大兴安岭典型灌木叶片功能性状对环境因子的响应

以大兴安岭地区典型灌木为研究对象,测定兴安杜鹃(Rhododendron dauricum)、杜香(Ledum palustre)、越橘(Vaccinium vitis-idaea)和绣线菊(Spiraea salicifolia)4种灌木的叶厚度、叶组织密度、比叶面积、叶干物质含量、叶碳含量、叶氮含量、叶磷含量、叶碳氮比、叶氮磷比共9个叶片功能性状,探究不同灌木叶片功能性状特征及其与环境因子间的关系,揭示灌木的生态适应策略。结果表明：4种灌木的叶片功能性状差异均达显著水平(P<0.05);相对而言,杜香和越橘的叶厚度较大(分别为0.279、0.305 mm),比叶面积较小(220.95、211.90 cm²·g^-1),叶干物质含量较高(0.463、0.384 g·g^-1),说明它们对资源的利用率高,对环境的适应能力强;而兴安杜鹃和绣线菊主要通过减小叶片厚度、增大比叶面积来维持叶片合成有机物质的能力;4种灌木的比叶面积均与叶厚度、叶组织密度呈显著负相关;兴安杜鹃、杜香、绣线菊的比叶面积还与叶干物质含量呈显著负相关;...     

滨柃叶功能性状对环境因子的响应

植物叶功能性状能反映植物对不同环境的响应及适应策略。以福建省福州市平潭海坛岛、大练岛、大怀屿的滨柃(Eurya emarginata)为研究对象,通过测定滨柃16项叶功能性状及14项环境因子,分析了环境因子对滨柃叶功能性状的影响。结果表明：(1)滨柃叶功能性状变异系数介于2.26%—25.78%,其中叶体积变异程度最大(25.78%),叶含水量变异程度最小(2.26%)。不同海岛滨柃大部分叶功能性状存在显著的差异性(P<0.05),说明滨柃叶片功能性状多样性丰富,其对异化环境表现出较强的适应性;(2)不同海岛的土壤因子指标间差异显著(P<0.05);(3)通过系统聚类可将30份滨柃聚为两类,海坛岛和大练岛为一类,大怀屿为一类,结果与海岛类型和地理分布相吻合;(4)冗余分析表明,滨柃的叶功能性状主要受郁闭度、土壤全钾、土壤有效磷、海拔、速效钾及碱解氮等环境因子的影响。研究结果表明滨柃叶片功能性状可通过一定的性状变异和性状组合,以及与环境因子间的相互作用弥补生境的不足,较好地适应海岛恶劣环境,研究结果有助于理解滨柃对不同海岛生境的响应特征及其在海岛的生态策略,对探究滨柃的资源利...     

不同居群山桐子果实表型性状变异及与环境因子的关系

以国内14个山桐子居群为研究对象,采用方差分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法,探究山桐子果实表型性状变异及其与环境因子的关系。结果表明：(1)山桐子的9个果实表型性状在居群间和居群内均有广泛变异,居群间各表型性状的变异系数为6.47%—32.51%,居群内各表型性状的变异系数为4.69%—35.21%。单串果穗重和单串果实重的变异系数较大,单果横径、单果纵径及单果重的变异系数均较小。河南农业大学林木种苗繁育工程技术中心居群表型变异最丰富,四川省方山村居群最小。山桐子果穗表型性状与果实产量性状呈显著正相关,通过聚类分析可将山桐子14个居群分为4个类群,类群Ⅳ中山桐子果实表型性状最为优良,果穗大、单果重,表现出突出的育种优势。(2)山桐子14个居群地土壤pH在5.36—8.49范围内,多数居群土壤为酸性,土壤有效氮、有效磷、有效钾含量低。(3)环境因子中全氮对山桐子果实表型性状影响较大,土壤pH、有效磷含量与果实表型性状存在显著相关性。山桐子果实表型性状存在丰富变异,果穗外形对其产量有着显著影响;土壤pH及有效磷含量是影响山桐子果实表型性状的主要土壤养分因子,在生产中或可通过调节...     

无患子关联分析实生群体的表型性状

为寻找适于进行关联分析的无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)群体,寻找开发与主要经济性状紧密关联的分子标记,在无患子主要分布区选出一个由110棵实生单株组成的满足关联分析的群体。对群体内每单株的25个表型性状利用单因素方差分析、主成分分析和相关性分析等方法进行分析。结果表明:该群体25个表型性状中23个性状变异为显著(P0.05),其中7个表征经济的性状变异达到极显著(P0.01),25个性状的变异程度差异较大,变异系数范围为5.53%~65.67%;主成分分析表明种实性状、树体性状和果枝性状是主要的性状变异;表型变异在群体内分布均匀、无明显层次结构,但性状间存在不同层次的相关性。结果表明,该群体是进行无患子关联分析研究的理想群体,可以以该群体为基础选择不同利用目标的优良单株,可以该种群为基础材料开展无患子分子辅助育种工作。     

四种松毛虫表型性状多样性与环境因子的关系

对马尾松毛虫、落叶松毛虫、云南松毛虫、思茅松毛虫4种松毛虫的8个表型性状(蛹重、蛹长、雌雄虫体重、雌雄虫翅展和雌雄虫体长)进行了遗传多样性分析.结果表明:8项性状指标在4种松毛虫之间差异极显著;在所有性状中变异系数最大的是蛹重(CV=51.99％);对各种群变异系数比较分析发现,变异系数最大的是落叶松毛虫,最小的是云南松毛虫.主成分分析表明,蛹长、雌虫体重和雌虫翅展3个主分量构成的信息量基本能代表这8个性状的变异.系统聚类的结果为马尾松毛虫与落叶松毛虫聚为第一分支,思茅松毛虫和云南松毛虫聚为第二分支.松毛虫属昆虫表型性状的变异与生态环境因子的相关性较密切.     

松花江哈尔滨段浮游植物群落格局及其与环境因子的相关性

松花江是黑龙江在我国境内的最大支流,流经吉林、黑龙江两省。松花江哈尔滨段是哈尔滨市工农业生产与生活用水的重要水资源,近年来由于人类活动的频繁影响,水体质量有所下降。鉴于此,于2018年春、夏、秋三季(4月、8月和10月),在松花江哈尔滨段设置14个采样点,对电导率、总氮和总磷等理化指标进行测定,同时对其浮游植物群落结构及环境因子相关性进行研究。利用群落相似性分析(ANOSIM)探讨浮游植物群落时空分布差异;通过SIMPER分析筛选出影响群落时空格局的关键物种。基于优势种和10项理化指标的冗余分析(RDA)揭示了浮游植物群落生态分布特征并对关键影响因子进行识别。研究结果表明,调查期间共鉴定浮游植物136种,其中优势种15种,群落结构主要以硅藻门和绿藻门的物种构成。松花江哈尔滨段浮游植物群落结构与过去10余年间相比较为稳定。ANOSIM和SIMPER分析表明,季节变化和人为活动干扰对浮游植物群落时空格局具有一定驱动作用,蓝藻门物种的空间分布活动干扰影响明显。RDA分析表明,浮游植物分布特征与水环境时空异质性关系密切,驱动松花江哈尔滨段浮游植物群落时空分布的主要水环境因子为电导率、总磷、浊度和pH。     

基于种实性状的无患子天然群体表型多样性研究

无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我国长江以南地区传统的重要绿化树种,其果皮富含皂苷,种仁富含油脂,是国家林业局审定的新型木本油料树种之一。为揭示无患子群体间和群体内种实表型性状变异式样,采用单因素方差分析、巢式方差分析、相关分析和主成分分析等方法,对无患子13个天然群体的10个种实表型性状进行比较分析,研究其群体间和群体内种实表型多样性以及表型变异与地理生态因子间的相关性。结果表明:无患子种实表型性状变异系数平均为7.34%,在群体间和群体内均存在丰富的表型变异。表型性状分化系数平均为62.21%,群体间变异(39.93%)大于群体内(27.46%),是无患子种实表型性状变异的主要来源。多数性状在群体间差异显著,不同程度的表现出边缘群体易于分化的特点,但地理变化规律不连续,而在群体内不同性状的差异性亦不一致。种子形态受群体地理生态的影响较果实形态大,西北部群体种子趋于椭圆形,东部、南部则趋于圆球形;地理纬度、年平均气温与多数种实性状间呈显著相关,是无患子种实表型性状变异的主要地理生态影响因子。可见,无患子种实表型性状在群体间、群体内变异都较为丰富,这些变异是由遗传和环境因素共同作用的结果。群体间和群体内多层次的变异为无患子优良种质资源保育和利用提供了物质基础。     

查干湖湿地浮游植物与环境因子关系的多元分析

采用野外采样调查的方法,结合聚类(Cluster)、多维排序尺度(MDS)、冗余度分析(RDA)以及Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰度指数等手段,研究了查干湖湿地2012年平水期(5月)和丰水期(9月)浮游植物的种群结构特征、多样性及其与环境因子的相关性。调查期间共发现浮游植物127种,隶属于5门53属,其中硅藻门52种,占40.94%,绿藻门46种,占36.22%;蓝藻门25种,占19.69%。从浮游植物丰度看,平水期蓝藻最为丰富(占丰度的39.85%),其次为硅藻(占36.19%)和绿藻(占21.33%),而丰水期绿藻(占70.84%)占绝对优势。查干湖湿地研究区可划分为主湖区和新庙泡两个区域,浮游植物丰度时空差异显著:其平均值为平水期(658.0×104个/L)丰水期(459.3×104个/L),主湖区丰度是新庙泡的8—10倍。相关分析表明:平水期和丰水期浮游植物丰度均与盐度呈显著正相关;平水期浮游植物丰度与pH值、磷酸盐(PO3-4)显著负相关,说明平水期浮游植物丰度空间差异主要受盐度和营养盐的影响,主湖区盐度(52.0 mg/L)是新庙泡(16.0 mg/L)的3.3倍,同时主湖区的磷酸盐(PO3-4)(0.045 mg/L)是新庙泡(0.012 mg/L)的3.8倍;而丰水期由于营养盐没有显著差异,浮游植物丰度空间差异主要受盐度影响。除野外调查结果外,基于Bray-Curtis相似性计算的聚类和多维排序尺度分析也表明据研究区可划分为主湖区和新庙泡两个区域。RDA显示:影响查干湖湿地浮游植物分布的关键环境因子,平水期是pH值、TN和BOD5,丰水期是盐度、PO3-4和BOD5。平水期优势属喜低碱、低磷素、高氮素的生境,而丰水期优势属则喜欢微碱性、高盐度、高磷素、高BOD5的生境。调查期浮游植物优势种群为温带小型藻类,能迅速吸收营养盐并进行繁殖生长,在较高营养盐条件下可以形成较高的相对丰度。根据浮游植物生态指标对查干湖湿地水质污染程度进行现状评价表明查干湖湿地处于β-中度污染水平。     

科尔沁沙地不同种源元宝枫功能性状变异及其环境驱动因子

【目的】研究不同种源地木本油料植物功能性状变异及其环境驱动因子,对其核心育种群体构建和良种选育具有重要的意义。【方法】文章以分布于科尔沁沙地周围的乌丹塔拉、松树山、代钦塔拉3个中国现存最大的元宝枫天然林为研究对象,测定其叶片和种子功能性状、土壤理化性质,同时结合气候数据,采用方差分析、相关性分析、RDA排序分析以及构建PLS-SEM模型等方法,研究内蒙地区不同种源地元宝枫功能性状的变异程度以及性状与环境之间的相关性,探究元宝枫功能性状与环境因子之间的关系。【结果】结果表明：（1）3地元宝枫各个功能性状的差异性明显,各性状的变异系数表现为比叶面积（SLA）>油酸含量（OA）>种子长宽比（ZC∶ZK）>碳氮比（C∶N）>神经酸含量（NA）>种子油脂含量（OC）>亚油酸（LOA）>叶片碳含量（LCC）,种源间变异系数范围为3.81%～19.51%,种源内变异系数范围为3.60%～14.64%,种源间变异大于种源内变异;（2）3个种源地中,代钦塔拉地区油脂、亚油酸含量最高,乌旦塔拉地区的神经酸含量最高;（3）相关性结果显示,元宝枫功能性状与环境因子间存在显著的相关关系;（4）RDA分析结果显示,环境因子可以解释24.1%的元宝枫功能性状变异,土壤有机质（SOM）和气温季节性变异系数（BIO-4）为主导生态因子,气象和土壤共同决定元宝枫功能性状的变异,且气象因子起主导作用;（5）PLS-SEM模型显示,元宝枫叶片及种子性状与油脂指标之间的路径系数较小,协同作用不显著,年均温是元宝枫油脂相关指标的主要影响因子,且其与油脂相关性表现出负相关,即较低的温度有利于元宝枫种实油脂的积累。【结论】研究表明,气象是驱动元宝枫功能性状变异的主导环境因子,且气温是决定元宝枫种实油脂含量的关键因子,该研究结果可为油用元宝枫定向培育提供理论基础。     

西安城市河流浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

为探究西安市城市河流浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,分别于2020年10月和2021年6月对灞河、浐河、沣河及黑河共计24个采样点进行了浮游植物群落组成、细胞密度和生物量的调查研究,并利用冗余分析(RDA)研究环境因子对浮游植物群落结构的影响。调查结果显示,枯水期共鉴定出浮游植物6门115种,主要包括蓝藻门(11.30%)、硅藻门(54.78%)及绿藻门(26.96%),浮游植物细胞密度均值为(3.36±3.50)×106 cells/L,生物量均值为(1.79±3.59) mg/L。丰水期共鉴定出浮游植物7门168种,主要包括蓝藻门(7.74%)、硅藻门(51.79%)及绿藻门(29.76%),浮游植物细胞密度均值为(9.17±9.73)×10⁶ cells/L,生物量均值为(6.54±11.57) mg/L。与枯水期相比,丰水期在物种数量、细胞密度和生物量都大于枯水期。聚类分析结果表明,西安城市河流大部分采样点之间浮游植物群落结构及水环境状况具有相似性,而人类活动可能是导致其余点位具有空间差异性的主要原因。冗余分析(RNA)结果表明影响西安市城市河流...     

青藏高原东缘常见阔叶木本植物叶片性状对环境因子的响应

叶片性状-环境关系对于预测气候变化对植物的影响至关重要。该研究以青藏高原东缘常见阔叶木本植物为研究对象, 从47个样点采集了332个物种共666个种群的叶片, 测量了15个叶片性状, 调查了该区域木本植物叶片性状的变异程度, 并从种内和种间水平探讨了叶片性状对环境的响应及适应策略。结果表明, 反眏叶片大小的性状均具有较高的变异, 其中, 叶片面积是变异程度最大的性状。除气孔密度外, 大多数叶片性状与海拔显著相关。气候是叶片性状变异的重要驱动因素, 3.3%-29.5%的叶片性状变异由气候因子组合解释。其中, 气温对叶片性状变异解释度最高, 日照时间能解释大部分叶片性状的变异, 而降水量对叶片性状变异的解释度相对较小。与环境(海拔和气候因子)显著相关的叶片性状在种内明显少于种间水平, 可能是植物性状之间的协同变化与权衡使种内性状变异比较小, 从而减弱了种内叶片性状与环境因子的相关性。研究结果总体表明,叶片性状与木本植物对环境的适应策略密切相关, 植物通过选择小而厚的叶片和较短的叶柄以适应高海拔的 环境。     

杨树生理生态指标与环境因子之间相关性分析

为了揭示杨树生理生态指标与环境因子间综合复杂的关系,找出重要指标,在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究水分胁迫对杨树生理生长变化的影响;在人工控制条件下,研究叶片净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)随光合有效辐射(PAR)和CO2浓度变化的反应关系;在中度干旱条件下,通过直接相关和综合相关分析,揭示各指标间相互影响的复杂关系。结果分析表明,水分胁迫对杨树生理生长变化有显著影响,是主要因子。在中度干旱条件下,对杨树有重要影响的因子依次为:光合有效辐射(PAR)、CO2浓度、大气温度(Ta);能够反映杨树生理生态特性的重要指标依次为:耗水量、蒸腾速率(Tr)、呼吸速率(R)和净光合速率(Pn).由此获得基本结论:杨树的生理生长变化受土壤水分、光合有效辐射(PAR)、大气CO2浓度和大气温度等多个环境因子的综合影响极其显著,其生理生长变化特征也宜采用多个指标来反应。直接相关分析不足以反映它们间的复杂关系,综合分析优于直接相关分析,分析方法科学合理,值得研究推广。     

Trade-offs between plant leaf hydraulic and economic traits

Leaf is the most important organ for carbon-water coupling of a plant because it is the primary medium for photosynthesis. It also acts as the hydraulic bottleneck and safety valve against hydraulic catastrophic dysfunctions. The leaf economics spectrum, which reflects the balance between investments and returns of leaf economic traits, provides a useful framework for examining species strategies as shaped by their evolutionary history. Changes in leaf hydraulic traits will influence leaf economic traits as well as plant survival and growth. Exploring trade-offs between leaf hydraulic and economic traits is thus of significance for modeling carbon-water relations, understanding the mechanisms of water/carbon investments, and extending the leaf economic spectrum. In this review, we first examined the trade-offs between leaf hydraulic and economic traits. Specially, we analyzed the relationships between leaf hydraulic conductivity and hydraulic vulnerability, water potential at the turgor loss point, water capacitance, safety margin, and leaf morphological, structural and functional traits. We then discussed potential mechanisms regulating leaf hydraulic and economic traits from leaf morphology, anatomy, venation, and stomatal functions. Finally, we proposed future research to: (1) develop an integrated whole-plant economics spectrum, including carbon-nitrogen-water resources and root-stem-leaf hydraulic transport system that will help revealing ecophysiological mechanisms of plant structure-functional coupling, carbon sequestration and water use; (2) explore a generalized trade-offs among leaf hydraulic safety, hydraulic efficiency and carbon fixation efficiency to advance our understanding of the relationships between biophysical structure and physiological metabolism in plant leaf construction under drought stress; and (3) explore the carbon-water metabolic relationship and coupling of water transport and growth rate for the metabolic theory and predictions at community scale.     

植物叶片水力与经济性状权衡关系的研究进展

叶片既是植物光合产物形成的主要场所, 又是整株植物的水力瓶颈、应对灾难性水力失调的安全阀门, 是植物碳水耦合权衡的重要器官。叶经济型谱反映了叶片经济性状“投资-收益”的权衡, 为验证植物进化过程中形成的物种对策提供了适用的理论框架。叶片水力性状变化会影响叶片经济性状及植物存活和生长。因此, 探索植物叶片水力与经济性状的权衡关系, 对建立植物碳-水耦合模型、揭示植物水-碳投资机理、扩展植物性状型谱等均有重要意义。该文首先综述了叶片水力性状、经济性状及两者之间的权衡关系, 分析了叶片导水率与水力脆弱性、失膨点水势、水容、安全阈值等水力性状以及与叶片的形态、结构和气体交换功能性状之间的关系。然后, 从叶片形态、解剖和叶脉网络结构以及气孔功能方面探讨了叶片水力性状与经济性状的调节机制。最后, 提出今后应加强三方面的研究: (1)探索建立植物根-茎-叶水力输导系统的碳-氮-水资源的整株经济型谱, 以揭示植物功能结构耦合、高效固碳用水的生理生态学机制; (2)探索叶片水力安全、水力效率和固碳效率之间的普适性权衡关系, 以深入理解抗旱植物叶片构建的生物物理结构与生理代谢的关系; (3)探索个体水平碳水代谢关系、水分运输与生长速率的耦合, 为代谢推演理论和植物群落尺度预测提供基础。     

EPT昆虫群落分布与环境因子的相关性

为了研究EPT昆虫与水环境因子的相关性,在2006年6-7月和9-10月分季在丹江口水库两条主水源河流上分设5个采样点,对EPT昆虫和水质采样检测。结果共检测到EPT昆虫780头,为12科16种(或种团),水质理化指标7项。简单相关分析与复相关分析都表明,氮浓度、磷浓度、生化需氧量与EPT昆虫密度呈极显著正相关（P<0.01）,与EPT昆虫的种数呈极显著负相关（P<0.01）。典型相关分析表明,EPT昆虫组与环境因子组有极显著的正相关（P<0.0001）,EPT昆虫组主要目为蜉蝣目和襀翅目,环境因子组主要因子为氮浓度、磷浓度、生化需氧量。由此得出：即使在低污染、低营养程度的水环境下,EPT昆虫与环境因子也表现出群体的显著相关性,环境因子对EPT昆虫分布有重要影响。     

植物叶片气孔性状变异的影响因素及研究方法

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,在全球水和碳循环中发挥着重要作用.植物的气孔性状包括气孔密度、气孔形状和大小、气孔指数等,是植物在进化过程中对外界环境因子长期适应的结果,并对环境因子变化表现出高度的敏感性.本文评述了国内外近30年来植物气孔性状与大气CO₂浓度、温度、水分、光照等环境因素的关系研究的主要方法和成果,展望了今后植物气孔性状对气候变化响应的主要研究方向.     

贵州波多洞和甲良洞内部分环境因子与动物群落结构的相关性

在2002-2005年的2月和7月多次赴荔波波多洞和甲良洞对肉眼能见到的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集。在波多洞共获标本1045号,隶属3门6纲13目27科45种或类群,在甲良洞共获标本469号,隶属3门6纲9目24科52种或类群。根据上述两洞内各光带中动物种类和数量组成,可划分为6个动物群落。经群落多样性分析,物种丰富度、群落多样性、最大多样性、均匀度、优势度和相似性指数最高的分别是群落D（8.3223）、D（3.4677）、D（3.8286）、D（0.9057）、C（0.0404）和D-E（0.6611）。环境因子与群落多样性的相关分析结果显示：土壤中有机质的含量与物种数、物种丰富度、群落多样性和群落最大多样性指数都呈极显著正相关（相关系数分别为0.908、0.913、0.826和0.818）,与群落均匀度指数呈显著正相关（相关系数为0.674）;空气中CO2的含量与物种数、物种丰富度、群落多样性、群落最大多样性和均匀度指数都呈负相关（相关系数分别为-0.324、-0.552、-0.573、-0.345和-0.742）。这些结果暗示土壤有机质的含量和空气中CO2的含量是影响洞穴动物群落变化的重要因子。     

次生栎林蒸腾强度与生态因子的关系

采用多元回归分析和灰色关联分析方法,探讨下蜀次生栎林蒸腾强度与生态因子的相关关系。研究认为用二次工咕次多项式回归方程和指数回归方程拟合更能反映各生态因子在整个生长季中与蒸腾强度关系的性质。影响蒸腾强度的主要生态因子是温度和净辐射;其次是空气相对湿度和土壤热流通量;风速和土壤含水率的影响很小。灰色关联分析与多元回归分析的结论一致。研究结果为进一步阐明次生栎林的结构和功能提供了理论基础。     

海岛植物不同演替阶段植物功能性状与环境因子的变化规律

植物功能性状与环境之间的关系是功能性状研究的重点,环境因子驱使植物功能性状发生变化,进而推动群落发生演替。以平潭岛4个不同演替阶段的森林植被(灌草丛、针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林)为研究对象,结合不同群落演替阶段的物种特征和群落结构,分析海岛不同演替阶段茎、叶功能性状的变化规律,以及功能性状与环境因子的关系。结果表明:(1)随着演替的进行,土壤养分和水分逐渐增加,土壤pH逐渐下降。比叶面积(SLA)、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)、茎氮含量(SNC)、茎磷含量(SPC)下降后上升,叶厚度(LT)、叶片碳含量(LCC)、茎碳含量(SCC)与之相反,叶干物质含量(LDMC)、茎组织密度(STD)逐渐上升。(2)冗余分析表明,演替早期植物主要分布在土壤pH、容重高的贫瘠环境,拥有较高SLA、SNC、SPC、LPC的性状组合;演替后期植物主要分布在土壤养分和水分高的肥沃环境,拥有较高的STD、LDMC、LCC、LNC的性状组合。其中,土壤有机质和全氮含量是影响海岛植物演替过程中功能性状变化的关键环境因子。研究海岛植物功能性状与环境之间的关系随演替的变化规律,探讨各演替阶段功能性状和环境特征,以及功能性状如何响应环境变化。旨在为今后选择合适的树种进行海岛植被修复和重建提供依据。