养分重吸收是植物适应环境胁迫、优化养分利用的关键策略, 对维持植物养分经济及生态功能至关重要。该文回顾了养分在叶片衰老过程中的活化和转移路径, 归纳了养分重吸收效率随元素种类、器官类型、生长阶段、功能类群及生态系统的一般性变化规律, 综述了遗传特性(如结构性组织、叶片寿命等)与环境因素(如气候条件、土壤养分、氮磷沉降等)对养分重吸收的调控机制及其对生态系统的影响, 并对未来研究方向进行了展望。现有研究表明, 氮的活化主要依赖蛋白质的分解, 磷的活化则涉及核酸与磷脂的降解以及液泡无机磷的释放。移动性强且需求较高的元素(如氮、磷、钾)重吸收效率显著高于移动性弱且需求较低的元素(如钙、铁、铝)。叶片作为代谢活性较高的器官, 其重吸收效率高于根、茎。植物养分重吸收随个体生长发育呈阶段性变化, 成熟期达到峰值。草本和落叶植物因结构性组织占比较低, 重吸收效率高于木本和常绿植物。苔原和湿地生态系统的重吸收效率普遍高于森林和草地生态系统, 且在不同气候区存在显著分异。遗传特性通过限制养分活化能力, 决定重吸收效率的生理上限; 环境因素则驱动其动态变化, 在贫瘠土壤中重吸收效率显著提高。养分重吸收与地下养分获取策略存在协同或权衡关系, 并受土壤养分及气候的共同调控。养分重吸收效率的种间变异性与表型可塑性在调控养分循环、群落构建及生态系统稳定性方面具有重要作用。未来研究应结合分子生物学手段与长期定位实验, 深入探究养分重吸收对复合环境胁迫的适应机制及其变化对生态系统的反馈效应, 从而为应对全球变化和优化生态系统管理提供科学依据。

菌根作为地球上广泛存在的共生体, 对植物生长、群落构建以及土壤养分循环等有着至关重要的作用, 在全球变化背景下菌根真菌群落组成与功能变化深刻影响土壤碳分解及碳源汇状态。当前, 虽有诸多关于菌根的研究, 但由于其与土壤中其他要素交互关系复杂等因素, 人们对气候变暖背景下菌根类型影响土壤碳固持与分解相关机制的认知仍存在较大局限。该文通过整合国内外相关前沿研究成果, 论述了不同树种菌根类型(如外生菌根、丛枝菌根等)对土壤碳固持的作用, 重点探讨菌根介导的“氮竞争”发生机制及其对土壤碳分解的影响, 解析气候变暖背景下菌根真菌群落及碳汇功能的变化及机制。在此基础上展望了未来菌根相关研究需重点关注的方向, 以期为准确理解土壤碳循环过程、开展气候变化背景下生态系统菌根与碳关系的研究提供科学依据。

气候变化导致极端高温事件频发, 严重危害小麦(Triticum aestivum)生长。已有研究关注了极端高温对小麦光合过程的影响, 但其对叶片温度影响及相关调控机制的研究仍相对较少。该研究以江淮地区主栽的‘农麦77’ ‘农麦88’和‘扬麦39’为试验材料, 依托田间模拟极端高温试验平台, 设置正常环境温度(对照)和极端高温两个处理, 通过连续监测叶片温度、气孔导度日变化、饱和光合速率和相对叶绿素含量, 揭示极端高温对不同品种小麦叶片温度与光合速率的响应差异。结果表明, 极端高温处理期间气温平均升高了2.7 ℃, 但并未显著改变小麦叶片温度, 导致叶片温度与气温差显著降低。极端高温条件下, ‘农麦77’ ‘农麦88’和‘扬麦39’的平均气孔导度(g_s)分别较对照提高了59.3%、56.7%和32.4%。从日变化特征看, 13:00和15:00时段小麦g_s的增幅最大, 分别达到67.4%和26.1%。在辐射减弱与气温升高的耦合处理下, 极端高温通过显著提高g_s增强叶片蒸腾速率, 表明小麦可能通过增强蒸腾作用来缓解高温对叶片的不利影响。极端高温对相对叶绿素含量和叶片饱和光合速率无显著影响, 但显著降低了叶片尺度的水分利用效率。综上, 小麦叶片对该研究情景下的极端高温表现出较强适应性, 主要通过增强蒸腾速率、提高潜热通量以维持叶片温度和光合速率的相对稳定, 但以水分消耗增加与水分利用效率降低为代价。

探讨森林群落中不同树木个体固碳速率与其大小的关系, 能够为理解树木生长动态及提升温带森林碳汇功能提供科学理论支持。该研究基于东北不同区域温带针阔混交林中12.5万株活立木的固定监测数据, 分析了树木固碳速率与树木大小之间的关系, 将各区域树种根据其生活型和更新方式划分为4个树种组: (1)胸径呈L形分布的林下层树种(UNL); (2)胸径呈L形分布的亚冠层树种(SUL); (3)胸径呈钟形分布的亚冠层树种(SUB); (4)胸径呈钟形分布的冠层树种(CAB)。利用偏相关性分析量化了树木大小、邻域竞争和物种多样性对单木固碳速率的影响。主要结果: 固碳速率随树木大小的增大而增大; 不同树种组固碳速率随树木大小的变化趋势相似, 但增长速率存在差异, CAB组增长速率最快, UNL组最慢; 树木大小是固碳速率的主要影响因素, 与固碳速率显著正相关; 邻域竞争和物种多样性对固碳速率的影响在不同树种组中有所不同, 通常呈显著负相关关系。研究结果揭示了温带针阔混交林树木固碳速率的影响因素, 强调了大径级个体的重要固碳作用, 对树木固碳速率的动态有了进一步的认识, 为森林可持续经营及碳汇功能恢复提供了理论依据。

降水变化与草地利用方式对土壤无机磷组分具有重要影响。该研究通过野外实验与室内分析, 探讨了不同降水时间间隔下放牧、刈割和围封对温性草甸草原土壤无机磷组分的影响路径。结果表明, 在自然降雨时间间隔下, 刈割草地铝结合态磷(Al-P)含量最高, 放牧草地闭蓄态磷(O-P)含量最高, 围封草地铁结合态磷(Fe-P)和钙结合态磷(Ca-P)含量最高; 而在延长降水间隔后, 围封草地各无机磷组分含量均最高。降水时间间隔和利用方式不仅直接改变无机磷含量, 还通过影响土壤有机碳(SOC)间接调控无机磷组分: SOC通过提高总磷含量显著促进Al-P和Fe-P积累, 并通过影响微生物生物量碳、氮、磷含量进一步作用于无机磷各组分含量。微生物群落中, 放线菌门、假单胞菌门等优势细菌类群与SOC和微生物生物量氮(MBN)含量等土壤性质存在显著关联; 真菌门类中壶菌门和担子菌门与有效磷(AP)含量存在不同方向的相关关系, 而AP与O-P含量显著正相关。总体而言, 降水时间间隔变化与草地利用方式可通过土壤理化及微生物途径共同调控无机磷动态, 研究结果可为草地磷的管理与生态恢复提供理论依据。

冷水溶性有机碳(DOC)和热水溶性有机碳(HWEC)是凋落叶活性碳库的重要组分, 可在分解过程中快速释放并被土壤微生物同化, 参与土壤有机质形成和生物地球化学循环。尽管底物质量和形态学性状是影响凋落叶分解的重要因素, 但二者对DOC和HWEC释放速率的作用仍不清楚。因此, 该研究旨在阐明亚热带森林不同树种凋落叶DOC和HWEC释放速率的差异, 并揭示其与底物质量和形态学性状之间的关系。该研究以亚热带森林21个常见树种凋落叶为研究对象, 通过214天的野外原位分解实验, 运用一阶指数动力学方程, 分析凋落叶DOC和HWEC释放速率及其与底物质量和形态学性状之间的关系。结果表明: 不同树种凋落叶DOC与HWEC释放速率存在显著差异, 其变化范围分别为0.014-0.123 d^-1和0.017-0.130 d^-1; 凋落叶DOC和HWEC释放速率均与纤维素和磷(P)含量显著相关, 而与形态学性状(叶片厚度、比叶质量(LMA)等)及叶片初始DOC和HWEC含量均无显著相关性。亚热带森林凋落叶DOC和HWEC释放速率主要受底物质量调控, 而受形态学性状影响相对较弱, 这为理解亚热带森林凋落物活性碳释放及其对土壤碳周转机制的影响具有重要意义。

植被总初级生产力(GPP)是陆地生态系统碳循环的关键组成部分, 其精确模拟对于理解大气中CO₂浓度的变化非常重要。目前, 基于不同数据和模型开发的全球GPP产品众多, 但这些GPP产品在青藏高原的表现尚缺乏系统评估。该研究收集了青藏高原17个涡度相关通量塔的GPP数据, 利用拟合度、相对均方根误差和相对偏差3个指标, 对8套不同来源的全球GPP产品(GPP_GOSIF、GPP_NIRv、GPP_MODIS、GPP_VPM、GPP_GLASS、GPP_TL-LUE、GPP_PML和GPP_BESS)在青藏高原高寒草甸的精度进行了综合评估。研究结果表明, GPP_VPM和GPP_GOSIF总体上具有相对较高的精度, 更加适用于青藏高原高寒草甸。GPP产品的精度在时空上存在显著差异, 主要表现为: 季节上, 夏季和秋季的精度优于春季; 生态系统类型上, 典型高寒草甸生态系统的精度优于其他草甸生态系统; 冻土类型上, 多年冻土区的精度高于季节冻土区; 气候区方面, 半湿润区的精度高于半干旱区; 干旱情况方面, 无旱月份的精度高于干旱月份; 在植被覆盖度方面, 中、高植被覆盖阶段的精度高于低植被覆盖阶段。该研究揭示了全球GPP产品在青藏高原高寒草甸的不确定性, 为该地区GPP数据的选用以及GPP模拟的改进提供了重要依据。

近年来空气中臭氧(O₃)浓度持续升高, 在降低植物生产力的同时, 还会干扰化合物代谢, 导致化学信号失真, 破坏局部的生态平衡, 威胁动植物共生互作的精准性与生态系统的服务功能。该研究通过对比广州市高/低臭氧浓度自然样地中对叶榕(Ficus hispida)接受期花序挥发性气味组成及叶片气孔特征, 揭示高臭氧浓度对植物化学信号与气孔适应的影响。采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析, 在两个样地共鉴定出43种挥发性有机化合物, 两地相同的有32种, 其中萜类化合物占主导地位, 此外高臭氧浓度样地还存在癸醛、倍半桉烯醇、石竹烯氧化物等特异性氧化产物。非度量多维尺度分析(NMDS)表明两地挥发性有机化合物组成空间分异显著, 方差检验发现两个样地共有12种化合物(大牻牛儿烯D、α-紫穗槐烯、α-蛇麻烯、(E)-β-法尼烯、α-反式-佛手柑烯、(E)-石竹烯、β-榄香烯、β荜澄茄烯、反式-芳樟醇氧化物、(E)-β-罗勒烯、吲哚、(3Z)-己烯醇乙酸酯)在组成比例上存在显著差异, 表明植物挥发性化学信号在高、低臭氧浓度自然样地间发生显著变化, 这种变化可能反映了植物对环境空气条件(如臭氧浓度升高)的响应或潜在适应策略。同时, 高臭氧样地中对叶榕叶片的气孔长度和面积等显著降低, 叶绿素含量减少。该研究揭示了高臭氧浓度自然环境下对叶榕挥发性化学信号与气孔生理特征的变化, 为理解臭氧污染如何通过影响物种间化学通信与植物叶片气孔特征进而潜在干扰植物-传粉者互作网络提供了新的证据。

探究硝态氮(NO₃^--N)浓度对微甘菊(Mikania micrantha)花色素苷积累及其空间分布的影响, 揭示其通过次生代谢调控适应氮波动的分子机制, 为解析微甘菊入侵性提供理论依据。该研究通过控制实验设置6个NO₃^--N浓度(0、0.5、5、10、20、40 mmol·L^-1), 测定微甘菊主茎与分枝花色素苷含量及空间分布特征, 结合转录组分析关键代谢通路基因(花色素苷、木质素、萜类合成相关基因)及转录因子的表达模式。结果表明: 低氮(0-0.5 mmol·L^-1 NO₃^--N)条件下, 微甘菊主茎与分枝均积累大量花色素苷以增强抗逆性; 而中高氮(5-40 mmol·L^-1 NO₃^--N)处理下, 主茎花色素苷含量显著降低(降幅43.1%-73.7%), 转为嫩绿色, 分枝仍维持红色但含量减少, 显示“主茎生长-分枝防御”的分配策略。转录组分析发现, 5 mmol·L^-1 NO₃^--N抑制主茎中花色素苷合成途径关键基因(PAL、CHS、CHI、F3′H、ANS、UGFT)表达(下调39.2%-99.9%), 同时上调木质素合成基因(HCT1、CCoAOMT)及萜类代谢基因(TPS11、TPS7)表达。此外, NO₃^--N通过调控MYB(HHO₂)、bHLH(PIF3)等转录因子及蔗糖代谢基因(SPS1)的表达, 影响次生代谢网络。研究表明, 微甘菊通过动态调节花色素苷在主茎与分枝中的分配, 可能有助于平衡生长与抗逆, 这一适应性策略或为其在资源波动环境中快速入侵的关键机制。

近年来, 啮齿动物扰动加速了青藏高原高寒草甸退化。其挖掘和觅食活动严重影响了植物群落和土壤性质。然而, 其扰动行为对高寒草甸生态系统呼吸(Re)的影响及其关键驱动因素尚不清楚。该研究采用静态箱-气相色谱技术, 比较健康草甸(HM, 对照)和鼠丘扰动斑块(ZM, 处理)两种生境下生态系统呼吸的差异。结果表明: (1)扰动后, ZM在全年和生长季的累计Re通量较HM样地显著降低27.60%和28.64%, 非生长季减少16.39%; (2) HM和ZM的温度敏感性(Q₁₀)在全年(6.11 ± 0.31和5.78 ± 0.41)和生长季尺度下(4.13 ± 0.85和4.10 ± 0.61)差异较小; 非生长季HM的Q₁₀ (11.90 ± 1.80)显著高于ZM (4.76 ± 1.00); (3) Re的季节变化模式, 在不同处理间具有一致性, 并非啮齿动物扰动后独有特征, 其中土壤温度和含水量的共同作用是关键驱动因素; 土壤温度可以解释59.7%-85.3%的Re排放。该研究证实啮齿动物扰动显著抑制高寒草甸生态系统呼吸, 实验结果对于草地碳循环和生态系统管理具有一定的参考价值。

为明确北京山区不同人工林的降雨再分配特征, 特别是混交林在结构复杂条件下的截留机制, 该研究基于野外监测与Gash修正模型模拟, 定量分析穿透雨、树干茎流与林冠截留过程, 评估模型在异质冠层下的适应性, 旨在为区域水分调控与植被配置优化提供科学依据。该研究于2021年生长季(6-9月)在北京山区的侧柏(Platycladus orientalis)林、栓皮栎(Quercus variabilis)林和侧柏-栓皮栎混交林中开展监测, 收集林外降雨和气象数据, 实测穿透雨、树干茎流和林冠截留量。基于Gash修正模型, 模拟不同林分的林冠截留量, 并进行了参数敏感性分析, 进一步评估模型的适用性。主要结果: (1)研究期间降雨以小雨为主(73.5%)。侧柏的穿透雨、树干茎流和林冠截留率分别为74.15%、1.89%和23.96%, 栓皮栎分别为71.70%、2.25%和26.23%, 混交林分别为68.74%、2.56%和28.70%。穿透雨和茎流量均与降雨量呈显著正相关关系, 截留量与降雨量呈正指数幂函数关系。(2)模型的截留率模拟值为侧柏林21.92%、栓皮栎林23.13%和混交林26.47%, 相对误差分别为8.52%、11.82%、7.75%, 整体模拟效果较好, 混交林拟合效果最佳。(3)模型对参数的敏感性顺序一致, 依次为平均蒸发率>平均降雨强度>冠层截留能力>郁闭度>树干持水能力>树干茎流系数。综上, 不同林分因结构差异在相似气候下表现出不同的降雨再分配特征。Gash修正模型适用于北京山区典型人工林及混交林, 能有效支持该地区森林水量平衡研究。

叶和细根压力-体积性状在树木水力结构中起重要作用, 但目前对不同树种间叶和细根膨压丧失点(TLP)差别及其与气孔关闭点(Ψ_close)的关系尚不完全清楚, 对不同树种间叶和细根形态特征、非结构性碳水化合物(NSC)含量与膨压丧失性状间的潜在关系也不明确。为了解决该问题及为黄土丘陵区造林树种选择提供理论依据, 该研究选取黄土丘陵区常见的5个针叶树种和7个阔叶树种为研究对象, 比较了不同树种Ψ_close及叶和细根TLP、NSC含量的差异, 并分析了叶和细根形态特征、NSC含量与TLP的关系。结果表明: 针叶树种的细根TLP比阔叶树种低47.86%, Ψ_close显著高39.04%, 针叶树种的Ψ_close分别比叶和细根TLP高48.06%、33.82%, 阔叶树种叶和细根TLP均比Ψ_close高19.83%、37.70%; 针叶树种的叶和细根水容均显著低于阔叶树种, 弹性模量显著高于阔叶树种, 可溶性糖含量均显著高于阔叶树种; 所有树种叶TLP均显著低于细根TLP; 相关性分析表明所有树种的比叶面积和叶TLP、比根长和细根TLP以及叶TLP、细根TLP间均存在显著正相关关系。以上结果表明: 针叶树种有更强的膨压维持能力, 且其气孔更敏感, 这使得针叶树种更容易在干旱条件下保持水分平衡, 阔叶树种即使在水势降至TLP以下仍能维持气孔导度, 表现出更强的气孔脱水耐受性, 但更容易受到水力失衡的影响。研究结果也表明针叶树种和阔叶树种在膨压丧失点与气孔关闭点的关系上存在差异。该研究揭示了不同树种叶与细根的压力-体积相关性状与气孔调节关系的差异, 并阐明不同树种干旱适应性的区别, 有助于预测全球变化背景下造林树种的选择。

叶片是植物在适应进化过程中对环境变化高度敏感且可塑性强的器官, 也是整株植物的水力瓶颈与安全阀门。胡杨(Populus euphratica)作为西北荒漠生态系统的优势树种和天然屏障, 在不同生长发育阶段和垂直高度分布着多种形态的叶片, 但目前对胡杨成树保持两种以上不同叶形的生态优势及叶形态特征的分化模式尚不清楚。该研究测定不同地下水埋深(GWD: 1.2、2.5、4.8、7.8 m)与垂直高度(上、中、下)胡杨成树3种典型异形叶(条形叶、卵形叶、锯齿阔卵形叶)的形态特征、水力性状(水力导度、叶脉性状、气孔特征)与解剖结构特征, 探究胡杨异形叶形态特征变化的潜在机制。结果显示: (1)不同GWD下同一叶形、同一GWD不同垂直高度上3种异形叶的形态、水力性状与解剖结构差异显著。同一叶形细脉密度、闭合环密度、自由端密度、导管密度、叶厚、栅栏组织与海绵组织厚度比(栅海比)、表皮与角质层厚度随GWD增加而增大, 而同一GWD下异形叶细脉与导管密度、栅海比等叶功能性状则随树木垂直高度增加而增大; GWD越深与树高越高, 异形叶叶脉组织越发达、解剖结构越趋旱生化。(2)与树冠中下部异形叶相比, 树冠上部锯齿阔卵形叶更宽厚, 栅栏组织和叶脉网络系统更发达, 为适应强光、高温、干旱环境而进化出更高效的水力系统和防御结构, 增强了抗栓塞与耐逆能力。(3)胡杨异形叶长宽比、锯齿化指数与多数水力性状、解剖结构特征显著相关, 水力性状对叶形态的贡献高于解剖结构特征, 其中脉间距、闭合环面积、叶脉密度对叶形态变化起着主要作用。(4)大部分叶形态特征与水力路径长度、叶着生高度呈极显著相关关系, 水力路径长度通过影响水力性状、解剖结构特征而介导调控叶形态变化, 垂直梯度上水力限制是驱动胡杨叶形态分化的关键因素。(5)水力性状与解剖结构特征耦合有利于改善胡杨水力生物学特性和提高逆境生存能力。叶形态变化是胡杨生命周期中应对截然不同的水力环境所进化出的生态对策。

明晰橡胶林在不同物候期的水分利用动态特征, 有助于准确评估其对区域水循环的生态效应, 为橡胶园水资源管理提供科学依据。然而, 现有研究对物候与树干液流特征之间关系关注不足, 制约了对液流变化规律及其环境驱动机制的深入理解。为此, 该研究以橡胶树(Hevea brasiliensis)为研究对象, 利用热扩散探针(TDP)连续监测落叶期、展叶前期、展叶中期和展叶后期的树干液流速率(F_d), 同步记录土壤及大气温湿度等环境变量, 并结合机器学习模型XGBoost和SHAP可解释框架, 系统解析影响液流动态的关键环境驱动因子。结果表明: (1)橡胶树不同叶片物候期树干液流密度与水分利用量差异显著, 大小依次为: 展叶后期>展叶中期>落叶期>展叶前期; 展叶后期的日平均液流密度为无叶期(展叶前期和落叶期)的4.4-6.1倍, 水分消耗显著提升。(2)橡胶树液流的主控环境因子随叶片物候发生阶段性转变。落叶期主要受气温(T_a, SHAP贡献度32.39%)和5 cm土壤含水量(VWC₅, 24.38%)驱动; 展叶前期以土壤温度(T_s, 36.61%)和光合有效辐射(PAR, 19.55%)为主控因子; 展叶中期则主要受饱和水汽压差(VPD, 52.16%)调控; 展叶后期则以T_a (62.75%)为关键影响因子。上述结果揭示了橡胶树叶片物候通过调节冠层叶面积, 重塑了土壤—植物—大气之间的水势梯度, 使水分利用的限制从土壤供水/热状态向大气蒸散需求转变, 从而放大各叶片物候期间液流和耗水特征差异。该研究明确了橡胶树在年内物候推进过程中液流动态规律及其潜在的环境驱动机制, 可为热带人工林水资源管理和生态调控提供数据支撑。

根是植物吸收养分和水分的关键器官。探究混交树种的根系互作关系, 对揭示混交提高林分生产力的机理有重要意义。该研究以杉木(Cunninghamia lanceolata)、醉香含笑(Michelia macclurei, 俗名火力楠)盆栽幼苗为研究对象, 设置根系无分隔(NB)、30 μm尼龙膜分隔(MB)和塑料隔膜分隔(PB)的混种处理, 且以杉木单种(MC)和醉香含笑单种(MM)为对照, 分析不同处理下幼苗光合参数、根系形态和生理特征。结果表明: 1)混种处理显著提高醉香含笑气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度, 但并未改变其净光合速率; 2)与单种相比, 混种显著提高杉木根系长度、根系干质量、根系表面积、根系平均直径、根系体积、根系组织密度和根尖数; 3) PB处理下, 醉香含笑根系长度和根系表面积显著高于其他处理; 4)混种处理显著降低了醉香含笑的大细根(0.5 < D ≤ 2.0 mm, D为根直径)长度、表面积和体积; 5)混种处理下, 杉木可溶性蛋白含量、丙二醛含量和抗氧化酶活性均显著增加; 而醉香含笑可溶性蛋白和丙二醛含量显著减少, 抗氧化酶活性显著增加, 表明两个树种不同的根系响应模式。研究结果明确了杉木和醉香含笑混种模式下的根系互作关系及其响应方式, 进一步揭示了混交林影响林木生长的原因, 为高效培育杉木-醉香含笑人工混交林, 精准提升森林质量提供科学依据。

高寒湿地在维持生物多样性、水源补给等方面发挥着重要作用, 探究植物对环境的适应性是有效防止湿地退化及维持湿地生态功能的基础。然而, 土壤水分与光照作为植物生长的两大重要资源, 对高寒湿地植物生理生态的交互作用尚不明确。该研究选择若尔盖高寒湿地典型优势种木里薹草(Carex muliensis)为研究对象, 进行两种光照强度(正常光照、60%光照)及低、中、高土壤水分含量(土壤含水率依次为30%、55%、85%)处理, 测定其生长、形态特征及光合生理响应, 探究植物对光照与土壤水分变化的适应策略。根据叶片经济谱理论, 将比叶面积与光合速率作为判断植物适应光照与土壤水分变化的两项重要策略指标。研究发现: 1)正常光照条件下, 木里薹草比叶面积、光合速率均随土壤水分含量的增加而增加, 最大值分别为170.00 cm²·g^-1、75.01 μmol·m^-2·s^-1, 植物适应策略沿水分梯度从保守型向获取型过渡; 2)遮光能一定程度减缓干旱压力, 处于中等水分条件下的木里薹草比叶面积及光合速率最大, 分别为234.98 cm²·g^-1、7.59 μmol·m^-2·s^-1, 此时植物采用获取型策略, 但随土壤水分含量的增加或降低均向低比叶面积、低光合速率的保守型策略过渡; 3)相较于正常光照, 遮光阻碍木里薹草生长并降低生理活动强度。综上, 木里薹草在不同土壤水分含量下的适应性策略与光照强度密切相关, 该研究结果为复杂环境条件下退化高寒湿地的生态修复提供了理论基础。

太阳光中约有19%的光量子通量来自远红光(FR, 700-800 nm), 其对植物光合作用有重要的影响, 但目前常用的光合仪内置光源系统仅包含蓝光(400-500 nm)和红光(R, 600-700 nm), 缺乏远红光成分, 可能导致测得的光合参数难以准确反映植物在自然光环境下的真实光合能力。为此, 该研究通过在短波长测量光中添加远红光, 系统探究添加远红光的测量光对光合参数的影响效应, 以及这种效应是否受生长光强的影响。以耐阴树种栓皮栎(Quercus variabilis)一年生幼苗为研究对象, 采用双因子交互实验设计探究生长光强与测量光质对光合特性的协同影响。首先布置两种光谱特征一致(R/FR = 1.4 ± 0.01)的生长光环境: 低光强(光合光子通量密度(PPFD)为全光照的30%)和高光强(PPFD为全光照的70%), 幼苗在各生长光环境下适应性培养5周。之后使用两种测量光光质: (1)短波长光(PPFD为1 100 μmol·m^-2·s^-1); (2)短波长光(PPFD为1 100 μmol·m^-2·s^-1) +远红光(远红光光子通量密度(PFD_FR)为300 μmol·m^-2·s^-1) (R/FR = 1.4), 分别对幼苗进行稳态光合指标、稳态荧光指标、光合和荧光暗—光—暗诱导过程以及CO₂响应曲线的测量。结果表明在短波长测量光中添加远红光可以显著影响栓皮栎幼苗的大部分光合参数, 且影响程度因生长光强而异。在稳态光合参数方面, 在短波长测量光中添加远红光使低光组幼苗的最大净光合速率提高了31%, 而高光组提高了25%; 最大气孔导度在低光组和高光组中分别提高了20%和45%; 光系统II实际光合量子效率分别提高62%和29%; 光化学淬灭系数分别上升63%和25%; 非光化学淬灭系数(NPQ)也在低光和高光组中分别上升24%和7%, 但是最大羧化效率在各处理间无显著差异。在光合诱导响应中, 测量光中添加远红光会提高低光组叶片光合和气孔导度诱导曲线最大斜率并缩短响应时间和滞后时间, 但对高光强下的叶片基本无影响。此外, 添加远红光也使CO₂响应曲线中的最大电子传递速率在低光组和高光组分别提高22%和24%。该研究表明, 在光合测定中添加远红光可显著改变栓皮栎幼苗大部分光合参数的测量结果, 其主要机制在于远红光能够优化光系统I与光系统II之间的激能分配, 改善电子传递效率和光能利用效率, 从而调控植物的光合表现。相比于不含远红光的传统测量光源, 添加远红光后的测量结果更接近植物在自然光质下的实际光合水平。因此在光合测定中合理设置测量光质, 特别是远红光成分, 将有助于提高参数的生态适用性和数据的可比性, 对植物生理研究和田间应用具有重要意义。然而, 该研究仅基于盆栽条件和单一树种, 且生长光R/FR比值固定, 未来应拓展至多物种和多R/FR组合的实验情景, 进一步验证远红光调控效应的普遍性和适用性。

银缕梅(Parrotia subaequalis)是国家一级保护植物, 亦是极小种群野生植物的珍稀代表。浙江安吉小鲵国家级自然保护区是银缕梅这一极小种群野生植物的重要分布地点, 同时也是最早开展银缕梅研究的地点之一。然而, 至今针对该保护区内银缕梅种群特征的研究仍然相对匮乏, 并且尚未对其原生生境的群落特征进行系统性探讨。该研究在保护区内设置了22个银缕梅的原生生境群落样方, 详细调查了群落的物种组成和数量特征, 分析了各类群落的类型与特征; 并通过分析银缕梅种群的径级结构, 编制静态生命表和绘制存活曲线, 计算种群动态变化指数, 探究了银缕梅的种群动态。结果显示, 共调查到胸径≥1 cm的木本植物1 457株(其中银缕梅121株), 隶属于44科82属106种; 22个银缕梅的原生生境植物群落可划分为14个群系; 银缕梅种群中胸径<7.5 cm的幼苗和幼树数量较少, 仅占总株数的22.31%, 种群更新困难; 物种存活曲线属Deevey-II型; 自然和干扰状态下的种群动态指数差异显著, 种群抵御外部干扰能力欠缺。基于以上研究结果, 建议加强对安吉小鲵国家级自然保护区内银缕梅种群的就地保护, 实施针对银缕梅幼苗和幼树的管护, 开展对银缕梅种群和原生生境群落的长期监测。