不同光环境对麻栎和刺槐幼苗生长和光合特征的影响

通过搭建遮阳棚设置3个光照强度,模拟森林幼苗生长的林缘、林窗和林下光环境,研究麻栎和刺槐幼苗形态结构、光合特性、生物量积累及其分配对不同光照强度的响应。结果表明,极度弱光环境限制了幼苗的株高、基径、总叶面积、冠面积、叶面积指数和总叶数等形态指标的增长,与全光环境相比,适度遮荫有利于幼苗的形态生长,光照对麻栎形态的异速生长曲线影响较小,刺槐较麻栎的曲线变化更明显一些,弱光降低了异速生长指数。随遮荫程度的增加,麻栎的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度逐渐降低,刺槐的净光合速率则在适度遮荫下最大,两者的光能利用效率均显著增大,水分利用效率先升后降。随光照强度的减弱,麻栎各器官的生物量积累降低,叶面积比率的增加和根冠比的减少有利于增加光能的捕获,而刺槐的生物量积累和分配则在适度遮荫下达到最优;各叶绿素含量均显著上升,而叶绿素a/b则逐渐下降。麻栎和刺槐显示出不同的生存策略和光利用策略,在一定程度上可以揭示它们在阔叶林群落中不同的演替地位。     

不同生境中柔毛淫羊藿形态特征及其有效成分差异分析

采用高效液相色谱法和紫外分光光度法分别测定了不同生境中柔毛淫羊藿的有效成分,并运用one-way ANOVA统计分析了不同生境中柔毛淫羊藿有效成分的差异以及形态参数和生物量的差异。结果表明:3个生境中,相对光照强度较低的生境,其形态参数和植株各个部位的生物量均要低于光照强度相对较强的生境,但3个生境中的整体叶形基本一致;三个生境中淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷含量在光照强度较高的生境中要大于光照较低的生境;柔毛淫羊藿植株各个部位的有效成分大小为叶>根>茎;在不同生境中柔毛淫羊藿叶片的黄酮和淫羊藿苷含量都能达到用药标准,其余的部位则不能达到用药标准。因此在人工栽培柔毛淫羊藿时,应模拟野外生长条件,以期提高柔毛淫羊藿质量,替代和保护野生资源。     

Comparative analysis of morphological characteristics and effective composition contents of Epimedium pubescens in different habitats

采用高效液相色谱法和紫外分光光度法分别测定了不同生境中柔毛淫羊藿的有效成分,并运用oneway ANOVA统计分析了不同生境中柔毛淫羊藿有效成分的差异以及形态参数和生物量的差异.结果表明:3个生境中,相对光照强度较低的生境,其形态参数和植株各个部位的生物量均要低于光照强度相对较强的生境,但3个生境中的整体叶形基本一致;三个生境中淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷含量在光照强度较高的生境中要大于光照较低的生境;柔毛淫羊藿植株各个部位的有效成分大小为叶＞根＞茎;在不同生境中柔毛淫羊藿叶片的黄酮和淫羊藿苷含量都能达到用药标准,其余的部位则不能达到用药标准.因此在人工栽培柔毛淫羊藿时,应模拟野外生长条件,以期提高柔毛淫羊藿质量,替代和保护野生资源.     

蝴蝶花无性系在不同光强度下表现结构的研究

本文以四川缙云山的克隆草本蝴蝶花为对象,对其在竹林和针阔叶混交林林窗地带不同的光变化生境中的表现结构进行了研究。经对蝴蝶花无性系小株的高度、基径、叶片数以及地上和地下生物量的统计分析,结果表明：从林窗→林缘→林下,随着光照强度的减弱,蝴蝶花的高度、基径和地上生物量相应减小,在林下达到最小,而地下生物量在林下却最大,叶片数目没有明显变化。文章分析和讨论了蝴蝶花所表现出的结构变化,并分别对株高和地上生物量与基径的关系拟合了回归方程。     

披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

秦岭北坡不同生境栓皮栎实生苗生长及其影响因素

栓皮栎(Quercus variabilis)是中国暖温带和亚热带林区的主要建群种,也是重要的栲胶、软木资源树种。为了阐明栓皮栎在不同生境条件下的种子成苗、实生苗生长及其与环境因素的关系,采用典型样地调查的方法,对秦岭北坡栓皮栎林3种生境中(林窗、林缘、林下)的栓皮栎种子库中种子数量、实生苗的存活数量、生长情况及生物量分配进行了研究,对影响实生苗生长发育的环境因素进行了相关分析。结果表明:林下、林窗和林缘的种子库中种子数量差异显著(P0.05),3种生境中能够萌发形成1a苗的种子数量少,种子能否萌发明显受枯枝落叶层厚度、光照强度和空气湿度的影响;栓皮栎种群有充足的苗库,其中较大年龄实生苗数量是种群能否持续更新的关键,林下、林窗和林缘中8a苗分别占该年龄实生苗总量的22.53%、45.60%和31.87%,林窗中较大年龄实生苗的数量比林下和林缘多,林窗为栓皮栎实生苗的定居提供了有利条件;栓皮栎实生苗的生长与光照强度和空气温度显著正相关,与土壤含水量显著负相关,林窗中实生苗的生长状况和生物量积累均优于林缘、林下。林窗对栓皮栎种群更新有利。在今后的栓皮栎林的经营过程中,可以适当间伐,增加林窗数量,为种群可持续发育提供有利条件。     

不同群落类型中柔毛淫羊藿无性系构件的形态特征及生物量配置比较

在构件水平上,对生长在油樟(Cinnamomum longepaniculatum)群落、细叶青冈(Cyclobalanopsis glauca var.gracilis)群落、红桦(Betula albosinensis)群落中的柔毛淫羊藿的无性系构件特征及生物量配置进行比较,结果表明:(1)各群落中柔毛淫羊藿各龄级根茎数量均从高年龄级向低年龄级呈上升趋势,种群为增长型年龄结构;(2)细叶青冈群落中柔毛淫羊藿种群间隔子最长,各年龄级根茎上的地上枝数量、平均长度和叶面积均最大;(3)各群落中柔毛淫羊藿种群均将最高比例生物量分配给根茎,其次是叶片;(4)野生自然状态下,柔毛淫羊藿在相对光照低、土壤腐质层薄和土壤含水量低的生境中,种群地上构件生物量和单位面积总生物量均更高.研究表明柔毛淫羊藿种群在不同群落中发生了明显的可塑性变化.结合这些变化讨论柔毛淫羊藿种群的生态适应意义及其保护机制.     

不同生境中淫羊藿克隆构型和分株种群特征

为探求淫羊藿资源的保护策略,通过野外样地调查、室内测定和统计分析等方法,对林缘旷地、林缘和林下三种不同生境中淫羊藿(Epimedium brevicornum)克隆构型及其分株种群特征进行了研究,并初步分析环境因子对淫羊藿克隆构型和分株种群特征的影响.结果表明:分枝强度、间隔子长度、分枝高度、根状茎长度及分株种群密度在3种生境中差异显著,且与生境相对光强和土壤含水量有较强的回归关系.群落相对光强、土壤含水量在淫羊藿的克隆生长过程中起着重要作用.淫羊藿以地下根茎为克隆器官进行克隆生长,有着较强的克隆构型可塑性.结合克隆植物对资源的利用策略,讨论不同生境中淫羊藿克隆构型和分株种群特征可塑性的生态适应意义及淫羊藿保护机制.     

辽东栎林内不同小生境下幼树植冠构型分析

以黄土高原黄龙山林区辽东栎林内3个小生境（林下、林隙、林缘）下辽东栎天然更新幼树为研究对象,采用典型抽样法对辽东栎幼树侧枝、叶片和树冠的空间分布状况以及生物量分配状况进行调查分析,探讨微生境与幼树植冠构型特征的关系,明确辽东栎幼树对不同小生境的适应策略,为栎林经营和林分结构优化提供理论依据。结果显示：（1）3种生境下辽东栎幼树构型发生了可塑性变化,林下幼树树冠层次比较单一,林隙与林缘的幼树树冠层次更加丰富。（2）由林下至林缘,幼树的树高、枝下高呈逐渐减小的趋势,而地径变化趋势与之相反;幼树的冠幅、树冠面积、树冠率呈先增加后减小的趋势,并且林下与林隙、林缘的差异显著;幼树的总体分枝率、逐步分枝率、枝径比呈先增加后减小的趋势。（3）3种生境下,幼树的一级枝的枝长、直径与倾角随着树高的增加而呈减小的趋势,但3种生境的差异不显著;林下一级枝主要分布在冠层中上部,而林隙与林缘一级枝主要分布在冠层中下、中上部。（4）由林下至林缘幼树叶长、叶宽、单叶面积和比叶面积逐渐降低,而单株叶数、叶总面积、叶面积指数呈先增大后减小趋势;与其他2种生境相比林下叶片分布趋于冠层上部。（5）幼树地上部分生物量中林下主干生物量占83%,枝和叶生物量只占17%;而林隙与林缘虽然各部位生物量有所差异但比例基本一致,其中主干占66%左右,枝和叶生物量占34%左右。研究表明,林隙生境下幼树的构型优于林缘和林下生境,在今后栎林的经营中,可以通过适当间伐来增加林隙数量,为森林更新和结构的优化提供有利条件。     

贵州雷公山秃杉林不同林冠环境下箭竹分株种群结构特征

通过对贵州雷公山秃杉林的4种林冠环境,即林下(FU)、中林窗(MG)、大林窗(LG)和林缘旷地(FEW)内的箭竹的分株种群结构（包括株高、基径、生物量、叶和分株数等）和年龄结构进行较系统对比研究。结果显示:（1)从林下→中林窗→大林窗,箭竹分株种群的株高(h)、基径（bd)与生物量显著增加。（2)在4种林窗环境中,箭竹各构件的生物量的百分比发生相应变化,枝和叶片生物量的百分比沿林下→中林窗→大林窗→林缘旷地的顺序显著减小,在林缘旷地,地下茎、粗根（d＞0.5 mm)和细根（d≤0.5 mm)生物量的百分比显著高于其他3种林冠环境。（3)箭竹分株单位叶面积叶重沿林下→中林窗→大林窗→林缘旷地的顺序显著增大,单叶生物量与叶面积以中林窗最大,林缘旷地次之,二者与大林窗或林下差异显著;大林窗的单株叶片数显著高于其余3种林冠环境。（4)在4种林冠环境中,箭竹分株种群死亡率以林下最低,但各种群平均年龄间无显著差异。研究表明,箭竹分株种群对林冠环境变化的响应主要体现在形态与生物量的分配上,而非种群的年龄。     

荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性

光照是影响植物生长和分布的重要环境因子。对生长在野外5种不同光环境下(林外、阔叶林林缘、阔叶林林下、针叶林林窗和针叶林林下)的荆条的叶片进行取样研究,通过对光合作用光响应曲线、叶绿素荧光、叶绿素含量、叶片氮磷含量以及叶片形态的测量,来反映荆条对不同光环境的表型可塑性。研究结果表明,荆条叶片对于野外不同的光环境具有很好的适应机制,叶片功能性状受到结构性状的调节。低光下通过高的比叶面积(SLA)、单位质量叶绿素含量、光系统II最大量子产量,低的暗呼吸速率、光饱和点、光补偿点、叶绿素a,b的比值来提高对光能的利用效率,维持生长;高光下则通过与SLA有关的叶片结构的变化对光合作用进行调节。大多数的叶性状只受到日光照总量的影响,SLA的大小与日最高光强有关,可以对不同日变化模式的光照做出迅速的响应,是适应不同光照的敏感指标。尽管光照是不同光环境下影响荆条叶性状的主要环境因子,土壤养分含量同样会对叶性状产生影响,高土壤养分下的高叶长与叶柄长的比值体现了植物对资源获取和支撑结构之间分配的权衡。     

不同光照条件下聚花过路黄的克隆构型和分株种群特征

以都江堰灵岩山常绿阔叶林林下、林缘和林缘旷地3种不同光照环境中匍匐茎草本聚花过路黄(Lysimachla congestiflora)为对象,对其匍匐茎节间长、分枝强度、分枝角度、分株种群密度、分株种群生物量等指标进行了测定和分析．结果表明,聚花过路黄的匍匐茎节间长、分枝强度、分株种群密度和分株种群生物量在3种生境间差异显著．Kruskal Wallis检验表明,匍匐茎节间长度和分枝角度的频次分布在3种生境间差异显著．3种生境中匍匐茎节间长度分布偏斜度(skewness)的大小分别为：林缘旷地>林缘>林下．林缘旷地与林缘和林下生境在分枝角度、分株种群高度和分株种群根冠比差异显著,而且林缘旷地生境中分枝角度分布偏斜度最小．林缘和林下生境在分枝角度、分株种群高度和分株种群根冠比差异不显著．从林缘旷地、林缘到林下,聚花过路黄的克隆构型和分株种群特征发生了相应改变．结合克隆植物对资源的利用对策,讨论了不同生境中聚花过路黄克隆构型和分株种群特征可塑性的生态适应意义．     

城市遮阴环境变化对大叶黄杨光合过程的影响

城市遮阴与自然生态系统遮阴环境不同,它由城市中的建筑、基础设施等人工构筑物所产生,并对植物光合过程产生影响。采用Li-6400便携式光合作用测定系统对北京市不同建筑遮阴环境下的生态因子特征及大叶黄杨光合参数特性进行了现场实验对比观测与分析。研究显示:(1)城市建筑或基础设施布局或格局变化导致建筑遮阴环境光、温等生态因子的差异性变化,主要体现在光合有效辐射(PAR)在时间分布及强度上的显著差异。(2)遮阴改变大叶黄杨的光合参数,日净光合速率曲线为不规则单峰型,由遮阴进入太阳直射时,净光合速率(Pn)明显升高,随遮阴程度加重峰值时间有后延现象,完全遮阴时净光合速率最低。(3)大叶黄杨叶片在有一定时间太阳直射的中度遮阴(2.3h和5.5h)下适应性良好,日均净光合速率、光补偿点(LCP)、光合能力(P_nmax)、叶面积(LA)、比叶重(LMA)没有显著差异,植物主要通过光合色素含量及组成的改变来适应太阳直射时间变短(2.3h)的遮阴环境。(4)遮阴改变植物的光暗适应策略,没有阳光直射的重度遮阴下,大叶黄杨通过其光合、形态、光合色素等多方面的改变来适应遮阴环境,建筑重度遮阴严重影响植物光合过程。探讨了不同程度建筑遮阴对植物光合作用的影响及植物的适应机制,为基于提高其生态服务功能的树种配置和城市规划提供科学依据。     

不同生境下濒危植物膝柄木幼树的生态适应性

膝柄木是我国极度濒危植物,也是广西滨海过渡带天然植被的重要组成树种.为了解光因子对膝柄木天然更新的限制影响,该文对林缘、林窗、林下三种不同光照生境下膝柄木幼树的生理和生长指标的年际变化特征进行了研究.结果表明:(1)光合有效辐射不足影响了膝柄木幼树的生长.林下幼树的地径、株高和叶面积增长量显著降低,而生长于光照充足林缘...     

干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响

为了解干旱河谷-山地森林交错带植物光合生理特征对干旱胁迫的响应。以交错带两种典型植物高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,研究其在不同程度的干旱胁迫条件下植株气体交换参数的日变化特征。干旱胁迫显著降低了两种植物叶片数、叶面积、叶片生物量、比叶面积、色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和气孔限制值(Ls)等与光合生理过程密切相关的叶片指标,但增大了胞间CO₂浓度(Ci)和内禀水分利用效率(WUEi)。植物叶片的气体交换参数(如:Pn和gs)日变化并未完全随着光合有效辐射的增强和温度的升高而增加,全天以11:00最大,"午休"现象明显。相对而言,沙棘在干旱胁迫条件下表现出相对较高的叶面积、Pn、gs和WUEi,具有相对更强的适应干旱环境的能力,而高山柳对干旱胁迫更为敏感。     

干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响

为了解干旱河谷-山地森林交错带植物光合生理特征对干旱胁迫的响应。以交错带两种典型植物高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,研究其在不同程度的干旱胁迫条件下植株气体交换参数的日变化特征。干旱胁迫显著降低了两种植物叶片数、叶面积、叶片生物量、比叶面积、色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和气孔限制值(Ls)等与光合生理过程密切相关的叶片指标,但增大了胞间CO₂浓度(Ci)和内禀水分利用效率(WUEi)。植物叶片的气体交换参数(如:Pn和gs)日变化并未完全随着光合有效辐射的增强和温度的升高而增加,全天以11:00最大,"午休"现象明显。相对而言,沙棘在干旱胁迫条件下表现出相对较高的叶面积、Pn、gs和WUEi,具有相对更强的适应干旱环境的能力,而高山柳对干旱胁迫更为敏感。     

正常和环割条件下不同形态氮素添加对红椎幼苗光合特性的影响

采用盆栽试验和韧皮部环割方法研究了碳水化合物供应、氮素形态及其交互作用对红椎幼苗叶片光合特性的影响。无机氮源采用硝酸铵(AN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N),有机氮源采用尿素(Urea)、精氨酸(Arg)和甘氨酸(Gly),氮素施用量均为10g N/m~2,处理时间为10 d。研究结果表明,环割、氮素形态及其交互作用均显著影响了红椎幼苗叶片的净光合速率(Pn);单一环割处理显著降低了红椎幼苗叶片Pn、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、相对叶绿素含量和CO2利用效率(CUE),但显著提高了叶片水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls),其叶片Pn降低主要是由气孔限制和叶绿素含量降低所导致的。正常条件下,所有氮素形态处理均显著降低了红椎幼苗叶片的Pn、Gs、Ci和Tr,但显著升高了叶片Ls和WUE,其叶片Pn降低的主要原因是供氮过高引起的叶片气孔限制。正常条件下,除Arg处理外,其他氮素形态均显著升高了红椎幼苗叶片的CUE,其中以Gly处理的促进作用最大。环割条件下,3种有机态氮素的添加均显著缓解了单一环割处理对红椎幼苗叶片Pn的抑制作用,尤其以精氨酸最为明显,供应精氨酸的叶片Pn值从单一环割处理的强烈抑制中恢复到了对照水平,而无机态氮的供应均未显著改变这种抑制。结果表明短期碳水化合物供应的阻断会显著抑制红椎幼苗叶片的光合能力,适量供应精氨酸、甘氨酸和尿素等有机态氮会有效缓解这种抑制作用,其中以精氨酸的作用最为明显。     

Removal of invasive shrubs alters light but not leaf litter inputs in a deciduous forest understory

The establishment and spread of non‐native, invasive shrubs in forests poses an important obstacle to natural resource conservation and management. This study assesses the impacts of the physical removal of a complex of woody invasive shrub species on deciduous forest understory resources. We compared leaf litter quantity and quality and understory light transmittance in five pairs of invaded and removal plots in an oak‐dominated suburban mature forest. Removal plots were cleared of all non‐native invasive shrubs. The invasive shrubs were abundant (143,456 stems/ha) and diverse, dominated by species in the genera Ligustrum, Viburnum, Lonicera, and Euonymus. Annual leaf litter biomass and carbon inputs of invaded plots were not different from removal plots due to low leaf litter biomass of invasive shrubs. Invasive shrub litter had higher nitrogen (N) concentrations than native species; however, low biomass of invasive litter led to low N inputs by litter of invasive species compared to native. Light transmittance at the forest floor and at 2 m was lower in invaded plots than in removal plots. We conclude that the removal of the abundant invasive shrubs from a native deciduous forest understory did not alter litter quantity or N inputs, one measure of litter quality, and increased forest understory light availability. More light in the forest understory could facilitate the restoration of forest understory dynamics.     

Diversity patterns of ground beetles and understory vegetation in mature,secondary, and plantation forest regions of temperate northern China

Plantation and secondary forests form increasingly important components of the global forest cover, but our current knowledge about their potential contribution to biodiversity conservation is limited. We surveyed understory plant and carabid species assemblages at three distinct regions in temperate northeastern China, dominated by mature forest (Changbaishan Nature Reserve, sampled in 2011 and 2012), secondary forest (Dongling Mountain, sampled in 2011 and 2012), and forest plantation habitats (Bashang Plateau, sampled in 2006 and 2007), respectively. The α‐diversity of both taxonomic groups was highest in plantation forests of the Bashang Plateau. Beetle α‐diversity was lowest, but plant and beetle species turnover peaked in the secondary forests of Dongling Mountain, while habitats in the Changbaishan Nature Reserve showed the lowest turnover rates for both taxa. Changbaishan Nature Reserve harbored the highest proportion of forest specialists. Our results suggest that in temperate regions of northern China, the protected larch plantation forest established over extensive areas might play a considerable role in maintaining a high biodiversity in relation to understory herbaceous plant species and carabid assemblages, which can be seen as indicators of forest disturbance. The high proportion of phytophagous carabids and the rarity of forest specialists reflect the relatively homogenous, immature status of the forest ecosystems on the Bashang Plateau. China's last remaining large old‐growth forests like the ones on Changbaishan represent stable, mature ecosystems which require particular conservation attention.