延河流域6种草本植物功能性状变异来源分析

以延河流域中阿尔泰狗娃花、茭蒿、铁杆蒿、白羊草、大针茅、长芒草6种常见草本植物为研究对象,测定植物的10种易于测量且能反映生存策略的功能性状,包括比叶面积(SLA)、叶组织密度(LTD)、比根长(SRL)、根组织密度(RTD)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)、叶氮磷比(LNP)、根氮含量(RNC)、根磷含量(RPC)、根氮磷比(RNP),结合植物遗传背景和环境数据,研究植物功能性状对环境变化的响应,分析了植物功能性状变异的来源。结果表明:(1)不同气候条件下,除了叶组织密度LTD这一植物性状差异不显著外,其他功能性状均表现出显著差异;菊科的SLA,LNC,LPC,RNC,RNP显著高于禾本科,SRL显著低于禾本科。(2)植物物种和气候变化是性状变异主要来源,对研究的8个性状变异来源的影响程度进行排名,物种年均降雨量年均蒸发量年均温度坡度坡位海拔坡向。(3)不同物种根据自身不同遗传背景和环境耐受性,在环境变化时调节自身性状的表达,以产生相应的生存策略。     

黄土丘陵区刺槐人工林与乡土植物叶片和细根功能性状比较研究

植物功能性状是表征植物与环境关系的重要媒介。不同种群间功能性状的差异直接决定其竞争优势,并决定群落的结构和功能,影响整个群落的演替与发展。以黄土丘陵区森林草原带不同立地环境下的刺槐林和乡土植物群落为研究对象,比较二者功能性状随立地环境的变化,进而阐明其对不同环境的适应策略。结果表明:(1)同一坡向,刺槐林和乡土植物群落的叶N含量、根C含量、根N含量、比叶面积、叶组织密度及比根长之间有显著性差异(p0.05),而根P含量、根组织密度只在阴坡上有显著性差异(p0.05)。除叶组织密度、根组织密度、根P含量外,刺槐其他各功能性状值均高于乡土植物群落。在同一坡位,刺槐林叶C含量、叶N含量和根C含量、根N含量、比叶面积、比根长整体上显著高于乡土植物群落(p0.05);(2)刺槐林的土壤C含量、土壤P含量在阴阳坡上均低于乡土植物群落,阳坡土壤N含量高于乡土植物群落,阴坡上则相反;在不同坡位上,两者的土壤C含量有显著性差异(p0.05);(3)刺槐林和乡土植物群落5m的土壤含水量变化基本一致。刺槐林下土壤含水量低于乡土植物群落。在干旱贫瘠的环境中,刺槐林具有较高的叶养分含量、根养分含量、比叶面积和比根长,具备较强的水分和养分竞争能力;而乡土植物群落具有较小的比叶面积、较大的叶组织密度和根组织密度,虽然可以较好地维持体内水分和养分的平衡,形成对环境的有效适应,但相比刺槐水分和养分竞争能力较弱。因此,在黄土丘陵区植物恢复重建中,要充分考虑物种对环境的适应性及其对生长的影响,要维持物种适应环境与健康生长间的平衡。     

陕北黄土高原刺槐植物功能性状与气象因子的关系

为阐明刺槐植物功能性状在黄土高原不同环境下的变异规律,探明刺槐对黄土高原环境的适应策略,对陕西省境内从中部向北的14个县(市、区)的刺槐植物功能性状进行测定与统计分析.研究了不同生境刺槐植物功能性状的种内差异、刺槐功能性状间的相关关系及气象因子对刺槐植物功能性状的影响.结果表明:(1)除叶氮含量(LNC)、根组织密度(RTD)和根氮含量(RNC)在各采样点之间的差异不显著之外,其他8个性状在各采样点之间均表现出显著的差异(P＜0.05).(2)刺槐植物功能性状相互之间都有一定的相关关系,比叶面积(SLA)与叶厚度(LT)、叶组织密度(LTD)和比根长(SRL)呈极显著负相关关系,根磷含量(RPC)与叶磷含量(LPC)和比根长(SRL)呈显著正相关关系,根组织密度(RTD)与比根长(SRL)呈极显著负相关关系.(3)逐步回归分析结果表明,不同的气象因子对刺槐植物功能性状的影响是不同的,对刺槐植物功能性状影响最大的气象因子是年均降水量(MAP)、年均温度(MAT)和年日照时数(ASR).     

延河流域不同生活型植物功能性状特征及其对环境变化的响应

[目的]探究不同生活型植物对延河流域生境的生长适应策略，为理解植物对环境的适应机制和该流域植被恢复物种选择等提供理论依据和实际指导。[方法]以黄土丘陵区延河流域为研究区，选择乔木、灌木和草本3种植物生活型，调查了6个与资源获取能力相关的植物功能性状，应用方差分析、线性回归和冗余分析方法探究了延河流域不同生活型植物对环境的适应策略和机制。[结果]延河流域不同生活型植物的比叶面积、比根长、叶组织密度、根组织密度、叶氮含量、根氮含量均存在显著性差异；水分是延河流域植物生存的限制性因子。[结论]为适应延河流域生境，草本植物采取“快速投资—收益”型(获取型)策略，灌木和乔木植物采取“缓慢投资—收益”型(保守型)策略。     

黄土丘陵区刺槐对不同立地环境的适应机制

[目的]分析刺槐在黄土丘陵区不同立地条件下的适应机制及适应成本,为该区的植被恢复提供理论依据。[方法]采用野外调查方法,对黄土高原丘陵区不同坡向和坡位的刺槐群落功能性状、生长状况差异进行研究,分析影响刺槐生长的主要因素。[结果]①阳坡刺槐的叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量、根磷含量、根有机碳含量、根组织密度均大于阴坡;根氮含量、叶厚度、叶组织密度、比叶面积、比根长均小于阴坡。随坡位上升,叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量、根磷含量、根氮含量、比叶面积、叶厚度均呈减小趋势;根有机碳含量和叶组织密度呈增大趋势。②刺槐功能性状与环境因子间响应关系显著;性状间的协变和权衡关系在同一器官和不同器官间均存在。③刺槐的株高、胸径、地径、冠幅均表现为阳坡大于阴坡,且随坡位升高而显著减小;其生长状况与功能性状间关系显著。[结论]刺槐在阳坡和下坡位适应成本较低,能够发挥相对大的生态效益。     

阴阳坡植物功能性状与环境因子的变化特征

植物性状反映了植物对生长环境的响应和适应,将环境、植物个体和生态系统结构、过程与功能联系起来,研究植物功能性状特征及其随坡向梯度的变化规律,对认识不同环境梯度下植物群落的形成及其对环境的适应机制具有重要意义.以高寒草甸植被为研究对象,测定了阴阳坡植物功能性状和土壤元素含量.结果表明:阳坡阴坡不同生境的土壤含水量、土壤全磷含量和有机质含量的变化均为阳坡＜阴坡;土壤全氮含量在阳坡阴坡的变化不明显,而土壤氮磷比和pH值的变化均为阳坡＞阴坡.阴阳坡上的植物功能性状除叶片氮含量变化不明显外,其它如叶片磷含量和比叶面积均表现出阴坡＞阳坡,而叶片氮磷比则是阴坡显著小于阳坡.植物功能性状随坡向的规律性变化,反映了高寒草甸植被群落构建过程中环境对植被的筛选效应.相关分析表明:阴阳坡土壤含水量和土壤养分是影响植物功能性状的重要因子,其中土壤含水量为主导因子.     

供磷水平对苗期小麦地上和地下部性状关联性的影响

【目的】磷素是植物生长发育过程中必需的大量元素之一,土壤磷水平的高低对植物地上部和地下部性状有着显著的影响。探究高、低磷水平对小麦地上和地下部性状变化以及地上和地下部性状相关性变化的影响,为研究不同磷环境对小麦生长的影响,选育适应不同磷环境的优良小麦品种提供参考。【方法】小麦品种和磷水平双因素盆栽试验在河北农业大学温室内进行,供试土壤有效磷含量为5.50 mg/kg。试验设置0和200mg/kg两个施磷水平;选用10个小麦品种。小麦分别在两个磷水平下生长35天后收获,测定小麦幼苗地上部性状（干重、相对生长速率、地上部磷吸收量、地上部磷含量和叶绿素含量）和根部性状（根干重、根长、根冠比、比根长、根直径、细根比例、根组织密度、根际土壤pH和酸性磷酸酶活性）。【结果】与高磷处理相比,低磷处理小麦地上部干重、地上部磷吸收量以及地上部磷含量分别显著降低了57.9%～72.2%、85.7%～89.8%、61.3%～71.7%,小麦根长、细根比例、根组织密度、根冠比以及比根长分别增加了50.9%～249.5%、32.5%～442.5%、–34.5%～400.0%、27.4%～198.9%、74.4%...     

祁连山不同混交度青海云杉林细根形态特征及与土壤理化性质的关系

[目的]揭示祁连山青海云杉中龄林细根分布与土壤环境的互作关系,明晰不同混交度下土壤养分对细根发育的贡献因子,为祁连山天然林抚育经营提供理论依据。[方法]采用根钻法对混交度为0,0.2,0.4,0.6的青海云杉中龄林进行细根取样,揭示不同土层细根形态特征,剖析了与土壤理化性质的关系。[结果]细根生物量集中分布在0—20 cm土层,0—20 cm的土层细根生物量密度、根长密度、根表面积密度、比根长、比表面积显著高于20—40 cm土层(p<0.05),混交度0.4的林分各土层细根形态指标最大。4种混交度林分各土层中全氮含量、全磷含量、速效钾含量、有机质含量随土层深度的增加呈降低趋势,且各土层均以混交度0.4为最高。细根的总生物量密度、根长密度、根表面积密度、比根长、比表面积与0—40 cm土层中土壤全氮、全磷、碱解氮、速效磷、有机质、速效钾含量呈正相关,与全钾呈负相关关系。[结论]细根生物量密度变化主要受土壤全氮含量的影响,混交度0.4的青海云杉中龄林有较强的细根贡献和较好土壤肥力,更有利于群落稳定效益的发挥。     

黄土丘陵区油松人工林和白桦天然林细根垂直分布及其与土壤养分的关系

在黄土高原子午岭林区,对油松人工林、白桦天然林细根生物量、比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布特征,以及这些根系指标与土壤水分、土壤容重、氮素和有机质的关系进行了研究。结果表明,油松人工林细根生物量随土壤深度增加呈单峰曲线,白桦林细根生物量随土壤深度增加呈减少趋势;油松林大部分根系生物量集中分布在040.cm土层中,其中020.cm土层占37%以上,2040.cm集中了41%以上;表层土壤(020.cm)具有较高的比根长、根长密度和细根表面积,而底层(4060.cm)的比根长、根长密度和细根表面积最低。油松林土壤全氮和有机质含量垂直变化趋势相似,随土壤深度的增加而降低;硝态氮(NO3--N)均随土壤深度的增加呈单峰曲线变化趋势,而铵态氮(NH4+-N)随土壤深度增加呈先降低后增加的抛物线趋势。白桦林75%的细根生物量集中在020.cm土层,比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布规律与油松林相似,表层土壤白桦林细根表面积是油松人工林的3.91倍,而2040.cm土层白桦林细根表面积比油松人工林降低了33%。白桦林土壤全氮、有机质含量、NO3--N和NH4+-N垂直变化趋势与油松林相似。土壤水分、容重、全氮和有机质对油松和白桦细根分布的影响明显大于NH4+-N和NO3--N。白桦林表层土壤有机质含量与细根生物量的相关性达到显著水平(r=0.99,P0.05),白桦林表层土壤有机质含量与比根长和根长密度的相关性(分别为r=0.91,r=0.8)低于油松林(分别为r=0.95,r=0.94)。油松和白桦林040.cm土层细根表面积与土壤全氮相关性随土壤深度增加而下降,比根长和根长密度与土壤全氮相关性随土壤深度增加而增大。油松和白桦林2060.cm土层细根生物量、细根表面积和根长密度随有机质含量的减少而增加,而比根长呈相反的变化规律。     

菘蓝农艺性状与药材产量的相关和通径分析

为探究菘蓝主要农艺性状的变异特征,明确药材产量形成的决定因子,合理评价与利用现有种质资源及选育品种提供参考依据,本研究以18份国内菘蓝主栽区的种质资源为试验材料,通过测定11个农艺性状,采用相关分析、回归分析、通径分析等方法,探讨菘蓝主要农艺性状之间的关系。结果表明,菘蓝主要农艺性状变异丰富,变异系数(CV)达9.83%~69.22%,根鲜重、叶鲜重和叶面积的CV均大于60%,大青叶和板蓝根产量的CV大于50%,根直径、叶干物质含量、根长、根干物质含量CV较小。大青叶产量与根干物质含量呈显著负相关,与叶片干物质含量呈负相关,与其他农艺性状都呈极显著正相关;板蓝根产量与叶、根干物质含量均呈负相关,与其他农艺形状均呈极显著正相关。采用逐步回归分析,分别建立大青叶产量和板蓝根产量与农艺性状之间的回归模型,经统计学检验,两个模型均达极显著水平,其决定系数分别为0.989、0.982。通过通径分析,确定影响大青叶产量的关键农艺性状依次为叶片数(0.715)、叶鲜重(0.594)、根鲜重(0.140)和侧根数(0.131),而影响板蓝根产量的关键农艺性状为根长(0.837)和根鲜重(0.592)。菘蓝种质资源具有丰富的遗传多样性,大青叶产量形成的决定因子为叶片数、叶鲜重、根鲜重和侧根数;板蓝根产量形成的决定因子为根长和根鲜重。高产型大青叶的品种特征为叶片数多、叶和根鲜重均重、侧根数较多;高产型板蓝根的品种特征为根长和根鲜重。本研究为菘蓝种质资源鉴定及品种选育提供了理论依据。     

科尔沁沙地草地植物群落功能性状对封育和放牧的响应

该研究以科尔沁沙地中草甸（meadow）、针茅草原（stipa steppe）、疏林草地（scattered tree grassland）和沙质草地（sandy grassland）4种草地的18种优势植物为研究对象,分别测定了不同草地植物群落在封育和放牧下的高度（height）、比叶面积（specific leaf area,SLA）、叶片干物质含量（leaf dry matter content,LDMC）、叶片面积（leaf area,LA）、叶片氮含量（leaf nitrogen content,LNC）和叶片碳同位素（leaf carbon isotopes）6个相关于植物生理生态过程的功能性状指标。结果表明：1）长期放牧增加了草地中一年生植物和C4植物的丰富度和重要值,降低了沙质草地中多年生植物的相对生物量;2）沙质草地植物群落的SLA和δ13C高于其他3种草地,LDMC小于其他3种草地;3）长期放牧降低了草地植物群落的高度和LA,增加了草地植物群落的δ13C,SLA、LDMC和LNC则不受放牧的影响;4）植物功能性状中,SLA与LDMC极显著负相关且不受放牧的干扰;而长期放牧导致了高度与SLA和δ13C显著负相关以及SLA和δ13C显著正相关。科尔沁沙地长期放牧的草地中一年生植物和C4植物比例相对增加,且优势植物具有较低的高度和LA以及较高的δ13C,表明了草地植物群落通过物种竞争结构和功能性状权衡策略的改变来适应长期放牧。因此,减轻放牧压力,改善植物群落的功能性状,对于该区域退化草地的恢复及持续管理具有一定的重要意义。     

黄土丘陵区人工造林对不同土壤类型理化特性的影响

传统的观点认为黄土高原地区除了黄绵土以外,其他两种土壤(红黏土和风化岩沫土)由于营养贫瘠不能维持林木生长发育,不宜进行人工造林。为了拓展黄土丘陵区适宜人工造林的土壤范围,1996-2005年,在陕西省延安市黄土丘陵区开展了土壤类型对人工造林影响的实验研究。结果表明,由于人工植被过度消耗土壤水分,黄绵土土壤地类大面积人工造林可能导致土壤水分短缺以及其它潜在的一系列风险。在红黏土和风化岩沫土土壤地类开展人工造林,单一树种的成活率与黄绵土接近、混交林成活率显著高于黄绵土,这两种土壤类型人工造林对土壤水分影响相对较小。因此,在水分条件适中的沟谷两岸,红黏土和风化岩沫土土壤地类具有开展人工造林的良好条件。     

黄土高原丘陵区人工刺槐林林分结构及林下植物多样性研究

以黄土高原丘陵区刺槐林为研究对象,比较和分析了不同密度及立地条件的人工刺槐林径阶分布以及林分冠层和林下植物多样性的变化特征。结果表明,林分密度为2800株／hm2的幼龄林径阶为正态分布;密度为700~900株／hm2的中龄林径阶都接近正态分布。在相同林龄及立地条件下,随着林分密度的增大,叶面积指数增加,透光度降低,林下植物多样性指数和均匀度指数减少。     

黄土高原纬度梯度下草本植物生物量的变化及其氮、磷化学计量学特征

【目的】植物生物量可以表征植物的生长状况和自然环境的变化动向,化学计量学特征能够反映植物养分含量及养分利用策略,本研究以草本植物生物量和草本植物叶片化学计量学特征为研究对象,探讨黄土高原地区草本植物生物量及其叶片氮、磷化学计量学特征沿纬度梯度的变化规律,为预测黄土高原植物的生长发育前景、生态系统的土壤养分状况、植物营养元素的限制情况提供参考依据。【方法】以陕西省延安市的富县、甘泉县、安塞县和榆林市的靖边县、横山县和榆阳区为研究区域,测定黄土高原地区草本植物生物量和草本植物叶片氮(N)、磷(P)含量,比较不同纬度梯度下不同植被带的草本植物生物量的大小;利用方差分析将本研究中黄土高原地区草本植物叶片氮、磷含量以及N/P与全球、中国尺度等其他研究结果进行比较,分析黄土高原植物生长中的主要限制元素;利用回归分析阐明不同纬度梯度下草本植物生物量的变化规律及其叶片氮、磷的化学计量学特征。【结果】1)在35.95°38.36°N的纬度范围内,黄土高原不同植被带草本植物生物量的变化范围为9.10 27.59 g/m2,算术平均值为19.45 g/m2,变异系数为30.3%。4个不同植被带草本植物生物量的大小顺序为草原带森林-草原带森林带草原-荒漠带。且随着纬度的升高,草本植物生物量呈先增加后减少的趋势。2)黄土高原草本植物叶片氮、磷含量和N/P的变化范围分别为18.09 33.17 mg/g、1.07 1.7 mg/g和15.4 21.6;平均值分别为25.79 mg/g、1.37 mg/g和18.71,变异系数分别为17.1%、13.9%和9.94%,其中草本植物叶片氮的变异系数最高,N/P最低。草本植物叶片氮、磷之间存在显著的相关关系,且随着纬度的升高,草本植物叶片氮、磷含量也随之升高,而N/P随纬度的升高变化不明显。3)黄土高原草本植物叶片氮含量(25.79 mg/g)高于全球尺度的平均氮含量(20.09 mg/g),而草本植物叶片磷含量(1.37 mg/g)低于全球尺度的平均磷含量(1.77 mg/g),因此该地区草本植物具有较高的N/P。【结论】黄土高原草本植物生物量与纬度存在一定的相关性,且并不是简单的线性相关,其生物量的变化也与植被带的物种组成有关;黄土高原草本植物叶片氮、磷含量与纬度之间存在显著的正相关关系,而N/P与纬度之间没有显著的相关性。与全球尺度相比,黄土高原地区草本植物生长更易受磷限制。     

不同立地柳枝稷生长响应的初步研究

对黄土丘陵区不同立地中柳枝稷生长响应的变化规律进行了研究。结果表明:柳枝稷在不同立地条件下土壤水分明显不同,坡地土壤平均含水量(13.39%)<梯田(14.78%)<川地(16.02%)。土壤水分含量,根系生物量和土层深度三者存在密切相关性。在梯田、坡地和川地三种立地条件下,柳枝稷的株高、覆盖度、生物量、杂草和枯落物等均存在明显差异,其中柳枝稷的株高和覆盖度表现为川地>坡地>梯田;伴生杂草和柳枝稷枯落物与地上部生物量表现一致,川地显著高于坡地和梯田。地下生物量在川地、坡地和梯田立地下均呈现相同规律,随深度变化根系量逐渐减少,三种立地条件下总地下生物量差异不明显。同时发现土壤有机质和N含量与柳枝稷生产力呈显著正相关,说明了黄土丘陵区柳枝稷的生长响应与立地水肥条件有关。这对加强优良禾本科牧草的生态适应性研究及促进我国黄土高原生态可持续发展以及退耕还草工程具有重要的现实意义。     

黄土丘陵区退耕草地土壤分离能力季节变化研究

采用变坡试验水槽的方法,研究了黄土高原丘陵区退耕3年草地(赖草)和退耕17年草地(紫花苜蓿)在生长季土壤分离过程的季节变化及其影响因素。结果表明:赖草和紫花苜蓿地的土壤分离能力在整个生长季均呈现显著下降的季节变化趋势(p0.05)。赖草地的平均土壤分离能力最大(0.076±0.036 kg m-2 s-1),其次是紫花苜蓿地(0.057±0.055 kg m-2 s-1);两种草地土壤分离能力的季节变化主要受到土壤硬化、水稳性团聚体和草地根系生长的影响,随土壤粘结力、容重、水稳性团聚体和草地根系密度的增加,两种退耕草地的土壤分离能力均呈指数形式下降;两种草地土壤分离能力的季节变化可以用水流剪切力、土壤容重和草地根系密度很好的模拟。为黄土高原地区退耕还林(草)水土保持措施提供科学依据。     

黄土高原土壤风蚀区甘草灌溉试验

为探讨黄土高原土壤风蚀区甘草生长需水的最适规律,在干旱条件下采用控制灌溉制度方法进行了非充分灌溉试验研究。在不同生育时期对株高、干物质量、叶面积指数（LAI）、叶片的净光合速率和蒸腾速率以及土壤含水率进行动态测定。结果显示,各处理的甘草随着生育期的变化生理性状差异显著,灌水定额在900 m3/hm2且灌4次水的甘草具有植株高、叶面积指数（LAI）大、光合作用强和生物量大等特征。研究成果对提高黄土高原土壤风蚀区植被覆盖度、土壤抗蚀能力的增强具有重要的意义。     

黄土高原样带典型地貌类型坡面土壤水分分布特征及其差异

为掌握黄土高原典型地貌类型丘陵沟壑区和高塬沟壑区的坡面土壤水分分布特征,选取3个典型坡面(长武高塬沟壑区,安塞丘陵沟壑区,神木丘陵沟壑区(风蚀水蚀交错区)),分析3个坡面土壤水分的时空分布和对应环境因素的分布特征,并采用地统计分析比较不同地貌类型坡面土壤水分的差异。根据不同地貌类型区坡面土壤含水量变异系数(CV)平均值的剖面变化,0 ~ 500 cm土壤剖面可以划分为速变层(0 ~ 40 cm)、活跃层(40 ~ 100 cm)、次活跃层(100 ~ 200 cm)和相对稳定层(200 ~ 500 cm);除丘陵沟壑区坡面0 ~ 40 cm和100 ~ 200 cm土层外,其他土层土壤含水量均具有较好的空间结构特征,理论半方差函数模型可对其进行较好的模拟,拟合模型结果一般表层土壤含水量为球状模型,深层土壤含水量为高斯模型;由于地形、土壤和植被等因子空间分布的差异性,高塬沟壑区坡面土壤含水量的空间变化与容重、海拔高度和最大叶面积指数有显著相关关系(P<0.01),而丘陵沟壑区和风蚀水蚀交错区坡面土壤含水量的空间变化分别只与最大叶面积指数和土壤质地有显著相关关系(P<0.05)。黄土高原典型地貌类型区不同土层间土壤含水量差异较大,地统计分析可以很好地表达坡面水分的空间异质性。     

立地条件和树龄对刺槐叶形态及生理特性的影响

立地条件和树龄是影响黄土高原刺槐"小老树"形成的主要因素。为此,该文研究了不同立地条件下(水分条件好的沟谷台地和水分条件相对差的峁坡坡地)刺槐叶形态和生理特性随树龄的变化,目的在于揭示"小老树"形成的生理机制。结果表明:坡地刺槐具有小的叶面积,高的比叶质量和叶厚度,低的比叶水力导度、净光合速率和气孔导度,而水分利用效率和N、P养分含量均较高。随树龄增加,刺槐的叶形态和生理特性表现出干旱生境中的特点,叶水分关系的恶化和分配到光合器官中的N含量比例的减少是随树龄增加净光合速率降低的重要原因。立地条件和树龄对大多数叶形态和生理特性表现出显著的交互作用,表明干旱与树龄增加相互作用导致的光合面积的减少、叶片结构和建造成本的上升及净光合速率的下降是黄土高原"小老树"形成的重要原因。     

Ecophysiological Differentiation of Two Mosla Species in Response to Nitrogen and Water Levels

Terrestrial ecosystems are experiencing increased inputs of nitrogen (N) and temporal fluctuations in precipitation, causing flooding or drought, and this could strongly affect the fate of terrestrial plant species, as they might have different abilities to adapt to the changing environment. We grew Mosla dianthera (a widespread species) and M. hangchowensis (an endangered species) under three water treatments (drought, sufficient water, and waterlogging) in combination with three levels of N supply (low, intermediate, and sufficient N) to study the ecophysiological responses of the congeneric species to those simulated environmental changes. The two species showed different responses to waterlogging and drought treatments, particularly when there was abundant N supply in the system. For example, under sufficient N but drought or waterlogging conditions, M. dianthera increased root mass ratio (RMR) and decreased leaf mass ratio (LMR), total leaf area (LA), and leaf area ratio (LAR); such changes can enhance water acquisition and reduce water loss under both drought and waterlogging conditions, in contrast to the general lack of change in those parameters with M. hangchowensis. These differentiations in traits suggest that increased N availability might worsen drought and waterlogging injury to M. hangchowensis and thus accelerate the decline of this population. However, M. dianthera maybe better adapted to high N availability and both drought and waterlogging conditions. We hypothesize that the different adaptive abilities to high N availability and drought and waterlogging conditions are partly responsible for the ecological differentiation observed between these two species in the field and may determine their fate in their native habitat. Further research should test this hypothesis in field experiments.