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    2019年, 第12期
    刊出日期:2019-12-20

    封面说明: 云南省德钦县针叶林景观(蔡琴摄)。蔡琴等研究了青藏高原东缘主要针叶树种叶片碳氮磷化学计量分布格局及其驱动因素(本期1048–1060页)。

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    综述
    植物功能性状权衡关系的研究进展
    何芸雨, 郭水良, 王喆
    植物生态学报. 2019, 43(12):  1021-1035.  doi:10.17521/cjpe.2019.0122
    摘要 ( 1204 )   全文 ( 35 )   PDF (1156KB) ( 174 )   知识图谱   收藏
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    植物功能性状权衡关系反映了植物在资源获取与分配中采取的不同策略, 是近年来生态学研究的一个热点问题。该综述从研究范围、叶性状、器官和植物类群4个方面入手, 简要介绍植物功能性状关系研究在近10余年是如何在叶经济谱(LES)的基础上逐渐扩展和深入的。1)相关研究拓展到全球更多极端环境与特殊气候地区, 发现在不同的气候环境条件下, 植物叶片功能性状关系相对稳定, 植物种内的功能性状关系已被证实与LES相似; 2)功能性状网络从最初的6个经济性状扩展到叶片的分解、燃烧和水力等性状, 发现叶片的分解速率和可燃性均与叶片形态性状、养分含量等显著相关, 但叶片水力性状与经济性状的关系则取决于所研究的物种及生存环境的水分条件; 3)研究对象从植物叶片拓展到了根、茎、花、种子及植株整体, 叶片的比叶质量与茎的木质密度、种子大小相耦合, 但叶片形态性状与根和花的相关性状却无显著相关关系, 证明这些器官可能是独立进化的; 4) LES可以很好地解释特殊维管植物的生存适应策略: 入侵植物具有较高的资源利用效率和更快的相对生长速率, 在LES中处于“低投入-快速回报”的一端; 食虫植物的叶片特化为捕食器官, 光合作用及生长速率相对较低, 居于LES “高投入-缓慢回报”的另一端, 此外, 无论是最古老的种子植物苏铁属(Cycas)植物, 或是蕨类和变水植物(苔藓和地衣), 其功能性状关系都与LES大致相同。该文梳理了功能性状关系研究的进展脉络, 提出了一些建议, 期望为未来植物功能性状关系研究的选题和发展提供一些参考。

    碳供给与碳利用对树木生长的限制机制
    王兆国, 王传宽
    植物生态学报. 2019, 43(12):  1036-1047.  doi:10.17521/cjpe.2019.0104
    摘要 ( 400 )   全文 ( 9 )   PDF (1030KB) ( 77 )   知识图谱   收藏
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    树木生长固碳过程使森林生态系统成为减缓大气CO2浓度升高的一个巨大而持续的碳汇。根据树木可利用碳的状况, 限制树木生长的机制可分为碳供给限制和碳利用限制。许多环境因子交互作用, 共同影响树木的碳供给与碳利用, 因而很难量化碳供给和碳利用活动及其对环境变化敏感性对树木生长的影响。因此, 从碳供给与碳利用角度揭示环境变化对树木生长影响的生理机制, 对于预测全球变化背景下树木生长及森林碳汇功能至关重要。为此, 该文介绍了树木生长碳供给与碳利用限制争议的相关背景; 从碳供给与碳利用角度探讨了叶损失、干旱和低温等胁迫条件限制树木生长的生理机制; 提出该领域今后应优先研究的3个问题: (1)探索非结构性碳水化合物(NSC)储存形成的调控机制, 确定什么情况下以及多大程度上树木通过主动降低生长而将光合产物优先分配给NSC储存; (2)加强碳利用活动研究, 系统测定光合产物在其碳利用组分的分配(特别是根系及其共生微生物活动); (3)开展树木碳代谢、矿质营养与水分生理的互作研究, 充分认识树木碳、水和养分耦合关系及对树木生长的影响。

    研究论文
    青藏高原东缘主要针叶树种叶片碳氮磷化学计量分布格局及其驱动因素
    蔡琴, 丁俊祥, 张子良, 胡君, 汪其同, 尹明珍, 刘庆, 尹华军
    植物生态学报. 2019, 43(12):  1048-1060.  doi:10.17521/cjpe.2019.0221
    摘要 ( 658 )   全文 ( 12 )   PDF (4278KB) ( 83 )   知识图谱   收藏
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    理解植物叶片化学计量特征及其驱动因素对认识植物种群分布规律及预测植物对环境变化响应具有重要意义。该研究采集了青藏高原东缘针叶林84个样点共29种主要针叶树种叶片, 探讨该区域常绿针叶树种叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征和分布格局及其驱动因素。结果表明: (1)在科和属水平上, 不同针叶树种叶片C、N含量和C:N差异显著; 叶片N:P < 14, 表明该区域针叶树种主要受N限制。(2)叶片N、P含量在环境梯度上表现出一致的分布规律: 均呈现出随纬度和海拔增加而显著降低, 随年平均气温(MAT)和年降水量(MAP)增加而显著增加的趋势; 而叶片C含量与纬度、海拔、MATMAP均未表现出显著相关性。(3)叶片C:N、C:P呈现出与N、P含量变化相反的分布格局: 均随纬度和海拔增加而显著增加, 随MATMAP增加而显著降低; 而叶片N:P与海拔、MATMAP均无显著相关性。(4)进一步分析表明, 叶片C、N、P含量及其化学计量比的主要驱动因素不尽相同。具体而言: 土壤特性是叶片C含量和N:P变异的主要驱动因子, 而叶片N、P含量和C:N、C:P的变异主要由气候因素决定。总之, 该区域针叶树种叶片化学计量沿环境梯度的变异规律有力地支持了温度生物地球化学假说, 在一定程度上丰富了对环境变化下植物叶片化学计量分布格局及其驱动机制的认识。

    吉林老白山鱼鳞云杉树轮蓝光强度和轮宽指数与气候响应关系随海拔变化的对比
    苑丹阳, 朱良军, 张远东, 李宗善, 赵慧颖, 王晓春
    植物生态学报. 2019, 43(12):  1061-1078.  doi:10.17521/cjpe.2019.0257
    摘要 ( 338 )   全文 ( 4 )   PDF (7316KB) ( 34 )   知识图谱   收藏
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    树轮数据是晚全新世古气候研究中最重要的代用指标。树轮参数各具优缺点, 蓝光强度(BI)是一种获取成本低廉的最大晚材密度(MXD)的光学替代参数, 其蓝色光反射率或强度最小值(256-BI)与相应的MXD值高度相关, 被很多的学者认为是树轮气候学研究中一个具有重要潜能的新兴参数。该研究以吉林老白山3个海拔(900、1 200和1 500 m)的鱼鳞云杉(Picea jezoensis)为例, 分析鱼鳞云杉的BI及轮宽指数(RWI)与气候因子的响应差异, 以期为BI参数在树轮气候学的进一步应用提供参考。结果表明: 不同海拔鱼鳞云杉BIRWI对气候的响应趋势基本一致。BI与温度主要呈正相关关系, 而RWI与温度主要呈负相关关系, 其中BI与当年夏季及生长季最高温度显著正相关, 而RWI (低、中海拔)与全年平均气温、当年生长季和全年最低温度显著负相关。BI与当年夏季标准化降水蒸散指数(SPEI)显著负相关, RWI与夏季SPEI负相关关系较弱或为正相关; BIRWI几乎相反的生长-气候关系可能是早、晚材权衡关系的体现。研究区域鱼鳞云杉的BI参数可能与年轮宽度记录不同的气候信号, 在空间尺度上对于当年夏季降水、最高温度以及SPEI的响应好于传统宽度指标。BI与主要气候因子相关关系的时间稳定性好于RWI, 因此, BI在树轮气候学的研究中具有一定的应用潜能。

    辽宁省9种兰科植物根内与根际土壤中真菌群落结构的差异
    蒋玉玲, 陈旭辉, 苗青, 曲波
    植物生态学报. 2019, 43(12):  1079-1090.  doi:10.17521/cjpe.2019.0055
    摘要 ( 351 )   全文 ( 2 )   PDF (1277KB) ( 50 )   知识图谱   收藏
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    兰科植物的生存及生长高度依赖其根中的共生真菌, 其中的菌根真菌更是对兰科植物的种子萌发与后续生长有着非常重要的作用, 研究兰科植物根中的真菌, 尤其是菌根真菌, 对兰科植物的保护有重要作用。该研究利用第二代测序技术, 对中国辽宁省境内的9种属于极小种群的兰科植物的根、根际土和根围土中的真菌群落和菌根真菌组成进行了研究。结果显示, 兰科植物根中的真菌群落和根际土、根围土中的真菌群落具有显著差异。兰科植物根中的总操作分类单元(OTU)数目远小于根际土和根围土中的总OTU数目。同时, 兰科植物根中菌根真菌的种类和丰度与根际土、根围土中菌根真菌的种类与丰度没有明显联系。FunGuild分析结果显示, 丛枝菌根真菌在根际土与根围土中的丰度非常高, 但在兰科植物的根中却数量极少。这些结果表明, 兰科植物根中的真菌群落与土壤中的真菌群落在一定程度上是相互独立的。

    青海省森林土壤磷储量及其分布格局
    唐立涛, 刘丹, 罗雪萍, 胡雷, 王长庭
    植物生态学报. 2019, 43(12):  1091-1103.  doi:10.17521/cjpe.2019.0194
    摘要 ( 345 )   全文 ( 4 )   PDF (10308KB) ( 57 )   知识图谱   收藏
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    磷(P)是地球生态系统中重要的生命元素。全球变化背景下, 科学地探究森林土壤磷储量现状及其影响因子, 对陆地生态系统的稳定以及磷的可持续利用具有重要意义。因此, 该研究利用青海省240个森林标准样地土壤实测数据, 并结合青海省森林资源清查资料估算出了青海省森林土壤磷储量, 揭示了其分布格局, 并讨论了土壤磷储量与环境因子的关系。结果表明: (1)青海省森林土壤磷储量为1.74 Tg, 全省1 m深土壤平均磷密度为4.65 Mg·hm -2, 土壤磷密度总体上呈地带性分布。(2)土壤磷密度在中低海拔(2 200-3 000 m)区域随海拔的升高显著减小, 在高海拔(3 300-3 900 m)区域随海拔高度的增加而显著变大。山地灰褐色森林土的磷密度最大且显著大于山地棕色暗针叶林土和山地暗褐土。(3)土壤磷含量随海拔升高显著减小, 山地棕色暗针叶林土各土层磷含量相对较大, 山地暗褐土的磷含量最小, 且土壤磷含量随着土层的加深而减小。(4)海拔、温度、土壤类型以及土壤含水量均对土壤磷含量有直接影响, 且影响较大, 其中海拔和温度是影响土壤磷含量变化的关键因子; 土壤磷密度对土壤容重、土壤磷含量、土壤含水量、海拔、土壤类型的变化响应较为明显, 而土壤容重可能是限制土壤磷密度变化的主导因素。


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