明党参幼苗存活与生长对光照强度的响应

以濒危植物明党参低温催芽形成的幼苗和常温正常萌发的幼苗为对象,对其存活及形态、结构、生物量及其分配、生长速率等指标进行测定和分析.结果表明,明党参幼苗在较高光强（65％全光照）存活率最高,有利于幼苗建成,低光强存活率最低.低温催芽形成的幼苗和常温正常萌发的幼苗对光照强度的响应规律类似,明党参幼苗的生长参数（株高除外）叶生物量、根生物量、总生物量、生长速率和总叶面积均在65％全光照条件下达到最大值,表现出最佳生长状况,表明适宜明党参幼苗生长的光照条件是65％全光照;利用低温催芽形成的幼苗生物量约是常温正常萌发幼苗的5倍,能提高其经受不利环境的能力,为明党参的栽培和保护提供一种新的途径.     

濒危植物明党参与非濒危种峨参种子休眠和萌发比较

研究了濒危植物明党参（Changium smyrnioides)与非濒危种峨参（Anthriscus sylvestris)种子贮存,打破休眠和萌发对水分和温度条件的要求。结果表明,在自然条件下,明党参种子有5个月的休眠期,人工低温（10℃左右）处理40天即可打破休眠;两种植物种子自然温度干燥处理不能打破休眠;两种植物的种子在自然温度变湿层积处理后萌发率最高,萌发持续时间也最长,其中明党参的萌发率地峨参,持续时间短于峨参;自然温度淹水处理大大降低了两种植物种子的萌发率,但明党参仍有7％的萌发率。明党参种子质量和发芽率不应是明党参濒危的直接原因,但因其具有种子产量低,幼苗数量少,存活率高的K－对策,当受到强烈干扰时,种群难以在短期内恢复,容易濒危。     

光照强度与埋深对外来植物曼陀罗幼苗生长的影响

光照强度与埋深是诸多环境因素中影响外来植物幼苗出土与生长的主要因素。为了探查外来植物幼苗对光照强度与埋深的生长响应, 以曼陀罗(Datura stramonium L.)为实验材料, 分别研究两种光照强度 (100%光照和35%光照)和五种种子埋深 (1、3、5、7和9 cm)处理对曼陀罗幼苗生长特征的影响。结果表明: (1)100%光照强度处理下曼陀罗幼苗的叶片总生物量、根冠比(R/S)、相对生长速率(RGR)和总生物量显著高于35%光照强度处理。相反, 幼苗的总叶面积、比叶面积(SLA)和叶面积比(LAR)和叶片生物量比(LMR) 显著低于35%光照强度处理。(2)曼陀罗幼苗的出土率、首苗出土所需时间、株高、根长、总生物量及相对生长速率(RGR)等指标均在埋深3 cm处理获得最大值, 埋深大于或低于3 cm均导致上述指标下降, 埋深7 cm处理呈现最小值; 埋深对幼苗根冠比(R/S)无显著影响, 但显著增加地下下胚轴长度。这表明曼陀罗幼苗更偏好入侵光照强度较高和较低埋深(≤3 cm)的环境, 遮阴或过深的埋深不利于曼陀罗幼苗出土和生长。因此, 提出曼陀罗入侵农田的防控建议为: 1)在曼陀罗种子结实前进行铲除, 从源头控制曼陀罗蔓延; 2)早春作物播种前进行深耕, 将土壤里的曼陀罗种子翻耕到深层土壤中。     

杉木和木荷种子萌发及幼苗生长对光梯度的响应

光是影响种子萌发和幼苗生长的关键因素.为理解不同树种种子萌发及幼苗生长对光梯度变化的响应机制,本文研究了不同光照强度(分别为自然光强的100%、60%、40%、15%和5%)对杉木和木荷种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了两树种种子萌发和幼苗生长对光照响应的差异性.结果表明: 光照强度对两树种的种子萌发和幼苗生长均具有显著影响. 随着光照强度的减弱, 杉木种子萌发率增大,萌发指数增大,木荷种子萌发率和萌发指数则先增大后减小,在40%光照强度下达到最大值.两树种幼苗存活率在全光照(100%光照)下均为0,在5%～60%光照处理下则随着光照强度的减弱而显著降低.两树种幼苗根长、地径和株高对光梯度变化的响应趋势一致,随着光照强度的减弱,根长显著减小,地径和株高则先增大后减小,在5%光照强度下达到最小.随着光照强度的减弱,杉木幼苗根、茎、叶及总生物量降低,木荷幼苗生物量积累在15%～60%光照强度下较高, 5%光照强度下最小,且相同光照强度下,木荷幼苗各部分生物量均大于杉木.两树种幼苗应对低光环境时,表现出较大的茎和叶的生物量分配比,而根生物量比和根冠比降低.表明杉木苗期生长不耐阴,需要相对较强的光照,而木荷苗期具有较强的耐阴性,对弱光环境的适应性更强,能够在郁闭的林冠下定植和正常生长.     

不同光环境对桤木幼苗生长和光合特性的影响

通过设置3个光照强度(100％、56.2％和12.5％),模拟森林幼苗生长的旷地(采伐迹地)、林窗和林下光环境,研究不同光照强度对外来种台湾桤木和乡土种四川桤木幼苗的生长、光合特性以及生物量积累与分配的影响.结果表明:低光环境限制了两种桤木幼苗形态指标的增长,适当遮荫的林窗环境比旷地更有利于幼苗的生长.台湾桤木幼苗具有较高的比叶面积和相对生长速率,较大的单叶面积、叶长、叶宽、株高和基径,较少的叶片数和较低的叶面积比、叶柄长.低光环境下,台湾桤木幼苗的最大净光合速率、光饱和点和表观光量子效率较高,光补偿点和暗呼吸速率较低.随着光照强度的降低,台湾桤木幼苗具有更高的根生物量比和更低的叶生物量比;四川桤木幼苗则相反,加剧了动物取食和机械损伤的风险.     

光照和氮交互作用对水曲柳幼苗生长、生物量和氮分配的影响

采用温室沙培方式,对水曲柳幼苗进行了不同光强（2个水平）和氮浓度（4个水平）处理,分析了其生长、生物量和氮分配对环境变化的响应.结果表明：与全光照处理相比,低光处理下水曲柳幼苗冠根比（S/R）和净氮吸收速率（NNUR）极显著提高（P<0.01）,但相对生长速率（RGR）和净同化速率（NAR）极显著下降（P<0.01）;低光处理下的幼苗根、茎、叶和整株生物量分别较全光照处理降低了36.8%（P<0.01）、1.7%、12.7%（P<0.05）和24.3%（P<0.01）;低光处理使幼苗分配到根系的氮比例明显下降,而叶片的分配比例增加.无论光强大小,氮对幼苗生长都具有十分明显的促进作用,而且幼苗S/R和叶片的氮分配比例都随氮供给浓度的增加而明显提高.光强和氮浓度对水曲柳幼苗的基径、S/R、RGR和生物量（根和叶）分配比例具有显著的交互作用（P<0.05）.     

光强对杉木幼苗形态特征和叶片非结构性碳含量的影响

选取南方重要的造林树种杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)幼苗为研究对象,通过搭建遮荫棚设置5个光照强度(分别为自然光照的100%、60%、40%、15%和5%),研究了幼苗在不同光照强度下的生长形态、生物量积累及分配、叶片的非结构性碳含量(NSC)特征。结果显示:(1)叶长、叶宽和叶面积在40%光照强度下最大,而比叶面积和叶片相对含水量随着光照强度的降低呈递增趋势;(2)随着光照强度的降低,杉木幼苗各器官生物量下降,根生物量比和根冠比降低,茎和叶生物量比增加;(3)杉木幼苗在60%光照强度下叶片非结构性碳含量最高,5%光照强度下含量最低;(4)杉木幼苗比叶面积与叶生物量以及与非结构性碳含量之间存在极显著的负相关关系(P0.01),叶生物量与非结构性碳含量之间存在极显著的正相关关系(P0.01)。杉木幼苗能够通过形态学上的可塑性来适应不同的光强环境,提高光竞争能力和生存适合度,但在5%光照强度下,由于较难维持碳收支平衡而不利于其生长和存活。     

不同光环境下胡桃楸幼苗的形态可塑性及其响应研究

为了探求不同光环境对胡桃楸幼苗生长的影响,对全光照（100%光照）、中光照（60%光照）、低光照（30%光照）3种光环境下胡桃楸幼苗的生长、形态特征、生物量分配和水分特征开展研究。结果表明：胡桃楸幼苗的形态在不同光环境下存在明显的可塑性变化,生物量分配和水分特征均表现出不同程度的差异。低光照条件下,胡桃楸幼苗生长快,株高、地径分别为全光照的1.14、1.18倍;冠幅大,是全光照的1.40倍;叶片宽大,叶长和叶宽分别是全光照的1.25和1.36倍;分枝数明显少于全光照。3种光环境下胡桃楸幼苗地上部分生物量存在显著差异,地下部分差异不显著。叶片相对含水量随着光照的降低呈现逐渐增加的趋势;全光照条件下叶片饱和持水量与叶片干鲜比明显大于遮阴条件;3种光照条件下叶绿素含量差异显著。胡桃楸幼苗为适应不同光环境,在形态和生理方面都做出适应性调整,适当的遮阴处理有利于胡桃楸幼苗生长。     

不同光环境对桤木幼苗生长和光合特性的影响

通过设置3个光照强度(100%、56.2% 和12.5%),模拟森林幼苗生长的旷地(采伐迹地)、林窗和林下光环境,研究不同光照强度对外来种台湾桤木和乡土种四川桤木幼苗的生长、光合特性以及生物量积累与分配的影响.结果表明： 低光环境限制了两种桤木幼苗形态指标的增长,适当遮荫的林窗环境比旷地更有利于幼苗的生长.台湾桤木幼苗具有较高的比叶面积和相对生长速率,较大的单叶面积、叶长、叶宽、株高和基径,较少的叶片数和较低的叶面积比、叶柄长.低光环境下,台湾桤木幼苗的最大净光合速率、光饱和点和表观光量子效率较高,光补偿点和暗呼吸速率较低.随着光照强度的降低,台湾桤木幼苗具有更高的根生物量比和更低的叶生物量比;四川桤木幼苗则相反,加剧了动物取食和机械损伤的风险.     

不同光照处理下青藏高原克隆植物黄帚橐吾(Ligulariavirgaurea)种子大小对其幼苗生长的影响

以高寒草甸克隆植物黄帚橐吾为实验材料,通过遮荫网模拟植被遮荫,研究种子大小与萌发及幼苗生长能力的关系和幼苗对光照条件的反应。结果表明：（1）在自然光照下,黄帚橐吾种子大小对种子萌发的影响显著,大种子的萌发率高于小种子。遮荫生境下,大、小种子萌发率有所降低,但遮荫对小种子萌发的影响比大种子显著。小种子的萌发率下降了近1/8,而大种子的萌发率仅下降了1/11。（2）黄帚橐吾种子大小对幼苗生物量积累影响显著,大种子幼苗总生物量（TB）大于小种子幼苗的。但生物量的分配与播种时间相关,播种后60 d,在自然光照条件下,大种子幼苗对根生物量的分配大于小种子幼苗,而对叶生物量的分配则正好相反。在遮荫环境中,大、小种子幼苗普遍对根的生物量分配增加,大种子幼苗根冠比（R/S）大于小种子幼苗。（3）黄帚橐吾种子大小对幼苗的生长也有明显影响。在自然光照下,小种子幼苗的相对生长速率（RGR）较大于大种子幼苗,但叶面积比率（LAR）、叶面积干质量比（SLA）、叶干质量（LWR）差别不明显。在遮荫条件下,幼苗的LAR、SLA、LWR显著增加,但大、小种子幼苗间差异不显著,幼苗的RGR减小,小种子幼苗的减小趋势大于大种子幼苗。     

不同光强对棱角山矾幼苗生长及光合特性的影响

通过比较不同遮阴处理下棱角山矾幼苗生长及光合特性的差异,以探讨不同光强对棱角山矾生长及光合作用的影响及其适应机制。结果表明：棱角山矾幼苗的生物量分配对光强的反应敏感,在强光处理下,比叶面积减小,总叶面积变小;弱光处理下通过增大叶生物量比、叶面积比,支持结构生物量比,提高捕光能力。但L100、L30、L10处理下总生物量的积累显著小于L50处理,L30、L50、L100光强处理下总叶面积显著高于L10光强处理。并且10%和100%光强下棱角山矾叶片的最大净光合速率（P_max）、光饱和点（LSP）、表观量子效率（AQY）均显著低于30%和50%光强处理;而光补偿点（LCP）则随光强的增大而升高;总叶绿素和类胡萝卜素含量在10%~100%随着光强增大而显著降低（P<0.05）。说明棱角山矾幼苗在不同光环境下具有一定适应性,但过强或过弱的光环境均会对棱角山矾的生长产生负面影响,其中50%光强是棱角山矾幼苗生长的最佳光强;棱角山矾为中性树种,苗木适宜生长在荫蔽的环境下。     

光强对三叶鬼针草生长特征的影响

利用温室盆栽试验,研究了不同光强100%、40%、20%和5%下三叶鬼针草营养生长期和繁殖期的生长特征。结果表明:中度遮荫有利于三叶鬼针草支持结构的生长和营养期的物质积累,重度遮荫下仍能生长良好。在两个生长时期,相对生长速率(RGR)、净同化速率(NAR)均在100%光强下最大,5%光强下最小;总生物量在营养期和繁殖期分别在40%光强和全光照下最大,在3%光强下最小;株高、总叶面积(TLA)、根生物量比(RMR)、根冠比(R/C)、叶生物量比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)、平均叶面积比(LARm)在3%光强时均大于全光照下的;支持结构生物量比(SBR)在40%光强、20%光强下大于3%光强和全光照处理。这说明三叶鬼针草在形态、生物量分配及生长特性上对光因素具较强的可塑性,这可能是其分布范围广、具有强入侵性的因素之一。     

Responses to Light and Water Availability of Four Invasive Melastomataceae in the Hawaiian Islands

Plant invasion by Neotropical Melastomataceae is prominent in Hawaii. To understand life history traits of four successful invasive Melastomataceae, two shade-intolerant herbs (Arthrostema ciliatum and Tibouchina herbacea) and two shade-tolerant woody species (Clidemia hirta, a shrub, and Miconia calvescens, a tree) were subjected to three light levels and two watering regimes in a greenhouse. Plant height, leaf number and area, biomass allocation, relative growth rate (RGR), carbon assimilation (A), leaf nutrient content, leaf construction costs (CC), specific leaf mass (SLM), and leaf spectral properties were determined at the end of the experimental period. Plant size, total biomass, RGR, A, CC, and SLM decreased, whereas leaf light transmittance and leaf N increased under low light in all species. The effects of water stress were weaker than light-stress effects. Relative growth rate of herbs grown in sun and partial shade (0.046 and 0.033 g g-1 d-1, respectively) was higher than in the woody species (0.027 and 0.020 g g-1 d-1). Woody species allocated more biomass to leaf production than herbs, which allocated more biomass to stem production. Shade increased allocation of biomass to leaves, and water stress increased the root-shoot ratio in all species. Partial shade increased leaf area ratios more in the herbs (140%) than in woody species (68%). Miconia calvescens and C. hirta had higher leaf absorbance (92%) than both herbs (79%). Maximum A under all light treatments was similar in all species, and there was substantial acclimation to the different light levels. Leaf construction cost was higher in the apparently long-lived leaves of the woody species. Relative growth rate, carbon allocation, and SLM showed larger changes to light and water stress than A and related photosynthetic parameters. All species showed responses qualitatively similar to those of other tropical species including the high acclimation potential to light, but the herbs exhibited the largest quantitative responses. When compared with a large group of native species, the four melastomes appear to be better suited to capture and use light, which is consistent with their rapid spread in mesic and disturbed Hawaiian environments.     

Applicability and limitations of optimal biomass allocation models: a test of two species from fertile and infertile habitats

BACKGROUND AND AIMS: The practical applicability of optimal biomass allocation models is not clear. Plants may have constraints in the plasticity of their root : leaf ratio that prevent them from regulating their root : leaf ratio in the optimal manner predicted by the models. The aim of this study was to examine the applicability and limitations of optimal biomass allocation models and to test the assumption that regulation of the root : leaf ratio enables maximization of the relative growth rate (RGR). METHODS: Polygonum cuspidatum from an infertile habitat and Chenopodium album from a fertile habitat were grown under a range of nitrogen availabilities. The biomass allocation, leaf nitrogen concentration (LNC), RGR, net assimilation rate (NAR), and leaf area ratio (LAR) of each species were compared with optimal values determined using an optimal biomass allocation model. KEY RESULTS: The root : leaf ratio of C. album was smaller than the optimal ratio in the low-nitrogen treatment, while it was almost optimal in the high-nitrogen treatment. In contrast, the root : leaf ratio of P. cuspidatum was close to the optimum under both high- and low-nitrogen conditions. Owing to the optimal regulation of the root : leaf ratio, C. album in the high-nitrogen treatment and P. cuspidatum in both treatments had LNC and RGR (with its two components, NAR and LAR) close to their optima. However, in the low-nitrogen treatment, the suboptimal root : leaf ratio of C. album led to a smaller LNC than the optimum, which in turn resulted in a smaller NAR than the optimum and RGR than the theoretical maximum RGR. CONCLUSIONS: The applicability of optimal biomass allocation models is fairly high, although constraints in the plasticity of biomass allocation could prevent optimal regulation of the root : leaf ratio in some species. The assumption that regulation of the root : leaf ratio enables maximization of RGR was supported.     

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。     

遮荫对青桐幼苗生长性状与化学计量特征的影响

营养元素含量及化学计量比可反映植物器官营养元素的分配及互作关系,亦可反映其营养利用效率及生长环境的养分限制状况.以青桐(Firmiana platanifolia)幼苗为材料,分析4种不同光强(全光照,50％、75％和95％遮荫)对青桐幼苗生长,C、N、P、K含量及其化学计量特征的影响.结果 表明:遮荫对青桐幼苗的生长...