浅析地形因子对植物叶片功能性状的影响

植物与环境因子的相互关系是植物生态学的热点问题之一.植物叶片功能性状因环境因子的改变而改变,反映了植物对环境变化的适应机制.该文以地形因子为切入点,分析了植物叶片功能性状对地形因子的响应规律,旨在探究全球气候变化背景下植物适应环境的生态策略,为有效预测环境变化对陆地生态系统的影响提供一定的理论依据.     

石漠化功能灌木群自组织更新与石漠化治理

植物性状反映了植物对生长环境的响应和适应,石漠化功能灌木群是石漠化生态系统植被恢复中不可替代的植物群,其对环境响应表现的行为性是退化生态系统自我恢复、保持系统稳定的重要方面.文章概述了植物功能群在生态学应用方面的研究进展,回顾和评述了国内外功能灌木群自组织更新对有性繁殖和无性繁殖的响应;并结合西南石漠化综合治理的现状,认为石漠化功能灌木群自组织更新过程及相关机理的研究将是今后石漠化治理研究的重要方向.     

植物表型可塑性对环境因子的响应研究进展

植物的表型可塑性是同一基因型受不同环境的影响而产生的不同表型特征,是性状对异质环境的权衡,是植物对环境的一种适应与表达。通过系统梳理了植物表型可塑性研究发展的基本脉络,聚焦了气候、地理以及生物环境对可塑性的影响及其响应机制;总结了在全球气候变化的背景下,今后植物表型可塑性研究的几个重要方向。认为国内表型可塑性的研究还需要进一步深入,尤其是多因子对植物可塑性影响的过程与机制需要加强。     

延河流域植物功能性状变异来源分析

由于遗传背景对植物性状的影响,直接研究环境与植物性状的关系有一定的不确定性。因此,研究植物性状对环境变化的响应,必须明确遗传背景与环境对植物性状的相对影响,以排除遗传背景的作用。本研究以延河流域为研究区域,选取19个典型样点,调查了64种植物的6种功能性状,即比叶面积(SLA)、比根长(SRL)、叶片氮(LN)与磷含量(LP)、根的氮(RN)与磷含量(RP),并通过野外定位信息,从已有专题信息图中获取环境数据,采用方差分析和逐步回归的方法,分析了植物性状变异来源,研究了不同科属植物对环境变化的响应。结果表明：(1)不同气候条件下,植物的SLA、LN和RP性状存在显著差异,森林区植物SLA、RP较草原区植物偏低33.02%、19.94%,而LN则高于草原区植物19.33%;不同科属植物之间SLA、SRL、LN和RN存在显著差异,豆科植物具有较高的SLA、LN、RN,分别高出研究区平均值16.33%、65.23%、97.78%,而禾本科植物SRL具有最大值,高出平均值103.11%;(2)遗传背景差异是植物性状变异的首要决定因子,遗传背景对SRL、LN、RN变异的解释比例分别达到了27.86%、32.78%、42.70%,而LP、RP则受环境因子的影响更大,环境因子对LP、RP解释比例分别达到24%、15.58%;(3)豆科Leguminosae、禾本科Poaceae、菊科Asteraceae、蔷薇科Rosaceae植物性状的环境因子逐步线性回归模型,表明不同科属的植物对环境因子是否产生响应和响应的方式均不相同,豆科和禾本科植物对区域性气候条件较为敏感,而菊科和蔷薇科植物受地形因子和土壤含水量影响较大。     

石湖园林植物LES性状对水分环境响应的研究

园林植物作为城市绿化主要参与者维护城市生态与环境系统健康与稳定.而园林植物选择往往遵循经验或主观意见,缺乏科学基础理论支撑.叶经济谱作为一种植物资源权衡策略(Trade-off)量化指标,反映植物对外界环境变化响应和植物表现型性状之间关联,可应对不同环境因素时选择合适的植物种类.为探索植物叶经济谱性状对水分环境响应,以石湖风景区内9种典型园林植物为研究对象,从不同角度分析其性状变量因子在水分环境变化下权衡关系.结果表明,香樟、南天竹、红枫、榔榆属于"快速投资-收益"型物种,紫薇、石楠、银杏、桂花、毛鹃属于"缓慢投资-收益"型物种.可知,园林植物对水分环境变化响应具有差异性,为石湖风景区未来植物景观提升策略制定提供理论依据.     

植物响应非生物胁迫相关基因的研究进展

随着全球气候变化,非生物胁迫对植物生长的影响已经成为人类面临的重大挑战之一.对植物响应非生物胁迫的研究有助于了解植物对环境的耐受机制,以应对环境的变化.本文综述了植物响应非生物胁迫过程中相关基因的最新研究进展,这些基因包括:抗氧化基因、渗透压保护大分子、LEA蛋白、膜转运蛋白、转录因子、热激蛋白、蛋白激酶以及miRNA...     

功能多样性与植物景观设计

功能多样性作为生物多样性重要的组成部分,是联系植物功能性状与生态系统功能的关键因素,利用功能多样性指数对功能性状进行计算,可以有效反映城市绿地生态系统服务功能的现状及不足。收集了城市化背景下绿地生态系统服务功能与功能性状的相关数据,整理了植物生物多样性与功能多样性的研究现状,提出了基于功能性状对生态系统服务功能的研究框架并将该框架应用于园林植物的选择中。在该研究框架中,首先研究群落中功能性状与生态系统服务功能之间的关系,然后通过功能多样性指数反映该群落不同的生态效益价值,进而得到该绿地全部功能性状与生态系统服务功能的关系,为城市绿地建设中植物的选择提供指导性建议,并为实现城市绿地生态服务功能进行定向优化。     

北方森林生态系统对全球气候变化的响应研究进展

北方森林是地球上第2大生物群区,约占陆地森林面积的30%,提供了从局地到全球的生态系统服务功能。1850年以来,全球性持续升温不断显现,2000—2050年全球至少升高2 ℃,甚至更高。预计到2100年,北方森林区冬季平均温度将升高1.3~6.3 ℃。与此同时,几乎所有的北方森林生态系统功能都将会受到影响,尤其是近几十年来,该区域发生了很多与温度升高相关的潜在生态响应。本文从碳循环、生物多样性、干旱化和林火发生频率以及冻土变化等方面具体综述了北方森林生态系统对于全球气候变化的响应。响应结果如下:1)气候变化对于北方森林碳循环动态的影响是极其复杂的,迄今为止并没有达成共识, 分解对于温度的反应敏感程度至今仍存在很多不确定性。2)动物、植物和微生物(真菌)均对气候变化产生了一定的响应,表现为动物和植物的分布区进一步北移,但真菌的多样性和生产力响应机制尚无法确定。3)北方森林区随气候变化表现为进一步的干旱化和林火发生明显增加。4)北方森林区与冻土伴生,冻土随气候变暖表现出了面积缩小和活动层扩大的趋势。可见,北方森林对气候变化响应明显,尽管到目前为止有些响应机制尚不清楚,但变化趋势十分明显。本文旨在为北方森林的经营和管理提供基础数据和技术支持,实现北方森林的可持续经营。      

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。      

气候变化对西南大西洋渔业生态系统的影响研究进展

西南大西洋是世界重要的渔区之一，捕捞国家包括阿根廷等西南大西洋沿海国以及中国、日本等众多非沿海国家，其中阿根廷滑柔鱼（Illex argentinus）、阿根廷无须鳕（Merluccius hubbsi）、巴西小沙丁鱼（Sardinella brasiliensis）与弗氏绒须石首鱼（Micropogonias furnieri）是西南大西洋年均产量最高的4种主要经济渔获物。探究气候变化对西南大西洋生态系统的影响有利于建立基于生态系统的渔业资源保护与利用格局。本文从渔业资源与生态系统两个角度出发，分别归纳了生态系统的生物因子（主要经济渔获物）、非生物因子（环境因素）与营养结构（食物链和食物网）对气候变化的响应情况。分析认为，在今后探究西南大西洋生态系统对气候变化的响应的研究中，选取代表物种表征生态系统的变化并结合人类活动与气候变化的影响可以丰富生态系统的相关结论，为西南大西洋海域提供基于生态系统的科学管理策略。     

陆地生态系统碳氮过程对大气CO_2浓度升高的响应与反馈

大气二氧化碳(CO_2)浓度升高是影响陆地生态系统碳氮循环的主要气候变化因子之一。大气CO_2浓度升高促进植被生长和光合产物积累,进而增加土壤碳库储量。同时,大气CO_2浓度升高引起土壤生物和非生物环境的改变会导致土壤温室气体排放的变化,形成对气候变化的反馈效应。目前,国际上有关大气CO_2浓度升高导致陆地生态系统碳汇效应的增加与其所引起的土壤温室气体排放之间的消长关系并不清楚。深入研究和了解陆地生态系统碳氮循环过程对大气CO_2浓度升高的响应和反馈机制对定量评估全球变化背景下陆地生态系统和土壤的固碳潜力具有十分重要的意义。本文综述了陆地生态系统碳氮循环过程对大气CO_2浓度升高的响应和反馈机制及主要驱动因子,发现大气CO_2浓度升高显著促进植被生物量碳的累积和土壤温室气体排放、增加土壤碳氮库储量,但却明显减少土壤活性氮源的供给。大气CO_2浓度升高可降低旱地CH4吸收汇的功能。大气CO_2浓度升高导致温室气体排放增加的源效应完全抵消土壤的碳汇效应,并且抵消近50%以上的陆地生态系统固碳潜力,且随其在大气中富集强度的增加呈减弱趋势。本文还提出大气CO_2浓度升高条件下影响土壤-大气温室气体交换的主要生物和环境控制因子,为气候变化背景下陆地生态系统的碳平衡估算研究提供重要理论基础。     

湿地植被与土壤环境因子关系研究进展

湿地作为陆生和水生生态系统间的过渡带,在全球气候变化的过程中,内部环境已发生变化,尤其是土壤中营养元素等环境因子;而植被作为维护湿地生态系统功能的重要部分,其分布变化通过促进或抑制土壤中的营养元素循环,进而影响整个盐沼生态系统营养元素含量的变化。通过对植被与土壤环境因子关系研究的综述,以期为湿地营养元素循环的研究提供新的视角。     

气候变化对湿地影响的研究

近年来,全球气候变化以变暖为主,冰川融化、海平面上升、各种自然灾害频发、环境劣变,全球气候变化严重影响了人类的生存和发展。湿地具有重要的社会、经济和生态价值,与森林、海洋并称地球三大生态系统,湿地生态系统所具备的独特生态功能不仅与气候变化密切相关,而且对气候的变化较其他生态系统更为敏感。因此,从气候变化对湿地面积分布和主要生态功能的影响进行论述,旨在为更好地保护和利用湿地生态系统以及应对气候变化提供理论依据。     

MYB转录因子在植物非生物胁迫中的研究进展

MYB转录因子广泛存在于真核生物中,是一类数量较多、功能多样的转录因子家族。近年来,随着科研技术水平的提高,MYB转录因子家族在调节植物对环境胁迫的响应中得到了较为深入的研究。文中论述了MYB转录因子的结构和功能,以及与植物非生物胁迫相关抗性的研究进展。     

大连城市森林群落植物功能性状对土壤环境的响应

对大连城市森林群落植物功能性状及其与土壤环境因子的相关性随演替阶段的变化,包括不同群落演替中植物功能性状叶厚度、比叶面积、叶干物质含量、平均冠幅、平均胸径、平均盖度、平均树高、叶碳量的变化规律,以及植物功能性状与土壤环境(土壤养分、植物凋落物重量及分解与地下食物网)的关联进行研究。结果表明,自然群落黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林演替过程中叶干物质含量呈上升趋势,叶厚度、比叶面积呈下降趋势;而半人工群落黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林演替过程叶干物质含量下降、叶厚度下降,比叶面积呈上升的趋势。黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林平均胸径、平均冠幅、平均盖度呈上升趋势;而在黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林呈下降趋势。平均树高在黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林呈下降趋势,在黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林呈上升趋势,其与土壤有机碳显著负相关。围绕植物功能性状与生态系统养分循环功能的关系,进一步讨论了其在群落演替过程中的变化规律,可为研究大连城市森林群落水平的植物功能性状对土壤环境的响应提供科学依据。     

油菜素内酯参与调控植物生长发育与抗逆性的机制及其育种应用研究

油菜素内酯（brassinosteroids,BRs）是一类重要的植物促生激素,参与调控植物生长发育。最近的研究表明,BRs能增加作物产量和增强作物抗逆性。在BRs信号转导过程中,蛋白激酶的磷酸化功能与转录因子的磷酸化和脱磷酸化过程是BRs信号重要的生化调控机制,其中起始BRs信号由胞外向胞内转导的蛋白激酶BRI1和 BAK1,以及BRs信号下游调控不同性状基因表达的转录因子BZR1和BZR2/BES1,是BRs信号途径中关键的功能基因。基于重要蛋白激酶和转录因子的蛋白结构和功能分析,通过不同氨基酸功能位点的基因定点突变和修饰技术,能实现BRs信号途径的功能研究与植物性状改良,从而提高植物对环境的适应性。综述了BRs信号途径与植物生长发育和环境胁迫的研究,期望为植物分子育种提供很好的借鉴。     

荒漠植物功能性状和生物量对土壤水盐环境的响应

【目的】研究荒漠植物功能性状与生物量之间的关系随土壤水盐梯度的变化规律,为荒漠地区植物恢复和土壤盐渍化治理提供科学依据。【方法】测定植物的叶片形态、生理特征、植物生物量以及土壤的水分和盐分含量,并将水盐分为3个梯度,分析不同水盐梯度下植物生物量对功能性状的响应。【结果】(1) 植物冠幅面积 (S) 在3种土壤水盐梯度下均有显著性差异 (P < 0.05) ;植物叶片磷含量 (LPC) 在低水盐群落中适应性高于中高水盐梯度。(2) 植物地下生物量 (AGB) 低水盐梯度显著低于高水盐梯度 (P < 0.05) ;地上生物量在土壤水盐梯度上没有表现出显著性差异 (P > 0.05) 。 (3)对植物功能性状和生物量的冗余分析 (RDA) 在3种梯度下,植物冠幅面积 (S) 、株高 (H) 与生物量相关性均较高,植物在生长发育过程中表型性状S、H、SLA会对生物量增长有促进作用。 (4) 荒漠植物功能性状对生物量的指示能力是随着土壤水盐梯度的升高而逐渐减弱。【结论】艾比湖干旱荒漠地区植物的生物量随土壤水盐的增高而减少。在低水低盐土壤区域,植物的适应性较强;在高水盐土壤区域,植物叶片表型性状比生理性状更明显;在中水盐土壤区域,植物功能性状与生物量差异及联系不明显。干旱荒漠区土壤盐含量的增高已经对植物生长产生了迫害,造成了严重的生态环境问题,在干旱荒漠生态系统中,植物的功能性状及生物量减少会使荒漠土地退化,导致生态系统功能的变化。     

盐碱环境对湿地植物的影响及其研究进展

由于人类活动(如农业灌溉、湿地资源的过多利用)和气候变化(如气候变暖)等原因,湿地生态系统的恢复和保护受到极大的影响,湿地植物的生存受到严重威胁。其中湿地盐碱化问题是湿地生态系统目前面临的一个极为严重的世界性生态问题,盐碱胁迫对湿地植物的形态结构和生理生化造成严重影响。了解湿地植物的耐盐碱能力及其相关机制,对于恢复退化的盐碱湿地,改善湿地生态功能具有重要意义。因此,本文综述了盐碱胁迫对湿地植物结构与生理的影响及湿地植物在盐碱胁迫下的响应等方面的研究进展。     

福州高盖山马尾松树轮宽度对气候变化的响应

【目的/意义】气候变化对农业生态系统有着重要的影响。通过研究福州高盖山马尾松树轮宽度对气候变化的响应,建立农业生态系统与气候变化研究模型,为研究气候变化对农业经济与农业生态系统提供科学经验。【方法/过程】以福州高盖山马尾松的树轮样本为研究对象,建立了马尾松树轮宽度年表,并分析了马尾松径向生长与气候因子的响应关系。【结果/结论】不同季节限制马尾松生长的气候因子不同,上年1-3月份的降水成为影响马尾松径向生长的主要因子,树轮宽度与上年1-3月降水量呈显著负相关(r=-0.347);当年7-9月份温度成为影响马尾松径向生长的主要因子,树轮宽度指数与当年7-9月温度呈显著正相关(r=0.379)。研究表明,一年中不同时期限制马尾松径向生长的气候因子不同,说明亚热带湿润地区的树木径向生长也对气候的变化有一定的响应作用。     

园艺植物 WRKY 基因功能研究进展

WRKY 转录因子是植物中特有的一类反式作用因子。WRKY 基因家族成员众多,是植物中最大的转录因子家族之一。目前,已在多种园艺植物中对该家族进行了全基因组鉴定。大量研究表明,WRKY 转录因子参与了植物中多种生物学过程,如营养剥夺、胚胎发生、种子发育、毛状体发育、叶片衰老及其他发育和激素调节的过程,是许多调控信号网络的重要组成部分。WRKY 转录因子还可参与植物适应各种逆境的转录调控,已被证明其在生物应激反应中发挥重要作用并参与植物的防御机制,其在植物防御病菌、病毒和虫害调控过程中的重要作用正被逐步揭示。此外,WRKY 转录因子在植物响应环境中非生物胁迫方面的作用也被不断解析,其可参与调控植物对干旱、温度、盐及渗透的响应,并在此过程中发挥正向或负向调节作用。本文基于近年来的相关研究成果,重点综述了 WRKY 转录因子在园艺植物生长发育、胁迫响应和代谢合成方面所发挥的作用和调控机理,进一步明确园艺植物 WRKY 转录因子的重要生物学功能,阐明 WRKY 转录因子介导的转录调控网络,为园艺植物优良性状相关的遗传资源挖掘和分子育种提供理论支撑。