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新疆北部草地典型灌木的碳氮特征 收藏
张静, 刘耘华, 盛建东, 柴强, 李瑞霞, 赵丹
doi:10.17521/cjpe.2015.1086
植物生态学报    2018, 42 (3): 307-316.  
摘要 ( 509 )   HTML PDF (1426KB)  

灌木在维持干旱半干旱区生态系统稳定性方面发挥着重要的作用。该研究调查了新疆北部草地典型灌木物种, 并分析了这些灌木叶、枝、茎的碳(C)、氮(N)含量特征, 可为新疆草地植被碳氮储量的准确估算以及碳氮循环过程提供基础数据。结果表明: 北疆地区草地的典型灌木有白刺(Nitraria spp.)、刺旋花(Convolvulus tragacanthoides)、红砂(Reaumuria soongarica)、假木贼(Anabasis spp.)、 锦鸡儿(Caragana spp.)、麻黄(Ephedra spp.)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)、梭梭(Haloxylon spp.)、金丝桃叶绣线菊(Spiraea hypericifolia)、驼绒藜(Krascheninnikovia spp.)、小蓬(Nanophyton erinaceum)、盐爪爪(Kalidium spp.)、猪毛菜(Salsola spp.)等, 归属于蔷薇科、豆科、麻黄科、柽柳科、蒺藜科、蓼科、旋花科、藜科。北疆草地典型灌木各器官C含量为茎(45.76 ± 3.43)% >枝(44.27 ± 4.51)% >叶(39.15 ± 5.91)%, N含量为叶(2.21 ± 0.59)% >枝(1.55 ± 0.44)% >茎(1.34 ± 0.35)%, C:N为茎(36.74 ± 10.80) >枝(31.07 ± 10.43) >叶(18.94 ± 5.82)。灌木地上部分C含量为(43.77 ± 4.43)%, N含量为(1.56 ± 0.45)%, C:N为(31.78 ± 10.12); C含量变异程度较小, 变异系数为10%, N含量的变异系数为27%, C:N的变异系数为32%。灌木同一器官的C、N含量及C:N在不同科间有显著差异, 蔷薇科各器官的C含量显著大于其他科(p < 0.05); 豆科叶和茎的N含量显著大于其他科(p < 0.05), 麻黄科枝的N含量显著大于其他科(p < 0.05); 旋花科叶和枝的C:N显著大于其他科(p < 0.05), 蔷薇科茎的C:N显著大于其他科(p < 0.05)。

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神农架自然遗产地植被垂直带谱的特点和代表性 收藏
马明哲, 申国珍, 熊高明, 赵常明, 徐文婷, 周友兵, 谢宗强
doi:10.17521/cjpe.2017.0092
植物生态学报    2017, 41 (11): 1127-1139.  
摘要 ( 421 )   HTML PDF (3798KB)  

充分认识并掌握我国自然遗产地山地植被垂直带谱代表性, 对正确评估自然遗产地的价值进而制定相关保护管理政策具有重要的科学意义和现实意义。该研究基于群落调查数据、全球1 km2土地利用数据, 通过对比分析、空间分析等方法, 从植被垂直带谱的地带性、完整性及不同垂直带群落物种更替等角度, 分析论证了神农架自然遗产地植被垂直带谱的代表性。结果显示: 神农架自然遗产地从低海拔到高海拔依次发育有常绿阔叶林带(遗产地南坡)、常绿落叶阔叶混交林带、落叶阔叶林带、针阔混交林带、针叶林带及亚高山灌丛和草甸带, 其北坡保存的地带性常绿落叶阔叶混交林是北半球常绿落叶阔叶混交林生态系统的最典型代表。神农架自然遗产地拥有的植被垂直带谱是“全球生物地理区划”中东方落叶林生物地理省最完整的植被垂直带谱, 在东方落叶林生物地理省具有唯一性和代表性, 在较小的水平距离范围内浓缩了中亚热带、北亚热带、暖温带、温带和寒温带等生态系统特征, 成为研究全球气候变化下山地生态系统垂直分异规律及其生态学过程的杰出范例, 具有突出的世界自然遗产价值。

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千岛湖地区常见木本植物性状和相对多度对幼苗植食作用的影响 收藏
骆杨青, 余梅生, 余晶晶, 郑诗璐, 刘佳佳, 于明坚
doi:10.17521/cjpe.2017.0073
植物生态学报    2017, 41 (10): 1033-1040.  
摘要 ( 395 )   HTML PDF (326KB)  

植食性动物取食植物(植食作用)一直是生物多样性和生态系统功能研究的热点问题。植食作用能够显著影响植物幼苗的生长, 从而决定种群更新动态。以往的研究较少讨论植物的不同性状对幼苗植食作用差异的重要性, 也较少将之与物种相对多度对植食作用的影响进行比较。该文以千岛湖地区的16种常见木本被子植物幼苗为研究对象, 调查植物的11种功能性状和相对多度, 并运用回归模型和方差分解方法, 研究植物功能性状和物种相对多度对幼苗叶片受昆虫植食损伤(虫食率)的相对重要性, 探讨虫食率对植物功能性状的依赖性以及物种相对多度对虫食率的影响。结果表明叶片功能性状(即叶片碳氮比、叶片厚度)和物种相对多度对虫食率有重要影响, 二者共解释了种间虫食率变异的54%。在这些性状中, 有更高的防御能力、更低的营养成分和更高相对多度的物种虫食率更低。我们建议在未来的植食作用研究中, 应考虑基于个体水平的功能性状和基于群落水平的相对多度。

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氮添加对亚热带次生常绿阔叶林扁刺栲细根生物量、寿命和形态的短期影响 收藏
陈冠陶, 彭勇, 郑军, 李顺, 彭天驰, 邱细容, 涂利华
doi:10.17521/cjpe.2016.0317
植物生态学报    2017, 41 (10): 1041-1050.  
摘要 ( 393 )   HTML PDF (450KB)  

细根在植物的养分获取和生态系统物质循环中有重要的作用, 日益增加的氮沉降改变了土壤pH值和养分可利用性, 潜在地影响着细根特性。为揭示氮沉降增加对木本植物细根寿命和形态的影响, 于2013年5月至2015年9月在亚热带次生常绿阔叶林中开展每月一次的氮添加试验, 共设对照(CK, 0 g·m-2·a-1)、低氮(LN, 5 g·m-2·a-1)、高氮(HN, 15 g·m-2·a-1) 3个水平。以该林分建群种扁刺栲(Castanopsis platyacantha)为研究对象, 于2014年4月至2015年9月, 每月采用微根管技术获取根系影像, 室内分析后得到各样地的扁刺栲细根生物量、寿命和形态指标。2014年11月取0-10 cm土壤分析土壤pH值、铵态氮和硝态氮含量。结果表明: 扁刺栲0-45 cm土层细根生物量为128.30 g·m-3, 细根平均寿命范围为113-186天; 氮添加处理未显著影响扁刺栲0-45 cm土层细根寿命和生物量; 低氮处理显著降低了0-15 cm土层细根根段表面积; 高氮处理显著降低了表层土壤pH值。研究表明短期氮添加通过影响该次生林土壤无机氮含量, 导致表层土壤酸化, 对表层土壤扁刺栲细根的形态特征造成一定的影响; 短期氮添加对扁刺栲细根生物量、寿命和深层细根的形态未产生显著影响。

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河北省天然草地生物量和碳密度空间分布格局 收藏
岑宇, 王成栋, 张震, 任侠, 刘美珍, 杨帆
doi:10.17521/cjpe.2015.0300
植物生态学报    2018, 42 (3): 265-276.  
摘要 ( 382 )   HTML PDF (2318KB)  

分析不同草地类型生物量与碳密度空间分布特征及其影响因素, 揭示草地植物碳库的变化规律, 对于了解我国草地生态系统碳汇具有重要意义。2011-2013年以河北省天然草地为研究对象, 调查了不同草地类型的地上活体生物量、凋落物生物量和根系生物量以及各组分的碳密度。结果表明: 温性草原、温性草甸、温性山地草甸、低地盐化草甸、暖性草丛和暖性灌草丛6种草地类型的总生物量差异显著, 其中低地盐化草甸总生物量最高, 为2 770.2 g·m -2, 而温性草原最低, 为747.6 g·m -2, 前者约为后者的3.7倍; 地上活体生物量最大的是低地盐化草甸, 其次是暖性灌草丛和温性山地草甸, 最小的是温性草原, 分别为285.0、235.1、203.1和110.6 g·m -2; 凋落物生物量也是低地盐化草甸最大, 其次是温性山地草甸和温性草甸, 分别为584.0、187.9和91.0 g·m -2。6种草地类型的根系生物量均大于地上生物量, 是地上生物量的1.9-4.3倍, 不同草地类型根冠比的平均值为3.1; 低地盐化草甸的根系生物量最高, 为1901.3 g·m -2, 温性草原的根系生物量最低, 只有低地盐化草甸的1/3。在各类草地生物量碳密度方面, 低地盐化草甸的地上活体碳密度、凋落物碳密度与根系碳密度均为最大, 分别为132.7、81.2和705.9 g C·m -2。草地地上生物量、凋落物生物量和根系生物量以及总生物量均随海拔的升高先减少而后增加(p < 0.05); 草地生态系统总生物量和根系生物量随大于10 ℃积温的增加先降低而后升高(p < 0.01)。该研究中暖性灌草丛多分布在石质山区, 土层很薄, 植物地上生物量和根系生物量都比土层较厚的草甸草原低。可见, 在较大区域比较不同草地类型生物量时, 应综合考虑气候、土壤、地理等因素。

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降水格局改变背景下土壤呼吸变化的主要影响因素及其调控过程 收藏
杨青霄, 田大栓, 曾辉, 牛书丽
doi:10.17521/cjpe.2017.0208
植物生态学报    2017, 41 (12): 1239-1250.  
摘要 ( 379 )   HTML PDF (1290KB)  

全球气候变化带来降水格局的改变。土壤呼吸是土壤碳库向大气释放CO2的重要途径, 其对降水变化的响应对陆地生态系统碳循环和全球气候变化进程有着重要的意义。该研究收集了来自全球各地土壤呼吸对降水变化响应的控制试验结果进行分析, 以揭示降水格局变化对土壤呼吸影响的普遍规律和控制机制。结果显示: 增加降水促进土壤呼吸2%-135%, 减少降水抑制土壤呼吸19%-24%, 当降水改变量标准化到所有处理的平均值(当年当地降水量的41%)时, 增加降水促进的土壤呼吸量(49%)显著大于减少降雨抑制的土壤呼吸量(21%)。土壤湿度是降水变化下驱动土壤呼吸改变的主要因子, 其一方面直接影响土壤呼吸, 另一方面通过影响土壤微生物碳库、地上/地下净初级生产力来影响土壤呼吸, 总解释度高达98%。同时土壤呼吸对降水变化的响应程度随着环境温度和降水量发生变化。土壤呼吸对降水增加的敏感性随环境温度的升高没有显著变化, 但对降水减少的敏感性随着环境温度的升高逐渐增强。随着环境降水量的逐渐增加, 土壤呼吸对降水增加和减少的敏感性均呈现下降趋势。说明在未来全球降水格局的改变下, 土壤呼吸对降水变化的响应有很大的区域差异, 受当地气候条件的影响。

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草原生态系统植物地下生物量分配及对全球变化的响应 收藏
严月, 朱建军, 张彬, 张艳杰, 鲁顺保, 潘庆民
doi:10.17521/cjpe.2016.0062
植物生态学报    2017, 41 (5): 585-596.  
摘要 ( 373 )   HTML PDF (888KB)  

草原生态系统植物生物量在地上和地下器官之间的分配是联系地上生产力与地下碳固持的枢轴环节。由于地下生物量的准确测定是正确分析生物量分配的基础, 该文首先系统分析了植物地下生物量的测定方法及其优缺点; 在此基础上, 综述了当前草地生态系统地下生物量分配对全球气候变化主要驱动因子(降水、CO2浓度、温度和氮沉降)的响应, 并提出了今后相关研究中需解决的主要问题, 以期为开展全球变化背景下草地生态系统碳循环的研究提供参考。

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被引次数: Baidu(1)
植物光合作用叶肉导度及主要限制因素研究进展 收藏
韩吉梅, 张旺锋, 熊栋梁, 张亚黎
doi:10.17521/cjpe.2016.0337
植物生态学报    2017, 41 (8): 914-924.  
摘要 ( 340 )   HTML PDF (1598KB)  

叶肉导度(gm)被用来衡量CO2从植物叶片气孔下腔到叶绿体羧化位点的传输效率, 其主要受解剖结构和生化因素的调控。近年来, gm的研究在光合作用领域受到普遍关注; 光合速率的限制因素已不再简单地划分为气孔限制和非气孔限制, 而需要从气孔限制、叶肉限制和羧化限制3个限制因素开展研究工作。该文分析了植物细胞壁、细胞膜、细胞质、叶绿体膜和叶绿体基质对gm的调控机制, 指出细胞壁厚度以及面向细胞间隙的叶绿体面积(Sc)是影响gm的重要结构因素。阐述了水孔蛋白和碳酸酐酶参与的生化过程对gm的调控机制。同时, 对外界环境因素, 如温度、光强、干旱、氮等对gm的调控机制进行了总结。在此基础上, 探讨了gm与水力导度的耦合关系。最后对gm研究中的科学问题进行了展望。

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浙江普陀山岛森林木本植物的种间关联格局 收藏
刘翔宇, 何东, 田文斌, 宋彦君, 尹芳, 许洺山, 程浚洋, 阎恩荣
doi:10.17521/cjpe.2017.0170
植物生态学报    2017, 41 (12): 1219-1227.  
摘要 ( 339 )   HTML PDF (1289KB)  

种间关联不仅反映种间的生态关系, 而且能在一定程度上启示群落构建过程与机制。该研究以浙江普陀山森林群落中的93种木本植物为对象, 基于二元数据的物种×样方矩阵检验了种对间的关联性。结果显示: 在10 m × 10 m和20 m × 20 m两种空间尺度下, 普陀山森林群落物种的空间分布总体上有显著的协变关系, 但是所观察到的4 278个物种对(93个物种的两两组合)中绝大部分不显著关联, 这在一定程度上支持了物种独立性假说。常见种之间的关联强度大于稀有种之间的关联强度, 表明物种多优度是种间关联特征的影响因子, 同时表明随机因素对物种共存有一定的影响。种间关联随机性检验发现, 反映实际群落种间关联特征的方差比率、显著比均落在随机群落(假定物种随机聚合)期望值的2.5%-97.5%阈限之外, 证明生态位过程在普陀山森林物种共存格局中也起一定作用。总体而言, 植物群落物种成分并不一定是特定物种的组合, 物种间的不关联或负关联也并不一定是生态位分化的结果, 物种多优度是影响物种空间关联的重要因素。

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被引次数: Baidu(2)
森林土壤碳氮循环过程的新视角: 丛枝与外生菌根树种的作用 收藏
王薪琪, 王传宽, 张泰东
doi:10.17521/cjpe.2017.0116
植物生态学报    2017, 41 (10): 1113-1125.  
摘要 ( 338 )   HTML PDF (362KB)  

几乎所有树木的根系都能与丛枝菌根(AM)真菌或外生菌根(EM)真菌形成共生关系, 从而调节森林生态系统土壤碳(C)、氮(N)循环等功能过程。深入理解不同菌根类型森林土壤C、N循环的差异及其影响机制是重要的生态研究命题。该文明晰了AM与EM森林土壤C、N循环的差异; 基于森林土壤C、N输入、稳定和输出等3个过程剖析了AM和EM树种对土壤C、N循环的影响机制; 比较了不同菌根类型森林土壤C、N循环过程对全球变化的响应; 指出了该研究领域所面临的主要挑战: (1)全面比较研究不同菌根类型森林土壤C、N循环及其相关联的生态系统结构和功能特征, 为提高森林生产力、发挥生态系统服务功能提供理论基础和数据; (2)深入认知不同菌根树种地上凋落物及地下菌根与自由微生物间相互作用对土壤C、N循环的影响, 以阐明不同菌根类型森林土壤C、N循环的潜在机制; (3)改进研究方法, 应用新技术手段, 充分考虑时空尺度效应, 以便能用小尺度的研究结果合理地解释和预测生态系统C、N循环; (4)加强不同菌根类型森林土壤C、N稳定性差异的研究, 以准确评价森林结构和功能对全球变化的响应。

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