井冈山鹿角杜鹃群落灌木层功能多样性及其随海拔梯度的变化

研究植物群落功能多样性沿环境梯度的变化可以揭示功能多样性与生态系统功能间的关系及维持机制。以井冈山地区鹿角杜鹃（Rhododendron latoucheae）群落为研究对象,通过调查不同海拔梯度群落灌木层植物的物种组成与结构特征,研究了该群落类型灌木层植物的物种多样性、功能多样性、环境因子的特征及其相互之间的关系。结果表明：1）群落类型灌木层植物物种多样性和功能多样性沿海拔梯度呈现不同的变化趋势。物种多样性指数均随着海拔的升高呈减小趋势,而功能多样性指数的变化却较为复杂。其中FRic、FEve和FDis随着海拔的升高显著减小,FDiv和Rao却随海拔的升高而增加;2）群落中物种多样性和功能多样性呈现复杂的相关性。FRic、FEve与丰富度指数呈显著正相关,而Rao、FDis、FDiv与Simpson优势度指数呈线性相关关系,且具有显著相关性;3）群落所分布的坡位及土壤氮与磷含量等环境因子对灌木植物的功能多样性有着重要的影响。鹿角杜鹃群落灌木层植物的物种多样性和功能多样性的相互关系及其对环境变化的响应共同决定了群落的生态系统功能。     

巴郎山异型柳叶片功能性状及性状间关系对海拔的响应

在卧龙自然保护区,按海拔梯度选择了4个异型柳分布地点(2350 m、2700 m、3150 m和3530 m),对各研究地点异型柳进行了叶片光合、CO2扩散导度(气孔导度(gs)和叶肉细胞导度(gm))、δ13C、氮素以及比叶面积(SLA)等参数的测量,以期揭示该植物叶片功能性状及功能性状间关系的海拔响应情况.结果表明:随着海拔的升高,大气温度和压强的降低,异型柳的叶片单位面积氮含量(Narea)、最大羧化速率(Vcmax)和最大净光合速率(Amax)均随之增加,这可能是该落叶灌木对于生长季节缩短的一种响应;同时,植物的光合氮利用效率(PNUE)和SLA却均随海拔降低,原因可能在于随着海拔的升高,植物将越来越多的氮素用于细胞壁等非光合组织的构建,这是高海拔植物对于外界恶劣环境的一种适应;最后,扩散导度和羧化能力是植物叶片δ13C的主要影响因子,而羧化能力较扩散导度对于异型柳叶片δ13C的作用更大些,进而导致该值呈现随海拔升高的趋势.氮素在光合与非光合系统间的分配是巴郎山异型柳适应不同海拔生境的关键.     

秦岭中段山脊油松叶功能性状差异及其对海拔梯度的响应

山脊油松林是秦岭山地典型的群落类型之一,其在维持生物多样性及发挥生态服务功能等方面具有重要意义.该研究以山脊油松为对象,采用典型取样法研究了秦岭中段山脊油松10种叶功能性状沿海拔梯度的适应性变化规律.结果表明:(1)山脊油松1～3年生各叶龄叶的叶长(LL)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)和1年生叶的叶绿素[Ch...     

海拔对青海湖流域群落水平植物功能性状的影响

海拔变化会引起气压、温度、降水、土壤湿度和风速等环境因子发生急剧变化, 植物功能性状-海拔的相互关系对于预测全球变化背景下山地植物的适应方式具有重要意义。该研究在青海湖流域海拔3 400-4 200 m范围内布设了5个样地(海拔间隔约200 m), 通过植物群落调查, 测定植物功能性状和土壤理化性质, 结合气象数据, 探讨了海拔对青海湖流域群落水平植物功能性状的影响。结果如下: (1)群落加权平均植株高度(H)、叶片干物质含量(LDMC)、叶片碳氮比(C:N)和叶片氮磷比(N:P)随海拔升高显著降低, 比根表面积(SRA)随海拔升高波动下降, 比叶面积(SLA)、叶片氮含量(LNC)和叶片磷含量(LPC)随海拔升高显著升高, 叶片碳含量(LCC)、比根长(SRL)和根组织密度(RTD)随海拔未发生显著变化。(2)所有性状的变异来源以物种组成变化为主, N:P和LPC的种内性状变异与物种组成变化呈现正的协变效应, 其余性状为负的协变效应。(3)降水和0- 10 cm土层土壤养分含量对SLA变化的解释率较高, 温度和10-20 cm土层土壤养分含量对其余性状随海拔变化的解释率较高。以上结果表明青海湖流域植物群落主要通过物种更替来适应随海拔升高而剧烈变化的环境, 且各群落中的非优势种倾向于占据与优势种相反的性状空间来提高资源利用率, 随海拔变化的热量和深层土壤养分含量是群落水平植物功能性状变化的主要影响因子。     

天山森林植物功能性状与碳库沿海拔梯度的变化

植物功能性状是能够将植物个体特征、群落结构和生态系统功能结合起来的良好载体,但关于在环境梯度上如何通过植物功能性状的连续变化来构建群落、以及植物功能性状如何反映生态系统功能等问题尚有较多疑问。为探讨天山森林植物功能性状与其碳库在海拔梯度上的联系,分析了14个群落尺度上的植物功能性状指标和各组分碳密度沿海拔的变化规律及二者之间的关系。结果表明:(1)受海拔梯度上环境因子的影响,群落尺度上植物功能性状和碳密度的垂直分布并不一致:随海拔升高,叶片碳氮比(C/N)逐渐上升,叶片碳含量(C_(leaf))、比根长(SRL)和植株高度(H)升高后降低,叶绿素含量(Chl)、细根磷含量(P_(root))、叶片氮磷比(N/P)逐渐下降,细根碳含量(C_(root))先升高后趋于平缓,细根氮含量(N_(root))先下降后又有所回升,叶片氮含量(N_(leaf))、木质素含量(LLC)、叶干物质含量(LDMC)、细根干物质含量(RDMC)在各海拔段间无显著差异;(2)比根长(SRL)和植株高度(H)通过影响资源的获取和利用,C与P通过对养分的限制和在器官中的分配,从而影响植被光合作用,与天山森林碳密度显著相关;高木质素含量(LLC)导致植物残体分解速率变慢而与土壤碳密度(SCD)和群落总碳密度(TCD)呈显著负相关关系。随海拔升高,植被碳密度(VCD)先升后降,土壤碳密度(SCD)和总碳密度(TCD)逐渐升高。植物功能性状与环境因子和森林的结构功能相互作用、相互影响,三者之间的关系还需在大尺度上进一步验证。     

植物生长调节剂对鹿角杜鹃扦插繁殖的影响

以腐殖土为基质,研究了5种植物生长调节剂的4个浓度处理、以及萘乙酸(NAA)不同浓度与浸泡时间处理对鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)当年生枝条扦插繁殖12个育苗指标的影响及各指标间的相关性,并运用隶属函数法对各处理组合的育苗效果进行了综合评价。结果表明:5种生长调节剂中,赤霉素(GA3)、吲哚丁酸(IBA)处理在大部分育苗指标上表现良好,为鹿角杜鹃扦插育苗的理想调节剂,吲哚乙酸(IAA)效果次之,6-苄氨基嘌呤(6-BA)、NAA处理的育苗指标表现较差;4个浓度水平上,愈伤率、腐烂率及老叶留存率总体以低浓度处理最佳,随着浓度升高效果下降;其它9个指标对浓度的响应因生长调节剂种类而异。各指标相关性分析发现,4个根系生长指标,即不定根数、最长不定根长、总根数及根系直径之间呈极显著正相关,但它们与愈伤率、腐烂率、生根率及老叶留存率、新梢率间的相关性较弱。隶属函数综合评价表明,50 mg/L GA3处理为鹿角杜鹃扦插育苗的最佳组合,其次为100 mg/L GA3和400 mg/L IBA处理。本研究为杜鹃花产业化育苗提供了科学依据。     

天山野果林准噶尔山楂叶片功能性状及解剖结构对海拔的响应

为揭示准噶尔山楂（Crataegus songarica K. Koch）对海拔高度变化的响应,以新疆伊犁果子沟不同海拔（1 100～1 700 m）的准噶尔山楂作为研究对象,分析其叶片功能性状及解剖结构差异。结果显示：（1）随着海拔的升高,准噶尔山楂的叶长、叶宽、叶面积、比叶面积、叶绿素含量呈降低趋势,叶长宽比、比叶重、叶干物质含量呈上升趋势,比叶重可塑性最强。（2）随着海拔升高,叶厚、栅栏组织厚度、上下表皮厚度呈上升趋势;主脉厚度、突起度呈下降趋势,主脉突起度可塑性最强。（3）叶面积与叶长、叶长宽比、比叶面积呈正相关;叶厚与上下表皮厚度、主脉突起度等呈正相关。研究结果表明,准噶尔山楂在高海拔区域主要通过增加叶厚和叶干物质含量以提高抗逆性,减少叶面积、叶绿素含量来降低高光强对叶片的伤害;在低海拔区域主要通过增加叶面积、叶绿素含量来促进有机物的积累。     

气孔特征与叶片功能性状之间关联性沿海拔梯度的变化规律——以长白山为例

气孔是陆生植物与外界环境进行水分和气体交换的主要通道,控制着植物的光合作用和蒸腾过程。植物往往通过多种性状的组合来适应变化的环境,叶片功能性状之间的紧密关系已经在不同尺度得到证实。然而,植物气孔特征与叶片其它功能性状是否存在关联性以及这种关联性是否会受到环境变化梯度的影响仍鲜少报道。沿长白山北坡6个海拔梯度,测定了150种植物的气孔特征和叶片功能性状。结果发现,气孔密度(SD)与比叶面积(SLA)负相关,与单位面积的叶氮含量(N_(area))正相关;除了SLA和N_(area)外,气孔长度(SL)与SLA、叶片厚度(LT)和单位质量的叶氮含量(N_(mass))均存在显著的相关性(P0.05)。然而,气孔特征与叶片功能性状的相关性只在部分海拔梯度存在。此外,发现SD与SL之间存在稳定一致的负相关关系。这些结果表明,植物气孔特征与叶片形态和化学特征对环境变化的适应存在一定的协同变异性,但这种关系不具有普适性,主要与气孔特征和叶片功能性状的选择压力存在差异以及物种分布范围相关。未来仍需要在更多物种和不同区域内来验证气孔特征与植物功能性状之间的关联关系。     

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。     

小陇山黑河自然保护区水曲柳叶片功能性状及碳氮磷化学计量对海拔的响应

【目的】水曲柳是小陇山林区的主要珍贵阔叶用材树种,探讨其叶片性状对小生境变化的适应性,为深入研究影响该树种的主要环境因子提供理论基础。【方法】以小陇山黑河自然保护区内天然水曲柳为研究对象, 采用梯度取样法,设置4个海拔梯度,对其14种叶功能性状和叶片营养元素含量进行差异显著性和相关性分析。【结果】随海拔的升高,水曲柳叶片的叶片厚度、叶干物质含量和叶绿素含量逐渐增大,分别在海拔1 741 m和1 926 m处达到最大,而比叶面积、最大净光合速率、蒸腾速率、叶片C和N含量却逐渐减少,除叶片C含量外均在海拔1 268 m处达到最大。叶面积、气孔导度和叶片C∶N随着海拔的升高呈现先增加后降低的趋势,胞间CO2浓度、C∶P和N∶P呈现先降低后升高的趋势。海拔平均每上升200 m,功能性状和C∶N平均增值介于1.13%～30.72%之间,而比叶面积、最大净光合速率和C、N含量分别减小值介于2.22%～15.75%之间。各海拔叶片N∶P介于4.36～6.89之间,远低于14,且与最大净光合速率呈极显著正相关。最大净光合速率与比叶面积、C和N含量、C∶P和N∶P呈极显著正相关,与叶片厚度、叶干物质含量和叶绿素含量呈极显著负相关,比叶面积与叶干物质含量呈极显著负相关,与C和N含量和C∶P呈极显著正相关。【结论】海拔显著影响水曲柳叶功能性状及叶片元素含量,保护区内1 700 m以下有利于水曲柳叶片发育和养分含量的增加,是其生长的最适分布区。     

干旱胁迫对鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生理特性的影响

为探明鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生长期的耐旱性,以鹿角杜鹃干种子和90d苗龄幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,研究干旱胁迫对其种子萌发、早期幼苗生长及幼苗的细胞膜透性、MDA含量、有机渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响,并对种子萌发率、早期幼苗生长量与PEG胁迫浓度间进行了回归分析。结果表明:(1)5%~25%PEG胁迫范围内,随着干旱胁迫程度的增加,鹿角杜鹃种子的发芽启动时间推迟,发芽持续时间延长,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗生长量显著降低;重度干旱胁迫(25%PEG)下,鹿角杜鹃种子完全未萌发。(2)发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗生长量的变化均与干旱胁迫程度呈极显著负相关关系,回归分析求得鹿角杜鹃种子萌发的半致死PEG干旱胁迫浓度为15.68%、半致矮PEG干旱胁迫浓度为15.37%。(3)随着PEG胁迫浓度的增加,鹿角杜鹃幼苗叶片SOD活性呈先升后降的趋势,但各胁迫处理仍显著高于CK(0%PEG);细胞膜透性、MDA、脯氨酸、可溶性糖含量、POD和CAT活性则在中度(15%~20%PEG)和重度胁迫下显著升高,与干旱胁迫程度呈极显著正相关关系。研究表明,干旱胁迫显著抑制了鹿角杜鹃种子萌发和早期幼苗生长,使其细胞膜受到损伤,同时鹿角杜鹃可通过体内渗透调节物质和抗氧化酶活性的增加来适应干旱环境,使得自身受抑制、损伤程度降到最低。     

不同品系福建山樱花叶功能性状研究

为了解福建山樱花(Prunus campanulata)的叶片功能性状,对4个品系的叶形指数、比叶面积、叶绿素含量以及叶干物质含量进行了研究。结果表明,福建山樱花不同品系间的叶功能性状都存在显著差异。叶功能性状间存在一定的相关性,叶形指数与叶干物质含量存在显著负相关(P<0.05);比叶面积与叶绿素含量存在极显著正相关(P<0.01),其与叶干物质含量呈极显著负相关(P<0.01)。经过综合评价,池边3号品系的叶绿素含量、叶干物质含量较大,花期长,花量稠密,可推荐作为园林观赏和行道树种。     

黑木相思优良无性系叶片数量性状与生长评价

为合理利用种质资源,对5年生黑木相思(Acacia melanoxylon)无性系试验林中9个优良无性系(F1、SR3、SR9、SR14、SR17、SR18、SR25、SR38、SR41)开展叶片和生长性状的遗传变异研究,采用模糊数学隶属函数值法进行综合评价。结果表明,9个无性系叶片在形态、结构、化学性状都存在显著差异,以形态性状变异系数最大,其中叶面积(LA)和叶宽(LW)可作为直观区别无性系的可靠指标。SR18、SR17和SR14号无性系的树高(H)和胸径(DBH)生长具有显著优势。相关性分析表明,LW与H,LW、LA、比叶面积(SLA)与DBH呈显著线性关系,而叶长(LL)、干物质量(LDMC)、C、N、P、C/N和N/P与H和DBH相关性弱。隶属函数综合评价排名前4位的是SR17、SR18、SR41、SR14,可作为直接生产和后续育种工作的有效资源加以应用。     

秦岭山区美容杜鹃五个野生种群遗传多样性的ISSR分析

美容杜鹃是杜鹃花科杜鹃花属常绿观花植物,也是秦岭地区的特有属,在维持当地生态平衡方面发挥着重要作用,但目前资源正在遭受严重的破坏。该文通过ISSR分子标记技术对秦岭地区5个美容杜鹃野生种群进行遗传多样性分析,了解美容杜鹃不同种群的遗传分化,从而为美容杜鹃野生种质资源保护策略的制定提供理论依据。用8个ISSR引物对5个天然种群的90个单株进行扩增,共扩增出78条带(平均每条引物产生9.75条带),其中65条带是多态的,多态位点占总位点的百分率为83%。种群总的Nei’s基因多样性指数为0.3386,Shannon信息多态性指数为0.4972,表明美容杜鹃总的遗传多样性水平较高。种群多态位点百分率为82.71%~90.25%,Shannon信息多态性指数为0.4161~0.5867,Nei’s基因多样性指数为0.3044~0.4122,表明美容杜鹃不同种群遗传多样性水平差异较大。其中镇安木王种群和柞水牛背梁种群的遗传多样性水平较高。AMOVA分析表明种群内的遗传变异(91.22%)大于种群间的遗传变异(8.78%)。UPGMA聚类分析表明5个种群的遗传分化程度与地理距离没有相关性。因此建议尽可能地保护美容杜鹃所有的天然种群原生境条件,以最大限度保护其遗传变异。由于镇安和柞水种群具有较高的遗传多样性,因此建议优先对这2个种群实施就地保护和迁地保护。     

西南特有濒危植物大王杜鹃种群结构及动态特征

为了揭示高山杜鹃种群生存潜力和濒危原因,以西南特有濒危植物大王杜鹃(Rhododendron rex subsp. rex)为研究对象,通过对云南省轿子雪山和小百草岭2个大王杜鹃自然种群的野外植株胸径及数量的调查,采用空间代替时间的方法建立大王杜鹃种群的径级结构、静态生命表并绘制种群存活曲线,阐明其种群的结构特征,利用种群数量动态预测和时间序列预测来分析种群未来的发展趋势。结果表明：(1)云南轿子雪山和小百草岭两个样地大王杜鹃均表现出第Ⅰ~Ⅱ龄级个体不足的现象,尽管两个样地内大王杜鹃种群仍表现为稳定型种群,但其均对外界干扰具有很高的敏感性。(2)大王杜鹃存活曲线在云南轿子雪山和小百草岭2个样地都趋于Deevey Ⅱ型,个体平均生存能力的期望值均在幼年(Ⅰ和Ⅱ龄级)个体中最大,死亡率和消失率曲线的变化趋势基本一致。(3)时间序列预测分析表明,云南轿子雪山大王杜鹃种群在未来2、4、6年龄级后总体均呈下降趋势,种群面临衰退危险;小百草岭样地内,大王杜鹃种群总体上呈增长趋势,种群具有一定的恢复潜力。建议加强大王杜鹃自然种群生境的保护与管理从而维持其种群自然更新与发展的能力。     

普定杜鹃花种群结构和空间分布格局

普定杜鹃花(Rhododendronpudingense)是杜鹃花属一新种,在贵州省首次发现的4个分布区设置样方,采用匀滑技术和均值比率等方法分析其种群结构和空间分布格局。结果表明,普定杜鹃花在4个分布区共有1 113株,其中晴隆611株,望谟308株,普定83株,镇宁111株;普定杜鹃花种群个体主要集中在第Ⅰ和第Ⅱ龄级;晴隆、望谟和普定分布点的存活曲线表现为Deevey-Ⅱ型,镇宁为Deevey-Ⅲ型;各个分布点都表现为聚集分布。4个分布区的普定杜鹃花种群属于增长型,但由于普定杜鹃花在分布的群落中数量较少,在群落物种组成中处于从属地位,加上其生长区域大量基岩裸露导致其生境的脆弱性,如果不加强人为干扰措施去保护普定杜鹃花,可能导致这一新物种会被森林群落中的其他物种淘汰。     

优良单株家系辣木叶的表型性状分析

为挖掘辣木(Moranga oleifera)优良种质资源,对30个优良单株家系的叶片表型性状进行研究。结果表明,除叶形外,辣木不同家系间的叶柄和叶片颜色、复叶数、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽均存在不同程度的差异。复叶数与复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽呈极显著正相关;主成分分析表明,叶长、叶宽、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶柄和叶片颜色是区分辣木不同家系最主要的叶片性状指标。聚类分析结果表明,30个辣木家系可分为3大类,叶片表型性状存在显著差异的家系的遗传距离较远。因此,叶柄和叶片颜色、复叶数、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽将为直观区分辣木家系提供参考。     

自毒和森林凋落物化感作用对极小种群野生植物大树杜鹃种子萌发的影响

为了探讨立地条件对极小种群野生植物大树杜鹃的种子萌发和种群自然更新的作用机制,该试验对大树杜鹃鲜叶、枯叶和植株冠幅下不同距离(0、2、5和10m)的森林凋落物以及林下苔藓等浸提液对其种子萌发的影响,以及自毒与森林凋落物的化感作用对大树杜鹃种群自然更新的影响进行分析。结果表明:(1)大树杜鹃鲜叶和枯叶浸提液对种子萌发均具有抑制作用,但枯叶浸提液对其种子萌发率和萌发的抑制强度较小;而种子萌发率和萌发指数均随鲜叶浸提液浓度增加而显著降低,当鲜叶浸提液浓度为10%时,种子萌发率仅为8%,表明大树杜鹃具有较强的自毒作用。(2)大树杜鹃植株冠幅下不同距离的森林凋落物对其种子的萌发具有化感作用,但不同距离的影响不同;距离冠幅5m的凋落物对其种子萌发的抑制作用最强,在该距离下的凋落物浸提液浓度为2%时大树杜鹃种子萌发率和萌发指数分别显著降低为77.33%和21.35,较对照分别显著降低18.32%和20.5%。(3)大树杜鹃林下苔藓对大树杜鹃种子萌发有一定的抑制作用,但作用并不明显。研究认为,大树杜鹃具有较强的自毒作用,可能进一步影响其种群自然更新;森林凋落物对大树杜鹃种子萌发具有一定的化感抑制效应,推测立地条件可能会通过影响其种子萌发而进一步影响种群的自然更新。