天坑森林植物群落叶功能性状、物种多样性和功能多样性特征

以天坑内部-边缘-外部森林植物群落为研究对象,通过调查植物的群落结构、叶功能性状,探究天坑内外森林植物群落叶功能性状、物种多样性和功能多样性变化特征及其内在关联,为深入了解负地形森林生态系统的功能和恢复退化喀斯特地区的植被提供一定参考。研究结果如下：（1）比叶面积（SLA: 198.75 cm2/g)）、叶面积（LA: 42.70 cm2）、叶磷含量（LPC: 1.70 g/kg）和叶钾含量（LKC: 10.27 g/kg）在天坑内部最高,叶组织密度（LTD: 0.32 g/cm3）和叶干物质含量（LDMC: 0.41 g/g）在天坑外部最高,天坑内外森林均易受到磷限制,表明随天坑内部-边缘-外部生境变化,植物对环境的适应机制和生存策略发生了部分调整,物种的防御策略增强,生长投入策略减弱。（2）Shannon-Wiener指数（2.82）、Simpson指数（0.92）和Pielou’s均匀度指数（0.87）均以天坑外部最高,功能丰富度（1.05）、功能离散度（1.88）和Rao’s二次熵（4.52）以天坑内部最高,表明随天坑内部-边缘-外部生境的变化,植物功能性状的差异减少,物种分布及其功能性状分布总体上更为均匀、物种数量增多。（3）物种多样性指数之间、功能多样性指数之间存在较强的相关性,表明物种多样性指数之间、功能多样性指数之间存在不同的制约关系。（4）叶功能性状与物种多样性、功能多样性的相关性强,物种多样性和功能多样性之间相关性较弱,表明叶性状对生态学过程的变化较为敏感,叶功能性状与物种多样性之间存在较强的耦合关系。     

不同木本植物功能型当年生小枝功能性状差异

为探讨不同植物功能型之间小枝功能特征的差异,在重庆金佛山和缙云山分别采集20和26个木本植物,选择当年生的小枝测定其叶片和枝条性状。结果表明:1)叶片厚度表现为:落叶植物<常绿植物,乔木<灌木;单叶面积和叶片总面积表现为:落叶植物>常绿植物,乔木>灌木;不同植物功能型间小枝的叶片数量均无显著差异。2)落叶植物和乔木的小枝横截面积、小枝长度和小枝干重均显著高于常绿植物和灌木,不同植物功能型间小枝密度无显著差异。3)与常绿植物和灌木相比,落叶植物和乔木有较高的展叶效率(单位长度小枝支撑的叶片面积),小枝的出叶强度(单位长度小枝支撑的叶片数)无显著差异。4)在小枝水平上,常绿植物比落叶植物投入更多的生物量到叶片。     

不同林龄刺槐叶功能性状差异及其与土壤养分的关系

对不同林龄刺槐群落叶功能性状差异及其与土壤养分的关系进行研究,分析刺槐对黄土丘陵区土壤环境的适应策略.结果表明: 随林龄的增大,刺槐比叶面积、叶面积、叶片含水量、叶全氮含量及叶有机碳含量呈先增大后减小的变化趋势,且在30年林龄时达到最大值,分别为279.18 cm²·g^-1、12.33 cm²、0.09%、33.01 g·kg^-1、523.08 g·kg^-1.随林龄的增大,叶组织密度、叶全磷含量、叶厚度及气孔密度呈增大趋势,气孔长度及气孔宽度呈减小趋势.主成分分析表明,叶面积、比叶面积、叶全磷含量、叶片含水量、叶厚度及气孔密度均为刺槐叶功能性状随林龄变化的主要指标.各指标间呈一定的相关性,这表明刺槐能改变自身的形态结构,形成最佳功能组合以适应环境的变化.影响叶面积、叶片含水量、比叶面积及气孔长度的主要土壤因子是土壤全氮含量,影响气孔宽度、叶组织密度、叶厚度、叶全磷含量、叶全氮含量及气孔密度的主要土壤因子是土壤有机碳含量,这表明土壤全氮含量和有机碳含量是影响不同林龄刺槐叶功能性状的主要土壤因子.随林龄的增大,刺槐群落土壤养分得到改善,进而影响刺槐叶功能性状.不同林龄刺槐叶功能性状的差异反映出刺槐具有较强的叶片形态可塑性,有利于其适应黄土丘陵区的土壤环境.     

喀斯特退化天坑阴坡阳坡壳斗科植物的功能性状特征

喀斯特退化天坑的负地形生境中阴坡和阳坡的局域环境具有显著差异,导致植物群落类型差异明显.本研究以云南沾益退化天坑深陷塘为例,探究退化天坑阴坡与阳坡壳斗科植物功能性状特征,有助于揭示天坑的物种多样性保护库价值.结果表明:阴坡土壤营养物质含量高于阳坡,阴坡壳斗科植物的叶面积、比叶面积和叶干重显著大于阳坡,叶厚度显著小于阳坡...     

祁连山北坡主要木本植物功能性状及其海拔分异

植物功能性状是植物对生境长期适应所形成的可测量特征,受植物遗传特性和环境因子的共同影响。祁连山是我国干旱区的一条重要山脉,北坡海拔介于2000—5000 m,分布着青海云杉、祁连圆柏等10余种木本植物。深入了解祁连山区木本植物功能性状随海拔梯度分异特征对认识山地植物的适应性和植被垂直地带分布具有重要意义。选取祁连山北坡天然分布的11种木本植物,其中灌木9种,分别是金露梅(Potentilla fruticosa)、银露梅(Potentilla glabra)、水栒子(Cotoneaster multiflorus)、猫儿刺(Ilex pernyi)、吉拉柳(Salix gilashanica)、鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)、刚毛忍冬(Lonicera hispida)、高山绣线菊(Spiraea alpina)和鲜黄小檗(Berberis diaphana),乔木2种,分别是青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Juniperus przewalskii),调查了木质密度、胡伯尔值、叶面积、叶干物质含量、叶含水率和比叶面积6个枝、叶功能性状。结果表明...     

喀斯特退化天坑不同坡向植物群落系统发育与功能性状结构

喀斯特退化天坑地下森林主要分布在不同坡向的倒石坡上,探究环境过滤、竞争排斥和随机过程在天坑地下森林群落构建中的作用,有助于揭示天坑物种避难所价值,为天坑植物多样性的保护及坑外地表生态恢复提供科学的参考。以云南沾益深陷塘退化天坑为例,综合运用功能性状生态学和系统发育方法,研究不同坡向植物群落的土壤环境特征、功能性状变异、系统发育信号及系统发育多样性。研究表明：（1）不同坡向土壤环境差异较大,相对于南坡和北坡而言,东坡的土壤环境变异程度最大。（2）各坡向具有不同的优势种群,其中壳斗科植物种群多度较大,在北坡和东坡的黄背栎（Quercus pannosa）种群数量较大,在南坡则是青冈（Cyclobalanopsis glauca）多度最大。各优势物种功能性状在不同坡向存在差异,整体上变异程度中等,但南坡优势物种变异程度最大。（3）叶宽、长宽比、叶厚度、比叶面积具有较强且显著的系统发育信号（K>1,P<0.05）,性状进化过程中受遗传因素影响较大;而叶长、叶面积、叶干重、叶干物质含量、最大树高系统发育信号弱（K<1）,性状进化过程中受生境因素影响较大。（4）各坡向植物群落构建过程由生态位理论的环境过滤和竞争排斥作用主导,坡向从北坡-东坡-南坡的转变过程中,植物群落构建中环境过滤作用逐渐减小,竞争排斥作用逐渐增大。北坡可能较长时间内都是以旱生型植物为主要建群种,而南坡则可能最终演替成亚热带湿润气候型的顶极群落。     

星斗山常绿落叶阔叶混交林木本植物叶功能性状及其多样性特征分析

为探究亚热带常绿落叶阔叶混交林中木本植物叶功能性状的变异特征,以及群落功能多样性在海拔梯度下的响应规律。该研究以鄂西南地区的星斗山国家级自然保护区海拔1 200～1 700 m的常绿落叶阔叶混交林为研究对象,对群落内木本植物的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶厚度(LT)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)6种叶功能性状的变异特征进行了分析,并分析了群落水平下木本植物叶功能性状和功能多样性对海拔变化的响应。结果表明:(1)星斗山保护区内木本植物叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶厚度、叶氮含量和叶磷含量平均值分别为151.49 cm~2、247.98 cm~2/g、34.08%、0.21 mm、16.59 mg/g和0.04 mg/g,其变异幅度依次为206.96%、57.00%、28.15%、52.38%、24.83%和76.92%。(2)在植物科、叶习性、生活型和树高4个因素中,科类群对6种叶功能性状的影响最大,其次为叶习性。(3)海拔对叶面积、叶干物质含量、叶磷含量影响极显著(P0.001),但对比叶面积、叶厚度和叶氮含量无显著影响(P0.05)。(4)不同海拔梯度上群落生物承载量、功能丰富度、功能分离度和功能离散度均达到显著差异(P0.05),仅功能均匀度在海拔梯度上差异不显著。     

小兴安岭不同生长型阔叶植物叶性状变异及权衡

植物叶功能性状的变异模式以及相关关系一直是解析植物对气候变化响应机制的关键,然而不同生长型阔叶植物间叶片结构性状和光合生理性状变异及相关性的异同性尚不清晰。该研究以典型阔叶红松(Pinuskoraiensis)林中的优势或常见的18种阔叶植物为研究对象,通过测量4个结构性状(叶面积(LA)、叶片厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)和比叶质量(LMA))和4个光合生理性状(叶绿素值(SPAD)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(G_s)和净光合速率(P_n)),分析了在不同生长型阔叶植物叶片结构性状和光合生理性状的变异及相关性。结果表明:不同生长型植物叶功能性状的变异范围为7.73%–74.54%,其中种间变异是LA和LT的主要变异来源, C_i、SPAD、LDMC以及LMA的变异主要由生长型驱动, G_s和P_n变异的主要来源是种内;不同生长型叶功能性状间存在显著差异,其中草本的LA、LT和Ci显著高于灌木和乔木,乔木的LMA、LDMC、SPAD、P_n<...     

不同火烈度火烧迹地内油松叶功能性状的变化

叶功能性状对林火的响应是林火生态领域的研究热点之一,研究火后油松叶功能性状变化能够揭示油松为适应火环境形成的生长策略,为促进油松火后恢复提供参考。以山西省沁源县火烧迹地内油松为研究对象,选择当年生叶片分析叶功能性状在不同火烈度(未过火、轻度火烧、中度火烧)火烧迹地间的变化规律,并研究不同火烧迹地内叶经济谱的变化特征。结果表明: 除氮磷比外,叶功能性状在不同火烈度的火烧迹地间存在显著差异,其中,叶面积的差异最为明显,是最敏感的性状。随火烧迹地内火烈度的增加,叶面积、叶厚度、叶干物质含量、叶氮含量和叶磷含量升高,比叶面积、叶有机碳含量降低。部分叶功能性状间存在显著的相关关系,但其相关性在不同火烈度的火烧迹地间存在差异。叶经济谱沿着“未过火-轻度火烧-中度火烧”的火烧迹地环境总体向“快速投资-收益型”的资源权衡策略移动,低烈度火烧迹地内油松的生长恢复会加快。     

不同海拔天山云杉叶功能性状及其与土壤因子的关系

植物功能性状反映了植物对生长环境的响应和适应,将环境、植物个体和生态系统结构、过程与功能联系在一起。为阐明天山北坡1420-2300m天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)的叶片功能性状对环境的适应性变化,研究了天山云杉10种叶片功能性状的变化规律以及与土壤因子的关系。结果表明叶长宽比(LL/LW)、叶面积(LA)、气孔密度(SD)、单位干重的叶磷(LPC)和叶钾(LKC)含量沿海拔梯度呈上升趋势。单位干重的叶氮(LNC)含量、叶绿素含量(Chla+b)、叶片饱和含水量(LWC)、叶片干物质含量(LDMC)和比叶重(LMA)随海拔的升高呈现非线性变化,前3项在海拔约2100m处达到最大值,分别为(15.42±0.38)mg/g、(2.44±0.37)mg/g和(55.01±0.48)%,后两项在海拔约2100m处达到最小值,分别为(451.80±6.28)mg/g、(252.33±3.60)g/m2。逐步回归分析结果显示,海拔梯度上影响LPC的主要土壤因子是土壤pH值和SWC,影响LNC、LKC、Chla+b、LDMC、LMA和LWC的主要土壤因子是TN,影响LA、SD和LL/LW的主要土壤因子是SWC,可见SWC和TN是天山云杉叶片功能特征沿海拔梯度变化的主要驱动因子。在优越的环境中植物叶片虽然具有较高的光合能力和较高的相对生长速率,但是对资源的利用能力往往较低,在2100m附近LNC、Chla+b、LA最大,LMA、LDMC最小,因此判断此海拔附近为天山云杉最适宜的生长范围。     

桂西南喀斯特地区优势木本经济植物叶功能性状变异及其适应策略

植物叶功能性状可直接或间接地反映植物对环境变化的响应与适应策略.该文采用野外气体交换测量和实验室分析相结合的方法,以桂西南典型喀斯特灌丛常见种龙须藤和黄荆为对照,对该区域5种优势木本经济植物的叶功能性状指标及其关系进行研究.结果表明:(1)11个叶功能性状指标种内均存在不同程度的变异,除胞间CO2浓度和水分利用效率外,...     

广西大石围天坑群天坑森林主要木本植物种间关联性研究

为了解大石围天坑群天坑森林植物群落的种间联结特征,该文以大石围天坑群中7个典型天坑森林为研究区建立18个样地,取其中重要值大于1的木本植物为研究对象,采用方差比例、χ2检验、Pearson相关系数检验、Spearman秩相关系数检验及PCA排序方法,对天坑森林内的主要木本植物种间关联性和生态种组进行定量分析.结果表明:...     

翅果油树及其群落中7种优势木本种类的叶性特征比较

Taking Elaeagnus mollis Diels and seven dominant woody species in its community from Yicheng County of Shanxi Province as research objects, leaf traits including specific leaf area (SLA), nitrogen content in leaf per unit area ( Narea ) , leaf dry matter content ( LDMC ) and photosynthetic nitrogen use efficiency ( PNUE ) were compared, and correlations of SLA value with LDMC and PNUE values were analyzed. The results show that there are different degree variations in four indexes of leaf traits of E. mollis, Vitex negundo var. heterophylla ( Franch.) Rehd., Broussonetia papyrifera ( Linn.) L' Hér. ex Vent., Lespedeza bicolor Turcz., Caragana microphylla Lam., Rosa xanthina Lindl., Amygdalus davidiana ( Carrière) de Vos ex Henry and Periploca sepium Bunge, in which, SLA value with the largest coefficient of variation ( 404%) , and LDMC value with the lowest coefficient of variation ( 103%) . Compared with other tested species, SLA and PNUE values of E. mollis are the lowest ( 103 cm-2 · g-1 and 108 μmol · mol-1 · s-1 , respectively) , while its Narea value is the highest ( 0243 g · m-2 ) , and its LDMC value is also relatively high ( 0380 g·g-1 ) . SLA value of eight tested species show an extremely significant positive correlation ( P<001) with PNUE value, and a significant negative correlation ( P<005 ) with LDMC value, correlation coefficient are 0923 and -0718, respectively, indicating that SLA value is an important parameter of leaf photosynthetic capacity and resource utilization ability. It is suggested that compared with other dominant woody species, E. mollis is more sensitive to environmental change, and has a poor environmental adaptability.     

去除干扰对内蒙古典型草原植物叶片功能属性的影响

以内蒙古典型草原为研究对象,选取放牧和割草、去除放牧、去除放牧和割草样地进行群落调查和叶片属性测量,比较分析各样地土壤性质、群落生产力及主要物种的比叶面积(SLA,Specific Leaf Area)、叶片干物质含量(LDMC,Leaf Dry Matter Content)、叶片氮含量(LNC,Leaf Nitrogen Concentration)在个体、功能群和群落水平对去除干扰的响应。结果表明,1)去除干扰处理在短期对土壤特性和群落生产力的影响不显著;2)多数物种在放牧和割草样地SLA较低,说明典型草原多数物种的SLA表现为放牧逃避;3)不同功能群植物叶片属性对去除干扰的响应不一致,去除放牧后,多年生杂类草的SLA和LDMC不受影响,但LNC变小;多年生禾草的SLA增加,而LDMC和LNC无显著变化。一年生植物在去除放牧和割草后,LNC显著增加。去除割草后,多年生禾草SLA减小,而多年生杂类草SLA、LNC增加,LDMC减小;4)在群落水平,放牧和割草样地由于较占优势的多年生禾草SLA较低,群落比叶面积最低,在去除放牧和割草样地,群落叶片氮含量显著增加;5)在内蒙古典型草原,LDMC能够很好地将多年生禾草和多年生杂类草区分,SLA在个体、功能群和群落水平均比LDMC敏感。     

Changes in leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry of woody plants along an altitudinal gradient in Changbai Mountain,China

Aims Leaf is the organ of plant photosynthesis, and it is important to understand the drivers for the variations of leaf nitrogen (N) and phosphorus (P) stoichiometry along geographical and climatic gradients. Here we aimed to explore: 1) the changes in leaf nitrogen (N) and phosphorus (P) stoichiometry of woody plants along an altitudinal gradient in Changbai Mountain, and 2) the relative contribution of climate, plant characteristics, and phylogeny to the changes in leaf N, P concentration and N:P.     

东灵山地区不同森林群落叶功能性状比较

植物功能性状(plant functional trait)是近年来生态学研究的热点.其中叶功能性状(leaf functional trait)与植株生物量和植物对资源的获得、利用及利用效率的关系最为密切.研究了东灵山地区叶功能性状之间的关系、叶功能性状与地形因子的关系,并对不同群落叶功能性状进行了比较.通过Pearson相关分析发现,叶干物质含量(LDMC)与比叶面积(SLA)、叶氮浓度(LNC)、叶磷浓度(LPC)、叶钾浓度(LKC)负相关;叶大小与叶厚度正相关;SLA与 LNC、LPC、LKC正相关;LNC与LPC、LKC正相关;LPC与LKC正相关.通过灰色关联度分析发现,对叶大小、LNC、LKC来讲,海拔是各项地形因子中的首要影响因子;对LDMC、叶厚度来讲,坡度对其影响最大;对SLA、LPC来讲,坡位是其首要影响因子.依据乔木层的SLA和LDMC将5种群落分成3类,第一类是黑桦林和山杨林,第二类是辽东栎林,第三类是胡桃楸林和糠椴林.群落的分类情况符合该地带性植被优势度类型的分类情况,LDMC和SLA是最能体现群落间差异的叶功能性状.