光照条件对蒙古栎幼苗生长及形态特征的影响

对生长于不同光照环境(林内和林外)下的蒙古栎幼苗的形态特征进行了比较.结果表明,光照条件对蒙古栎幼苗的生物量及其分配具有明显影响,林外幼苗单株生物量为林外的4.48倍,其中以根系生物量的差别为最大,林外为林内的6.23倍;林外与林内幼苗根冠比分别为2.70和1.11.在不同的光照条件下,蒙古栎幼苗的叶片形态表现出明显不同,林外叶片比叶面积明显低于林内,分别为139.55cm2/g 和284.94cm2/g,林内约为林外的2.04倍;一次生长叶面积林外明显低于林内,总叶面积则高于林内.二次生长使蒙古栎幼苗的叶面积有明显增加,但是经过二次生长后,幼苗的单株生物量没有明显增加,说明二次生长叶片对于蒙古栎幼苗生物量的积累没有明显贡献;光照对于蒙古栎主干及根系的形态具有明显影响,林外幼苗高(包括二次生长)明显低于林内幼苗,而地径则相反,林外幼苗根系的长度和直径则明显高于林内幼苗;林外幼苗顶芽体积明显大于林内幼苗.同时,林外幼苗的二次生长导致顶芽体积明显下降,从而对翌年的高生长量和未来干型产生影响.认为,蒙古栎幼苗通过形态上的一系列可塑性变化来适应不同的光环境以获取最大的碳收益.     

温度和降水对森林生物量分配的影响研究进展

森林生物量分配策略是全球变化背景下群落保持生产力的重要机制.温度和降水会影响森林生物量的分配格局.文章基于文献分析,总结了增温、低温和降水对森林地上、地下生物量分配的影响机制,以及温度和降水对森林生物量分配的交互作用,并对未来温度和降水影响森林生物量分配的研究进行了展望,提出该领域今后的研究重点为:(1)加强生物量分配...     

降水格局变化对红砂幼苗生长的影响

以西北荒漠生态系统典型植物红砂(Reaumuria soongorica)一年生幼苗为研究对象,利用人工遮雨装置,设置3个降水量梯度(W-、W、W+)和2个降水间隔时间梯度(T、T+)进行模拟试验,研究了不同降水格局下红砂幼苗生长、生物量积累和分配的变化特征。结果表明:(1)降水量增加30%,幼苗株高和基径分别平均增加22.0%和28.0%,延长降水间隔时间其作用更显著,分别平均增加24.57%和32.98%(P0.05);(2)在延长降水间隔时间的同时增加降水量,幼苗地上、地下和总生物量分别显著增加了241.57%、223.95%和236.72%(P0.05),幼苗地上部分的生长优于地下部分;(3)与对照相比,降水量减少30%,幼苗根长平均增加21.0%,根冠比平均显著增加53.73%(P0.05),而各部分生物量差异不显著。     

降水变化和种间竞争对红松和蒙古栎幼苗生长的影响

针对全球变暖导致的降水格局的变化,选择长白山红松针阔叶混交林主要树种蒙古栎和红松幼苗为研究对象,在野外自然条件下人工模拟增、减水30%对单种和混种的针阔叶树种形态、生长和生物量分配的影响. 结果表明：对于蒙古栎幼苗,与单种处理相比,混种显著增加了其冠幅和主根长,与对照处理相比,减水处理显著提高了其茎质比、降低了其主根长; 对于红松幼苗,与单种处理相比,混种显著减少了其基径、树高、叶片数和根、茎、叶质量及总干质量,与对照处理相比,减水处理显著降低了其主根长、叶片数、叶质量和总干质量以及叶质比,同时显著提高了茎质比. 增水处理对二者的影响均不显著. 在树木生长初期,种间竞争和降水格局变化对蒙古栎和红松幼苗形态和生长均产生显著影响,对红松幼苗的影响更大.     

种子更新与萌蘖更新蒙古栎一年生幼苗生长特性的比较

通过比较辽东山区一年生蒙古栎实生幼苗和萌生幼苗的生长指标,探讨不同更新方式(种子更新与萌蘖更新)下1年生蒙古栎幼苗维持生长的形态和养分分配特征的差异。结果表明:1年生蒙古栎幼苗各器官的生物量在实生幼苗和萌生幼苗之间存在显著差异,主要表现为萌生幼苗叶重和茎重和茎质比均显著大于实生幼苗,实生幼苗的叶质比、光合组织/非光合组织大于萌生幼苗(P0.05);萌生幼苗生长性状表现出茎矮而粗的特征,实生幼苗表现出茎高而细、根系粗而长的特征;比叶面积、叶片氮含量、叶片δ13C含量在两种更新起源的幼苗之间无显著差异;萌生幼苗茎、叶和单株含水量均大于实生幼苗(P0.05);幼苗各器官结构性碳和非结构性碳含量在不同更新方式之间无显著差异,但萌生幼苗叶片、茎可溶性糖含量显著小于实生幼苗,萌生幼苗的叶片淀粉库显著大于实生幼苗(P0.05);可见,两种更新方式的蒙古栎幼苗通过不同的生长策略适应环境:萌生幼苗依赖于母体供应的养分和水分维持生长,同时将自身光合作用积累的淀粉储存于叶片中;实生幼苗主要依靠茎的高生长、增加光合组织生物量以便最大限度地利用光资源,同时通过在叶片和茎内储存更多的可溶性糖含量维持自身生长。     

杉木种子萌发及幼苗生长对光强的响应

设置不同光强梯度(透光率分别为100%、40%、20%、10%和5%,光照强度PPFD分别为201.3、77.0、37.5、19.2、9.8 μmol·m^-2·s^-1),研究光对杉木种子萌发和幼苗早期生长的影响,分析杉木种子萌发、幼苗存活、生长、形态响应、生物量积累及其分配格局对不同光环境的响应策略.结果表明: 杉木种子的萌发率、存活率、建植率和萌发指数在不同光强梯度下均有显著差异,且40%的透光率是种子最适萌发条件,萌发率最高,而全光照下存活率和建植率最高;随光照强度的减弱,杉木幼苗茎长增大,根长、子叶长、子叶厚、真叶数呈降低趋势,而基径在各光照强度间无显著差异;总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量均表现为全光照下最大.随着光照强度的减弱,光合组织与非光合组织生物量比、叶生物量比呈降低趋势,茎生物量比呈增加趋势,根冠比和根生物量比无显著差异.弱光环境促进杉木种子萌发,不利于杉木幼苗存活和生长.在弱光环境下,杉木幼苗通过增大茎生物量来提高对弱光环境的耐受力.     

人工模拟降水格局变化对醉马草种子萌发和幼苗生长的影响

降水格局的变化会影响到植物种子萌发出苗过程及幼苗的更新。本研究以呈扩张趋势的草原毒害草醉马草(Achnatherum inebrians)种子为材料,利用环境控制培养箱进行降水量(W-60%,W-30%,W,W+30%,W+60%)和降水间隔(T5,T10)的双因素控制实验,探讨醉马草种子萌发和幼苗生长对降水格局变化的响应规律,以期为探索醉马草的发生规律及预测其潜在分布范围提供科学依据。结果表明:(1)在相同降水间隔条件下,醉马草的出苗速度和出苗率随着总降水量的增加而提高;延长降水间隔促进W和W+30%条件下醉马草出苗,加快出苗进程。(2)无论降水间隔是否变化,总降水量增加60%(W+60%)使出苗势和出苗指数显著提高(P<0.05);在W和W+30%条件下,延长降水间隔使出苗率、出苗势和出苗指数显著提高(P<0.05)。(3)无论降水间隔是否变化,总降水量减少30%(W-30%)显著抑制幼根和幼苗的生长,总降水量增加60%(W+60%)显著促进幼苗的生长(P<0.05);但总降水量增加30%(W+30%)和60%(W+60%)均显著降低根苗比(P<0.05)。...     

降水变化对红松阔叶林土壤微生物生物量生长季动态的影响

红松阔叶林是中国东北山区地带性顶极植被,具有重要的生态学意义,长白山是研究温带森林对大气降水变化正负反馈的理想地带.本文以长白山原始红松阔叶林为对象,研究了土壤微生物生物量碳和氮对降水变化的响应.结果表明：在5-9月的生长季中,土壤微生物生物量碳和氮平均值分别为879.09和100.03 mg·kg^-1,二者均随土壤深度增加呈下降趋势.随着降水量的增加,土壤微生物生物量碳、氮均增加,且0～5 cm表层土比5～10 cm表层土变化剧烈;土壤微生物生物量碳氮比随降水增加呈下降趋势.降水变化对土壤微生物生物量碳和氮的平均值影响显著,降水增加的影响更为突出.微生物生物量碳和氮在生长季内呈现出相似的变化规律,5月最低,之后先升高后降低再升高,出现1～2个波峰,但峰值大小和出现时间随降水量和土壤层次而变,0～5 cm土层的微生物生物量碳和氮的季节变化较大.微生物生物量碳、氮分别与土壤有机质和总氮含量呈显著正相关.不同降水条件下土壤理化性质的差异与土壤微生物生物量碳、氮的时空异质性紧密相关.降水变化可使土壤微生物群落结构与组成发生改变.     

模拟增雨对荒漠植物幼苗生长和根系形态的影响

降雨是荒漠生态系统过程和功能的最重要限制因子,荒漠植物幼苗对生长季降雨的变化极端敏感。为探讨荒漠植物对未来降雨格局变化的响应,选取乌兰布和沙漠两种典型荒漠植物幼苗(白刺和油蒿)为研究对象,根据生长季内(6—9月)每次降雨量,进行不同梯度的人工模拟增雨试验(CK:自然降雨、A:增雨25%、B:增雨50%、C:增雨75%、D:增雨100%),研究两种植物幼苗生长和根系形态特征对降雨量变化的响应。结果表明:(1)不同增雨处理对白刺和油蒿幼苗的地上部生长有显著影响(P<0.05),增雨处理的白刺和油蒿幼苗的株高、平均冠幅和基径显著高于CK,并随着增雨量的增大而增大(白刺基径除外);(2)增雨处理之间、白刺和油蒿之间在总根长、总表面积、平均直径、总体积、根尖数和分叉数均有显著差异(P<0.05)。对白刺幼苗而言,B处理和C处理的根系参数均显著大于CK、A和D处理,且B和C处理之间没有显著差异(平均直径除外);对油蒿幼苗而言,随着增雨量的增加,油蒿总根长、总表面积、总体积、根尖数和分叉数呈现逐渐增加的趋势,而平均直径呈现先增加后降低的趋势,且在B处理下达到最大值。(3)增雨处理显著降低...     

塔克拉玛干沙漠腹地梭梭幼苗根系分布特征对不同灌溉量的响应

在塔克拉玛干沙漠腹地,采用分层分段挖掘法对不同灌溉量条件下(每株每次灌水35、24.5和14 kg)梭梭(Haloxylon ammodendron)幼苗根系的分布特征进行了研究。结果表明: 1)随着灌溉量的减少,梭梭幼苗根系生物量的分布格局有向深层发展的趋势,在不同灌溉量条件下地下垂直各层生物量与土壤垂直深度呈显著的负对数关系;2)各灌溉量梭梭幼苗的最大水平根长为垂直根长的2倍,但不同灌溉量根系生物量的水平分布趋势一致;3)吸收根生物量的垂直分布与土壤含水量的垂直变化基本一致,均呈“单峰型”曲线,但灌溉量不同,吸收根生物量峰值在土壤中出现的位置也不同,随着灌溉量的减少,吸收根集中分布区有向深层发展的趋势;4)根长、根表面积和根体积随着土壤深度的增加均呈“单峰型”曲线,灌溉量愈小,根长、根表面积和根体积的峰值愈位于土壤的深层;5)根冠比和垂直根深与株高之比随着灌溉量的减少而呈增加的趋势。     

Dynamics of root-shoot ratio and environmental effective factors of recovering Leymus chinensis steppe vegetation in Inner Mongolia, China

A field study was conducted to examine the relationships between the root-shoot ratio dynamics and the precipitation and temperature of the typical Leymus chinensis steppe recovering from grazing in Inner Mongolia, China. A former piece of pasture land that had been fenced off for 2 years was selected for the study, and aboveground and belowground biomass was collected from the study site along with local precipitation and temperature observations during the study period and was used in the analysis. The results indicated that 1) the seasonal change in both aboveground and belowground biomass in Leymus chinensis steppe demonstrated a pattern with a single peak occurring in August. 2) The root-shoot ratio showed a seasonal variation, with relatively high values at the beginning and the end of the growing season. The minimum ratio occurred in late August when the aboveground bio-mass reached its maximum. 3) The monthly root-shoot ratio was significantly correlated (p < 0.05) with the monthly precipitation two months ago, and with the mean temperature in the previous month. A regression model was built with the root-shoot ratio as the dependent variable, and precipitation and temperature as the independent variables. This regression could be used to model the monthly root-shoot ratio dynamics of Leymus chinensis steppe during the growing season.     

长白山北坡不同年龄红松年表及其对气候的响应

运用树木年轮气候学方法,研究了长白山北坡红松(Pinus koraiensis)不同年龄年表特征及其与气候因子间的关系,以期揭示年龄因素对年表的潜在影响。结果表明,平均年龄为63a的红松低龄年表与平均年龄为184a的高龄年表对气候的响应明显不同:低龄红松径向生长与当年1、2月月平均温度负相关(P<0.05),同时也受到上年及当年多个月份的月平均最高温度或最低温度的影响,但与降水的相关性未达到显著水平;高龄红松径向生长则与月平均温度间的关系不明显,而与当年1、2、4、6、7、9月的月平均最高温度正相关,与当年4月、9月的月平均最低温度负相关,同时受到上年5月及当年5月月总降水量的影响。因此,年龄因素对红松年表的气候响应方面存在一定影响,且高龄年表对气候响应的敏感性更高,包含有更多的气候信息。     

环境因子对蒙古莸种子萌发及幼苗建成的影响

蒙古莸(Caryopteris mongolica)是珍稀濒危的资源性植物,具较高的观赏和药用价值。其分布范围正日渐缩小。通过对内蒙古中西部干旱草原区蒙古莸天然种群实生苗的调查,以及在室内模拟不同环境条件,对蒙古莸种子萌发和幼苗建成进行研究,旨在探究这一物种珍稀、濒危的原因。结果显示:1)自然条件下蒙古莸种子在5—7月大量萌发,但在幼苗生长初期死亡率较高,使得自然种群更新强度仅为0.11株/m~2。2)蒙古莸种子不存在休眠现象,成熟采收后很快即可萌发。萌发对水分要求较宽范,但适宜其种子萌发的温度范围较窄,为25—30℃。3)蒙古莸幼苗生长的最适温度为25℃,能耐受每日短暂的高温胁迫(50℃)。持续的高温、低温和频繁的降水显著增大幼苗死亡率。研究认为,蒙古莸种子萌发的条件与幼苗存活的条件差异较大,同时满足其萌发和幼苗存活和生长的窗口条件比较严苛。其野生生长地的生境条件往往难以满足要求,这是限制蒙古莸通过有性繁殖进行自然种群扩散的主要原因之一。     

长期模拟增温对岷江冷杉幼苗生长与生物量分配的影响

川西亚高山针叶林是青藏高原东部高寒林区的重要组成部分,也是研究全球变化对森林生态系统影响的重要组成。长期模拟增温对川西亚高山森林树木的生长、物质积累及其分配格局的影响至今鲜有报道。以川西亚高山针叶林优势种岷江冷杉(Abies faxoniana)幼苗为研究对象,采用控制环境生长室模拟增温的方法,研究了模拟增温对岷江冷杉幼苗生长、物质积累及其分配格局的影响。结果表明,模拟增温(2.2±0.2)℃处理65个月后,岷江冷杉幼苗基径、株高、单株叶面积和比叶面积(SLA)均显著增加,比叶重(LMA)显著下降。增温对岷江冷杉幼苗的茎、侧枝、叶和总生物量具有显著的促进作用,对根生物量没有显著影响。岷江冷杉幼苗的叶重比(LMR)下降、枝重比(SMR)增加、根重比(RMR)无显著变化。长期增温能显著促进岷江冷杉幼苗的生长和物质积累,改变生物量分配格局,促使叶片物质向茎转移,降低光合物质投入。     

酚酸物质对红松种子萌发及苗木生长和生理特性的影响

通过室内模拟试验,阐明阔叶红松林中已测得含量较高的3种酚酸物质（苯甲酸、丁香酸和香草酸）对红松种子萌发及苗木生长的影响,为探索阔叶红松林内化感作用机理及解决红松更新障碍问题提供科学依据。采用培养皿培养法及室内盆栽培养法,以红松种子和3年生红松苗为试验对象,设置不同浓度（2、20、200 mg/L）苯甲酸、丁香酸、香草酸处理液,以蒸馏水为对照（CK）,进行红松种子萌发试验及红松苗木生长试验,研究3种酚酸物质对红松种子发芽、苗木生长、光合色素、抗氧化酶活性、膜脂过氧化作用及渗透调节物质的影响。结果表明,（1）不同浓度3种酚酸均抑制红松种子萌发,但酚酸浓度变化仅对红松种子发芽率影响差异显著。（2）3种酚酸对红松苗木生长及物质积累抑制作用显著。浓度变化对红松苗株高及地径影响不显著,对生物量、根干重和茎干重影响显著。（3）针叶叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量变化对酚酸处理反应一致,20 mg/L的3种酚酸均显著抑制光合色素产生,而200 mg/L丁香酸溶液及2 mg/L香草酸溶液均显著促进叶绿素a和类胡萝卜素积累。（4）酚酸处理使红松苗针叶中POD、CAT活性降低,SOD活性增加。针叶中MDA含量显著增加,200 mg/L丁香酸溶液处理组针叶MDA含量高于CK处理组70.51%。（5）不同浓度苯甲酸溶液促进可溶性糖增加,抑制可溶性蛋白增加;不同浓度丁香酸溶液促进可溶性蛋白增加,而不同浓度香草酸溶液抑制可溶性蛋白增加,二者对可溶性糖含量影响受浓度变化影响显著。苯甲酸、丁香酸、香草酸影响红松种子萌发,通过对红松苗光合色素、抗氧化酶活性及渗透调节物质的影响导致其生长受抑制、生物量减少,产生膜脂过氧化伤害。因此,解决阔叶红松林内红松更新障碍问题时,凋落物及土壤中酚酸物质的化感作用不容忽视。     

模拟酸雨对蒙古栎幼苗生长和根系伤流量的影响

选择中国北方落叶阔叶林的主要组成树种蒙古栎(Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.)的1年生幼苗为研究对象,设置4个酸雨酸度(重度、中度、轻度和对照)和3个降雨量(自然雨量和增、减雨量30％),以期阐明酸雨对蒙古栎幼苗形态生长、生物量和根系伤流量的影响,探讨中国北方日趋严重的酸雨是否会影响蒙古栎幼苗的生长,为酸雨区森林恢复植物的选择提供依据.研究结果显示:1)在本实验的酸雨酸度下,酸雨降雨量的增加对蒙古栎幼苗各生理生态指标均有一定的促进作用;2)酸雨酸度对蒙古栎幼苗形态和生物量的影响不显著,但酸度增加降低了幼苗的根系伤流量;3)增雨的重度酸雨处理促进了蒙古栎幼苗形态生长和生物量累积;4)两因素对蒙古栎幼苗的影响没有交互作用.说明蒙古栎对酸雨具有一定的抗性,可考虑选择为酸雨区植被构建的物种.     

Complex combination of seed dormancy and seedling development determine emergence of Viburnum tinus (Caprifoliaceae)

BACKGROUND AND AIMS: The shrub Viburnum tinus is widely distributed in mattoral vegetation of the Mediterranean basin. The purpose of the present study was to classify the seed dormancy type and examine the requirements for embryo growth, root protrusion and shoot emergence. METHODS: Overwintered fruits were collected in western Spain in April 2001 and prepared in three ways: entire pericarp was removed, exocarp and mesocarp were removed or fruits were left intact. Fruits treated in these three ways were subjected to artificial annual temperature cycles or to constant temperature regimes for 1.5 years. KEY RESULTS: Removal of exocarp and mesocarp was necessary for embryo growth and germination. High temperature favoured dormancy alleviation and embryo growth, intermediate to low temperatures favoured root protrusion, and intermediate temperature shoot emergence. There was substantial germination at constant temperature regimes, indicating an overlap between temperature intervals suitable for the different stages of embryo and seedling development. Functionally, V. tinus has the same root and shoot emergence pattern that is described for other Viburnum species considered to have epicotyl dormancy. However, the requirement for high and low temperatures for radicle protrusion and epicotyl emergence, respectively, was missing in V. tinus; these characters are the foundation for the epicotyl dormancy classification. CONCLUSIONS: It is concluded that V. tinus does not have epicotyl dormancy. Instead, there is a combination of a weak morphophysiological dormancy and a slow germination process, where different temperatures during an annual cycle favour different development stages. The present study suggests that the first complete seedlings would emerge in the field 1.5 years after fruit maturation in October, i.e. seed dispersal during winter, embryo growth during the first summer, root protrusion and establishment during the second autumn and winter, and cotyledon emergence during the second spring.