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    2012年, 第4期
    刊出日期:2012-04-01

    浙江清凉峰海拔1 200–1 500 m植被景观。该区域植被以落叶阔叶物种为主, 主要树种有香果树、天目槭、光叶榉、四照花等。杨冬梅等研究了清凉峰不同海拔木本植物小枝内叶大小-数量权衡关系。(本期281–291页)。(杨冬梅摄)

      
    研究论文
    海南岛霸王岭热带低地雨林树木的空间格局
    黄运峰, 丁易, 臧润国, 李小成, 邹正冲, 韩文涛
    植物生态学报. 2012, 36(4):  269-280.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00269
    摘要 ( 1561 )   PDF (873KB) ( 1627 )   知识图谱   收藏
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    树木空间格局及其形成过程是物种共存及生物多样性维持机制研究的一个重要方面。该文以海南岛两个1 hm2的典型热带低地雨林老龄林森林动态样地为基础, 通过4个点格局模型(均质Poisson过程、异质Poisson过程、均质Thomas过程和异质Thomas过程)模拟扩散限制和生境异质性作用对树木空间分布格局的影响, 并分析不同空间尺度下(< 2 m, 2–5 m, 5–10 m, 10–15 m, 15–20 m和20–25 m)不同作用的相对重要性。结果表明: 热带低地雨林的所有树木总体上呈现聚集分布的空间格局, 随着尺度的增大, 聚集强度逐渐减小。树种在模拟空间分布格局最优模型中的比例由高到低分别是: 均质Thomas过程, 均质Poisson过程、异质Thomas过程和异质Poisson过程。扩散限制作用是形成热带低地雨林树木空间分布格局最重要的生态过程, 其次是完全随机作用以及生境异质性和扩散限制的联合作用, 而生境异质性的作用最小。不同空间尺度上模拟各树种空间分布格局的最优模型比例差异显著, 扩散限制作用能够在多数空间尺度上模拟多个树种的空间分布格局, 其次为随机作用; 生境异质性和扩散限制的联合作用主要在小尺度(0–5 m)影响树种分布, 而生境异质性在较大尺度(15–25 m)上影响树种的空间分布格局。

    清凉峰不同海拔木本植物小枝内叶大小-数量权衡关系
    杨冬梅, 占峰, 张宏伟
    植物生态学报. 2012, 36(4):  281-291.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00281
    摘要 ( 1550 )   PDF (454KB) ( 1731 )   知识图谱   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    权衡关系是生活史对策理论的基础, 叶大小-数量的权衡关系对理解叶大小进化具有重要的意义。该研究以单叶面积和单叶片干重表示叶大小, 用小枝干重和小枝茎干重表示小枝大小, 采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation, SMA)和系统独立比较分析(phylogenetically independent contrast analysis, PIC)的方法, 对浙江省清凉峰自然保护区3个不同海拔落叶阔叶木本植物当年生小枝内的叶大小与数量间的关系进行研究。结果显示, 无论叶大小和小枝大小是用面积或干
    重表示, 在每个海拔, 叶大小与出叶强度均存在显著的等速负相关关系, 表明在落叶阔叶木本植物中发现的叶大小与出叶强度之间的权衡关系在不同生境物种中是普遍存在的, 植物在叶大小方面的种间变化, 可能不是自然选择的直接产物, 而是叶片数量变化权衡关系的一个副产物。不同海拔间的比较显示, 高海拔物种的叶面积或干重与出叶强度相关关系的y轴截距比中、低海拔物种小, 表明在出叶强度一定的情况下, 高海拔物种比低海拔物种具有更小的叶大小。与高海拔物种相比, 中海拔物种的共同斜率沿共同主轴有一个向上的位移, 表明中海拔物种比高海拔物种具有更大的叶大小, 但出叶强度更小。这些结果表明生境对叶大小-数量的权衡关系具有显著的影响, 中海拔生境具有更适宜植物生长的气候及养分条件, 而高海拔的低温等不利影响使得叶片变小。

    黄土丘陵半干旱区密植枣林随树龄变化的根系空间分布特征
    马理辉, 吴普特, 汪有科
    植物生态学报. 2012, 36(4):  292-301.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00292
    摘要 ( 1544 )   PDF (596KB) ( 1638 )   知识图谱   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    该文研究了黄土丘陵半干旱区密植枣( Ziziphus jujuba ‘Lizao’)林群体根系随树龄变化的空间分布特征。对1年生、4年生、8年生和11年生4种树龄的密植枣林采用剖面法, 获得0–1 m土壤剖面上直径>3 mm、1–3 mm及<1 mm的根系数量和空间位置信息。利用方差分析, 评价了山地密植枣林林分根系随树龄变化的水平和垂直分布特征。结果表明: 3种直径的根系数量均随着树龄的增长而增加, 直径< 1 mm的根系增长速度最快; 随着土层加深, 根系数量递减, 1年生枣林的根系主要聚集在0–40 cm土层中, 4年生及以上树龄的根系主要分布在0–60 cm土层中; 0–1 m土层内, 1年生枣林(株距1.2 m)及4年以上树龄(株距2 m), 同树龄枣林中直径<1 mm的根系水平分布无差异; 同一土层中(0–20 cm, 20–40 cm, 40–60 cm), 无论树龄大小及离树干的水平位置如何, 不同直径根系的数量都无差异。研究表明: 在有水肥管理措施的条件下, 枣林根系垂直方向形成浅层型的适应模式; 在密植环境下, 枣林细根形成根网型的适应模式。

    人参药材中人参皂苷与生态因子的相关性及人参生态区划
    贾光林, 黄林芳, 索风梅, 宋经元, 谢彩香, 孙娟
    植物生态学报. 2012, 36(4):  302-312.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00302
    摘要 ( 1299 )   PDF (474KB) ( 1645 )   知识图谱   收藏
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    为了扩大人参(Panax ginseng)栽培面积, 解决人参资源日益短缺的问题, 研究了人参皂苷与生态因子之间的相关性。利用超高效液相(UPLC)色谱法, 测定了辽宁、吉林和黑龙江三省不同产区人参样品中3种人参皂苷(Rg1、Re和Rb1)的含量, 并基于“中药材产地适宜性分析地理信息系统”(TCMGIS)平台, 获得采样区域10个生态因子(包括活动积温、年平均气温、海拔、相对湿度、年日照时数、年降水量、7月最高气温、7月平均气温、1月最低气温和1月平均气温等)数据; 利用因子分析法对16个人参基地进行因子得分评价, 得分最高的是吉林和辽宁的人参基地, 故将吉林和辽宁的人参基地作为人参生态适宜性分析的最佳区域; 通过偏最小二乘回归法建立3种人参皂苷成分与上述10个生态因子间的回归方程并获取其相应的权重, 结果发现多个温度因子与人参皂苷含量呈强负相关关系, 说明热量因子对人参皂苷活性成分的累积起主要作用, 而水分因子、地理因子和光照因子与人参皂苷含量呈弱相关关系; 以因子得分最高的吉林和辽宁人参基地为基点区域, 分别对3种人参皂苷进行单成分生态适宜性区划以及综合区划, 得知3种人参皂苷成分积累的最佳区域主要集中在长白山脉, 而燕山山脉和太行山脉只有少量分布区域。

    鲁西北平原冬小麦田臭氧浓度变化特征及对产量的潜在影响和机理分析
    朱治林, 孙晓敏, 赵风华, 温学发, 唐新斋, 袁国富
    植物生态学报. 2012, 36(4):  313-323.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00313
    摘要 ( 1307 )   PDF (631KB) ( 1360 )   知识图谱   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    近地层高浓度臭氧(O3)对农作物生长和产量形成有明显的影响。利用在中国科学院禹城综合试验站(山东省)冬小麦(Triticum aestivum)农田生态系统上观测的O3浓度及微气象资料, 分析了鲁西北平原冬小麦农田生态系统O3浓度的日变化和季节变化规律, 在此基础上初步分析了O3浓度与CO2通量(Fc)的关系, 并用欧洲和美国科学家在实验室得到的O3浓度-冬小麦产量关系模型估算了O3对冬小麦产量的潜在影响。结果表明: O3浓度存在明显的日变化规律, 日最小值和最大值分别出现在7:00和16:00左右。整个观测期间(2011年3–5月)平均O3浓度为(30.4 ± 20.1) nL·L–1 (平均值±标准误差); 30 min平均浓度的最大值为93.1 nL·L–1。在冬小麦春季生长季节, O3浓度日平均值呈现逐步增加的趋势, O3浓度日均增加约为0.17 nL·L–1·d–1; 白天7 h和12 h平均浓度(M7和M12)分别为45.7和43.1 nL·L–1; O3浓度超过40 nL·L–1的3个月累积值(AOT40)为9.8 μL·L–1·h; 超过60 nL·L–1的O3浓度累积值(SUM06)为12.6 μL·L–1·h; 经过权重修正的O3污染指标W126为10.1 μL·L–1·h。在高浓度O3 (>60 nL·L–1)情况下, CO2通量与O3浓度呈现负相关关系, 鲁西北平原O3对冬小麦光合作用影响的阈值取60 nL·L–1比较合适, 该值高于欧洲国家普遍采用的40 nL·L–1。基于以上结果, 初步估算得出: 在目前的O3浓度水平下, 鲁西北平原近地层O3可能会使冬小麦产量减少5.2%–8.8%。

    水稻分蘖节位生产力比较
    隗溟, 廖学群, 李冬霞, 段海龙
    植物生态学报. 2012, 36(4):  324-332.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00324
    摘要 ( 1607 )   PDF (329KB) ( 1961 )   知识图谱   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    以籼型杂交稻(Oryza sativa) ‘汕优63’为供试材料, 在田间单株稀植条件下(100 cm × 50 cm)进行试验, 保留主茎1个节位、2个节位和4个节位, 其中节位处理分低节位、中节位和高节位, 每个植株通过人工去除特定节位分蘖, 都保留16个分蘖穗和相同的一次、二次和三次分蘖的构成。在此条件下研究了主茎和2–9节位一次、二次和三次分蘖的经济产量。试验结果如下: 1)主茎总叶数和穗重随分蘖节位减少和节位上移而增加。2)在相同分蘖节位条件下, 一次分蘖的平均穗重表现为高节位>中节位>低节位; 二次分蘖的平均穗重在1个节位时表现为中节位>高节位>低节位, 在2和4个节位时表现为高节位>中节位>低节位; 三次分蘖的平均穗重在1个节位时表现为中节位>高节位>低节位, 2个节位时表现为中节位>低节位>高节位, 在4个节位时表现为高节位>中节位>低节位。3)整个分蘖穗重的平均值在1个节位时和在2个节位时都表现为中节位>高节位>低节位, 在4个节位时表现为高节位>中节位>低节位。4)分蘖穗重平均值的不整齐度(占主穗的百分比)随着利用节位上升而增加, 但这种趋势随节位数的增加而变缓。上述结果表明, 低节位分蘖尽管出现的时间早, 有更多的叶片数, 但不一定比中、高节位分蘖有更高的经济产量。要正确比较低、中和高节位生产力, 必须在相同分蘖利用节位、相同的分蘖数和相同的分蘖构成前提下。

    越冬期遮阴条件下3个不同秋眠型紫花苜蓿品种叶片解剖结构与其光生态适应性
    覃凤飞, 李强, 崔棹茗, 李洪萍, 杨智然
    植物生态学报. 2012, 36(4):  333-345.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00333
    摘要 ( 1541 )   PDF (562KB) ( 1555 )   知识图谱   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    在我国南北气候过渡地区, 采用遮阴试验和石蜡切片法, 研究越冬期不同光强对3个不同秋眠型紫花苜蓿(Medicago sativa)品种(‘维多利亚’、‘巨人201’和‘游客’)叶片解剖结构的影响。结果表明: 随着光强减弱, 各紫花苜蓿品种表皮结构中上、下表皮角质层厚度, 气孔密度和气孔开度明显下降; 上、下表皮厚度呈上升趋势。随着遮阴强度增加, 叶肉组织中海绵组织细胞宽度显著上升, 栅栏组织厚度、栅栏组织细胞层数、栅栏组织厚度/海绵组织厚度显著下降; 品种间海绵组织厚度和栅栏组织细胞宽度变化趋势不一致。叶片结构整体特征中叶片厚度、叶肉厚度、中脉厚度、组织结构紧密度随光强减弱而显著下降, 组织结构疏松度明显上升, 叶脉突起度变化不明显。品种间各叶片解剖性状变幅及可塑性指数具有明显的差异, 表明其对弱光适应方式不同。Pearson相关分析表明, 各紫花苜蓿品种叶片气孔密度、栅栏组织厚度、叶肉厚度、叶片厚度及栅栏组织厚度/海绵组织厚度与光强呈显著正相关, 可能是紫花苜蓿叶片解剖结构光强敏感特征参数, 其中, ‘维多利亚’叶片敏感特征参数与光强相关程度较低, 与光强相关的性状较少。综合各项分析结果, 初步确定越冬期紫花苜蓿耐阴性与其秋眠性相关, 半秋眠型品种‘维多利亚’ >秋眠型品种‘巨人201’≥非秋眠型品种‘游客’。

    综述
    15N自然丰度法在陆地生态系统氮循环研究中的应用
    姚凡云, 朱彪, 杜恩在
    植物生态学报. 2012, 36(4):  346-352.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00346
    摘要 ( 1635 )   PDF (393KB) ( 2651 )   知识图谱   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    随着氮沉降的不断增加以及人们对全球变化问题的日益关注, 稳定同位素技术在全球变化研究中得到广泛的应用。因为植物和土壤的氮同位素组成记录了氮循环影响因子的综合作用, 并且具有测量简单以及不受取样时间和空间限制的优点, 所以氮同位素自然丰度法被用于氮循环的研究中。该文从氮循环过程中植物和土壤的氮分馏入手, 总结国内外相关文献, 阐述了植物和土壤氮自然丰度在预测生态系统氮饱和和氮循环长期变化趋势中的应用; 总结了利用树轮δ15N法研究氮循环过程中应该注意的事项以及目前尚未解决的问题。

    基于功能性状的生态系统服务研究框架
    肖玉, 谢高地, 安凯, 鲁春霞
    植物生态学报. 2012, 36(4):  353-362.  doi:10.3724/SP.J.1258.2012.00353
    摘要 ( 1425 )   PDF (465KB) ( 2026 )   知识图谱   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    功能性状通过影响生态系统的属性和过程及其维持来影响生态系统服务。功能多样性-生态系统功能关系的研究有助于深入探讨生态系统服务形成机制, 也为生态系统服务研究提供了一个切入点。该文对目前的功能性状和生态系统服务研究框架进行了介绍, 回顾了功能多样性-生态系统功能关系的研究现状, 总结了目前功能性状在生态系统服务研究中的应用, 提出了基于功能性状的生态系统服务研究框架。在这个研究框架中, 首先选取对生态系统功能影响显著的非生物因子和功能多样性指数, 然后量化非生物因子和功能多样性与生态系统功能, 以及生态系统功能-生态系统服务之间的关系, 进而构建功能多样性与生态系统服务的数量关系。与此同时, 利用群落构建理论和物种共存机制分析功能多样性-生态系统功能变化的机制联系, 以研究生态系统服务形成和变化机制, 为生态系统服务管理决策提供科学依据。


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