极端干旱区绿洲植物叶功能性状及其对土壤水盐因子的响应

目的极端干旱区绿洲是全球变化的敏感区域,特别是由于水资源短缺及水文过程的改变,绿洲土壤环境因此产生了强烈异质性。植物如何适应高度土壤异质性是绿洲植物多样性维持的关键性科学问题。而探究植物叶片这一对土壤异质性敏感器官的功能性状及其对土壤水盐因子的响应,有利于揭示全球变化背景下绿洲植物适应的根本策略。方法本研究以额济纳这一典型荒漠绿洲的常见植物叶片为研究对象,选择25种植物的8种叶功能性状,包括叶片厚度（LT）、叶干物质含量（LDMC）、比叶面积（SLA）、叶碳含量（LCC）、叶氮含量（LNC）、叶磷含量（LPC）、叶片碳氮比（C/N）、叶片氮磷比（N/P）,分析了功能性状之间的相关性及其在群落水平上的特征,并探讨了叶功能性状对不同土壤水盐环境的响应。结果（1） 在不同土壤水盐环境中,各个叶功能性状具有不同程度的变异幅度,其中SLA最大,LCC最小。（2） 部分功能性状之间表现出显著的协同或权衡变化趋势。LT与SLA、LDMC与SLA、LPC与LDMC、LNC与C/N、LPC与N/P呈极显著负相关（P < 0.01）;LCC与LT、LNC与LCC、C/N与N/P呈显著负相关（P < 0.05）。LDMC与C/N、SLA与LPC、LCC与C/N、N/P与LCC、LNC与N/P呈极显著正相关（P < 0.01）;LDMC与LCC、SLA与LNC呈显著正相关（P < 0.05）。（3） 叶功能性状对土壤水盐因子的响应具有显著的差异。在低水低盐环境中,叶片通过提高LDMC、LNC、N/P,降低LPC、C/N来适应干旱胁迫为主的土壤环境。在低水高盐环境中,叶片通过降低LDMC、C/N、N/P,提高LNC、LPC来适应盐胁迫为主的土壤环境。在（相对）高水高盐环境中,叶片主要通过降低LNC、N/P,提高C/N来适应盐胁迫相对较低、水分含量相对充足的土壤环境。结论在额济纳绿洲区域内,植物群落叶功能性状通过一定程度的变异和某种协同?权衡的功能组合形式适应极端干旱的环境,并对土壤水盐因子的响应具有一定程度的差异,其中盐分含量对该环境下的群落叶功能性状的影响更为关键。本研究为进一步探究极端干旱区绿洲植物对土壤水盐因子的适应机制研究提供了科学依据。      

水芹对畜禽养殖废水中9种元素的累积能力及其生物修复潜力

为明确水芹对畜禽养殖废水中9种元素的吸收累积能力与生物修复潜力,以畜禽养殖废水为生源要素进行原位实验,研究水芹生长期内不同阶段根、茎、叶中C、N、P、K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn等9种元素质量分数的动态变化,化学计量学特征,及其N、P累积量等。结果表明:水芹的C(542.46 g·kg^-1)、N(41.35 g·kg^-1)、P(7.03 g·kg^-1)平均质量分数分别是中国内陆水域水生植物的1.5、1.6和2.1倍。水芹整株对N和P的累积量分别为165.90 g·m^-2和119.7 g·m^-2,高于凤眼莲修复水体时的氮、磷累积范围。K在水芹茎中的含量最高,而Ca、Na、Mg、Fe、Zn在根中富集。水芹叶片N含量高于同期根、茎中的含量,且叶片对9种元素的综合积累指数显著(P<0.05)高于根、茎部。水芹的C∶N处于9.42~18.55;C∶P处于48.82~194.72,低于全球植物C∶P平均值。水芹N含量与C∶N、P含量与C∶P的相关性随水芹生长而逐渐减弱。水芹不同发育阶段的N∶P为3.59~10.56(<14),说明水芹生长仍受N限制。综上,水芹对畜禽养殖废水中的多种元素具有良好的累积储存能力,是修复重度富营养化水体的优良绿色植物。     

稻田长期施用沼液对土壤化学性质及碳氮磷生态化学计量比的影响

为探明连续施用沼液后对稻田土壤理化性状和碳氮磷生态化学计量比的影响,在浙江省桐乡市设置不施沼液和连续沼液施用时间为4、2 a的稻田样区各1个,并在各样区采集4个0~30 cm的土样,分析其土壤肥力主要指标。结果显示,1)施用沼液4 a处理的土壤pH比不施沼液的土壤pH显著降低;2)施用沼液4 a的土壤有机质含量(27.98 g·kg^-1)、阳离子交换量(19.75 cmol·kg^-1)、电导率(116.5 μS·cm ^-1)显著高于不施沼液土壤;3)施用沼液4 a土壤全氮(1.45 g·kg^-1)、全磷(2.61 g·kg^-1)、全钾(26.3 g·kg^-1)、碱解氮(89.7 mg·kg^-1)、有效磷(234.7 mg·kg^-1)、速效钾(254.5 mg·kg^-1)和NH₄-N(48.40 mg·kg^-1)含量均比不施沼液处理显著提高;4)施用沼液4 a处理的土壤C∶N∶P比为8.71∶1.00∶4.84,显著低于不施沼液的土壤。稻田施用沼液4 a处理与不施沼液的C∶N比无显著性差异,而C∶P比和N∶P比则低于不施沼液的土壤。在土壤肥力较高稻田上施用沼液导致土壤全量和速效养分的累积以及C∶P、N∶P比的降低,稻田土壤可能存在养分流失的风险。     

岷山摩天岭北坡木本植物功能性状的变异特征

【目的】以木本植物为研究对象,对植物叶性状的变异特征及其与植物科类群、高度、生活型、繁殖性状、分布区的关系进行研究,揭示摩天岭北坡植物叶性状的种间分异特征及其植物功能性状的变异规律,为植物功能性状的深入研究提供参考依据.【方法】对摩天岭北坡邱家坝保护站(海拔2338～2916 m)木本植物的植物功能性状进行研究,包括比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶氮含量(LNC)、叶碳含量(LCC)、叶磷含量(LPC)的变异特征及其与科类群、植物高度、生活型、花序、花色、果型和分布区的关系.【结果】摩天岭北坡邱家坝山地森林为针阔叶混交林带,共有木本植物37种,其中乔木21种,灌木和竹类16种.1)37种木本植物的SLA平均为14.22 m~2/kg、LDMC平均为0.43 g/g,LNC、LCC、LPC平均为23.69、458.94、36.30 g/kg;变异幅度依次为:SLA(103.45%)LDMC(61.61%)LPC(20.76%)LNC(20.38%)LCC(4.86%).2)相关分析显示,植物的高度与LCC呈极显著正相关关系(P0.01),LNC与LPC呈显著正相关关系(P0.05),LCC与LDMC呈显著负相关关系(P0.05);方差分析显示,不同科类群的植物间LCC差异极显著(P0.01),LNC差异显著(P0.05),科类群能解释SLA、LDMC、LNC、LCC和LPC变异的42.4%、50%、63.3%、74.1%和32.4%;不同高度的植物间LDMC差异显著(P0.05),LCC差异极显著(P0.01);不同生活型的植物间LNC和LPC差异极显著(P0.01);不同花序类型植物之间的LDMC(P0.01)和LCC(P0.001)差异极显著.不同花色的植物LNC差异显著(P0.05).不同果实类型的植物间SLA(P0.001)和LCC(P0.01)差异极显著,其间LDMC差异显著(P0.05).植物的分布区对叶性状无显著影响(P0.05).【结论】植物功能性状并不是孤立发挥作用的,植物在长期适应环境过程中,其形态和功能性状的特征不仅受环境的影响,也可能受植物生活史和物种系统发育史的影响.     

漓江流域典型丘陵区4种果树光合特性及叶片性状研究

测定解放钟枇杷、东魁杨梅、桂橙一号甜橙、翠冠梨4种果树叶片的气体交换参数和叶性因子并对其进行比较研究.结果表明,4种果树的叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(Wue)和潜在水分利用效率(Wuei)的种间差异达极显著水平(P＜0.01),指示了不同树种间的光合能力及水分利用能力差别较大.4种果树品种的比叶面积(SLA)、叶片干物质含量(LDMC)及单位面积叶N含量(Narea)种间差异均达显著水平(P＜0.05),此外,LDMC与SLA呈现显著负相关、与单位面积叶N含量(Nmass)呈现极显著负相关;SLA与Nmass、Pn极显著正相关.研究结果显示不同果树种类在同一自然环境下的适应方式存在较大差别.     

大穗型小麦叶片性状、养分含量及氮素分配特征

采用田间试验研究了8个大穗型小麦新品系和西农979不同生育期比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)与养分含量的差异性,并对其不同器官氮素积累和分配情况进行了探讨。结果表明,大穗型小麦的SLA和LDMC平均值小于西农979;小麦叶片养分含量由大到小依次为全氮(N)、全钾(K)和全磷(P);成熟期大穗型小麦品系各器官平均氮素积累能力都高于对照,氮素积累量及分配比例的大小顺序为籽粒>茎+鞘>穗草(穗轴+颖壳)>旗叶>倒二叶>余叶;大穗型小麦平均转移率和贡献率较西农979低;抽穗期旗叶SLA和LDMC呈负相关关系,SLA和N含量呈不显著的正相关,和P、K呈极显著的负相关。小麦叶片结构性状与养分含量影响体内有机物质的积累与转运,通过水肥调控措施来提高大穗型小麦养分利用效率的研究需进一步加强。     

番茄不同节位叶片形态特征与干物质含量的关系

对3个番茄品种植株叶片的形态特征及干物质含量进行研究的结果表明,番茄不同节位叶片之间叶面积、叶长、叶宽、叶干重存在显著性差异,不同品种之间叶长差异不显著;月光、樱桃番茄SLA、LDMC平均值差异不显著,佳丽与月光、樱桃番茄之间比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)平均值差异显著。各品种叶面积与叶长、叶宽之间呈极显著正相关,SLA与LDMC之间呈显著负相关。     

微山湖红荷湿地主要植物种比叶面积和叶干物质含量研究

初步探讨了微山湖红荷湿地16种植物间比叶面积(SLA)和叶干物质含量(LDMC)的差异.结果表明:SLA和LDMC在16种植物间存在显著差异(P<0.001),16种植物SLA和LDMC的变异范围分别为162.3～532.5 cm2/g和0.12～0.35 g/g;SLA和LDMC在不同生活型间也存在显著差异(P<0.001),一年生草本植物的SLA显著高于多年生草本植物和木本植物的(P<0.001),而木本植物的LDMC显著高于一年生和多年生草本植物的(P<0.005);SLA和LDMC在挺水植物和陆生植物间差异均不显著;跨越16个物种,SLA和LDMC之间呈显著负相关关系(P<0.05).     

灰绿藜叶特性对光照、营养和萌发时间的响应

研究了不同光照、营养、萌发时间下灰绿藜的比叶面积(specific leaf area,SLA)和叶干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)的变化.结果表明,除营养对LDMC外,不同条件对SLA和LDMC都影响显著(P＜0.01);早萌发对灰绿藜生长更有利;与许多研究结果一样,低营养下SLA小,高营养下SLA大;叶片的SLA与LDMC之间呈显著负相关.     

微山湖红荷湿地主要植物种比叶面积和叶干物质含量研究

初步探讨了微山湖红荷湿地16种植物间比叶面积(SLA)和叶干物质含量(LDMC)的差异。结果表明:SLA和LDMC在16种植物间存在显著差异(P<0.001),16种植物SLA和LDMC的变异范围分别为162.3～532.5 cm²/g和0.12～0.35 g/g; SLA和LDMC在不同生活型间也存在显著差异(P<0.001),一年生草本植物的SLA显著高于多年生草本植物和木本植物的(P<0.001),而木本植物的LDMC显著高于一年生和多年生草本植物的(P<0.005);SLA和LDMC在挺水植物和陆生植物间差异均不显著;跨越16个物种,SLA和LDMC之间呈显著负相关关系(P<0.05)。     

松嫩草地66种草本植物叶片性状特征

植物叶片功能性状及其相互关系越来越受到关注.以松嫩草地66种草本植物为研究对象,测量叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量,检验性状间的相互关系,比较不同功能群(多年生根茎禾草,多年生丛生禾草,多年生杂类草,1年生或2年生草本)间性状的差异性.结果表明,叶片厚度变异系数最大,比叶面积、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量之间存在显著的正相关关系;叶片于物质含量与叶片磷含量没有显著的相关关系,与其它叶片性状呈显著的负相关关系;叶片厚度只与叶片干物质含量和比叶面积呈显著的负相关关系,与其它叶片性状不相关.叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮、磷含量在4个功能群间差异显著,叶绿素含量和类胡萝卜素含量在各个功能群间差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草叶片的7个性状差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草的叶片干物质含量高于多年生杂类草和1年生或2年生草本,其它性状小于这两个功能群.     

灵石山米槠林优势种群不同叶龄叶属性的研究

在灵石山100-900 m海拔梯度上米槠林分布的范围内,对米槠林优势种群不同年龄叶片的叶属性及其相关性进行分析。结果表明,叶属性有显著的叶龄间以及种间的差异;不同年龄叶片叶属性之间存在显著的相关性。说明叶片性状是植物长期适应环境的结果,叶片对不同环境的适应策略不同,不同年龄叶片对相同环境的适应策略也有差别,但各种环境下植物的各种叶片性状满足一定的关系,这种关系是植物适应环境的表现。     

东灵山主要树种在不同环境梯度下的叶功能性状研究

以不同发育阶段的辽东栎和五角枫为对象,研究了其5 种叶功能性状在不同海拔和不同坡位上的变化。结 果表明:1)2 个树种的比叶面积和叶干物质含量在不同坡位上都表现出显著的差异,比叶面积为下坡位 上坡位, 叶干物质含量与之相反,且不同发育阶段的比叶面积和叶干物质含量随坡位变化的规律性相同,表明不同发育阶 段个体的比叶面积和叶干物质含量对坡位变化的响应相同。叶的氮、磷含量和氮磷比在不同坡位间没有显著差 异,表明坡位对叶的氮、磷元素影响不大。2)树种不同发育阶段的比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量和叶磷含量 随着海拔梯度的变化都有显著差异,且变化规律不同;表明不同树种各发育阶段的叶功能性状对海拔梯度变化的 响应机制不同。氮磷比在不同海拔高度没有显著差异,可能是因为在较小的生境范围内,海拔对其影响较小。      

干旱胁迫环境中黄栌幼苗叶功能性状变异与产地地理?气候因子的关系

目的分析持续干旱胁迫环境中不同产地黄栌幼苗叶功能性状的变异规律及差异，并探究产地地理?气候因子对叶功能性状变异的影响。方法采用田间模拟试验方法，选取来自5个产地的黄栌1年生幼苗作为供试材料，设置对照（CK，土壤田间持水量的75% ~ 80%）、中度胁迫（MS，土壤田间持水量的55% ~ 65%）和重度胁迫（SS，土壤田间持水量的35% ~ 45%）3个土壤水分含量梯度，分析干旱胁迫、产地及其二者的交互作用对叶功能性状的影响，并结合主成分分析（PCA）和冗余分析（RDA）分别研究产地分布与地理?气候因子的关系以及产地地理?气候因子对叶功能性状变异程度（TVD）的影响。结果（1）干旱胁迫对幼苗叶功能性状均具有显著影响。其中，SS环境中，叶绿素含量（LChl）、叶相对含水量（RWC）、比叶面积（SLA）和叶片面积比例（LAR）分别比对照低17.61%（P < 0.001）、3.71%（P < 0.001）、10.89%（P = 0.002）和17.22%（P = 0.001），叶干物质含量（LDMC）、叶组织密度（LD）分别比对照高9.04%（P < 0.001）和14.52%（P = 0.009）。（2）黄栌叶功能性状之间的相关性在干旱胁迫环境中具有增强的趋势。其中，SLA与LDMC和LD均呈极显著（P < 0.01）的负相关关系，LDMC和LD之间具有极显著（P < 0.01）的正相关关系，RWC与LChl（P < 0.01）、SLA（P < 0.01）和LAR（P < 0.05）呈极显著或显著的正相关关系。（3）干旱胁迫环境中不同产地叶功能性状具有显著差异。MS处理时，SLA（P = 0.002）、LChl（P = 0.025）和LD（P = 0.026）在产地间具有显著差异；SS处理时，LChl（P < 0.001）、LAR（P < 0.001）和RWC（P = 0.005）存在显著的产地差异。（4）来自北京延庆区幼苗的叶功能性状平均变异程度（所有性状变异程度的平均值）最大，为17.57%，而来自山西运城绛县幼苗的最小，为6.97%。（5）经RDA筛选，最干燥月份降水量（DMP，P = 0.002）、生长季月降水量平均差（GSPD，P = 0.008）、最热月份的最高气温（WMT，P = 0.016）和年平均降水量（ANP，P = 0.036）对幼苗TVD影响显著。其中，DMP与所有性状的变异程度之间均具有不同程度的负相关关系，但与LDMC和LD变异程度之间的负相关性更为显著，GSPD和ANP与SLA和LAR变异程度的负相关性较为显著，WMT与LChl变异程度的正相关性极为密切。结论黄栌叶功能性状在不同干旱胁迫环境中、不同产地间均具有显著差异。产地气候 （尤其是DMP、GSPD、WMT和ANP）是导致干旱逆境中不同产地黄栌叶功能性状发生遗传变异的重要原因。5产地中，山西运城绛县的DMP最高，GSPD和ANP较为适宜，WMT较低，且来自该产地的黄栌叶功能性状在干旱胁迫中的平均变异程度最小，因此较适合引种至华北地区的干旱区域。      

云南松比叶面积和叶干物质含量随冠层高度的垂直变化规律

比叶面积（SLA）和叶干物质含量（LDMC）综合反应了植物利用资源的能力,是植物适应环境所体现出的关键叶性状。为深入了解SLA和LDMC沿冠层高度的垂直变化规律,该文对云南省永仁县万马乡2株云南松（树高14.4 m,树龄29年;树高30.2 m,树龄138年）不同冠层高度叶片SLA和LDMC进行调查研究,分析了不同年龄树木、不同叶龄SLA和LDMC的差异,初步探讨了SLA和LDMC在云南松冠层中的垂直空间分布。结果表明:①对于SLA,29年生云南松当年叶和1年叶比138年生云南松分别高27.66%和16.71%;对于LDMC,138年生比29年生分别高14.67%和5-10%;②SLA与LDMC成负相关;③各龄叶SLA随冠层高度的增加均具有对数递减趋势;④约在22 m高度以下,LDMC随冠层高度的增加而增加;22 m以上,当年叶LDMC呈现下降趋势,但1年叶变化不明显。研究结果指出,光照和水分资源在冠层不同高度的分配,共同导致SLA和LDMC沿冠层垂直方向发生变化。      

不同采伐强度对毛竹林分质量的影响

[目的]研究不同采伐强度时毛竹林分质量的影响。[方法]在赤水河下游选择经营制度、立地条件与林分质量相对一致的毛竹林,分别按重度和生产性采伐毛竹林设置固定样地,调查分析2种采伐强度对毛竹林分质量的影响。[结果]2种采伐强度下,毛竹林平均胸径、平均立竹度、年龄结构、立竹整齐度、立竹均匀度差异显著,生产性采伐林平均年龄、平均胸径、立竹全高、枝下高、秆重、枝叶重分别高出重度采伐林48.27%、19.12%、18.30%、26.35%、45.31%、19.56%,2种采伐强度下毛竹林不同径级与高度段株数、不同年龄的平均胸径与株数存在较大差异。[结论]不同采伐强度对毛竹林分质量影响显著,生产性采伐的毛竹林材质量优于重度采伐林,适宜推广应用。     

北京松山油松叶功能性状沿海拔梯度的变化及其环境解释

  目的  本研究探讨油松叶功能性状沿海拔梯度的变化规律,量化地形因子和土壤因子在驱动植物种内性状变异方面的贡献,为预测未来气候变化背景下植物叶片性状时空变异及其机制提供科学依据。  方法  以北京松山南坡油松为研究对象,通过相关性分析和冗余分析等方法,研究其8种叶功能性状沿海拔梯度的变化规律及其与地形和土壤因子的关系。  结果  （1）油松叶面积（LA）、比叶面积（SLA）及单位质量的磷含量（M_P）随海拔梯度升高呈降低趋势,而叶干物质含量（LDMC）、单位质量的氮含量（M_N）、单位面积的氮含量（A_N）及叶氮磷比（L_N:P）沿海拔梯度升高呈增加趋势,单位面积的磷含量（A_P）沿着海拔梯度没有明显的变化趋势。其各叶性状存在较大的种内变异（10.33% ~ 27.59%）,大小顺序为LA > A_N > A_P > SLA > L_N:P > M_N > M_P > LDMC。（2）部分叶功能性状之间沿海拔梯度表现出显著的协同或权衡变化趋势,油松SLA与LDMC呈显著负相关（P < 0.05）,与A_N、A_P呈极显著负相关（P < 0.001）。（3）控制油松各叶性状变异的主要环境因子各不相同,油松LA、SLA及L_N:P主要受到海拔高度和土壤全磷的影响,LDMC主要受到土壤氮磷比和土壤含水率的影响,M_N、A_N主要受到土壤pH和土壤全磷影响,M_P主要受到海拔和坡度的影响。（4）海拔与土壤因子两组变量只能解释油松叶功能性状6.28% ~ 41.10%的变异。  结论  研究区域内,油松叶片功能性状通过一定的性状变异和性状组合适应海拔梯度的变化,其中控制油松各叶性状变异的主要环境因子和程度各不相同。      

天目山皆伐毛竹林自然更新群落类型与多样性分析

  目的  毛竹Phyllostachys edulis林是中国亚热带区域近30 a来不断扩展的森林群落类型之一，物种多样性单一、生态功能不强。近年来，毛竹林蔓延和入侵越来越严重，已威胁到竹林周边植被，势必要进行更新改造。本研究旨在探讨毛竹纯林皆伐后自然更新形成群落类型、生物多样性特点和影响因素。  方法  基于天目山毛竹林皆伐自然更新后形成的次生群落的监测数据，利用TWINSPAN分析方法对自然更新群落进行了分类，比较了不同群落之间α多样性之间的差异性，用冗余分析法分析环境因素的影响。  结果  毛竹林皆伐后自然更新群落物种和类型多样，可分成11个不同的群落，不同群落之间α多样性存在显著差异。冗余分析发现:在海拔、坡向、坡度3个地形因子中海拔是决定自然更新群落木本层以及草本层α多样性大小的主要因子，且与其呈显著负相关关系(P＜0.05)。  结论  揭示了毛竹林皆伐后演替初期群落与环境因子的分布格局，为天目山自然保护区内植被恢复提供理论依据。图3表3参38