华北地区落叶松林的分布、群落结构和物种多样性

华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、日本落叶松(L. kaempferi)林及太白红杉(L. chinensis)林是华北地区常见的3种落叶松林类型,其中日本落叶松林为人工林,华北落叶松林既有天然分布又有人工种植,太白红杉林则主要是天然林。该研究基于野外调查数据,对这3种落叶松林的分布、物种组成、群落结构、物种多样性及其与环境间的关系进行了分析。研究发现, 3种落叶松林的分布受年平均气温的影响较大,随着年平均气温的增加,落叶松林的天然分布减少而人工种植的分布增加。3种森林中落叶松的林分径级及树高均为右偏分布,说明3种落叶松林均处于相对稳定的演替阶段。3种落叶松林均拥有较高的物种丰富度且差异显著,其中太白红杉林的物种丰富度最大(39.3±17.9),而华北落叶松林的物种丰富度最小(人工林27.2±17.7,天然林27.5±13.8)。除最大树高与经度的关系不显著以外,落叶松林的最大胸径和最大树高及物种丰富度均随经纬度的增加而显著降低,随着年降水量的增加而显著增加。此外,年平均气温对落叶松林的总物种丰富度影响不大,但是对其群落结构影响显著。随着年平均气温的升高,落叶松林的最大胸径显著降低而最大树高却显著增加。落叶松天然林和落叶松人工林物种多样性的地理分布格局及与气候因子间的关系与落叶松林总体的基本一致,但群落结构的格局不尽相同:随着经纬度的增加,落叶松人工林的最大树高增加而天然林的最大树高减小;落叶松天然林的最大胸径和最大树高分别随年平均气温的升高和年降水量的增加而减小,而落叶松人工林的最大胸径和最大树高分别随年平均气温的升高和年降水量的增加而增大。     

大兴安岭呼中地区3种林分的群落特征、物种多样性差异及其耦合关系

准确理解天然林林分群落特征及其与物种多样性耦合关系是提升天然林管理、达到多样性保护的关键。选择大兴安岭呼中地区典型落叶松林、杂木林、白桦落叶松林为研究对象,分别对乔木层、灌木层和草本层特征(高度、胸径、冠幅、盖度等)进行调查并计算丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,旨在探究林分间差异及其耦合关系变化。结果表明:(1)乔木层的树高、枝下高表现出杂木林落叶松林白桦落叶松(P0.05);落叶松林的胸径比白桦落叶松林和杂木林的高出6%和11%;灌木层的高度、盖度、地径、冠幅和草本层多度、盖度、高度在森林类型间均未表现出显著差异。(2)3个森林类型的乔、灌、草丰富度指数R、Shannon-Wiener指数及Simpson指数均表现出杂木林最大,乔木层和草本层呈相同规律,即杂木林白桦落叶松林落叶松林,而灌木层表现出杂木林落叶松林白桦落叶松林;白桦落叶松林和杂木林的乔木层均匀度Pielou指数和Alatalo指数约为落叶松林的3倍左右,而在灌木层和草本层在森林类型间差异不显著(P0.05)。(3)典范对应分析(CCA)结果表明林分群落特征和生物多样性关系存在明显森林类型间差异。总体表现为灌木特征(冠幅、地径)、草本层特征(盖度、多度和高度)对多样性均有较大影响;白桦落叶松林和杂木林的胸径对多样性影响明显,而落叶松林的乔木高度(树高、枝下高)对多样性影响较大。杂木林随着灌木盖度、草本高度的增加,草本物种多样性降低、乔木多和灌木物种多样性增加;而落叶松林相同的多样性变化多伴随草本高度增加、多度和盖度变小。灌木层物种多样性增加多与乔木和草本物种多样性降低相伴随,在杂木林中同时伴随着乔木胸径和草本的盖度、多度增大、灌木冠幅变小,而白桦落叶松林则伴随灌木冠幅和草本多度盖度的减小。以上结果表明,林分群落特征与物种多样性存在耦合关系,上述解耦合结果为通过维持良好森林结构、多样性保护具有实践意义。     

退化土地植被恢复群落物种多样性与生物量分配格局

研究了湘西北女儿寨小流域7种典型植被恢复群落生物量的空间分配格局、物种多样性特征及其相互关系。结果表明:1)润楠次生林乔木层生物量最高,马尾松天然林灌木层生物量最大,油桐人工林草本层生物量最高,乔木层最低,毛竹-杉木林灌木层与草本层生物量最小,群落总生物量以马尾松天然林群落最高,荒草灌丛群落最低。2)乔木层物种以润楠次生林最丰富,多样性指数最高,物种分布最均匀;灌木层物种丰富度以毛竹-杉木混交林最高,油桐人工林多样性与均匀度指数最大,优势度最小,荒草灌丛群落的物种丰富度、多样性及均匀度最低;草本层物种丰富度以油桐人工林最高,马尾松天然林最低,杉木人工林草本层多样性指数与均匀度指数最大,润楠次生林优势度最高;群落总体物种丰富度以油桐人工林最高,润楠次生林群落的多样性指数最高,种群分布最均匀,荒草灌丛群落的多样性、均匀度与优势度都最低。3)女儿寨小流域退化土地物种丰富度与群落生物量之间的关系可用"S"曲线较好地描述,双曲线能较好地描述群落多样性指数、群落均匀度指数与生物量之间的关系,而生态优势度与生物量之间为非性线关系。     

外来树种华北落叶松引种对秦岭森林群落的影响

采用样地调查法对比研究了秦岭火地塘林区外来树种华北落叶松人工林与乡土树种华山松人工林及华山松天然次生林群落特征差异.结果表明:华北落叶松人工林群落与华山松天然次生林群落的相似性系数仅为0.11,华山松天然次生林与华山松人工林的物种数量均明显高于华北落叶松人工林(P＜0.01);华山松天然次生林和华山松人工林乔、灌、草层的Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均显著高于华北落叶松人工林( P＜0.001),而前两者之间灌木层和草本层的4个多样性指数的差异不显著(P＞0.05);华北落叶松人工林的自然构成系数最低(0.3),华山松天然次生林的自然构成系数最高(5.2),华山松人工林的自然构成系数为3.5,三者存在极显著差异(P＜0.001).说明外来树种华北落叶松引种造成秦岭森林群落物种丰富度、植物多样性和林分自然化程度降低,自然次生演替或乡土树种人工林较外来树种人工林更有利于林下植被的恢复.     

大兴安岭不同演替阶段天然林物种多度格局模拟

为实现大兴安岭地区落叶松天然林的全周期可持续经营,以新林林业局翠岗林场3块100m×100m不同演替阶段(白桦林、落叶松-白桦混交林和落叶松林)的天然林固定调查样地数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(断棍模型、生态位优先占领模型、Zipf模型、Zipf-Mandelbrot模型)和中性模型(群落零和多项式模型、Volkov模型)对不同演替阶段天然林的乔木层、幼苗层和由乔木层划分的不同林层的物种多度格局进行拟合,并用χ² 检验和Kolmogorov-Smirnov检验选择最佳模型。结果表明:(1) 在大兴安岭地区不同演替阶段的落叶松天然林群落中,Zipf-Mandelbrot模型的拟合效果均最好。(2) 对数正态模型对于稳定的演替阶段白桦林和落叶松林的群落相较于过渡阶段群落落叶松-白桦混交林的物种多度分布的拟合效果更好。(3) 在大兴安岭地区落叶松天然林中,生境过滤主导群落构建,随着群落不断演替生境过滤和中性过程减弱。(4) 天然林群落乔木层的群落构建过程与乔木层内不同生长阶段林层的构建过程不同,生境过滤过程在落叶松林乔木层中逐渐减弱,而在落叶松林不同生长阶段的林层和更新层中增强。     

宁南山区华北落叶松林下草本层群落特征及其影响因素

林下草本植物是森林生态系统的基本组成要素,对森林的更新、生态系统结构、功能的维持和提升具有重要作用,理解林下草本层群落特征及其影响因素,有助于构建理想的林-草结合模式。本研究以宁南山区泾源县无人为干扰的华北落叶松林人工林、间伐处理的华北落叶松林人工林和华北落叶松与白桦自然混交林为研究对象,探究林下草本层群落特征(物种多样性和地上生物量)及其与土壤理化特性(土壤容重、含水量、全碳含量、全氮含量及全磷含量)和林分结构(密度和郁闭度)的关系。结果表明：(1)与人工林相比,自然混交林林下草本植物组成最丰富(34种),且物种多样性和地上生物量也最高;(2)自然混交林林下土壤特性均优于人工林,但间伐处理的人工林林下土壤特性较无人为干扰的人工林土壤特性有显著提高;(3)冗余分析表明,林下草本层物种多样性主要与土壤含水量、土壤全碳、全氮和全磷含量呈正相关,与土壤容重、林分密度和郁闭度呈负相关,且林分密度、0～20 cm土层含水量对林下草本物种多样性有显著影响(P<0.05);(4)回归分析结果表明,0～20 cm土层的土壤特性、物种丰富度和优势度、林分密度及郁闭度显著影响林下草本地上生物量的积累...     

秦岭第四纪冰川遗迹上的太白红杉

.6.我国寒温性针叶林主要由冷杉属、云杉属、落叶松属的树种所组成。秦岭山地是我国寒温性针叶林分布比较集中的地区之一。在陕西长青国家级自然保护区内落叶松属的太白红杉(Larix chinensis)就分布其中。太白红杉为落叶乔木,高可达25米,胸径80厘米;叶倒披针状窄条形;花期4—5月;球果卵状长圆形或卵状圆柱形,10月成熟。太白红杉是秦岭高山区特有树种之一,第四纪冰川遗迹上的国家二级保护植物,分布区狭窄,具有较高的科研价值。陕西长青保护区的活人坪地区是其几个集中分布点之一。太白红杉林位于巴山冷杉林之上,亚高山灌从草甸之下,海拔区间…     

外来树种日本落叶松和日本花柏对鄂西北森林群落的影响

【目的】研究大面积栽植外来树种日本落叶松和日本花柏对鄂西北森林群落物种多样性的影响,为评价外来树种的入侵风险提供依据。【方法】采用样地调查法对比研究外来树种日本落叶松和日本花柏人工林与当地森林群落特征差异。【结果】日本落叶松人工林样地林下植物种类丰富,样地平均物种数与当地天然林样地物种数相比无显著差异;林下灌木层和草本层多样性指数较高,草本层多样性指数与当地天然林相比无显著差异;林下未发现日本落叶松的更新苗。日本花柏人工林样地平均物种数显著少于当地其他人工林样地;乔木层、灌木层和草本层的4个多样性指数值均小于当地其他人工林样地;在3个样地中出现日本花柏更新苗,更新苗数量达479株·hm~(-2)。【结论】引种栽培日本落叶松不会导致当地森林群落的物种多样性降低,不会引起生物入侵风险;但引种栽培日本花柏会明显降低当地森林群落的物种多样性,对当地森林生态系统的稳定构成一定威胁。     

大兴安岭呼中地区白卡鲁山植物群落结构及其多样性研究

通过沿海拔梯度系统调查,运用TWINSPAN分类方法,划分出大兴安岭地区白卡鲁山的主要植物群落类型并分析了其结构特征。利用物种丰富度和α多样性等指标,研究了乔木层、灌木层和草本层植物的多样性特征及其随海拔的变化趋势。结果显示：(1)白卡鲁山乔木层在海拔。700-1290m范围内,可分为4种主要群落类型：兴安落叶松疏林、兴安落叶松-白桦混交林、兴安落叶松-白桦-樟子松混交林、兴安落叶松纯林群落;(2)同一植物群落的结构特征比较相似,除兴安落叶松疏林外,其他三种森林类型的平均胸径和平均树高随海拔升高有逐渐增大的趋势;(3)乔木层的直径和树高分布清晰地反映了群落的水平和垂直结构。直径分布均呈现倒“J”型,表明森林的自我更新状况良好;而树高分布主要以双峰分布和近似对称分布为主;(4)乔木层的物种丰富度和α多样性在兴安落叶松纯林中最小,在兴安落叶松-白桦混交林和兴安落叶松-白桦-樟子松混交林群落次之,而在兴安落叶松疏林群落相对较高。各群落类型的灌木层和草本层植物多样性没有明显的差异。乔木层、灌木层和草本层的物种多样性随海拔梯度均没有表现出明显的变化趋势。     

东灵山华北落叶松人工林的分布格局及环境解释

应用TWINSPAN、CCA和物种多样性分析,从植物群落、植物种与环境的生态关系等方面研究了东灵山华北落叶松人工林的植被分布格局,并给予合理的环境解释。TWINSPAN分类将华北落叶松人工林分为4个类型,分类结果在CCA二维排序图上得到了较好的验证。样方与物种的CCA排序较好地揭示了该区华北落叶松人工林的分布格局与环境梯度的关系：坡位、坡度、土壤厚度和海拔是影响该区华北落叶松人工林的主导因子。结合物种多样性分析,结果表明东灵山绝大多数华北落叶松人工林生长良好,并根据华北落叶松喜凉湿习性,建议在该区自然分布海拔以下造林时,应优先选择阴坡和半阴坡的中、下位坡。     

模拟氮沉降对北京东灵山辽东栎林树木生长的影响

传统的元素限制模型认为氮是温带森林生长的限制元素, 不过该结论更多是从地上生物量以及群落水平进行阐述, 忽视了不同物种以及不同径级树木对外源氮的响应差异。辽东栎(Quercus wutaishanica)林是华北地区常见的森林类型, 该研究以北京东灵山辽东栎林为研究对象, 通过设置3个氮添加水平的实验, 即对照CK (0 kg·hm ^-2·a ^-1), N50 (50 kg·hm ^-2·a ^-1)和N100 (100 kg·hm ^-2·a ^-1), 模拟氮沉降对群落和物种水平以及不同径级树木生长的影响。经过7年氮添加, 实验结果显示: 物种水平上, 氮添加明显促进了优势树种辽东栎的生长; 群落水平上, 树木生长随氮浓度增加有不断上升趋势, 但统计学差异不显著; 氮添加显著抑制了辽东栎以及群落内小径级(3-10 cm)树木生长, 中(10-20 cm)、大径级(>20 cm)树木生长随氮沉降水平增加呈上升趋势, 但统计学差异不显著。表明氮是辽东栎以及温带森林树木生长的限制元素; 不同径级的辽东栎和群落内其他植物对氮添加响应不一致, 氮添加抑制了小径级树木生长, 中、大径级树木生长对氮添加响应不明显。     

不同林龄、树种落叶松人工林径向生长与气候变化的关系

研究人工林径向生长与气候变化的关系对全球气候变暖背景下人工林合理经营有着重要的意义。该文对在辽东山区广泛栽培的黄花落叶松(Larix olgensis)和日本落叶松(Larix kaempferi)人工林, 运用树木年轮气候学方法建立了辽宁草河口和湾甸子林场落叶松人工林年表, 分析了落叶松径向生长对气候变化的响应以及气候条件、树种、立地条件和林分因子(林龄、密度、蓄积量等)的相对影响程度。结果发现在影响年轮-气候关系的因素中, 气象因子的潜在蒸发散(PET)的影响力最大; 林龄、密度和蓄积量同时也具有重要的影响作用。中龄落叶松人工林径向生长主要与气温呈正相关关系, 成熟落叶松人工林径向生长主要与气温呈负相关关系; 而其他因素, 如树种、立地条件等的影响作用不大。这表明在气候变暖背景下随着林龄增加, 林分会逐渐受到气温升高导致的水分亏缺的限制, 导致明显的生长下降趋势, 因而气候变暖对成熟落叶松人工林威胁更为严重, 所以要注重对成熟林的优先保护, 同时可以预测, 随着东北地区今后气候进一步变暖, 可能将逐步影响到林龄更小的林分的生长, 因此需要进一步研究如何在落叶松人工林经营中采取科学的措施来更好地应对未来气候变化。     

华北区域环境梯度上阔叶林构建模式及分布成因

森林群落的构建即多样性维持机制是当今生态学研究的热点问题。然而, 当前群落构建和群落多样性的研究多在间接梯度上进行, 而在水、热等影响物种在区域内定植的关键且直接的环境梯度上研究群落构建和多样性模式则鲜有报道。结合环境因子, 基于物种组成和谱系方法探讨不同群落的分布成因, 有助于解释群落构建过程中的关键问题。该研究基于华北森林群落调查数据和环境数据, 涉及7个省市区的29个以壳斗科、桦木科为优势种的群落, 探讨了直接环境梯度上的群落构建和多样性模式, 同时用典范对应分析研究了不同群落分布的环境解释。结果发现, 相似的群落具有相似的生境偏好, 相似的生境条件会形成物种组成相同或相似的群落。环境热量主导了本区域的谱系关系, 在年平均气温较低的地区, 群落构建主要表现为生境过滤的模式。此外, 随着年降水量的增加, 生境过滤作用逐渐增加。在温度梯度上, 谱系多样性表现为钟形模式, 而降水量的增加能导致谱系多样性的增加。     

Effects of dew on eco-physiological traits and leaf structures of Leymus chinensis and Agropyron cristatum grown under drought stress

Aims To investigate the effects of dew on plants, we conducted the experiment to determine the physiological characteristics and leaf structures of Leymus chinensis and Agropyron cristatum in response to increasing dew under drought stress.Methods Four treatments (no dew, three times dew and five times dew per week under drought stress, and well-watering) were designed to examine leaf relative water content, water potential, net photosynthetic rate, water use efficiency, biomass, and leaf structures of L. chinensis and A. cristatum. Important findings There was a significant increase in the relative water content and water potential by simulated dew increase for two plants species under drought stress (p < 0.05). For A. cristatum, simulated dew increase significantly enhanced the net photosynthetic rate, stomatal conductance, and transpiration rate of plants under drought stress (p < 0.05). On the other hand, there was no significant difference in the stomatal conductance and transpiration rate for L. chinensis among treatments. Simulated dew increase improved the aboveground biomass and root biomass of two species. The ratio of yellow leaves to the total leaves was decreased by simulated dew increase for two species. Dew increase also protected leaf structures against the drought stress, suggesting that the dew increase can slow down the death process of leaves resulted from drought stress. Therefore, the study demonstrated that dew increased the available water for the leaves of L. chinensis and A. cristatum grown in the drought stress and thus had positive effects on the photosynthesis, water physiology and plant development.     

华北地区胡桃楸林分布规律及群落构建机制分析

探究植物分布规律和群落构建机制是揭示植物群落空间分布、群落物种多样性的形成、发展及其影响因素的重要途径。该文以华北地区胡桃楸(Juglans mandshurica)林为研究对象, 基于野外84个样方的调查数据, 通过径级分析、典范对应分析等方法研究了胡桃楸林的空间分布规律, 并通过亲缘关系指数计算、植物功能性状等方法研究了胡桃楸林的物种共存机制。结果表明, 华北地区胡桃楸的胸径相对较小(平均5.36 cm), 种群年龄较低; 海拔、坡度、坡位和人为干扰程度是影响华北地区胡桃楸分布的主要因子。研究区域内的胡桃楸大部分生长于山体中下部海拔较低的缓坡, 且人为干扰相对较少的区域, 各分布区域中胡桃楸林的分布规律各异。胡桃楸林物种的构建由生态位机制主导, 其中河北、陕西、天津的胡桃楸林物种共存过程主要受负密度制约的影响, 北京、山西的胡桃楸林的物种共存过程主要受环境选择驱动。     

山西关帝山森林群落物种、谱系和功能多样性海拔格局

探索和揭示生物多样性的空间格局和维持机制是生态学和生物地理学研究的热点内容, 但综合物种、系统进化和功能属性等方面的多样性海拔格局研究很少。该文以关帝山森林群落为研究对象, 综合物种、谱系和功能α和β多样性指数, 旨在初步探讨关帝山森林群落多样性海拔格局及其维持机制。研究结果表明: 随着海拔的升高(1 409-2 150 m), 关帝山森林群落物种丰富度指数(S)、谱系多样性指数(PD)和功能丰富度指数(FRic)整体上表现出上升的趋势, 特别是海拔1 800 m以上区域。随着海拔的升高, 总β多样性(β_total)和更替(β_repl)上升趋势明显, 而丰富度差异(β_rich)则逐渐下降。不同生活型植物的物种、谱系和功能多样性海拔格局差异较大。随着海拔的升高, 草本植物S和物种多样性指数(H′)上升趋势高于木本植物。影响草本植物S分布的主要因素是地形因子, 而影响木本植物S分布的主要因素是历史过程。随着海拔的升高, 木本植物β_total上升趋势要比草本植物明显。随着海拔的升高, 木本植物β_repl和β_rich分别表现出单峰格局和“U”形格局, 而草本植物β_repl和β_rich则分别表现出单调递增和单调递减的格局。随着环境差异和地理距离的增加, 群落间物种、谱系和功能β多样性显著增加。环境差异(环境过滤)对木本植物的β多样性具有相对较强的作用; 而环境差异(环境过滤)和地理距离(扩散限制)共同作用于草本植物的β多样性。     

山东蒙山6种造林树种40余年成林效果评价

植被恢复一直是恢复生态学研究的核心问题和首要解决目标。该文拟评估山东蒙山森林植被恢复与重建的现状和程度, 评价不同造林树种对植物多样性的影响, 筛选一批造林工具种, 为今后沂蒙山区森林植被恢复与重建的调控和预测提供依据。采用样地法和样方法, 选择林龄超过40年的6种主要人工林为样地, 采用典型取样法进行林内调查。根据乔木层、灌木层和草本层的物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数评价物种多样性, 分析乔木径级分布, 判断植物发展类型。结果表明: 乔木层、灌木层和草本层的4种多样性指数较为一致地显示赤松(Pinus densiflora)、栓皮栎(Quercus variabilis)、黑松(Pinus thunbergii)、日本落叶松(Larix kaempferi)和刺槐(Robinia pseudoacacia)的成林效果较好, 油松(Pinus tabuliformis)相对较差。6种人工林群落灌木层和草本层的4种多样性指数基本无显著差异, 而乔木层中, 油松人工林群落的4种多样性指数与黑松人工林、刺槐人工林、栓皮栎人工林和日本落叶松人工林存在部分显著差异(p < 0.05)。从整体上看, 人工林群落灌木层发育最好, 4种多样性指数均为灌木层>乔木层>草本层, 且差异大多极显著(p < 0.01)。研究发现: 乔木扩展种29种、隐退种3种、稳定侵入种9种和随机侵入种11种, 表明人工林群落正处于向森林演替的过程中。数据显示: 3种隐退种赤松、油松和日本落叶松均为群落局部优势种, 赤松和油松种群更新困难, 日本落叶松完全没有更新幼苗。作者认为林下发达的灌草层可能是阻碍针叶林天然更新的关键因素。评估筛选出15种造林工具种: 早期开荒工具种(A类) 7种和后期顶级工具种(B类) 8种。其中A1类(建群种) 2种: 赤松和油松, A2类(伴生种) 5种: 黄檀(Dalbergia hupeana)、花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、君迁子(Cerasus serrulata)、山合欢(Albizia kalkora)和鹅耳枥(Carpinus turczaninowii); B1类(建群种) 2种: 栓皮栎和麻栎(Quercus acutissima), B2类(伴生种) 6种: 水榆花楸(Sorbus alnifolia)、槲树(Quercus dentata)、山樱花(Diospyros lotus)、小叶朴(Celtis bungeana)、大叶朴(Celtis koraiensis)和三桠乌药(Lindera obtusiloba)。     

Defense strategies of dominant plants under different grazing intensity in the typical temperate steppe of Nei Mongol,China

放牧是草原的主要利用方式, 但对牧草造成了一定的生物胁迫。面对生存压力, 牧草会通过调节初级与次级代谢过程启动防御机制。该研究以内蒙古温带典型草原优势种植物为研究对象, 通过测定其在5个放牧水平下不同营养器官中的次级代谢产物及木质素等含量, 探讨大针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)的各营养器官在防御机制中的角色及其碳氮权衡策略。结果表明: 面对放牧胁迫, 大针茅和羊草会产生大量的单宁、总黄酮、酚类以及生物碱等次级代谢产物, 并以叶片为主要的合成及储存器官。中度放牧使羊草的化学防御机制得到较充分的诱导及表达。但二者地上部分木质素含量并无显著增加, 因此, 二者在避牧性机制上更倾向于化学防御而非机械防御。由于羊草有更高的氮利用效率, 这使得羊草可以通过碳氮两种代谢途径进行防御, 但大针茅在生长初期并不能将氮高效地分配到化学防御中。大针茅和羊草在生长初期面对轻度放牧胁迫, 较多的资源仍然用于初级代谢, 增加了植物耐牧性。因此, 轻度放牧有利于提高牧草的碳氮资源利用效率、提高生态系统生产力及稳定性。     

中国蔷薇科植物多样性格局及其资源植物保护现状

蔷薇科(Rosaceae)是在中国广泛分布并具有重要经济价值的植物类群, 但蔷薇科资源植物的物种多样性格局及其保护状况尚缺乏较系统的评估。该文旨在: 1)整理中国蔷薇科资源植物名录, 显示其物种多样性格局及热点地区, 并探究这一格局的形成机制。2)评估中国蔷薇科资源植物的保护状况, 为其保护规划提供基础数据。通过广泛收集整理《中国植物志》、省级植物志等资料中关于蔷薇科的记录, 建立了中国蔷薇科物种名录(共914种), 确定了物种的主要经济用途(包括食用植物、园林绿化植物、药用植物和水果种质资源), 并建立了每种植物的高精度分布图。在此基础上, 估算了蔷薇科全部物种及主要资源植物类别的物种多样性格局, 并利用广义线性模型和冗余分析探讨了蔷薇科物种多样性格局与环境的关系。最后将物种分布与中国国家级和省级自然保护区进行叠加分析, 评估了蔷薇科植物的保护现状。结果显示: 1)四川盆地北部、东部和西部山区以及横断山区是中国蔷薇科植物的热点地区。2)蔷薇科植物多样性主要受水分因子影响。3)横断山区、云南东南部和西藏东南部等地是保护薄弱物种集中的区域, 而悬钩子属(Rubus)等类群的保护不足。     

Phenotypic plasticity and genetic differentiation of quantitative traits in genotypes of Leymus chinensis

Aims Adaptation mechanisms of plants to environment can be classified as genetic differentiation and phenotypic plasticity (environmental modification). The strategy and mechanism of plant adaptation is a hot topic in the field of evolutionary ecology. Leymus chinensis is one of constructive species in the Nei Mongol grassland. Particularly, Leymus chinensis is a rhizomatous and clonally reproductive grass, a genotype that can play an important role in the community. In this study, we aimed to (1) investigate the phenotypic plasticity of L. chinensis under different conditions, and (2) test the genetic differentiation and reaction norms (the relationship between the environment and the phenotype of an individual or a group of individuals) under four environmental conditions among different genotypes of L. chinensis. Methods Ten genotypes of L. chinensis were randomly selected. Under the control condition, we studied the effects of genotype, defoliation, drought and their interactions on 11 quantitative traits of growth (8 traits including photochemical efficiency of photosystem II, maximum net photosynthetic rate, transpiration rate, specific leaf area, relative growth rate, the number of tillers increased, aboveground and underground biomass growth), defense (total phenol concentration of leaf) and tolerance (non-structural carbohydrate content of root, root/shoot ratio) of L. chinensis. We studied the phenotypic plasticity, genetic differentiation and reaction norms mainly through tested the effect of environment and genotype on these traits. Important findings First, all 11 traits showed obvious phenotypic plasticity (i.e., significant effect of drought, defoliation and their interactions). The expression of 10 genotypes of L. chinensis was divergent under different environmental conditions. Interactions of genotype and environment significantly affected the maximum net photosynthetic rate, transpiration rate, specific leaf area, relative growth rate, total phenolic concentration of leaf, and total non-structural carbohydrate content of root. This indicated that the phenotypic plasticity of these five traits exhibited genetic differentiation. Second, the increase of number of tillers, belowground biomass and non-structural carbohydrate content of root did not show genetic differentiation under the same condition. The other eight traits showed significantly genetic differentiation, and the heritabilities (H²) of six traits related to growth were higher than 0.5. The leaf total phenol concentration and root/shoot ratio showed genetically differentiation only under the drought and defoliation condition, with the heritabilities being 0.145 and 0.201, respectively. These results explained why L. chinensis widely distributed in the Nei Mongol grassland, and provided genetic and environmental basis for related application and species conservation in this grassland ecosystem.