提前钩梢对雷竹地上构件生物量分配及其异速生长的影响

为摸清提前钩梢对雷竹地上构件生物量积累与分配及其异速生长模式的影响,为雷竹林合理钩梢提供参考,调查了5月(提前钩梢)、6月(常规时间钩梢)钩梢和未钩梢雷竹林新竹当年(1年生立竹)和第2年(2年生立竹)秆、枝、叶生物量,分析了立竹地上构件生物量积累与分配特征及其异速生长。结果表明:钩梢使雷竹1年生立竹秆、枝、叶生物量显著下降,秆生物量分配比例显著升高,枝、叶生物量分配比例显著下降,枝、叶-总生物量异速生长指数显著增大,秆-总生物量异速生长指数显著减小,且常规时间钩梢立竹叶生物量及其分配比例和出叶强度均显著高于提前钩梢立竹。钩梢也导致雷竹2年生立竹秆、枝、叶生物量明显下降,但秆、枝、叶-总生物量异速生长指数均显著增大,常规时间钩梢立竹叶生物量仅略低于未钩梢立竹,且叶生物量分配比例及出叶强度均显著高于未钩梢和提前钩梢立竹。研究表明提前钩梢对雷竹叶生物量及其分配比例、出叶强度及异速生长均有明显的负面影响,不利于雷竹林光合能力的发挥,因此,雷竹林不宜提前钩梢。     

臭冷杉生物量分配格局及异速生长模型

摘 要：臭冷杉是长白山阔叶红松林中重要针叶树种,采用整株收获法分析21株臭冷杉地上地下生物量分配格局。在枝条水平上采用样枝直径（BD）、样枝长度（BL）、样枝所在轮生枝位置（WP）建立活枝、针叶生物量异速生长模型,在植株水平上采用胸径（DBH）、树高（H）、年龄（Age）、树冠长度（CL）、树冠比率（CR）、南北向冠幅（CW1）、东西向冠幅（CW2）等变量建立树干木质、树皮、活枝、针叶、粗根及整株生物量模型。并利用逐步线性回归法获得不同器官生物量最优模型。结果表明：（1）活枝生物量主要集中在树冠中下层,针叶生物量集中在树冠中层。树冠中层和下层枝叶生物量无显著差异（p>0.05）;（2）21株臭冷杉地上生物量和地下生物量变动范围分别为1.026–506.047 kg/株和0.241–112.000 kg/株。粗根、活枝、针叶、树干木质、树皮及枯枝生物量占整株生物量的相对比例分别为18.68%、18.39%、12.02%、39.29%、8.70%和2.92%;（3）地上生物量与地下生物量呈显著线性相关（p<0.001）,拟合线性方程斜率为0.23;（4）枝条水平上,活枝生物量模型解释量超过95%,平均预测误差小于30%。与单变量（BD）活枝生物量模型相比,2变量（BD、BL）和3变量（BD、BL、WP）模型解释量分别提高1.2%和2.0%,平均预测误差分别下降6.26%和9.27%。针叶生物量相对较难预测,模型解释量仅为82.7%,平均预测误差接近50%,模型中增加BL 和WP变量并未提高针叶生物量的预测精度。活枝生物量与BD、BL、WP正相关,针叶生物量与BD正相关,与BL、WP负相关;（5）植株水平上,基于胸径的单变量模型可解释量大于90%,增加树高变量未能显著提高生物量模型的预测精度。年龄决定了臭冷杉的树干生物量,忽视年龄变量将会产生生物量预测误差。树冠特征是影响枝叶生物量预测精度的重要变量。综合考虑模型的可解释量及回归系数显著性可知,胸径是预测臭冷杉不同器官生物量的可靠变量。     

密度对尖头叶藜生物量分配格局及异速生长的影响

植物器官指示植物不同的功能,而植物器官生物量分配比例的变化表征了植物对资源获取能力的调整。在植物生长发育过程中,植物各器官呈一种明显的异速生长规律。利用异速生长分析方法,通过模拟不同密度(16、44.4、100、400株/m~2)下尖头叶藜(Chenopodium acuminatum)的生长特性,研究密度对尖头叶藜器官生物量分配格局及异速生长的影响。结果表明,随密度增加,尖头叶藜地上和地下器官都存在不同程度的竞争:其中,根和主茎生物量分配增加,茎和地上生物量分配减少,而叶和繁殖生物量分配不随密度变化而变化。研究发现,尖头叶藜各器官间具有显著的异速生长关系:其中叶∶主茎、根∶地上部分、根∶茎、根∶主茎、繁殖器官∶地上部分及繁殖器官∶根生物量间的异速生长不随密度变化而变化,属于表观可塑性;而叶∶地上部分、叶∶根、叶∶茎、茎∶地上部分、主茎∶地上部分、繁殖器官∶茎、繁殖器官∶主茎生物量间具有极显著的异速生长关系,异速指数和个体大小显著受密度变化影响,属于真正可塑性,这表明密度能够影响尖头叶藜各器官的生长变化。尖头叶藜叶∶主茎、叶∶根及主茎∶地上部分生物量间的异速指数在D4-密度时与3/4差异不显著(P0.05),符合生态代谢理论,而在D1—D3密度时与3/4差异显著(P0.05),表明充分竞争的植株更符合代谢理论,而竞争不激烈的植株对资源的投入具有物种特异性。     

甘肃南部7种高寒杜鹃生物量分配的异速生长关系

生物量分配模式影响着植物个体生长和繁殖到整个群落的质量和能量流动等所有层次的功能, 揭示高寒灌丛的生物量分配模式不仅可以掌握植物的生活史策略, 而且对理解灌丛碳汇不确定性具有重要意义。该研究以甘肃南部高山-亚高山区的常绿灌丛——杜鹃(Rhododendron spp.)灌丛的7个典型种为对象, 采用全株收获法研究了不同物种个体水平上各器官生物量的分配比例和异速生长关系。结果表明: 7种高寒杜鹃根、茎、叶生物量的分配平均比例为35.57%、45.61%和18.83%, 各器官生物量分配比例的物种差异显著; 7种高寒杜鹃的叶与茎、叶与根、茎与根以及地上生物量与地下生物量之间既有异速生长关系, 也有等速生长关系, 异速生长指数不完全支持生态代谢理论和小个体等速生长理论的参考值; 各器官异速生长关系的物种差异显著。结合最优分配理论和异速生长理论能更好地解释陇南山地7种高寒杜鹃生物量的变异及适应机制。     

异速生长法计算秋茄红树林生物量

采用异速生长方法,建立树干基部多分枝型秋茄生物量与分枝直径的函数模型,根据该模型计算了浙江鳌江河口人工秋茄林生物量,并比较了我国不同地区秋茄林生物量差异。结果表明,秋茄生物量(W)与分枝直径(D)之间存在极显著的回归关系,叶片(WL)、树干(WS)、根系和分枝基部(WB)及植株总生物量(WT)与分枝直径(D)的异速生长方程分别为:WL=0.187D1.855(R2=0.612,P<0.0001);WS=0.267D1.906(R2=0.821,P<0.0001);WB=4.6D1.136(R2=0.644,P<0.0001);WT=3.614D1.446(R2=0.801,P<0.0001)。我国不同地区秋茄林地上生物量与林龄和纬度之间存在显著的回归关系:lg(地上生物量)=3.123+0.84×lg(林龄)-2.019×lg(纬度),(R2=0.431,F2,11=4.161,P=0.045)。秋茄种群生物量随着林龄的增加而增加,随着纬度的升高呈现降低趋势。浙江鳌江河口3年、5年和10年龄人工秋茄林生物量分别为7.13、11.32和24.35 t/hm2,其中5年龄秋茄林生物量仅为广东湛江同龄秋茄林(自然湿地生境)生物量的18%。然而,广东深圳的3年龄秋茄林(人工湿地生境)生物量仅为该研究中同龄秋茄林生物量的9.3%。此外,以≤11年龄的人工秋茄纯林为对象,建立了种群密度与种群植株平均生物量的关系:lg(平均单株地上生物量)=8.468-2.1×lg(种群密度),(R2=0.961,F=99.764,P=0.001),秋茄种群密度越小,平均植株生物量越大,平均单株生物量较符合Yoda提出的-3/2自疏定律为快,自疏指数为-2.1。因此,纬度和林龄是秋茄种群生物量的主要影响因子,生境类型、种群密度等因素对红树林种群或群落生物量的积累也至关重要。     

增温对入侵植物马缨丹生物量分配和异速生长的影响

气候变暖已是不争的事实。外来入侵植物随着温度升高有可能作出积极的响应,采取有效策略来扩大入侵范围,造成更大的危害。以世界性杂草马缨丹(Lantana camara)为研究对象,对不同温度处理下(22、26℃和30℃)的生长和分配特征及构型效应进行对比研究,并借助异速生长分析方法,对不同温度下马缨丹幼株各构件生长关系进行分析。结果表明:随着温度升高,马缨丹幼株减少了对地下生物量的分配,地上部分生物量投资的增加主要表现在对茎的投资上,并利用有限的叶生物量投资扩大叶面积,即在高度和广度两方面都增加了对光能的获取。这些响应有利于其同化作用的增强从而提高竞争力,表明温度增加会增强马缨丹的入侵力,这也是马缨丹在全球气候变暖背景下扩大其分布范围的有效策略。     

林龄和竞争对日本落叶松各组分生物量异速关系的影响

基于7-、17-、30-和40年生日本落叶松生物量测定数据,应用方差分析和多重比较分析了林龄和林分内树木竞争类型(优势木、平均木和被压木)对各组分生物量分配比例和异速关系的影响,构建了含林龄和树木竞争类型作为哑变量的生物量异速方程,为准确估算日本落叶松人工林生物量和碳储量提供依据。结果表明:(1)林龄显著影响生物量分配比例的异速关系。随林龄增加干生物量比例增大,枝叶生物量比例减小,根生物量逐渐稳定。加入林龄的干、枝和叶生物量方程显著改善。年龄效应在幼龄林阶段作用最显著,需单独构建生物量模型。(2)树木竞争类型对生物量分配的影响小于林龄。立地条件一致下,虽然相同胸径的优势木比劣势木积累更多的枝叶生物量和少的干生物量,但它们分配生物量到不同器官的比例和方式是基本相同的,林内竞争不会导致生物量分配规律由"异速关系理论"向"环境优先理论"转化。因此,常规采用平均木法估算各组分生物量是可行的。(3)在近成熟林分中不同竞争类型树木的根生物量分配比例均较为稳定,采用根茎比比值来估算根生物量是可行的。     

四种荒漠植物生物量分配对土壤因子 的响应及异速生长分析

该研究以四种荒漠植物:盐地碱蓬(Suaeda salsa)、新疆绢蒿(Seriphidium kaschgaricum)、对节刺(Horaninowia ulicina)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为对象,采用挖掘法获取完整的植株生物量,测定土壤理化性质,并通过四种荒漠植物生物量、生物量分配比对土壤因子的响应程度以及异速生长模型进行了对比分析。结果表明:(1)四种荒漠植物的生物量、生物量分配比重差异明显;新疆绢蒿具有最大的地上、地下生物量,对节刺的生物量最小;根冠比(R/S)大小排序依次是骆驼刺对节刺、新疆绢蒿盐地碱蓬(P0.05)。(2)利用RDA分析土壤因子对R/S的影响,结果发现土壤因子对新疆绢蒿、盐地碱蓬、骆驼刺、对节刺的R/S解释程度分别是16.3%、24.8%、33.1%、35.4%,其中土壤全氮与对节刺的R/S呈正显著关系(P0.05),土壤水分与盐地碱蓬的R/S呈极显著正相关(P0.01)。(3)四种荒漠植物地上—地下间均具有极显著的相关生长关系(P0.01);新疆绢蒿地上—地下间为等速生长关系(α=1),而对节刺和骆驼刺则均为α=3/4的异速生长关系,盐地碱蓬属于非3/4幂指数的异速生长关系(α1),四种荒漠植物间具有共同的异速生长指数(0.767)。以上结果说明艾比湖优势荒漠植物具有功能趋同性,其空间分配特征对土壤因子的响应存在物种特异性。     

常绿和落叶阔叶木本植物小枝内生物量分配关系研究：异速生长分析

生物量分配是植物净碳获取的重要驱动因素,当年生小枝内部的生物量分配是植物生活史对策研究的一个重要内容。本文采用标准化主轴估计(Standardized major axis estimation,SMA)和系统独立比较分析(Phy1ogenetica11y independent contrast analysis,PIC)的方法,研究了贡嘎山常绿和落叶阔叶木本植物当年生小枝内各组分生物量分配之间的关系。结果显示：小枝干重与茎干重、叶(含叶柄)干重和叶片(不含叶柄)干重,以及茎干重与叶(含叶柄)干重之间均呈极显著的等速生长关系,表明分配到叶或者叶片中的生物量独立于小枝生物量;叶柄干重与叶片(不含叶柄)干重和小枝干重呈极显著的异速生长关系,显示叶柄对小枝内的生物量分配具有重要的影响;在某一给定的小枝干重或叶片干重时,常绿物种比落叶物种具有更大的叶柄干重,即更大的支撑投资。这些结果表明叶柄作为叶片生物量最大化的一个不利因素,影响了小枝内的生物量分配,并且叶片与其支撑结构之间的异速生长关系随叶片生活型的变化而变化。     

重庆地区几种常见单叶与复叶树种叶内生物量分配及异速生长分析

以6种复叶和7种单叶树种为材料,对叶内光合结构和支撑结构的生物量分配及异速生长关系在单叶和复叶树种中的变化规律进行研究.结果显示:单叶树种支撑结构的生物量投资比例显著大于复叶.单叶树种的支撑结构质量比与叶大小(叶面积和总叶干重)无明显的相关性,其光合结构与支撑结构呈等速生长关系;复叶树种的支撑结构质量比随叶大小的增加而...     

Linking stand-level self-thinning allometry to the tree-level leaf biomass allometry

Long-term experimental plots of Norway spruce and European beech are investigated for a link between stand-level self-thinning and tree-level leaf biomass allometry. Self-thinning refers to the finding of Reineke (1933), who postulated for unthinned forest stands that with β = −1.605; i.e. an increase of mean (quadratic) diameter d _q by 1% results in a decrease of tree number N by 1.605%. On the individual tree level, leaf biomass (w _L) can be related allometrically to the tree diameter d: w _L = ad ^α. If we assume that (a) the stands have reached the ceiling leaf area, (b) the specific leaf area (leaf area/leaf weight) is constant, and (c) differences resulting from the use of mean quadratic diameter or individual tree diameter are negligible, then the decrease in the stands’ leaf biomass due to the trees lost in self-thinning must be compensated by an equivalent increase in the remaining trees’ leaf biomass. This means, the absolute slope of the individual trees’ leaf biomass allometry α and the self-thinning allometry β would be equal and just have the opposite sign: α = −β. The analysis of the two long-term plots reveals that α is stronger than β, both for spruce (β = −1.744, α = 1.840) and especially for beech (β = −1.791, α = 2.181). The cause is traced back to a changing average specific leaf area during stand development [assumption (b) is wrong]. The results do not only bridge a gap between tree and stand allometry, but also emphasize an important effect for the understanding and modelling of the resource allocations in trees and forests.     

柔毛淫羊藿生物量与生殖配置研究

探索了柔毛淫羊藿在有性繁殖时期不同生境和不同发育阶段的生殖配置,以探讨柔毛淫羊藿的生物量及生殖配置的内在规律.结果如下:随着生长季节的变化,柔毛淫羊藿总生物量呈现出低-高-低的趋势,柔毛淫羊藿生物量积累最快的时间为柔毛淫羊藿花期和果期.其中地上部分生物量在不断增加,地下部分生物量变化较小,从而根冠比在有性繁殖时期逐渐下...     

杉木人工林生物量及其分配的动态变化

根据5个年龄(6、16、23、32和50年生)共15块1000 m2样地的调查资料,利用15株不同年龄和径阶的杉木样木数据,建立以胸径(D)为单变量的生物量回归方程.采用样木回归分析法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、地上凋落物)获取不同林龄杉木人工林的生物量,并分析了其组成、分配特征及不同林龄生物量的变化趋势.结果表明:林分总生物量除16 ～23年生因间伐略有下降外均随林龄而增加,6、16、23、32和50年生杉木人工林生物量分别为62.73、172.51、141.65、192.30、247.32 Mg·hm-2,其中活体植物占95.76％ ～98.39％;层次分配方面乔木层占绝对优势,为89.77％ ～96.55％,其随林龄的变化与总生物量一致,其次为地上凋落物,占1.61％ ～4.24％,灌木层和草本层生物量较小,分别占0.01％ ～4.26％和0.27％ ～4.07％,分别以6和23年生最大;乔木层器官分配以干所占比例最高,占54.89％ ～75.97％,根占11.91％ ～ 12.66％,均随林龄而增加,枝、叶分别占11.86％～15.19％和4.80％～13.17％,均随林龄而下降;灌木层器官分配除50年生杉木人工林枝相对生物量小于叶,23和50年生杉木人工林根相对生物量大干枝外,其大小顺序为枝＞根＞叶;草本层分配以6和23年生杉木人工林地上相对生物量最大,其他林龄相反;杉木人工林乔木层各器官、各层次及总生物量具有良好的优化增长模型,其32年生人工林总生物量与其他森林类型相比,处于中上等,是一个光合效率高、固碳潜力大的速生丰产优良造林树种.     

广西不同林龄喀斯特森林生态系统碳储量及其分配格局

基于广西喀斯特地区45块1000 m²样地的调查,研究幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林5个林龄阶段喀斯特森林植被与土壤碳储量的分配格局.结果表明: 广西不同林龄喀斯特森林总碳储量表现为幼龄林(86.03 t·hm^-2)＜近熟林(110.63 t·hm^-2)＜中龄林(112.11 t·hm^-2)＜成熟林(149.1 t·hm^-2)＜过熟林(244.38 t·hm^-2);各林龄阶段植被不同层碳储量分配均不同,乔木层所占比例占绝对优势,达到92.3%～98.7%,随林龄的增加而增长,灌木层、草本层、凋落物层所占比例分别为0.3%～1.9%、0.3%～1.2%和0.3%～2.5%,细根所占比例为0.3%～3.3%.土壤有机碳密度随土层深度的增加而递减,土壤层碳储量为51.75～81.21 t·hm^-2,所占生态系统比例为33.2%～66.2%,其随林龄的增大呈减小趋势.生态系统地上、地下部分碳储量分别为22.80～141.72和62.30～102.66 t·hm^-2,除过熟林外均为地下部分＞地上部分,地上碳储量随林龄的增大呈逐渐增加的趋势,地下碳储量的变化规律与土壤碳储量变化趋势一致.土壤层和乔木层为生态系统的主要碳库,二者所占比例达到了96%以上.     

扎龙湿地不同生境芦苇分株的形态特征及生物量分配的异速关系

不同环境条件下的植物个体可以表现出形态特征的分异和物质分配的权衡与调整。采用大样本抽样调查与统计分析方法,比较研究扎龙湿地不同生境芦苇(Phragmites Australis)生殖株和营养株的形态特征以及生物量分配的异速关系。结果表明：在9月末,盐碱生境、旱生生境、湿生生境和水生生境芦苇分株的生长表现出较大的生态可塑性,株高和株重均以盐碱生境最小,水生生境最大,最大值与最小值的比值分别为1.3—3.3和1.8—5.1,分株生长在种群间的变异度高于种群内,与营养株相比,生殖株的变异度较低;分株的支持分配与生产分配的比值为1.8—4.2,生产分配以盐碱生境最高,以水生生境最低,而支持分配和生殖分配表现与生产分配相反的序位;生殖株的花序长和花序重与株高间呈直线函数形式增长,株高和株重低于种群平均值的20%和35%的分株不进行有性生殖;叶重、叶鞘和茎重以及分株重与株高间呈幂函数形式的异速生长关系。植物通过改变个体的形态特征以及调整构件间生物量分配适应不同环境,而受遗传因素控制的构件间生长关系却相对稳定。     

发育阶段和海拔对岷江源区陇蜀杜鹃小枝功能性状及生物量分配的影响

本研究分析了岷江源区卡卡山典型高山灌丛植物陇蜀杜鹃不同发育阶段(花芽期和开花期)及不同海拔(3600 m低海拔和3800 m高海拔)下功能小枝和叶片性状的差异,以及空间异质性对花芽期和开花期小枝功能性状相关性及其权衡作用的影响。结果表明: 低海拔同一生长期陇蜀杜鹃小枝长度显著大于高海拔,高海拔开花期小枝的花数量和花质量显著高于低海拔。同一海拔花芽期的小枝质量、叶片数量、总叶质量、总叶面积和总叶柄质量均显著大于开花期,单叶质量和单叶柄质量均显著小于开花期。与花芽期相比,开花期叶生物量占比减少了13%,而小枝质量占比显著增加。小枝的生物量权衡表明,花芽期性状倾向于小枝质量,开花期倾向于总叶质量;花芽期的叶偏好分配于单叶质量,低海拔和高海拔开花期叶片分别偏好分配到单叶柄质量和单叶质量。低海拔开花期小枝质量与总叶面积、总叶质量均为异速生长,单叶柄质量和单叶面积为异速生长。海拔和发育阶段共同影响了陇蜀杜鹃功能小枝和叶片的性状。