at the Keerqin Sandy Lands, China

Foliar traits are often interpreted to reflect strategies for coping with water and nutrient supply limitations. In this study, we measured several important leaf traits for 147 species sampled from a remnant, temperate deciduous broad-leaved forest in Keerqin Sandy Lands, Northeast China to test whether these traits are ‘invariant’ or dependent on water supply limitations. Our data show that average specific leaf area (SLA), nitrogen (N) and phosphorus (P) concentrations, leaf C/N, C/P and N/P were 273 cm²?g^?1, 18.1 mg?g^?1, 1.60 mg?g^?1, 28.2, 343 and 12.4, respectively. However, most of these traits were significantly different (P?<?0.05) for different species groupings based on growth forms, phylogenetic history, photosynthetic pathways, or habitats. SLA was positively correlated with leaf P concentration across the broad spectrum of 118 species and most species functional groupings. However, SLA was not correlated with N concentration across all species or within each species functional group. SLA and N and P concentrations in dry habitats were lower than those in wet habitats, whereas leaf C/N, C/P, and N/P had the opposite trend both across all species and within major species functional groupings (herb, monocots and C3 species). Our data indicate that SLA vs. leaf N and SLA vs. P relationships may be regulated differentially for different species functional groupings and that water limitation may have a greater influence than nutrient limitation for plant growth.     

Control of PAR-saturated CO2 exchange rate in some C3 and CAM plants

We measured PAR-saturated CO₂ exchange rate (CER), and leaf N, P and chlorophyll (Chl) concentrations in 21 plant species, selected to encompass as broad a range in specific leaf area (SLA) as possible, and encompassing non-succulent C3 as well as succulent CAM plants. We worked with plants growing under uniform conditions in the facilities of a biological research station to ensure that any correlations found were due to inherent, genetically controlled, relationships between the measured parameters and not due to variations in resource availability in different habitats. We found CER to be strongly correlated to SLA, leaf N concentration and Chl concentration. CER increased much faster with increasing leaf N concentration (CER ≈ N^3.1) than with increasing SLA (CER ≈ SLA^1.2). CER also increased much faster with leaf N concentration than with increasing Chl concentration (CER ≈ Chl^1.3), indicating the photosynthetic N-use efficiency (NUE) to be higher for plants with high N concentration than for plants with low N concentration (NUE ≈ N^2.1). Analysis of covariance showed that these relationships exist even when comparing plants of widely different growth forms - succulent or non-succulent, and of different photosynthetic pathways, as the C3 and CAM plants compared here. Testing against scaling coefficients calculated using dimensional analysis, showed that the scaling of N, Chl and CER against SLA was not merely a result of diluting N and Chl with carbon in thicker leaves but that SLA, probably through influencing light absorptio and/or CO2 diffusion pathway, played an independent role in controlling CER. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.