太岳山典型阔叶乔木冠层叶片性状的分布格局

以太岳山4种阔叶乔木不同冠层高度的叶片为研究对象,用LI-3000A叶面积仪和Li-6400便携式光合作用测定系统分别测定了这4种乔木不同冠层高度叶片的叶面积大小和单位面积的叶光饱和速率(Aarea);同时测定了其叶氮含量;计算了其比叶面积(SLA)、单位面积叶氮含量(Narea)、单位重量叶氮含量(Nmass)、单位重量的叶光饱和速率(Amass)和光合氮素利用效率(PNUE),对植株不同冠层高度叶片的SLA、叶氮和光合特性的空间分布格局进行了比较研究,结果表明:Aarea、Amass、Nmass、PNUE、SLA和Narea在树冠上层、中层和下层的差异均达到了极显著水平(P<0.001),表明树冠不同高度的叶片性状参数差异较大;在相同SLA下,Nmass和Narea在冠层中的分布均表现为中层>上层>下层,并出现平行位移现象;Aarea和Nmass都以中层值最大,表明冠层光合能力分布格局以中层相对较高。     

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。     

翅果油树叶性特征的动态变化

以山西翼城翅果油树(Elaeagnus mollis)自然保护区的翅果油树为研究对象,利用LI-3000A叶面积测定仪测量其单叶面积,用Li-6400便携式光合作用测定系统测定单位叶面积饱和光合速率(Aaraa),用H2SO4-H2O2消煮法测定叶氮含量,计算叶性参数比叶面积(SLA)、单位叶重量饱和光合速率(Amass)、光合氮利用率(PNUE)和单位重量叶氮含量(Nmass)的值,并研究它们与径级之间的关系.结果表明:随着翅果油树径级的增加,SLA、Nmass、Aarea、Amass和PNUE值先下降后上升,当翅果油树径级为7.5 cm左右时,SLA、Nmass、Aarea、Amass和PNUE值均降到最小值,表明径级为7.5 cm左右的翅果油树其光合能力最弱、光合氮利用率较低且生存压力较大.翅果油树叶性参数是研究翅果油树种群动态变化的有效指标,可为研究翅果油树种群动态提供更为便捷的方法.     

北京植物园不同功能型植物叶经济谱

通过对北京植物园不同功能型植物的叶片光合参数、叶绿素荧光参数、叶面积、叶干质量以及叶氮含量等性状参数进行测定,分析了不同功能型植物的叶经济谱.结果表明: 生活型中草本植物、生活史中一年生植物、光合型中C4植物靠近叶经济谱中快速投资-收益型物种的一端,而生活型中乔木和灌木、生活史中多年生植物、光合型中C3植物位于缓慢投资-收益型物种的一端,表明不同功能型植物通过叶片性状间的权衡采取不同的环境适应策略,验证了不同功能型植物叶经济谱的存在.不同功能型植物叶片性状具有明显差异,其中不同生活型间的叶片比叶面积(SLA)、叶氮含量(N_mass)、最大净光合速率(A_mass)、光合氮利用效率(PNUE)均表现出草本植物>藤本植物>灌木>乔木;不同生活史间一年生植物的SLA、N_mass、A_mass、PNUE均显著高于多年生植物;不同光合型间植物的A_mass、PNUE、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)均表现出C4>C3.N_mass、A_mass、SLA两两之间呈显著正相关,而PSⅡ有效光化学量子产量(F_v′/F_m′)与SLA呈显著负相关;PNUE与SLA呈显著正相关.     

不同生活型绿化植物叶片碳同位素组成的季节特征

通过测定北京地区不同生活型绿化植物叶片的碳同位素组成(δ13C值),从植物种和生活型两个方面研究植物水分利用效率的自然可变性。结果表明:所测定的75种植物(隶属于35科65属)的叶片的δ13C值变幅,春季为-30.7‰--23.4‰,夏季为-31.5‰--25.1‰,秋季为-31.4‰--23.9‰;落叶灌木种间差异不显著(p=0.114),而常绿乔木(p=0.005)、落叶乔木(p0.001)、常绿灌木(p=0.022)、草本植物(p0.001)和藤本植物(p=0.001)的种间差异显著或极显著;同一生活型植物叶片的δ13C季节差异显著,春季叶片的δ13C值显著大于夏秋两季(常绿乔木除外),不同生活型植物叶片的δ13C值在春、夏、秋3个季节差异都达到了极显著水平(春季p=0.001、夏季p0.001、秋季p0.001),且叶片的δ13C值表现出乔木树种灌木树种藤本植物草本植物、常绿植物落叶植物的规律。因此,植物种和生活型均会引起植物叶片δ13C值的变化,但δ13C受生活型变化的影响较大,表明不同生活型植物的水分利用效率具有明显差异。     

亚热带常绿阔叶林荷树-厚壳桂群落的碳、氮及水分状况的垂直分布

亚热带常绿阔叶林荷树-厚壳桂群落乔木层植物叶片的单位面积干重较灌木层植物高。群落植物叶氮含量多为12-20mg/g干重,叶磷含量以0.4-1.0mg/g干重占叶的比例最大。叶氮(单位面积含量)和叶磷(单位干重含量)随群落垂直高度增高而增大。叶片叶绿素含量和光合速率亦随垂直增高而增大。群落乔木层植物较灌木层植物有较低的叶片水势。群落乔木层植物较高的碳氮投资和较高的光合速率,构成群落生产力的主要部分。这种群落结构有利于光及其它资源利用,以达到高的生物效益。     

温带森林阔叶植物幼苗叶经济谱及其与防御性状的关系

植物叶片功能性状之间的权衡关系一直是生态学研究的热点问题。其中叶经济谱相关性状的研究较多, 但叶片防御性状方面的研究, 尤其是幼苗阶段的研究较少。该研究以黑龙江凉水国家级自然保护区典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林和谷地云冷杉林内共有的8种阔叶乔木和11种阔叶灌木物种的幼苗叶片为研究对象, 通过测定5个叶经济谱性状和4个叶片防御性状, 分析了叶性状在不同生活型、林型间的差异以及性状之间的协调关系。结果表明: 所有叶片性状在乔木和灌木幼苗之间不存在显著差异, 谷地云冷杉林中的幼苗的叶总酚含量和单宁含量显著高于阔叶红松林中的幼苗, 其原因为谷地云冷杉林林下光照强度弱于阔叶红松林, 且空气和土壤湿度较高, 该环境更有利于自然天敌的聚集, 可能有更强的天敌破坏效应, 而这种更强的生物相互作用反过来驱动幼苗提高其防御能力; 幼苗叶绿素含量与比叶面积呈极显著正相关关系, 与叶氮含量、叶磷含量呈显著正相关关系; 幼苗叶氮含量与叶磷含量呈显著正相关关系; 幼苗叶防御性状之间呈显著正相关关系; 幼苗叶绿素含量与叶总酚含量、单宁含量和类黄酮含量呈显著负相关关系, 叶氮含量与叶总酚含量、单宁含量呈显著负相关关系, 与类黄酮含量呈极显著负相关关系; 说明幼苗叶经济谱性状与防御性状之间存在权衡关系, 即对叶片碳代谢性状的更多投资意味着对叶防御性状更少的投资; 乔、灌木幼苗具有相似的资源利用策略。     

黄土高原子午岭不同森林群落叶功能性状

对黄土高原子午岭地区5种主要森林群落中重要值>0.1的物种叶功能性状进行了比较,结果表明:1)叶干物质含量(LDMC)与比叶面积(SLA)呈负相关;SLA与叶厚度(LT)呈负相关,但与叶氮含量(LNC)和叶磷含量(LPC)呈正相关;LT与LNC、LPC和叶钾含量(LKC)呈负相关;LNC、LPC和LKC三者之间均呈正相关。2)坡位是影响叶大小(LS)、LT、LNC和LKC的主要地形因子,海拔对LPC和SLA的影响最大,而坡向则是影响LDMC的主要因子。因此,叶功能性状之间所呈现的特征及其对立地条件的适应都表现出了植物的生态策略。3)各群落间的乔木层叶功能性状均有显著差异,灌木层的叶功能性状无显著差异,而草本层除了LDMC无显著差异(P>0.05)外,其他叶功能性状均有显著差异,说明群落的叶功能性状的大小取决于群落内物种的叶功能性状及其重要值。     

不同功能型植物光合特性及其与叶氮含量、比叶重的关系

以秦岭南部的宁陕县和黄土高原地区的富县和神木为研究地点,研究不同气候带区乔木、灌木和草本植物的光合特性及其与叶片氮含量（Nmass）、比叶重（LMA）的作用关系。结果表明,宁陕、富县和神木3个地区之间的乔木、灌木和草本植物的光饱和速率（Pmax）、光合氮利用效率（PNUE）、PSⅡ电子传递量子效率（ФPSⅡ）、Nmass和LMA差异均达显著水平（P〈0．05）,神木地区乔木、灌木和草本植物的Pmax均显著高于宁陕和富县。3个地区的乔木、灌木和草本植物之间的Pmax、PNUE、ФPSⅡ、PSⅡ最大光能转换效率（Fv／Fm）、Nmass和LMA差异均达显著水平（p〈0．05）,草本植物的Pmax和PNUE明显高于灌木和乔木。由南向北分布的宁陕、富县和神木3个地区,随着气候干旱的加剧,乔木、灌木和草本植物的LMA均星增加的趋势,且不同功能型植物的LMA的大小比较为：乔木〉灌木〉草本植物。宁陕、富县和神木地区近60种植物（包括乔木、灌木和草本植物）的LMA与Nmass、PNUE与LMA均呈极显著的负相关（p〈0．01）,而Pmax与Nmass。呈显著的正相关（P〈0．05）。对光合参数之间的相关分析表明,Pmax与PNUE呈极显著的正相关（P〈0．01）,而Pmax与中PSⅡ呈极显著的负相关（p〈0．01）。     

新疆艾比湖流域植物光合器官碳、氮、磷生态化学计量特征

生态化学计量学理论认为,有机体元素及其比值不仅决定了有机体的关键特征,也决定了有机体对资源数量和种类的需求。本文对艾比湖湿地自然保护区内20种植物光合器官的碳、氮和磷的化学计量特征进行了分析。结果表明:植物光合器官碳、氮和磷含量分别为209.48~728.18(均值428.60±99.05)、11.23~42.57(均值20.52±5.78)和0.39~3.50(均值0.93±0.41)mg·g-1;C∶N、C∶P和N∶P分别为22.74±8.88、512.93±186.53、25.64±16.74;从生活型来看,灌木和草本植物对C的存储能力极显著低于乔木(P0.01),乔木和草本植物的N含量极显著低于灌木(P0.01);3种生活型植物的P含量无显著差异;从功能型来看,研究区植物叶片与同化枝的C、N、P、C∶N、C∶P、N∶P均无显著差异;与全球和中国尺度的研究相比,艾比湖湿地自然保护区植物叶片P含量明显偏低,N∶P、C∶P明显偏高,N∶P16,说明艾比湖湿地自然保护区植物在受N、P共同作用的同时更易受P的限制。     

不同功能型植物叶氮含量与光合特性的关系研究

在山西南部的霍山七里峪林场,确定乔木、灌木和草本物种共26个,用Li-3000A叶面积测定仪测量了叶面积的大小、用Li-6400便携式光合作用测定系统测定了叶光饱和速率（A_area）,计算了比叶重（LMA）、单位重量的光饱和光合速率（A_mass）、单位面积叶氮含量(Narea)、单位重量叶氮含量(N_mass)及光合氮利用效率(PNUE),研究了它们之间的不同和相互作用关系。结果表明：不同功能型植物的N_mass、A_area、A_mass、N_area和PNUE差异显著(p<0.05),植物叶片氮含量与植物光合生理特性具有显著相关关系,N_mass与A_area、A_mass和PNUE呈线性显著的正相关(p<0.05);N_area与A_area、A_mass、PNUE之间呈极显著的负相关(p<0.01)。     

三峡水库消落带植物叶片光合与营养性状特征

自2007年三峡大坝试运行以来,其独特的人工水位调度节律给当地的水库消落带生态系统带来了巨大的负面影响。植物功能性状可以反映某一特殊生境植物的生理生态过程特殊性,是指示生态系统结构与功能的有效指标。因此,在三峡水库消落带形成2a后,于2009年调查了消落带的42种适生植物以及对照带33种植物的6个叶片功能性状:最大净光合速率(Amax)、叶片气孔导度(Gs)、比叶重(LMA)、叶片全氮含量(Nmass)、全磷含量(Pmass)和全钾含量(Kmass)。运用标准化主轴回归分析对消落带植物叶片各功能性状之间关系进行分析,并对照全球尺度叶片功能性状数据库,旨在说明反季节淹水对消落带植物叶片功能性状之间关系与全球尺度对比发生了哪些变化。同时,运用成对方差t检验的分析方法,对比了在消落带和对照带都存在的33个种的叶片光合与营养性状之间的差异,以阐明消落带植物对消落带特殊生境的生理响应。结果表明:(1)消落带植物叶片各性状关系呈现出与全球尺度基本一致的格局,表现出植物叶性状之间关系的趋同性;(2)消落带植物Amass、Nmass、Pmass和Kmass显著高于全球尺度,而LMA则显著低于全球尺度。处于驯化阶段的消落带植物各叶片性状处在全球叶片经济型谱"低投入-快速回收"的一端。(3)消落带植物叶片Amass与对照带相比,有显著提高。表明三峡水库消落带植物叶片光合能力得到显著提高,这可能是其适应消落带特殊生境的关键生理生态对策之一。     

干旱和湿润生境中主要优势树种叶片功能性状的比较

以云南南部的沟谷雨林(湿润生境)和干热河谷萨瓦纳(savanna)稀树灌丛(干旱生境)中共31种主要优势木本植物为材料,研究了叶片主要功能性状单位面积叶干重(LMA)、单位干重氮含量(Nmass)和单位干重最大净光合速率(Amass)在2个生境中的差异及各性状间的关系。结果表明:在物种水平上,干旱和湿润生境中各树种的LMA值分别为46.88～178.63和45.35～93.16g·m-2;Amass值分别为48.12～176.65和71.38～265.76nmol·g-1·s-1;Nmass值分别为11.8～36.71和12.98～31.78mg·g-1;在群落水平上,干旱生境中LMA显著高于湿润生境,而Amass显著低于湿润生境,Nmass在2个生境中差异不显著;在群落尺度上,干旱生境中LMA与Nmass和Amass均呈显著负相关;在2生境中Nmass与Amass均呈显著正相关。同一生境下不同植物对环境的适应策略有差异,但各性状间的相关关系具有趋同性;从湿润到干旱生境,植物由快速生长转向以提高资源利用效率为主的适应策略。     

Irradiance, temperature and rainfall influence leaf dark respiration in woody plants: evidence from comparisons across 20 sites

Leaf dark respiration (R) is one of the most fundamental physiological processes in plants and is a major component of terrestrial CO2 input to the atmosphere. Still, it is unclear how predictably species vary in R along broad climate gradients. Data for R and other key leaf traits were compiled for 208 woody species from 20 sites around the world. We quantified relationships between R and site climate, and climate-related variation in relationships between R and other leaf traits. Species at higher-irradiance sites had higher mean R at a given leaf N concentration, specific leaf area (SLA), photosynthetic capacity (Amass) or leaf lifespan than species at lower-irradiance sites. Species at lower-rainfall sites had higher mean R at a given SLA or Amass than species at higher-rainfall sites. On average, estimated field rates of R were higher at warmer sites, while no trend with site temperature was seen when R was adjusted to a standard measurement temperature. Our findings should prove useful for modelling plant nutrient and carbon budgets, and for modelling vegetation shifts with climate change.     

湖北后河保护区珙桐的叶功能性状研究

该研究分析了珙桐群落主要叶功能性状之间的关系,比较了珙桐与林分其它优势树种以及珙桐Ⅰ级(胸径dbh<2.5cm)、Ⅱ级(dbh2.5～22.5cm)和Ⅲ级(dbh>22.5cm)3个龄级间叶功能性状上的差异.结果表明,珙桐的比叶面积(SLA)与单位质量的叶建成成本(CC_m)、单位面积的叶建成成本(CC_a)呈显著负相关(p<0.01).通过与林分其它优势树种相比较,珙桐具有较高的SLA、单位的质量的叶氮含量(N_mass);而CC_m、CC_a、单位面积的叶氮含量(N_area)却相对较低,这表明珙桐能较有效地利用有限资源.珙桐不同龄级的最大光合速率(A_max)、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均表现为珙桐Ⅲ级>Ⅱ级>Ⅰ级,而SLA则表现为Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级(p<0.05).尽管珙桐Ⅰ级在林下表现出较强的弱光适应能力,但在后期建成为Ⅱ级的过程中,叶片形态与光合生理特性均表现出对遮荫环境的不适应,光资源不足可能是珙桐种群更新受限的主要限制因子之一.     

科尔沁沙地东南部地区主要植物叶片性状及其相互关系

选取科尔沁沙地东南部地区23种主要植物,将其划分成草本、灌木和乔木3种生长型,并分别测定其叶片鲜重(FW)、干重(DW)、叶干物质含量(DMC)、面积(AR)、比叶面积(SLA)和厚度(TH)等6项叶片性状因子。结果表明,草本植物的叶片性状比灌木和乔木变异大;平均SLA和DMC草本<灌木<乔木,DW反之,而TH则没有明显的变化。方差分析发现,除DW和TH外,SLA和DMC在不同生长型中的变化显著,并且SLA与DMC呈显著负相关,说明SLA和DMC是在植物资源利用分类轴上划分植物种类的最佳变量。对于厚度,还需进一步进行研究。     

中国东部南北样带森林生态系统102个优势种叶片碳氮磷化学计量学统计特征

选择中国东部南北样带森林生态系统112个采样点,研究了102个优势植物叶片的有机碳、全氮和全磷化学计量学特征及其变异性.结果表明： 在中国东部南北样带森林生态系统中,优势植物叶片的有机碳含量(Cmass)、全氮含量(Nmass)和全磷含量(Pmass)的变化范围分别为374.1～646.5 mg·g-1、8.4～30.5 mg·g-1和0.6～6.2 mg·g-1,算术平均数分别为480.1、18.3和2.0 mg·g-1,变异系数分别为11.1%、27.5%和56.4%;C/N、C/P和N/P的变化范围分别为14.1～64.1、70.9～838.6和1.5～21.2,算术平均数分别为29.1、313.9和11.5,变异系数分别为32.8%、48.3%和44.1%.C∶N∶P质量比为313.9∶11.5∶1,摩尔比为810.9∶25.4∶1.与全球尺度的研究结果相比,本研究区域树木叶片Cmass和C/N明显偏高,叶片Nmasss和N/P明显偏低,而叶片Pmass和C/P差异不显著.     

桂北岩溶区青冈栎-青檀群落植物叶片比叶面积研究

为揭示岩溶地区植物叶片比叶面积变化规律和叶片形态之间的相关关系,研究了桂北岩溶区青冈栎-青檀群落的叶片长/宽(LL/LW)、叶片厚度(LT)和比叶面积(SLA)及其之间的关系。结果表明:群落中常绿树种的LL/LW和LT显著高于落叶树种,而常绿树种的SLA显著低于落叶树种;乔木和灌木之间的LL/LW存在显著差异,但SLA和LT不存在显著差异。总体上看,SLA与LL/LW、LT之间是显著负相关关系,SLA随着LL/LW、LT的变大而逐渐减小。但LT与SLA负相关趋势比LL/LW与SLA的明显。因此,LT比LL/LW对叶片SLA的影响大,其明显影响了叶片的SLA。SLA的大小是衡量叶片获取光照能力的指标,因此岩溶区植物较厚的叶片对光照的获取能力具有较大的影响,并可导致光合作用效率的降低。