长白山不同海拔岳桦非结构碳水化合物含量的变化

 通常认为, 随着林木不断接近其海拔分布极限, 光合作用产量不断下降, 导致碳水化合物供应不足(碳供应限制), 或者低温限制了碳投资(生长限制)。植物组织内非结构性碳水化合物(Nonstructural carbohydrates, NSC)的含量反映了植物碳供应与碳吸收的平衡。为了检验“碳供应限制”和“生长抑制”假说, 我们对长白山海拔1 700~ 2 050 m的自然生境下生长的岳桦(Betula ermanii)的叶片和枝条组织的NSC含量进行了比较。结果表明: 岳桦叶片的NSC含量随海拔升高变化不显著, 枝条的NSC含量随海拔升高显著增加; 叶片和枝条中淀粉含量与可溶性总糖含量的比值均随海拔的升高而减小; 林线附近的岳桦林木不存在碳水化合物供应不足的问题, 这在一定程度上表明生长限制导致长白山岳桦林线的形成。     

海拔梯度对长白山北坡岳桦水分利用效率的影响

以分布于长白山北坡海拔1800～2050 m的岳桦林为对象,以叶片碳稳定同位素(δ13C)值作为岳桦长期水分利用效率指示值,探讨海拔梯度对岳桦林水分利用效率的影响.结果表明:随海拔升高,岳桦林土壤体积含水量、比叶质量极显著增加,而叶片含水量和土壤温度显著降低;岳桦叶片δ13C值与海拔呈极显著正相关,增幅为1.013‰·(100 m)-1,与土壤体积含水量、比叶质量呈显著正相关,与生长季土壤平均温度、叶片含水量呈显著负相关.温度不是长白山林线的唯一限制性因子,海拔梯度上水热条件的差异及其交互作用可能造成岳桦生长期间的生理干旱.     

不同海拔长白山岳桦的生理变化

通过分析长白山国家级自然保护区内不同海拔(A1:1700 m, A2:1800 m, A3:1900 m, A4:2000 m, A5:2050 m)梯度岳桦叶片中各种生理指标含量的变化,探讨了林线树木适应高山环境的生理机制.结果表明:随着海拔的升高,比叶面积(SLA)显著减小,A5与A1相比下降了35.90%,差异达到显著水平;叶绿素含量随海拔梯度升高而降低,但叶绿素a/b比值(Chla/Chlb)和Car的相对含量(Car/Chl)随海拔梯度升高而增加;在海拔1900 m左右,MDA含量和MP均处于最低水平,各种酶的活性均为最低;当海拔超过2000 m,接近森林分布的界限时,MDA含量和MP升高,并达到最大值,各种酶的活性都出现了一定程度的下降.综合本次研究表明, 在海拔1900 m比较适合岳桦的生长;海拔超过2000 m,岳桦体内生理抗性下降,不利于岳桦的生长发育,因此高海拔限制了岳桦的分布.     

长白山北坡林线灌木草本植物与岳桦的动态关系

本文以长白山北坡林线为研究区,调查125个样方内岳桦种群的径级结构与林线灌草植物的生态重要值。采用常规统计和聚类方法分析岳桦种群与8种常见灌草植物的动态特点,采用典型与单因子相关分析岳桦动态与林线灌草植物的变化关系。结果表明岳桦种群扩张带动林下灌草的相继移动,林线上侵不仅是单一乔木的变化,而是森林群落向苔原群落的入侵,从空间上挤占生态位的过程。另外,这种替代中各个成分变化也存在差异,由于各种植物在群落中的地位和生态竞争力的区别,在替代过程中不同植物变化也具有明显的异步性。     

西双版纳橡胶林生物量随海拔梯度的变化

对西双版纳低(550~600 m)、中(750~800 m)、高(950~1050 m)3个海拔梯度上橡胶林地上及各器官的生物量进行了测定。结果表明,海拔从低到高,地上生物量和干生物量都呈降低趋势,干生物量占地上生物量的70%以上;海拔间的地上生物量和干生物量差异显著(P<0.05)。枝和叶生物量为中海拔最高,低海拔次之,高海拔最低,二者分别占地上生物量20%和5%左右,仅高海拔和低海拔间差异显著(P<0.05)。气温的海拔间差异可能是引起生物量海拔间差异的重要原因之一。3个海拔上各器官生物量大小顺序为:干>枝>叶。橡胶林低海拔模型用于中海拔和高海拔、混合模型用于各海拔的生物量计算会导致不同程度的误差。     

摩天岭北坡森林木本植物叶性状在物种和群落水平沿海拔梯度的变化

该研究采用样线和样地相结合的方法,对甘肃省白水江国家级自然保护区摩天岭北坡大垭子梁森林不同海拔(1 600~2 100m)的植物群落进行野外调查、采样分析,并运用线性回归分析、Pearson相关性分析及曲线拟合分析方法,研究木本植物的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳氮磷含量(LCC、LNC、LPC)及其计量比(C/N、C/P、N/P)等叶性状变化特征,以及在物种和群落水平随海拔梯度的变化趋势和相关性。结果表明:(1)摩天岭北坡大垭子梁山地森林为落叶阔叶林带,共有木本植物13科23种,其中乔木6种,灌木17种,且整体上灌木种类较为丰富。此外,有些物种在不同海拔间都有分布,如华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、胡枝子(Lespedeza bicolor)等,反映出不同植物对于异质环境的适应。(2)8个叶功能性状中变异系数最小的是LCC(4.6%),属于弱变异,最大的是SLA(42.1%),其他叶性状都属于中等变异,表明在其他叶性状的协同作用下,使得木本植物的碳获取保持在一定的水平以确保群落的稳定性。(3)叶片功能性状间的关联性普遍存在,是植物适应环境的一种对策.该研究表明SLA-LNC以及LNC-LPC在物种和群落水平上的相关性及其相关程度均一致,而其他叶性状间相关关系则有所不同,这为以后进行大尺度研究时对叶性状的选择提供了一定的依据。(4)叶性状随海拔的变化趋势,除C/N和N/P在物种和群落水平上变化趋势不一致外,其他各个性状随海拔的总体变化趋势基本一致,但显著程度只有LNC一致外其他均不同,反映了木本植物的不同叶片功能性状对海拔造成的不同环境的适应。     

不同气候带间成熟林植物叶性状间异速生长关系随功能型的变异

为研究不同生物气候带内植物叶片大小与叶柄干重间的异速生长关系, 探讨不同植物功能型对叶内异速生长关系的效应, 在黑龙江呼中、吉林长白山、北京东灵山、浙江古田山、湖北神农架和四川都江堰6个地区, 选择典型地带性成熟林进行主要木本植物的叶片和叶柄性状的测定与统计分析。结果表明: 不同功能型和气候带植物叶片干重、面积、体积均与叶柄干重之间存在着显著的异速生长关系, 共同斜率分别为0.82、0.70和0.80, 均显著小于1.0。在相同叶柄干重下, 灌木较乔木支持更大的叶片体积, 但它们支持的叶片干重与叶片面积无显著差异; 常绿植物在给定叶柄干重下较落叶植物支持更高的叶片干重与体积, 但其支持的叶片面积小于落叶植物; 除神农架地区外, 在给定叶柄干重下, 亚热带的古田山、都江堰地区的植物较温带地区的植物支持更大的叶片干重、面积与体积, 而亚热带神农架地区的植物叶柄支持的叶片大小(面积、体积、干重)与温带地区相近。结果表明, 叶柄限制了叶片的不断增大(包括面积、体积和干重), 叶片和叶柄之间的异速生长关系受功能型、气候带及生境条件的影响。     

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...     

长白山北坡植物群落间物种共有度的海拔梯度变化

群落同各生活植物及种所有植物种的共有度,一定程度上反映了群落间的相关性及沿环境梯度的物种替代关系。应用梯度格局法在长白山北坡海拔700－2600m之间,海拔每上升100m设置一块样地,共计20块样地,应用Jaccard指数,对各海拔植物群落间物种共有度的海拔梯度变化进行了分析,不同海拔群落间物种的共有度,无论以哪一层次的植物来表达,基本都以与其最相邻海拔的群落之间为最高;如相邻海拔的两个群落属于不同植被类型,其共有度较低。群落间物种共有度的峰值与谷点反映了群落类型随海拔具有间断性变化,乔、灌、草各生活型物种的共有度以及所有植物物的共有度,在同一海拔差群落间的数值都非常接近,并均随着海拔的增加呈明显的下降趋势,表明群落各层次物种的构成有很大的相关性以及物种之间的共存性。     

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。     

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.     

沙拐枣叶功能性状对生境变化的响应

【目的】揭示民勤地区沙拐枣叶功能性状在不同生境的变异规律,探明沙拐枣对干旱荒漠环境的适应策略。【方法】以民勤绿洲-荒漠过渡带沙拐枣(Calligonum mongolicum)为对象,采用样方法采集样株东西南北4个方向中部生长良好的叶片,用土钻采集植株根系附近深度为0—60 cm的土壤样本,比较分析丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶功能性状特征及相关性,揭示沙拐枣叶功能性状与土壤因子的关系。【结果】(1)沙拐枣叶功能性状的变异系数介于2.39%～24.94%,比叶面积(SLA)变异系数最大(24.94%),稳定碳同位素(δ¹³C)变异系数最小(2.39%);沙拐枣叶片的全碳(LCC)、全磷(LPC)含量在样地之间存在显著差异,而SLA、LPC在2种生境间存在显著差异。(2)在丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶片含水量(LWC)与干物质含量(LDMC)分别呈极显著、显著负相关关系,LWC是2种生境下沙拐枣叶功能性状中综合排名前3的共同指标因子。(3)全氮(STN)、pH值和土壤含水量(SMC)是影响民勤沙拐枣叶功能性状变异的主要土壤因子。【结论】沙拐枣通过改变叶...     

闽楠叶片功能性状及表型可塑性对其与杉木混交的响应

慢生（闽楠）与速生（杉木）树种混交后,植物是如何改变功能性状来适应环境,在资源获取与分配权衡中来实现共存？是人工林精准提质改造过程中的关键问题,研究了闽楠（Phoebe bournei）与杉木（Cunninghamia lanceolate）混交后,其叶厚（LT）、叶面积（LA）、比叶面积（SLA）、碳含量（LC）、氮含量（LN）、磷含量（LP）和氮磷比（N：P）7项性状指标的差异,探讨其各性状间的变异大小及其相关关系。结果表明：（1）与闽楠纯林相比,混交林闽楠叶片叶面积、比叶面积、叶碳含量、叶氮含量和氮磷比分别增加了16.78%、8.50%、3.12%、21.38%和17.61%,而叶厚与叶磷含量减少了8.80%和25.87%,除叶碳含量差异不显著,其他6项功能性状差异性均达到显著（P<0.05）。（2）混交使闽楠叶LC、LN、LP含量与LT、LA、SLA相关性均发生明显的变化,对其叶厚、叶面积、比叶面积及其交互作用对叶片C：N、C：P、N：P产生一定的影响,表明混交闽楠叶功能性状间的相关关系发生了适应性调整;（3）闽楠主要叶片功能性状的表型可塑性指数分布在0.04-0.33之间,叶厚、叶面积、比叶面积和氮磷比的可塑性变化不敏感（PPI<0.20）,叶氮含量、磷含量的可塑性变化较敏感（PPI>0.20）,其大小排序为LP > LN > N：P > LA > SLA > LT > LC。以上结果表明了闽楠杉木混交造林模式对闽楠叶形态性状可塑性变化影响较小,没有受到生长空间和光资源的限制,混交是一种较好的造林模式。但闽楠叶氮、磷含量可塑性变化在混交模式中十分敏感,表明生长过程中可能会受到N、P的限制,在培育过程中应注意N肥和P肥的及时补充。这一研究结果,将为今后速生树种与珍贵树种混交造林模式研究提供理论与数据支撑。     

柯-青冈常绿阔叶林优势树种叶片性状变异及适应策略

厘清叶片功能性状的变异及性状间的权衡关系,对揭示植物对环境变化的响应及适应策略具有重要意义。以中亚热带柯(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林为对象,测量了1 hm²固定监测样地内6个优势树种的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、干物质含量(LDMC)、叶片厚度(LT)、叶片碳(LC)、叶片氮(LN)、叶片磷(LP)含量和叶片碳氮比(LC ∶ LN)8个功能性状,采用多重比较、主成分分析(PCA)法分析了群落叶片功能性状的生活型、种内和种间变异及性状间关系。结果表明：(1)群落内叶片功能性状种内、种间差异显著,变异中等(CV： 0.02-0.59),其结构性状的可塑性较化学性状保守,变异格局符合"性状空间变异分割假说";针叶树种的LA、SLA显著低于阔叶树种,常绿树种的LC和LDMC最小,而落叶树种的SLA、LN和LP最大以及LT和LC ∶ LN最小。(2)群落叶片功能性状变异主要来源于生活型和种间变异,种内变异亦有显著贡献;生活型对多数性状的贡献率较大,其对LDMC、LC ∶ LN的贡献分别高达93.11%和91.76%;种间变异(LDMC除外)对结构性状的贡献率均高于化学性状;种内变异对LP的贡献率(23.66%)较种间变异高。(3)叶片性状之间多表现出显著相关关系,针叶树和阔叶树在PCA排序图中聚集于不同区域,叶经济型谱在柯-青冈群落中具有适用性。不同树种通过叶片结构、化学性状之间的权衡策略来适应环境变化,从而实现群落物种共存。结果可为理解森林群落物种的环境适应策略、预测群落动态变化和制定植被恢复措施提供科学依据。     

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...     

东灵山不同林型五角枫叶性状异速生长关系随发育阶段的变化

分析植物叶片性状种内水平的异速生长关系有助于加深理解生长发育过程中叶片的资源利用模式.分析了东灵山3个主要林型(白桦林、胡桃楸林、辽东栎林)中五角枫成树、幼树、幼苗的叶面积、叶体积、叶含水量与叶干重之间的异速生长关系.结果表明:成树叶面积增长速度小于叶干重的增长速度,幼树、幼苗叶面积与叶干重保持同速增长;成树、幼树叶干重与叶体积保持同速增长,幼苗叶体积的增长速度超过了干重的增长速度;成树叶含水量的增长速度小于叶干重的增长速度,幼树、幼苗两性状间保持等速增长.叶含水量与叶干重的异速生长指数在不同的林型间有显著差异,白桦林叶含水量的增长速度小于叶干重的增长速度,其余两个林型均为等速增长趋势.这些结果揭示了不同发育阶段五角枫资源利用方式的转变.随叶干重的增加,成树将更多的叶生物量投资于同化和支持结构;幼树则保持对光合面积和光合同化结构的稳步投资;而幼苗主要投资于叶面积的增大.叶含水量与叶干重的异速曲线在不同林型间的差异说明叶片代谢活性相较于其他叶性状可塑性更高.     

基于树形结构的木棉叶功能性状差异性研究

叶功能性状不仅反应植物对资源的利用能力,还涉及植物对自身结构和环境的生存适应策略。以不同生长阶段的木棉为研究对象,于2019年12月实地测量树高、冠幅等5个主要树形因子和采样测定叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶片含水量等14个叶功能性状,分析其在不同生长阶段的变化规律和相互关系,探讨叶功能性状对树形结构的响应。结果表明：不同生长阶段的木棉叶功能性状之间存在差异（P<0.05）,且表现出一定的相关性（P<0.05,P<0.01）;木棉叶片的面积、长度、宽度、周长、鲜重、饱和重、干重、比叶质量和干物质含量等功能性状是随生长阶段变化的主要指标。影响木棉叶片各性状的树形因子也不相同,其中叶面积主要受到冠幅的影响,叶片鲜重和饱和重主要受到枝下高的影响,叶片干重和相对含水量主要受到树高的影响,比叶面积、叶片含水量和干物质含量主要受到树高、尖削度的影响,比叶质量主要受到胸径、尖削度、树高的影响。随着木棉的生长,叶功能性状表现出受树形结构的影响而具有较强的表型可塑性,有利于其适应内外环境的变化。因此,叶功能性状之间的变化差异和相关组合,反映了不同生长阶段的木棉对树形结构的适应性调整和对资源的利用策略,在一定程度上为探索西双版纳热带雨林区的生态保护和可持续发展提供相关科学依据。     

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。     

茂兰喀斯特森林不同演替阶段植物叶片功能性状与土壤因子的关系

植物如何改变功能性状来适应环境一直是生态学的研究征点。为探究茂兰喀斯特森林不同演替阶段植物叶片的适应策略，该文以茂兰自然保护区5个不同演替阶段(草本、灌木、灌乔、乔木和顶极群落阶段)优势种为研究对象，测定不同演替阶段的优势植物叶片功能性状与土壤理化性质。结果表明：(1)随着植被正向演替的进行，土壤全氮(STN)含量、土壤有机质(SOM)含量、土壤含水量(SWC)逐渐增加，土壤全磷(STP)含量和土壤全钾(STK)含量先增加后减少，土壤pH值整体呈减小的趋势。(2)随着植被演替的进行，叶面积(LA)、叶干物质含量(LDMC)、叶厚度(LT)和叶片碳含量(LCC)逐渐上升，比叶面积(SLA)与叶片钾含量(LKC)则与之相反，叶片氮含量(LNC)呈先升后降的趋势，叶片磷含量(LPC)呈先降后升的趋势。(3)冗余分析表明，演替初期植物主要分布在土壤pH值高而STK、STP、SWC、SOM、STN相对低的环境中，群落内植物叶片采取高SLA、LNC、LPC,低LA、LDMC、LT、LWC的性状组合，演替晚期植物主要分布在土壤水分和养分含量较高的环境，LDMC、LT、LA、LWC与演替初期相比呈上升...