上海新江湾地区废弃地低干扰植物群落优势树种的光合生理生态特征

以上海市杨浦区原废弃地(新江湾地区)半自然群落的主要优势树种为对象,测定不同生活型植株在夏季不同生境下叶片的光合特性,从光合生理生态角度分析低干扰条件下上海城市废弃地的植物群落次生演替过程的特点,并结合环境因子分析并预测植物群落结构的动态变化。结果表明:(1)冠层树种光合作用日变化曲线呈双峰型,林窗树种呈单峰型,而林下树种呈不规则变化,体现出亚热带地区植物在夏季典型气候下的"光合午休"现象,而生境特点同时也影响植物光利用对策。(2)冠层成年树以落叶树种刺槐和朴树的日均净光合速率最高,且具有较高的光饱和点;在林下生境中,以强耐阴灌木植物胡颓子的日均净光合速率最高,其次为常绿树种香樟和女贞的幼树和幼苗,而林下落叶树种日均净光合速率均较低。(3)影响冠层树种的净光合速率因子中,生态因子是第一主成分,而对于林窗树种,第一主成分则是生理因子。(4)由于阳性落叶树种具有更高效的光合效率,能迅速占领上层空间,新江湾区域人为低干扰植物群落的演替早期均以扩散能力较强的先锋性树种为主;乔木群落形成后,林下更新苗则以光适应范围较宽的香樟、女贞为主,同时,上层落叶树种大规模自然衰退使得香樟和女贞逐步替代落叶树种。     

濒危种明党参和非濒危种峨参生态策略的比较研究

濒危种明党参 (Changium smyrnioides Wolff) ,叶基生 ,只能利用近地面光 ;其地上叶面积比 (L ARa)高于非濒危种峨参(Anthriscussylvestris Hoffm.) ,即地上部投入更多的物质来截获光。明党参冬季萌发 ,直到早春均无竞争者 ,生长较好 ,但晚春～初夏受春季生长起来的草本植物的竞争抑制。峨参在水平和垂直两个方向上占领更大的空间 ,可获取更多的光 ,在草本层中竞争取胜。明党参不是耐遮荫种 ,主要分布在中国亚热带中～北部常绿阔叶林中呈岛屿状分布的落叶树下 ,以利用冬春季的光资源。这种生态策略决定了其分布区狭窄 ,种群小且生境破碎 ,抗干扰能力差 ,呈现出稀有和濒危。     

濒危植物南川升麻光合生理生态的初步研究

 本文研究了南川升麻在林缘、林窗和林下3种生境中的光合特性和光合、呼吸日进程。结果表明,在3种生境下光补偿点无显著差异,在20μmol·m-1·s-2左右,而光饱合点则有较大差异。在3种生境下的光合日变化曲线均为单峰曲线,无“午休”现象,光合峰值是林缘>林窗>林下。影响光合日进程的最主要的生态因子为光合有效辐射强度;光合最适温度较低。呼吸日进程在3种生境下没有显著差异,与温度日变化基本一致。     

槭叶小牵牛——中国大陆一新归化种

该研究报道了广东省湛江市霞山区发现的中国大陆旋花科番薯属一新归化种——槭叶小牵牛(Ipomoea wrightii A.Gray)。该种原产热带美洲,引入并归化于中国台湾。通过野外调查,获得该种的详细特征和生境信息,并简要讨论了该种潜在的生态风险。     

两种生境常绿和落叶树种叶片氮素分配及与光合能力的关系

以天童国家森林公园太白山顶旷地生境和木荷林林下生境18 种主要常绿与落叶树种为对象, 研究了单位面积叶干重(LMA)、单位叶干重氮含量(Nmass)、叶细胞壁氮素分配比率(Ncw/Nm)和单位叶干重最大净光合速率(Amass)在2个生境中的差异及各指标间的关系。结果表明: 1)旷地生境各树种间的LMA 显著高于林下生境, Amass 则显著低于林下生境, Nmass、Ncw/Nm 在两种生境中差异不显著; 落叶树种具有较小的LMA、较小的Ncw/Nm 及较高的Amass, 未受到光抑制; 常绿种具有较大的LMA 和Ncw/Nm, 在旷地受到显著光抑制。2)2 种生境中LMA 与Nmass、Amass 呈显著负相关, 与Ncw/Nm 呈显著正相关, Nm 与Amass 呈显著正相关。3)从林下生境到旷地生境, 常绿树种表现为维持生长、延长叶寿命为主的适应策略, 而落叶树种表现为以提高资源利用效率为主的适应策略。     

基于地形因子的天童地区常绿树种和落叶树种共存机制研究

位于亚热带的浙江天童和古田山常绿阔叶林大样地分布有较高比例的落叶树种,那么它们与常绿树种的共存机制是什么?常绿树种和落叶树种生态习性差异较大,二者对生境的选择应有所不同,我们推测生境分化可能是两类植物实现共存的主要机制。为检验该假设,我们以天童20ha动态样地调查数据为依托,选择个体数≥20的55个常绿树种和42个落叶树种作为分析对象,用典范对应分析(CCA)研究了地形因子对二者分布的影响差异,用torus转换检验来分析常绿树种和落叶树种与各类地形生境的关联。结果如下:(1)CCA分析表明地形因子对常绿树种分布的解释量为19.2%,对落叶树种分布的解释量为7.0%。(2)torus转换检验结果表明,与沟谷成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为16.4%和28.6%,成负关联的比例分别为40%和7%;与山脊成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为41.8%和4.8%,成负关联的比例分别为10.9%和47.6%;与受干扰生境成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为16.4%和42.9%。上述结果说明地形对常绿树种分布的影响大于落叶树种;两个植物类群对生境的选择多呈现相反格局,尤其是在沟谷生境和山脊生境,这进一步表明生境分化是常绿树种和落叶树种共存的重要机制之一,生态位理论在一定程度上能较好地解释亚热带常绿阔叶林物种多样性的维持。     

天台山东南石栎光合生理生态特性

分别对林窗、林缘和林下 3种生境的东南石栎光合生理生态特性进行了研究。结果表明 ,林窗、林缘生境的东南石栎在 6月、8月和 11月晴天 ,净光合速率日进程为双峰型 ,2月晴天为单峰型 ;林下一年不同月份的净光合速率日进程均为单峰型。 8月 ,东南石栎叶片已发育成熟 ,叶绿素含量高 ,硝酸还原酶活力大 ,水热条件优越 ,光照强 ,此时光合能力达到一年中的高峰。在 8月 ,东南石栎的光补偿点最低 ,光饱和点最高 ;东南石栎的光补偿点较低、光饱和点较高 ,其对光适应的生态幅较宽。东南石栎日均净光合速率比伴生种类高 ,有利于其在群落中占领空间取得优势地位     

明党参的濒危机制及其保护对策的研究

本文对明党参的资源状况、种群生态、种子结构、植株结构实率与环境的关系及传粉生物学等方面进行了研究。从种子形态及分子水平对明党参的遗传多样性和遗传结构进行了分析。研究结果表明,明党参种子后熟阶段与梅雨气候的不协调是导致种子萌发率低及更新种群少的主要原因之一;人类活动破坏了明党参的适宜生境和种群数量,使得种群间基因流减小,进而导致严重的遗传漂变及种群间的分化。由此提出了对明常参就地和迁地保护的有效措施。     

如何在北京充分实现受胁鸟类栖息地保护?

实现有效生物多样性保护的关键在于提升生物多样性丰富的人口密集区的保护效率。北京人口密集且生物多样性丰富, 存在3类具有生态保护功能的区划——自然保护区、生态保护红线和限制建设线。上述区域可视为生态保护潜力区。本文以在北京有分布的30种受胁鸟类为主要对象, 探讨现有生态保护潜力区对这些物种栖息地的覆盖程度, 并对如何改善上述受胁鸟类栖息地的保护状况进行了建议。根据物种对栖息地的选择, 基于高分辨率卫星解译的土地利用类型图, 利用最大熵模型(MaxEnt)掩膜栖息地分布图, 得到各受胁鸟类的预测空间分布。叠加这些分布获得北京受胁鸟类丰富度分布格局并进行验证。依据物种丰富度高低, 将受胁鸟类栖息地划分为一至四级(最重要的栖息地是一级栖息地, 以此类推)。同时, 依据地表覆盖类型和人类活动强度高低将北京市域划分为城市建成区、乡村生境区和自然生境区。分别计算3类保护潜力区对上述3类区域以及四级栖息地的覆盖面积比例。结果表明: (1) 95.64%的一级关键栖息地和86.32%的二级关键栖息地分布在乡村生境区, 但仅有0.69%和15.15%的乡村生境区分别被自然保护区和生态保护红线覆盖; (2)未受到自然保护区和生态保护红线覆盖的一、二级关键栖息地主要为水域和沼泽地等湿地、高覆盖度草地和部分耕地, 以及含有较高比例水体的大型城市绿地。基于以上结果, 我们建议至少在一定区域内试行如下保护措施: (1)严格保护湿地及其周边的高覆盖度草地, 确保面积不减少; (2)维持基本农田规模和粮食种植模式; (3)将乡村生境区位于河道附近的水域、沼泽地、高覆盖草地和灌木林纳入生态保护红线范围; (4)在公园绿地中划定生物多样性保护区; (5)优化平原地区林地结构。以上措施将使北京的受胁鸟类栖息地得到更好保护, 为中国东部人口密集区生物多样性保护提供示范。     

浙江景宁畲族自治县石松类和蕨类植物区系研究

在野外调查的基础上,初步探讨了景宁畲族自治县石松类和蕨类植物的区系特征、地理分布、生态环境以及与邻近地区的关系和物种濒危状况。结果表明,景宁石松类和蕨类共有296种7变种和1杂交种,隶属于29科83属,其中包括7个浙江省新记录种;地理分布以热带性质的科属占优势,种类以温带性质为主,本区属于亚热带与温带物种的融汇地带;与邻近省份和地区相比,景宁石松类和蕨类区系与江西省、福建省、宁波市和温州市的关系密切,与温州的区系最紧密,与安徽的区系较疏远;景宁石松类和蕨类生态类型大致可分为六类:暖性针叶林生境、常绿阔叶林阴湿生境、毛竹林暖湿生境、温性松杉柏冷湿生境、灌丛及村旁路边干旱生境和溪流、农田、沼泽湿地生境,其中常绿阔叶林阴湿生境下物种最丰富;景宁分布着在浙江范围内受威胁的蕨类46种,其中濒危(EN)有11种,易危(VU)有35种,国家和浙江省保护蕨类4种。     

不同生境朝鲜淫羊藿生长与光合特征

选择朝鲜淫羊藿野外生存的林缘、林窗和林下3种生境,研究朝鲜淫羊藿形态特征、光合特征、叶绿素含量、生物量积累及分配对不同光环境的响应。结果表明,朝鲜淫羊藿株高、茎径、总叶面积等形态指标随光照强度减弱明显减小,各生境间差异显著。随光照强度降低,朝鲜淫羊藿的净光合速率、水分利用效率、气孔限制值、叶绿素a/b降低,而胞间CO2浓度、光能利用效率、叶绿素b和总叶绿素含量增加。各器官生物量积累随光照强度减弱而降低,各生境间差异极显著,其中,林缘地上生物量是林窗的1.6倍,林下的3.1倍。生物量分配方面,叶生物量比、叶面积比率、比叶面积随光照强度减弱而增加,根状茎生物量比和根冠比降低,林缘、林窗与林下差异极显著;林下、林缘、林窗朝鲜淫羊藿地上部分生物量比分别为0.733、0.659、0.664,林下朝鲜淫羊藿与林缘、林窗存在不同的光利用策略和生存策略。朝鲜淫羊藿作为极易遭受利用和生境破坏威胁的物种,宜在适度荫闭的林缘和疏林下开展野生抚育或仿生态栽培。     

极小种群野生植物黄梅秤锤树的光合生理特性

黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)是我国特有种,被列为国家Ⅱ级重点保护植物和极小种群野生植物。为探讨黄梅秤锤树对不同光环境的响应与适应,选择3种生境中(林窗、林下、全光照)的植株为研究对象,比较不同生境中叶片表型性状、光合特征和叶绿素荧光特征。结果表明：林窗和林下生境黄梅秤锤树的比叶面积(SLA)显著高于全光照生境,叶厚度(LT)和叶干物质含量(LDMC)显著低于全光照生境;最大净光合速率(P_max)和光饱和点(LSP)在全光照生境中最高,光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)在林下生境中最低;林窗和全光照生境黄梅秤锤树的表观电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光量子产量[Y(II)]、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)都高于林下生境。黄梅秤锤树通过增加SLA,降低LCP、R_d和NPQ来适应弱光环境,通过增加LT、LDMC、LSP和NPQ来适应强光环境,对不同的生境表现出较强的适应性,对其种群更新与维持具有重要意义,也为其人工引种的成功提供重要保障。     

林下和林窗内绢毛匍匐委陵菜的克隆生长和克隆形态

 为了验证绢毛匍匐委陵菜(Potentilla reptans var. sericophylla)林窗和林下种群间的行为差异是完全由表型可塑性引起,还是局部分化的结果,将生长在北京东灵山油松（Pinus tabulaeformis）林林窗和林下的绢毛匍匐委陵菜,进行生境间的交互移植-重植野外生态实验。研究结果表明,实验植物的叶片长度、叶片宽度、叶柄长度和匍匐茎节间长度等克隆形态特征在两生境间无差异。两个来源的植株,其基株生物量、基株分株数和基株匍匐茎总长度等克隆生长特征在林下生境中都比在林窗生境中小,表现出显著的可塑性。所研究的克隆形态特征和克隆生长特征及其可塑性在不同生境来源的实验植物间没有差异。绢毛匍匐委陵菜克隆形态特征和克隆生长特征及其可塑性在林下和林窗生境间没有发生局部分化,林窗为其较适生境,克隆生长特征的可塑性对绢毛匍匐委陵菜利用生境异质性可能具有重要意义     

中国油橄榄适生区研究

油橄榄在中国引种已50多年,引种初期对其特殊的生态习性了解不够深入,出现了许多问题。作者从近40年的栽培实践中,认真分析了我国亚热带地区与地中海亚热带地区气候的差异,认为中国发展油橄榄生产的最佳适生区是西部干旱河谷地区,其中以甘南白龙江河谷和滇西北及川西南金沙江河谷发展的潜力最大。     

不同郁闭度对野外回归的梓叶槭幼树形态和生理特征的影响

濒危植物野外回归是扩大极小种群野生植物种群的有效途径。适宜的回归生境是物种生长的必要条件, 研究植物的生理生态特征对不同野外回归生境的适应性, 是科学评价濒危物种种群回归生境适宜性的关键指标。本文以野外回归的极小种群野生植物梓叶槭(Acer catalpifolium)为研究对象, 探讨了无遮荫、林缘、林隙以及林下(郁闭度由小到大) 4种不同光照条件对梓叶槭幼树的形态特征、光合特征、类黄酮指数及叶绿素含量等的影响。结果表明: (1)随着郁闭度的增大, 梓叶槭幼树的基径、冠幅以及新生枝条数量产生差异, 均呈现先增大后减小的趋势; (2)在林缘生境中, 梓叶槭幼树的单叶面积及单叶质量均最大, 比叶面积随着郁闭度的增大而增大; (3)随着郁闭度的增大, 梓叶槭叶片胞间CO₂浓度、蒸腾速率及气孔导度均呈现先减小后增大的趋势, 叶绿素含量呈现上升趋势, 类黄酮指数则呈现先增大后减小的趋势。综上可知, 林缘适宜的光照条件更适合梓叶槭野外回归。这一结果可为梓叶槭以及其他极小种群野生植物的回归生境适宜性的探索研究提供借鉴。     

濒危植物长叶榧的光合生理生态特性

利用Li-6400 XT便携式光合作用仪对林窗、林缘、林下3种生境中的长叶榧(Torreya ackii)在春、夏、秋、冬4个季节里的光合生理生态指标进行测定,探讨3种生境中长叶榧光合能力的季节变化及其对不同光环境的响应,分析其濒危机制,为长叶榧的迁地保护和种群的繁衍复壮提供理论依据。结果显示:(1)林窗、林缘的长叶榧净光合速率(Pn)日变化在夏季呈"双峰"曲线,其它3个季节均呈"单峰"曲线;林下的Pn日变化在4个季节均呈"单峰"曲线。(2)3种生境中最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)均为夏季最高,使得夏季有较强的光合作用能力,但夏季林窗、林缘的长叶榧出现光合"午休"现象,光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)也较高,使得夏季林窗生境的长叶榧日均Pn明显低于于秋季,林缘的日均Pn与秋季差异不显著。(3)4个季节的日均Pn、Pnmax、LSP、Vcmax、Jma、TPU均为林窗最高,林窗与林下差异显著,表明长叶榧具有阳性植物的特点,适宜生长在光照较强的林窗生境。(4)在生长旺盛的夏、秋季,长叶榧的LSP比伴生物种低,LCP比伴生物种高,对光适应的生态幅度较窄;与伴生物种相比,长叶榧的Pn较低,光合能力较弱,在激烈的种间竞争中处于不利地位,可能成为其濒危的一个重要原因。     

哀牢山山地森林不同附生地衣功能群的水分关系和光合生理特征

附生地衣是热带和亚热带山地森林生态系统中重要的结构性组分, 在生物多样性保护、环境监测、养分循环中发挥着重要作用。附生地衣按共生藻、生活型和繁殖策略的不同可划分为不同的功能群, 不同附生地衣功能群的分布格局存在较大的差异, 然而其生理生态机制仍不清楚。该研究以我国西南地区哀牢山亚热带山地森林中的附生地衣优势类群为研究对象, 对该地区蓝藻地衣、阔叶地衣、狭叶地衣及枝状地衣4种功能群的8种附生地衣的水分关系、光合生理特征等进行了测定分析, 结果显示: 不同功能群附生地衣的持水力和失水速率均存在差异, 其中蓝藻地衣具有较高的最大水分含量, 而枝状地衣的失水速率较快; 过高和过低的水分含量都会抑制附生地衣的光合作用, 但抑制程度有所差异; 蓝藻地衣的光合作用最适水分含量比较高, 表明它们的光合生理活动对水分条件要求较高, 所以它们偏好潮湿的生境, 同时蓝藻地衣的光补偿点比较低但光饱和点却不低, 反映出它们具有较宽的光强适应范围, 所以蓝藻地衣能够同时分布于强光和弱光生境中; 枝状地衣的光合最适水分含量较低, 表明它们的光合生理活动对水分条件要求不是很高, 能够适应较为干旱的环境, 同时枝状地衣的光补偿点和光饱和点都很高, 说明它们的光合生理活动对光照条件要求比较高, 所以它们广泛分布于强光生境中; 阔叶和狭叶地衣的光补偿点比较高, 说明它们更适应有充足光照条件的生境。     

中国油橄榄适生区研究

油橄榄在中国引种已50多年,引种初期对其特殊的生态习性了解不够深入,出现了许多问题。作者从近40年的栽培实践中,认真分析了我国亚热带地区与地中海亚热带地区气候的差异,认为中国发展油橄榄生产的最佳适生区是西部干旱河谷地区,其中以甘南自龙江河谷和滇西北及川西南金沙江河谷发展的潜力最大。     

杉木人工林下原生与引入树种叶性状变异特征

叶性状在表征植物资源利用和生存策略方面具有重要作用。构建异龄复层林是改造人工纯林的有效措施,探究引入与原生树种叶性状变异有利于林下伴生树种的筛选。研究了引入乔灌木树种(如闽楠、蚊母树等13个树种)与原生乔灌木树种(苦槠、红紫珠等6个树种)的叶片形态、光合色素、碳氮磷生态化学计量和非结构性碳水化合物特征。结果表明:(1)总体上引入与原生乔木和灌木树种的叶形态性状差异较小,原生乔木的叶长和比叶面积显著小于引入树种与原生灌木。引入与原生树种间光合色素具有显著差异,引入乔木叶绿素含量显著高于原生乔木,不同功能群植物的比叶面积.叶绿素关系格局存在策略位移现象。引入树种叶碳含量显著大于原生树种,叶氮和叶磷含量显著大于原生乔木;引入树种和原生灌木的碳、氮、磷养分含量的变异系数较大;引入与原生树种叶碳氮磷生态化学计量没有一致变化规律。引入灌木叶可溶性糖含量、原生灌木淀粉含量均显著高于乔木树种,灌木的非结构性碳水化合物总量也显著高于乔木。(2)引入与原生树种叶性状呈显著协同变化趋势。所有叶性状中,比叶面积、叶绿素含量、叶氮含量、叶磷含量在乔木和灌木中均呈极显著正相关关系。主成分分析显示,引入乔木和灌木树种的叶性状接近,引入树种与原生灌木之间叶性状差异相对较小,但与原生乔木间的叶性状差异较大。总体上引入树种的叶性状与原生树种具有趋同适应特征,但不同生活型植物叶性状在林下弱光环境中仍产生一定分异,引入灌木可能比引入乔木更适应杉木林下生境。     

天然林和人工林外来入侵和本地植物对比研究: 以弄岗国家级自然保护区为例

外来植物的入侵严重威胁了自然保护区的生物多样性。为探讨自然保护区内天然林和人工林林下外来植物入侵状况及其与本地优势植物的种间关系, 本研究以弄岗国家级自然保护区为研究区域, 结合保护区内4种生境72个样方的野外调查数据, 利用生态位宽度、生态位重叠和种间联结指数比较了不同生境中外来入侵草本植物的多样性和生态位宽度以及外来入侵草本植物与本土优势草本植物的生态位重叠和种间联结。结果表明: 弄岗国家级自然保护区4种生境共记录6种外来入侵草本植物, 隶属于3科6属, 其中菊科物种数量最多。外来入侵植物多样性呈现出秋枫(Bischofia javanica)人工林 > 麻竹(Dendrocalamus latiflorus)次生林 > 人面子(Dracontomelon duperreanum)人工林 > 广西澄广花(Orophea polycarpa)次生林的特征。除广西澄广花次生林生境的外来入侵草本植物丰富度与本土草本植物丰富度呈显著正相关外, 其余生境均无显著的相关关系。三叶鬼针草(Bidens pilosa)的生态位宽度最大, 为4种生境均有分布的外来入侵植物。4种生境的外来入侵植物与本土优势植物生态位重叠和种间联结程度均较低, 种间竞争较弱。本研究明确了弄岗国家级自然保护区天然林和人工林中外来入侵草本植物的分布及其与本土草本植物的种间关系。