漓江河岸带木本植物功能性状跨尺度变异研究

研究植物功能性状变异,有助于揭示植物对环境的适应策略以及群落构建机制。以漓江河岸带木本植物为研究对象,利用广义线性模型和"varcomp"函数对漓江河岸带主要木本植物的3个叶功能性状（比叶面积SLA;叶面积LA;叶厚度LTH）跨不同尺度（样方、物种、个体、叶）变异进行方差分解,分析各尺度的相对贡献及变异的主要来源。结果表明：（1）植物功能性状在4个巢式尺度的解释方差规律较一致,均表现为物种（0.51-0.70） > 个体（0.21-0.22） > 叶和残差（0.09-0.20） > 样方（0-0.07）;（2）4个功能性状种间尺度的解释方差均最大（SLA、LA和LTH分别为64%、70%和51%）;其次种内尺度的解释方差（SLA、LA和LTH分别为34%、30%和42%）仅次于种间。（3）样方尺度的解释方差很小甚至为零。发现：（1）植物功能性状变异主要由种间变异驱动;（2）种内性状变异是功能性状变异的重要且不容忽视的来源;（3）生境过滤并非直接作用于群落间物种组成,而可能是通过直接作用于植物功能性状的总体分布来影响植物群落构建过程,基于功能性状的生境过滤可能在漓江河岸带植物群落构建中起重要作用。     

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的尺度变化与关联

研究植物功能性状在不同尺度的变异和关联,对于揭示植物对环境的适应策略和群落构建规律具有重要意义。以岩溶石山青冈群落为研究对象,测量了研究区内20个样方74种木本植物的叶面积、比叶面积和木材密度3个功能性状值,利用性状梯度分析法分析了3个性状在群落内部(α组分)及群落间(β组分)的变异格局及相关性。结果表明:(1)群落内3个植物功能性状的α值范围均大于β值范围,即物种相对于共生物种性状值的变化大于沿着群落平均性状梯度的变化。(2)植物功能性状比叶面积的种内差异引起的变化小于群落水平。(3)叶面积与比叶面积、比叶面积与木材密度、叶面积与木材密度的β组分相关性均最强,而α组分间无相关性或相关性较弱,即叶面积与比叶面积、比叶面积与木材密度、叶面积与木材密度两两性状间的相关性在群落间的依赖程度比群落内共生物种的依赖性要强,暗示物种在群落内和群落间采取不同的生态策略来适应环境。     

漓江河岸带植物功能性状变异与关联

研究植物功能性状随环境梯度的变异和关联格局,对于认识不同环境梯度下群落构建和植物适应型具有重要意义。该研究以漓江河岸带不同河段植物群落为研究对象,调查了研究区内36个样方的物种组成,测量了样方内42种木本植物的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)和木材密度(WD)的功能性状值,并运用性状梯度分析法对3个功能性状进行群落内(α组分)和群落间(β组分)组分分解及相关性分析。结果表明:(1)群落平均LA表现为中游最小且和下游差异显著,群落平均WD则表现为中上游显著高于下游,群落平均SLA在两两河段间均差异显著。(2)不同河段的3个植物功能性状β组分差异显著且实际观测值均小于随机模拟的零模型分布,但α组分在河岸带不同河段均差异不显著且3个功能性状的α组分分布范围均小于β组分,说明在河岸带不同河段的群落构建过程中环境筛选的作用要大于群落内种间的相互作用。(3)性状SLA与LA在群落间和群落内呈现出实际观测和随机模拟的相关性均较低,暗示了LA和SLA各自代表了植物在不同生态策略上的维度;但SLA和WD实际观测值和随机模拟值呈现出较强的负相关关系,暗示这2个性状对于环境筛选表现出较高的整体趋同适应性,体现了植物功能性状对群落间环境变异的依赖性大于群落内种间相互作用的依赖性。     

漓江河岸带枫杨群落主要木本植物种间联结与相关分析

种间联结能够反映植物群落中物种间的关系和群落的稳定程度,对植被的恢复与重建、生物多样性保护等具有重要的意义和价值。为了解漓江河岸带枫杨群落的种间联结特征,基于2×2联列表,通过方差比率(VR)、χ~2检验、Pearson相关系数、Spearman秩相关系数检验及PCA排序等,对枫杨群落主要木本植物种间关联性进行定量分析和生态种组划分。结果表明:(1)乔木层、灌木层以及乔木和灌木层的总体种间关联性均呈不显著正联结,表明枫杨群落处于较稳定的阶段;(2)χ~2检验结果显示,绝大多数种对呈不显著关联,说明群落各种对间关联较弱,各物种间呈独立分布格局;(3)Pearson相关检验和Spearman秩相关检验发现各层次的显著率均较低,种间相关性不显著的种对占绝大部分,种间相关性不强;(4)χ~2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验结果虽具有一致性,但也存在一定的差异,Spearman秩相关系数检验更具灵敏性,结合3种方法使用效果更佳;(5)根据PCA排序和种间联结关系,将20个主要物种划分为4个生态种组。     

黔中喀斯特山区植物功能性状的变异与关联

认识植物功能性状随演替进展的变化规律和不同性状之间的关系, 有助于从功能生态学的角度来理解群落演替。该文调查了位于贵州省中部的普定县喀斯特山区26个样方的物种组成, 这些样方分别处于灌丛、落叶阔叶林、落叶常绿混交林3个演替阶段; 测量了分布于该区域的82种木本植物的3个功能性状值(叶面积、比叶面积、最大高度); 根据物种在样方中的多度加权计算得到26个样方的性状平均值, 在此基础上分析了随演替进展植物功能性状在群落水平上的变异格局和不同性状之间的相关性; 采用性状梯度分析法分析了各阶段优势物种的功能性状在群落间(β组分)和群落内(α组分)的变异格局及相关性。结果表明: 1)沿灌丛→落叶阔叶林→落叶常绿混交林这一演替顺序, 群落平均叶面积和平均高度逐渐增加, 而群落平均比叶面积则逐渐变小; 2)就群落平均性状值而言, 叶面积与最大高度呈较强的正相关关系, 最大高度与比叶面积、叶面积与比叶面积均呈较强的负相关关系; 3)物种功能性状的α组分之间没有显著的相关关系, 而β组分之间相关性显著。这说明: 随演替的进展, 群落优势物种对环境的适应策略由高速生长转向提高资源利用效率, 而同一群落内共存的物种采取不同的性状组合来适应共同的群落环境。     

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

研究植物功能性状的种间和种内变异,有助于揭示植物对环境的适应策略及其群落构建机制研究。以桂林岩溶石山青冈群落主要木本植物为研究对象,选取叶干物质含量（LDMC）、叶厚度（LT）、比叶面积（SLA）和木材密度（WD）4个功能性状,采用混合线性模型结合方差分解方法对其在种内和种间尺度的变异程度和相对贡献进行分析,同时运用零模型方法探讨驱动岩溶石山青冈群落构建的潜在机制。结果表明：（1） LDMC,LT,SLA和WD这4个性状在种内和种间水平上均存在不同程度的变异幅度,种间变异大于种内变异,但种内变异亦不容忽略。（2）零模型检验表明,将种内变异纳入考虑的环境过滤检测得到改善,基于个体性状值的尺度考虑群落构建机制研究是必要的。（3）对于桂林岩溶石山青冈群落,环境过滤作用确实是群落构建的重要驱动机制,与相似性限制作用和随机作用共同塑造了以青冈为优势物种的群落构建。     

漓江河岸带不同水文环境土壤微生物与土壤养分的耦合关系

基于漓江河岸带典型地段内砾石滩、草地、灌草地和疏林地等4类水文环境梯度上的土壤样品分析,探讨了漓江河岸带土壤养分、微生物数量及微生物量等的变化特征及耦合关系。结果表明:土壤养分含量、土壤微生物数量及微生物量等在不同水文环境下均有显著差异。随着水淹时间的减少,土壤含水量、pH值、有效氮、有效磷和有效钾均呈先增后减的趋势,最大值多出现在灌草地,最小值多出现在砾石滩,而土壤微生物总量、细菌、放线菌数量和微生物量也为先增后减趋势,其数量或含量在灌草地最多,砾石滩最少。简单相关分析表明漓江河岸带各微生物指标与土壤有效氮、有效磷及速效钾相关性较强,与土壤全氮、全磷和全钾的相关性较弱。冗余分析表明土壤有效氮、有效磷和含水量是影响微生物总数、细菌数量、微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷的重要因素,而有机质和全氮是影响放线菌数量的重要因素。研究结果说明适当的水文干扰有利于河岸带土壤养分的积累,对土壤微生物数量及其生物量也有显著促进作用;土壤有机质和有效养分含量(有效氮、有效磷等)与微生物数量及微生物量关系密切,其含量很大程度影响着微生物数量及其活性。在漓江河岸带生态保护和评估等研究过程中应充分考虑不同水文环境下的土壤微生物和养分的变化特征及耦合关系。     

延河流域植物功能性状变异来源分析

由于遗传背景对植物性状的影响,直接研究环境与植物性状的关系有一定的不确定性。因此,研究植物性状对环境变化的响应,必须明确遗传背景与环境对植物性状的相对影响,以排除遗传背景的作用。本研究以延河流域为研究区域,选取19个典型样点,调查了64种植物的6种功能性状,即比叶面积(SLA)、比根长(SRL)、叶片氮(LN)与磷含量(LP)、根的氮(RN)与磷含量(RP),并通过野外定位信息,从已有专题信息图中获取环境数据,采用方差分析和逐步回归的方法,分析了植物性状变异来源,研究了不同科属植物对环境变化的响应。结果表明：(1)不同气候条件下,植物的SLA、LN和RP性状存在显著差异,森林区植物SLA、RP较草原区植物偏低33.02%、19.94%,而LN则高于草原区植物19.33%;不同科属植物之间SLA、SRL、LN和RN存在显著差异,豆科植物具有较高的SLA、LN、RN,分别高出研究区平均值16.33%、65.23%、97.78%,而禾本科植物SRL具有最大值,高出平均值103.11%;(2)遗传背景差异是植物性状变异的首要决定因子,遗传背景对SRL、LN、RN变异的解释比例分别达到了27.86%、32.78%、42.70%,而LP、RP则受环境因子的影响更大,环境因子对LP、RP解释比例分别达到24%、15.58%;(3)豆科Leguminosae、禾本科Poaceae、菊科Asteraceae、蔷薇科Rosaceae植物性状的环境因子逐步线性回归模型,表明不同科属的植物对环境因子是否产生响应和响应的方式均不相同,豆科和禾本科植物对区域性气候条件较为敏感,而菊科和蔷薇科植物受地形因子和土壤含水量影响较大。     

桂林岩溶石山青冈群落主要木本植物功能性状变异与关联

研究植物功能性状变异以及不同性状之间的关系, 有助于了解植物对环境的适应策略, 对揭示群落构建和生物多样性维持机制具有重要意义。本研究以桂林岩溶石山青冈群落18种主要木本植物为研究对象, 采用单因素方差分析、混合线性模型以及Pearson相关分析和主成分分析等方法探讨了不同生长型和生活型物种的9个枝、叶功能性状(叶绿素含量、叶片厚度、叶面积、叶干质量、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度)的变异与关联。结果表明: (1) 9个功能性状的变异程度不同, 叶面积和叶干质量的种内和种间变异系数最大, 小枝干物质含量和小枝组织密度的种内和种间变异系数最小。(2)在生长型水平上, 乔木、灌木和木质藤本的绝大部分功能性状差异显著。(3)对于不同生活型植物, 除叶面积和比叶面积为落叶植物显著大于常绿植物外, 其余7个功能性状皆为常绿植物显著大于落叶植物。(4)不同生长型和生活型植物功能性状的种内和种间变异大小存在差异, 除部分植物功能性状在一些功能型上表现为种内变异高于种间变异, 其余功能性状的种间变异皆高于种内变异。(5)各功能性状之间关系在个体水平和物种水平大致相同, 但是个体水平上的显著相关比例高于物种水平。研究发现, 植物功能性状的种间变异基本高于种内变异, 但种内变异不容忽略。此外, 不同生长型和生活型物种采取不同的生态策略来适应喀斯特生境。今后的研究应基于个体水平采样并结合环境因子从生长型和生活型等不同功能型角度上深入探究植物功能性状在种内和种间等不同尺度上的变异与关联。     

格氏栲天然林林窗植物群落功能性状的变异

林窗是森林更新演替的重要环节, 揭示林窗环境下功能性状变异来源及其相对贡献, 有助于阐明植物对林窗环境的响应。该研究以中亚热带格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林为对象, 设置9个不同大小的林窗样地, 运用方差分解探讨林窗、物种和个体对叶性状变异的相对贡献, 采用线性回归分析不同大小林窗下群落性状变化及种间和种内性状变异的重要性。研究发现: (1)格氏栲天然林林窗植物比叶面积、叶干物质含量、叶厚和叶绿素含量由种间性状变异主导, 叶氮含量由种内性状变异主导, 叶磷含量受林窗大小影响最大。(2)群落叶磷含量与林窗大小具有显著正相关关系, 土壤温度和水解氮含量对群落叶磷含量具有显著正效应, 土壤有效磷含量具有显著负效应。(3)沿林冠开放度的群落叶磷含量变化主要由种内性状变异引起, 优势种扮演着重要角色。结果表明, 格氏栲天然林林窗环境下植物功能性状仍以种间性状变异为主(平均41%), 但沿林窗环境梯度的群落性状变化主要源自种内性状变异, 通过植物表型可塑性响应环境改变, 优势种作用明显。     

Variation and correlation in functional traits of main woody plants in the Cyclobalanopsis glauca community in the karst hills of Guilin,southwest China

研究植物功能性状变异以及不同性状之间的关系, 有助于了解植物对环境的适应策略, 对揭示群落构建和生物多样性维持机制具有重要意义。本研究以桂林岩溶石山青冈群落18种主要木本植物为研究对象, 采用单因素方差分析、混合线性模型以及Pearson相关分析和主成分分析等方法探讨了不同生长型和生活型物种的9个枝、叶功能性状(叶绿素含量、叶片厚度、叶面积、叶干质量、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度)的变异与关联。结果表明: (1) 9个功能性状的变异程度不同, 叶面积和叶干质量的种内和种间变异系数最大, 小枝干物质含量和小枝组织密度的种内和种间变异系数最小。(2)在生长型水平上, 乔木、灌木和木质藤本的绝大部分功能性状差异显著。(3)对于不同生活型植物, 除叶面积和比叶面积为落叶植物显著大于常绿植物外, 其余7个功能性状皆为常绿植物显著大于落叶植物。(4)不同生长型和生活型植物功能性状的种内和种间变异大小存在差异, 除部分植物功能性状在一些功能型上表现为种内变异高于种间变异, 其余功能性状的种间变异皆高于种内变异。(5)各功能性状之间关系在个体水平和物种水平大致相同, 但是个体水平上的显著相关比例高于物种水平。研究发现, 植物功能性状的种间变异基本高于种内变异, 但种内变异不容忽略。此外, 不同生长型和生活型物种采取不同的生态策略来适应喀斯特生境。今后的研究应基于个体水平采样并结合环境因子从生长型和生活型等不同功能型角度上深入探究植物功能性状在种内和种间等不同尺度上的变异与关联。     

伊洛河河岸带生态系统草本植物功能群划分

植物功能群是对环境有相同响应和对主要生态系统过程有相似作用的组合。伊洛河是黄河中游南岸的一条重要水系,其河岸带生态系统不同生境类型中草本植物优势种变化明显,能较好地反映出植被与环境的动态关系。根据调查结果,结合出现次数和重要值,选取27种优势种进行种间联结及相关性分析。以$2检验为基础,结合联结系数AC和共同出现百分率PC来测定草本层优势种间的联结性,根据优势种间的联结性及其在不同生境中的变化异同,以优势种为主体划分伊洛河河岸带生态系统中草本植物功能群。结果表明,对27种草本植物优势种共划分了5组功能群:"广布型"、"湿生型"、"中旱生型"、"农田逃逸型"和"入侵型"。表明以优势种为主体对伊洛河河岸带生态系统草本植物进行功能群划分可行性高,有较强的代表性。同一功能群物种间表现出显著正联结性,一起出现在同一生境下的几率较大,在长期的生长演化过程中,能够适应相似的资源环境且对干扰有相似的响应。伊洛河河岸带生态系统由于长期的自然和人为干扰,加上外来物种的入侵,河岸带生态系统的生物多样性和生态安全面临着严峻的挑战。     

重庆主城河岸带植物群落功能性状与土壤理化性质的关系

基于功能性状视角开展植物群落与环境关系的研究有助于揭示植物的适应策略。然而,目前关于城市河岸带植物群落功能性状的研究较少。为此选取10项植物功能性状指标和14项土壤理化性质指标,探究重庆主城3种生境类型河岸带(自然型河岸带(NRZ)、农耕主导型河岸带(FRZ)和开发建设主导型河岸带(BRZ))植物群落功能性状与土壤因子特征及互作机制。结果表明：(1)与NRZ生境相比,FRZ生境中的土壤速效磷、速效钾和氧化还原电位和BRZ生境中的土壤含水量显著偏高(P<0.05);FRZ和BRZ生境中的土壤pH值和全磷含量显著偏高,而土壤有机质、全钾和全氮含量显著偏低(P<0.05)。(2)与NRZ生境相比,FRZ生境中的比根长和比根表面积显著较高,茎干物质含量和叶干物质含量显著较低;BRZ生境中仅茎干物质含量显著较低(P<0.05)。(3)冗余分析结果表明,影响各生境类型河岸带植物群落功能性状的土壤因子不同,NRZ生境为土壤容重、含水量和硝态氮,FRZ生境为土壤铵态氮、全磷和有机质,BRZ生境则是土壤含水量、温度和速效磷。研究发现与自然状态相比,农业和建筑类型的人为干扰导致重庆主城河...     

漓江河岸带枫杨群落主要木本植物种群生态位

为了解漓江河岸带枫杨群落主要木本植物种群的生态位特征,在对其进行群落调查的基础上,利用Levins和Shannon生态位宽度、Schoener生态位相似性和Pianka生态位重叠指数对漓江河岸带枫杨群落乔木层、灌木层主要种群生态位进行定量分析.结果表明: 乔木层的枫杨、灌木层的石榕树和桑的生态位宽度较大;重要值较大的物种,其生态位宽度一般较大,但两者排名顺序并不完全一致.乔木层主要种群生态位相似性普遍小于灌木层,平均值分别为0.151和0.236,主要种群间的生态位相似性较小,各种群对资源利用的相似程度不高;乔木层主要种群生态位重叠普遍小于灌木层,它们的平均值分别为0.217和0.273,主要种群间的生态位重叠程度较低;生态位宽度与生态位相似性之间无显著相关关系,生态位宽度大的物种与其他物种发生重叠的概率更大,但生态位重叠值不一定大,生态位相似性大的物种,其生态位重叠值一般较大.漓江河岸带枫杨群落属于地带性顶极群落,种间关系相对稳定,种群更新缓慢,在发展中有衰退趋势.     

Composition of plant life forms of subtropical shrubland in China and its correlation with temperature and precipitation

Aims Shrubland is one of the most important vegetation types in subtropical region, but studies on its life-form composition and geographic patterns are scarce. In this paper, we addressed the following questions: what are the characteristics of the composition of plant life forms of subtropical shrublands in China? And what are the relation-ships between the life form compositions, geographic patterns of subtropical shrublands and hydrothermal factors?
Methods A total of 688 plots, designed with the stratified random sampling method, were systematically set and investigated in subtropical shrublands in China. Life forms were identified based on Raunkiaer’s (1934) life form systems. Life form spectrums were compiled at each sampling site and within the whole shrubland, respectively. Partial correlation analysis was applied to reveal the latitudinal, longitudinal and altitudinal patterns of each life form. Pearson’s correlation analysis was adopted to evaluate the relationships between each life form and hydrothermal factors. Further, redundancy analysis (RDA) was used to distinguish the effect of temperature and precipitation on geographical variations of life forms.
Important findings (1) In subtropical shrublands in China, 56.37% of the total species were woody species, among which 33.88% were deciduous species and 22.49% were evergreen species. The remaining 43.63% of the total species were herbaceous species, dominated by 35.15% perennials. Generally, phaenerophytes (Ph) was the most dominant component, while the second dominant one was hemicryptophytes (H). The life form spectrum showed a pattern of Ph (55.74%) > H (31.03%) > T (therophytes 8.80%) > Cr (cryptophytes 4.08%) > Ch (chamaephytes 1.34%). (2) Plant life forms mainly exhibited longitudinal and altitudinal patterns. With the increase of longitude, the percentage of Ph tended to increase while H, Cr and T tended to decrease. Furthermore, an increase in altitude would lead to an increase in H and Cr but a decrease in Ph, Ch and T. (3) Among all the investigated climatic factors, the mean temperature of the warmest month (MWT) and the mean precipitation of the coldest month (MCP) had the greatest impact on Ph, H, Cr and T. With an increase of MWT and MCP, Ph would increase while H, Cr and T would decrease. Taken together, MWT and MCP could explain 41.97% of the variation of life form spectrum, among which 28.35% was attributed to their joint-effect. The results suggested that Ph and H were mainly influenced by both temperature and precipitation, and that Cr was more sensitive to temperature gradients. Besides, T was more sensitive to precipitation, and Ch showed little fluctuation along hydrothermal gradients. In conclusion, MWT and MCP are the most important hydrothermic factors that determine the geographic patterns of life forms in subtropical shrublands in China.