支持物倾角对攀援植物栝楼形态和生长的影响

支持物倾角的变化将引起攀援植物“自遮荫”程度的改变 ,从而影响植物的生长和行为。以攀援植物栝楼 ( Trichosantheskirilowii)为材料 ,通过实验生态学的方法 ,研究了 4种支持物倾角下植株的生长和觅食行为的差异。结果表明 :( 1 )不同生长发育期栝楼植株形态对自遮荫差异的可塑性反应程度不一 ,不同角度攀援生长植株在生长前期均比生长后期有较敏感的形态可塑性反应。 ( 2 )自遮荫程度随支持物倾角的增大而增强 ,较强自遮荫环境下植株比较弱自荫环境下的植株有更大的形态可塑性。 ( 3)比主茎长、比叶面积、生物量对叶片和叶柄的配置在 4种攀援生长形式间差异均不显著。不同角度攀援植株主要通过改变分枝数量、分枝形态和分枝生物量配置以适应支持物倾角的变化 ,这说明 ,自遮荫对植株形态和生物量配置仅产生有限的影响。 ( 4 )分枝能力、分枝数量以及分枝生物量配置均在大角度攀援生长中最大 ,且与小角度攀援生长植株间有显著差异。 ( 5 )水平攀援生长植株主要通过增大主茎生物量投资以充分占有生境 ,而大角度攀援生长植株则主要通过分枝茎扩展以占据有利生境 ,不同攀援生长植株有不同的觅食行为。     

不同海拔火绒草光合特性的研究

对生长于青藏高原东北部3个不同海拔地区（2300、2700和3800m）的火绒草叶片的光合特性进行了比较研究。结果发现,随着海拔的升高,叶绿素含量有降低的趋势,而叶绿素a／b比值及类胡萝卜素相对含量呈上升趋势。与海拔2300m处的相比,生长于海拔3800m处的火绒草的净光合速率、表观量子效率和光补偿点较低,但光饱和点较高。研究表明,火绒草在光合特性上的变化是对逆境的一种适应．是青藏高原特殊生态条件长期胁迫的结果。     

闽楠幼树光合特性及生物量分配对光环境的响应

设置100%光环境(L100)、40%光环境(L40)、8%光环境(L8)3种光照梯度,分析万木林闽楠(Phoebe bournei)幼树的光合特性及生物量分配特征对不同光环境的响应。结果表明:(1)闽楠幼树在不同光环境下的最大净光合速率(Pnmax),表观量子效率(AQY),光饱和点(LSP),光补偿点(LCP),暗呼吸速率(Rd)均有显著差异(P<0.05),且随着光照强度的降低,Pnmax,LSP,LCP,Rd随之降低,而AQY却呈现升高的趋势。(2)总生物量、茎生物量、叶生物量、根生物量均表现为L100最大,根冠比、叶生物量比、茎生物量比及根生物量比在3种光环境下无显著差异。(3)闽楠幼树通过改变光合特性,生物量积累来适应光环境的变化,其中光照强度的降低限制了生物量的积累,但并未显著改变生物量地上地下分配比例。闽楠幼树在3种光环境下生物量分配比例并无显著的改变,生物量分配可塑性极低可能是闽楠零散分布的一个重要非人为干扰因素。(4)闽楠幼树所采取的生存策略以地上部分生长为主,光照强度降低时则采取保守策略进行缓慢的资源获取和消耗,全光照条件下采取快速的资源获取和消耗策略。未来造林时可以将闽楠与毛竹(Phyllostachys pubescens)混交来减少郁闭度,促进闽楠幼树的生长。     

准噶尔荒漠早春短命植物的光合特性及生物量分配特点

准噶尔荒漠分布的早春短命植物不仅具有十分独特的生物学特点,而且在荒漠植物群落演替、物种多样性维持及土壤改良与防治水土流失等方面具有重要的生态学价值。该文运用Li-6400开放式气体交换光合作用测定系统,对分布于准噶尔荒漠的16种早春短命植物生长盛期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)等特征进行了测定,并对其中7种植物与生长相关的生物量分配特征进行了分析。结果表明:1)16种植物的最大P_n、 最大T_r及WUE分别为8.07~35.96 μmol CO₂·m^-2·s^-1、3.16~29.64 mmol H₂O·m^-2·s^-1、0.54~4.26 μmol CO₂·mmol^-1H₂O;种间最大P_n与最大气孔导度(Stomatal conductance, G_s)之间存在正相关关系,其相关系数为0.77(p<0.05),线性回归斜率为26.36 μmol·mmol^-1;从光合速率对胞间CO₂浓度及光量子通量密度的响应曲线来看,这类植物的表观CO₂补偿点均在4~5 Pa之间(28~30 ℃),表观羧化效率为0.64~1.86 μmol CO₂·m^-2·s^-1·Pa^-1,表观量子效率为0.05~0.06。2)从生物量分配来看,所测植物的个体生物量为0.05~0.39 g;单株总叶面积为 3.24~51.40 cm²;单位叶面积干重为0.40~0.77 g·m^-2,根在总生物量中所占比例为5.72%~19.43%,单株叶面积比在2.92~9.00 m²·kg^-1之间。种间根所占生物量的比与对应的WUE之间的比较分析结果表明,二者之间存在显著的正相关关系,其相关系数r为0.93(p<0.01)。这些结果表明,所观测的早春短命植物具有典型的C₃植物特征,相比其它类型的荒漠植物具有较高的单位叶面积P_n、高T_r及低WUE,并且在生长发育过程中表现出很低的根/地上生物量比、较高的叶面积比和单位叶面积干重,说明它们具有相对高的生长速率,这与其生长发育节律相一致,反映了它们与准噶尔荒漠环境相适应的特点。     

苦瓜植株不同构件层次对支持物直径变化的行为反应

 采用实验生态学的方法,在提供不同直径支持物的情况下,对攀援植物苦瓜(Momordica charantia)不同构件层次的形态可塑性反应、生物量积累和生物量配置的变化进行了研究。结果表明：1)支持物直径对植株分枝出现的时机无明显影响,但分枝数量和分枝在主茎上的着生位置受支持物直径影响较大;2)植株个体水平比分枝水平对支持物直径的变化有更灵敏的反应,当支持物直径较大时,植株个体表现出对支持物较强的寻觅能力：主茎伸长受阻,比茎长变大,分枝数量和分枝率增大,分枝长度增加,比叶柄长度增加,根冠比减小;3)分枝形态特征和生物量特征对支持物直径的变化均无显著反应;4)苦瓜植株个体水平上的形态特征变化、生物量配置格局的改变以及分枝行为的变化是植株对支持物有效性变化的响应,有利于增强植株“寻觅”支持物的能力。     

不同遮光处理对猫须草生长及光合特性的影响

本文探讨全光照、遮光50%、遮光75%、遮光90%等4种处理对猫须草植株生长及光合特性的影响。结果表明,与全光照相比,3种遮光处理植株叶片净光合速率、蒸腾速率减少,叶片厚度及栅栏组织变薄,比叶鲜质量下降,植株分枝数减少,节间距、株高显著增加,植株根、茎、叶的生长量明显下降。从而表明,猫须草植株生长最适宜的光照条件为全光照。     

西双版纳不同海拔4种雨林幼苗的光合特性和生物量

在云南西双版纳勐仑(600 m,低海拔)、菜阳河(1 100 m,中海拔)和勐宋(1 600 m,高海拔),对热带季节雨林4种主要树种绒毛番龙眼(Pometio tomentosa)、云南玉蕊(Barringtonia macrostachya)、云南肉豆蔻(Myristica yunnanensis)和小叶红光树(Knema globularia)幼苗进行移栽试验,测定幼苗的光合作用和生物量.结果表明,高海拔七的低温使幼苗处于休眠或光系统受到不可恢复的破坏,光合作用几乎停止;4种幼苗的最大净光合速率及生物量均随海拔的增加而下降;低、中海拔上4种幼苗的净光合速率日变化曲线均表现为"双峰型",低海拔的第一个峰明显高于中海拔.除小叶红光树外,其它幼苗的根生物量分数均随海拔增高而增加.海拔升高,温度降低是限制幼苗光合特性、生物量积累的主要因子,也是某些幼苗在更高海拔雨林群落中消失的潜在原因.此外,幼苗的根生物量分数随海拔上升而增加是其对极限环境温度的一种重要适应特征.     

不同光强对棱角山矾幼苗生长及光合特性的影响

通过比较不同遮阴处理下棱角山矾幼苗生长及光合特性的差异,以探讨不同光强对棱角山矾生长及光合作用的影响及其适应机制。结果表明：棱角山矾幼苗的生物量分配对光强的反应敏感,在强光处理下,比叶面积减小,总叶面积变小;弱光处理下通过增大叶生物量比、叶面积比,支持结构生物量比,提高捕光能力。但L100、L30、L10处理下总生物量的积累显著小于L50处理,L30、L50、L100光强处理下总叶面积显著高于L10光强处理。并且10%和100%光强下棱角山矾叶片的最大净光合速率（P_max）、光饱和点（LSP）、表观量子效率（AQY）均显著低于30%和50%光强处理;而光补偿点（LCP）则随光强的增大而升高;总叶绿素和类胡萝卜素含量在10%~100%随着光强增大而显著降低（P<0.05）。说明棱角山矾幼苗在不同光环境下具有一定适应性,但过强或过弱的光环境均会对棱角山矾的生长产生负面影响,其中50%光强是棱角山矾幼苗生长的最佳光强;棱角山矾为中性树种,苗木适宜生长在荫蔽的环境下。     

水体浊度对苦草光合荧光特性的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60、90 NTU(nephelometric turbidity units)的混浊水体,将苦草(Vallisneria natans)成株分别种植于上述水体中,利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM)测定植株最长叶片水下10 cm处ΔFv/Fm的光合日变化及快速光响应曲线(RLC)。结果表明,1个月后,水体浊度对苦草成体植株Fv/Fm和光合系统Ⅱ(PSⅡ)无显著影响,叶片ΔFv/F’m的日变化曲线呈“V”形;泥沙浊度≥60 NTU时,ΔFv/F’m降低幅度较小,光强降低时恢复较快,植株受光抑制的程度变小。快速光响应曲线结果显示,实验期间苦草开始衰老,光响应能力下降;随水体混浊度的升高,叶片光响应能力下降减慢。表明在浅(水深1.0 m)而浑浊的水体中,短时间内混浊水体对苦草成株叶片PSⅡ的影响较小。     

水分胁迫对大果沙枣光合特性及生物量分配的影响

选取大果沙枣1年生幼苗,盆栽于相对含水量分别为70%~75%(CK)、50%~55%(T1)、35%~40%(T2)和15%~20%(T3)的土壤中培养25 d,研究大果沙枣在水分胁迫下的光合特性变化和生物产量积累及其分配规律。结果显示:水分胁迫抑制了大果沙枣的光合作用,与对照相比,T2和T3处理导致净光合速率、叶片蒸腾速率和水分利用效率显著降低,气孔阻力、胞间二氧化碳浓度和叶绿素含量升高,而且光合午休明显,非气孔因素是干旱时大果沙枣净光合速率下降的主要原因;水分胁迫下,大果沙枣的生长受到抑制,地上部分和地下部分的干生物量积累同时降低,但地下干生物量降低的程度低于地上部分;干旱处理中,T3处理显著抑制大果沙枣的生长,但仍保持一定的生物量增加。结果表明:大果沙枣具有一定的自我调节与保护能力,在水分胁迫下大果沙枣趋于将更多的资源分配给根系,以提高根冠比而适应干旱的环境。     

模拟氮沉降条件下木荷幼苗光合特性、生物量与C、N、P分配格局

设置模拟氮沉降的控制试验,以NH4NO3作为外加氮源,设计CK(0kg N hm-2·a-1)、LN(50 kg N hm-2·a-1)、MN(100 kg N hm-2·a-1)、HN(150 kg N hm-2· a-1)4个处理,历时9个月,测定木荷(Schima superba)幼苗的光合特性、生物量和C、N、P含量及其分配格局对氮沉降的响应.结果表明:(1)木荷幼苗的最大净光合速率和光饱和点随着氮处理水平增加呈先增加后减小的特点,在中氮处理下极显著增加(P＜0.01).氮处理降低了幼苗的光补偿点和暗呼吸速率,光补偿点在低氮处理下显著降低(P＜0.05),暗呼吸速率在低中氮处理下极显著降低(P＜0.01),高氮处理下显著降低(P＜0.05).未见氮处理对表观量子效率产生显著影响.(2)氮处理促进了木荷的全株生物量以及各部分生物量的增长.随着氮处理水平的增加,叶重比呈升高的趋势,而根重比和根冠比呈降低的趋势,在高氮处理下叶重比的增加和根重比、根冠比的降低都达到了显著水平(P＜0.05).(3)氮沉降促进各器官N含量的增加,在高氮处理下根和茎中N含量极显著增加(P＜0.01),叶中N含量显著增加(P＜0.05).而各器官C含量随着氮沉降程度的增加呈先增加后降低的趋势,在中氮处理下根和茎中C含量极显著增加(P＜0.01),叶中C含量显著增加(P＜0.05).但各器官P含量变化趋势各不相同,随着氮的增加,根中P含量是呈先增加后降低的趋势,而茎和叶中P含量是呈降低的趋势.氮沉降一定程度上降低了木荷各器官的C/N比值而增加了N/P比值.     

内生真菌对羽茅生长及光合特性的影响

通过温室栽培实验,以感染两种内生真菌(Neotyphodium sibiricum和Neotyphodium gansuence)和未感染内生真菌的羽茅(Achnatherum sibiricum)为实验材料,分析感染不同种内生真菌对宿主植物的生长及光合特性的影响。结果表明,感染两种内生真菌羽茅的株高和CO₂补偿点显著低于未染菌的羽茅,而染菌羽茅的蒸腾速率和气孔导度显著高于未染菌羽茅,但对于感染不同种内生真菌的羽茅,无论是分蘖数与生物量的积累还是光合生理值之间均无显著差异。     

遮荫对苦丁茶树叶片特征及光合特性的影响

通过人工遮荫方式研究了4种遮荫强度(全光照、20%、40%和60%遮荫)对苦丁茶树叶片生长和光合特性的影响,从而为苦丁茶合理栽培和抚育管理提供理论依据。结果表明:(1)40%遮荫条件下苦丁茶树叶片宽度、厚度、叶面积和栅栏组织厚度均显著高于其它3个处理(P0.05),栅栏组织层数为2层,其它3个处理均为1层。遮荫显著提高了苦丁茶树叶片总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量,且随遮荫程度的增强叶绿素含量呈上升趋势,而叶绿素a/b呈相反趋势。(2)40%遮荫处理显著提高了苦丁茶树叶片净光合速率(P0.05),而遮荫达到60%时则抑制了其光合速率。20%和40%遮荫处理促进苦丁茶树叶片气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率的提高,降低了蒸汽压亏缺,有利于光合作用的进行;全光照和60%遮荫处理下蒸汽压亏缺显著高于其它处理,而气孔导度和胞间CO2浓度等因子极显著降低,从而抑制了苦丁茶树叶片蒸腾作用和光合作用。(3)遮荫处理降低了苦丁茶树叶片光补偿点和暗呼吸速率,40%遮荫处理下表观量子效率和最大净光合速率显著提高。随着遮荫程度的增强,Fv/Fm和Fv/Fo降低,与全光照相比,3种遮荫处理Fv/Fm依次下降了2.71%、4.59%和8.03%,Fv/Fo值依次降低了6.89%、11.99%和19.81%(P0.01);60%遮荫下各荧光参数值显著低于其它3个处理,过度遮荫使苦丁茶树叶片叶绿素分子捕获激发能的效率及光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性降低。综上,苦丁茶树在适宜的遮荫强度下,即40%遮荫(日光合有效辐射在273—1222μmol·m-2·s-1范围内)条件下其叶片生长和光合能力会有效提高。     

Inherent allocation patterns and potential growth rates of herbaceous climbing plants

We tested the hypothesis that herbaceous climbing plants, unlike non-climbing herbs, maximize height growth and leaf area, with minimal expenditure in support structures. The enhanced investment in leaf area was expected to result in high relative growth rates in terms of biomass increment. Four leguminous herbaceous climbers from nutrient-poor sites and four non-leguminous herbaceous climbers from nutrient-rich sites, were compared with non-climbing, self-supporting leguminous and non-leguminous herbaceous species from similar habitats. Plants were grown in hydroponic cultures in controlled environment chambers. All climbers had inherently taller shoots than self-supporting plants when compared at an equal amount of total plant dry weight, due to longer stems per unit of support biomass. In contrast to the hypothesis, the relative growth rates of all climbers were relatively low compared to the range found for self-supporting species. The biomass allocation patterns of the non-leguminous climbers were similar to those of the self-supporting species. Leguminous climbers allocated more biomass to support tissue and less biomass to leaves than non-climbers. As a result, height growth was even more emphasized in leguminous climbers than in non-leguminous climbers. Climbing legumes had high rates of net carbon gain, which partly compensated the lower relative leaf weight. We conclude that leguminous herbaceous climbers maximize height growth by a large investment in support biomass, enabling them to keep a large proportion of their leaves in the better illuminated environment at the top of the vegetation canopy.     

不同生境朝鲜淫羊藿生长与光合特征

选择朝鲜淫羊藿野外生存的林缘、林窗和林下3种生境,研究朝鲜淫羊藿形态特征、光合特征、叶绿素含量、生物量积累及分配对不同光环境的响应。结果表明,朝鲜淫羊藿株高、茎径、总叶面积等形态指标随光照强度减弱明显减小,各生境间差异显著。随光照强度降低,朝鲜淫羊藿的净光合速率、水分利用效率、气孔限制值、叶绿素a/b降低,而胞间CO2浓度、光能利用效率、叶绿素b和总叶绿素含量增加。各器官生物量积累随光照强度减弱而降低,各生境间差异极显著,其中,林缘地上生物量是林窗的1.6倍,林下的3.1倍。生物量分配方面,叶生物量比、叶面积比率、比叶面积随光照强度减弱而增加,根状茎生物量比和根冠比降低,林缘、林窗与林下差异极显著;林下、林缘、林窗朝鲜淫羊藿地上部分生物量比分别为0.733、0.659、0.664,林下朝鲜淫羊藿与林缘、林窗存在不同的光利用策略和生存策略。朝鲜淫羊藿作为极易遭受利用和生境破坏威胁的物种,宜在适度荫闭的林缘和疏林下开展野生抚育或仿生态栽培。     

遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响

崖柏(Thuja sutchuenensis)是我国特有的极度濒危植物。目前尚缺乏从光合生理角度对其濒危机制开展讨论与研究。光是影响植物生存和生长发育最重要的环境因子之一,且有可能成为植物种群自然更新的主要限制因子。因此,通过人工遮荫方式,探讨了3种光环境下(L0全光,L1-50%全光,L2-25%全光)崖柏幼苗的光合能力及叶绿素荧光参数的差异。结果表明,遮荫导致了叶片表观量子效率和最大净光合速率增加。随着生长光强的降低,崖柏幼苗的暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点均有所下降。叶绿素荧光参数方面,遮荫导致了PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和非光化学猝灭系数(NPQ)增加;但随着生长光强减弱,崖柏幼苗叶片的光化学猝灭系数(PQ)和电子传递速率(ETR)逐渐降低。同时,遮荫也造成了叶片叶绿素含量(Chla+Chlb)的显著增加。结果表明,崖柏对光具有较强的耐受范围(尤其是低光)和内在调节机制,初步判定崖柏林下光照的不足不会成为崖柏自然更新的决定性限制因子。     

指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响

为探求楸树不同无性系生物量分配和根系形态的差异,2011年3-8月在甘肃省天水市小陇山林科所,以2年生楸树无性系1-4、7080和015-1组培苗为试验材料,设置了CK、6、10、14 g尿素/株4个处理,研究指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响.结果表明:(1)同一无性系中,10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量、根长、根表面积、根体积和根平均直径均高于其它处理.无性系015-1的生物量和根系形态参数整体上高于无性系1-4和7080.无性系015-1在10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量分别为89.44 g、61.30 g、79.97 g、230.71 g,是CK的1.48、1.52、2.09、1.66倍;根长、根表面积和根体积为22667 cm、6260 cm2、578.14 cm3,是CK的1.94、1.54、2.43倍.(2)指数施肥和无性系的遗传差异明显影响楸树不同无性系生物量的分配格局.适量施氮明显促进3个楸树无性系生物量的积累,而氮素缺乏或过量均不利于生物量的积累.8月同一无性系的根冠比均随施氮量的增加而降低;同一处理下无性系7080的根冠比高于无性系1-4和015-l.无性系1-4和7080的生物量主要向叶和茎分配,而无性系015-1主要向叶分配.(3)指数施肥在6月和7月主要促进细根根长和根表面积的增加;指数施肥在8月主要促进细根、中等根和粗根体积的急剧增加,分别比7月高达36.88％、124.96％、154.79％.这利于根系在中后期吸收更多养分,从而引起生物量分配格局的变化.(4)生物量参数和根系形态参数关系密切.根生物量、地上生物量、总生物量分别和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著正相关;根冠比和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著负相关;比根长和地上生物量、总生物量显著正相关,和根冠比极显著负相关.     

土壤逐渐干旱对菖蒲生长及光合荧光特性的影响

在土壤逐渐干旱过程中,连续测定典型湿地植物菖蒲生长发育状况及叶片叶绿素荧光参数,结果表明:短期内(实验第O-3天)土壤水分含量下降(土壤含水率自53.86％下降至42.6％)有利于菖蒲生长,干旱组菖蒲叶片Fv/ Fm、Yield、qP显著高于对照组(实验期间土壤平均含水率为53.49±0.6％)(P＜0.05),qN则低于对照组;随着土壤进一步干旱(土壤含水率自42.6％下降至18.02％,实验第3-9天),菖蒲叶片qN值则由0迅速上升至0.403,显著高于对照组(P＜0.05),Fv/Fm值与对照相比无显著差异(P＞0.05),叶片保持较高的热耗散以维持光合结构PSⅡ保持正常,并能以降低叶片含水率、叶面积(叶片卷曲避光)减少水分蒸腾及降低根系含水率促进水分吸收的方式进行自我保护;随着土壤干旱程度加剧(土壤含水率自18.02％下降至4.5％、实验第9-12天),菖蒲叶片Fv/ Fm、yield、qP值显著低于对照组(P＜0.05),qN值降为0,光合结构PSⅡ受到损坏,第11天、12天,叶片含水率分别降至75.79％和68.78％,此时菖蒲也逐步以自小叶片至大叶片的顺序枯萎衰亡,表明在土壤水分快速下降过程中过高的生物量将不利于菖蒲保持水分,而80％左右的叶片含水率是维持菖蒲存活的临界值.