为解释长白山温带森林群落构建和物种多度格局的形成过程, 该文以不同演替阶段的针阔混交林监测样地数据为基础, 采用中性理论模型、生物统计模型(对数正态分布模型)和生态位模型(Zifp模型、分割线段模型、生态位优先模型)拟合森林群落物种多度分布, 并用χ ²检验、Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验和赤池信息准则(AIC)选择最佳拟合模型。结果显示: 中性模型能很好地预测长白山温带森林不同演替阶段植物群落的物种多度分布。在10 m × 10 m尺度上, 5种模型均可被χ ²检验和K-S检验接受, 但中性模型拟合效果不如对数正态分布模型、Zifp模型、分割线段模型和生态位优先模型, 表明小尺度上中性过程和生态位过程均能解释群落物种多度分布, 但生态位过程的解释能力相对较大。而在中大尺度上(30 m × 30 m、60 m × 60 m和90 m × 90 m), 中性模型为最优拟合模型, 并且随着研究尺度增加, 生态位模型和生物统计模型逐渐被χ ²检验拒绝, 表明中性过程在长白山针阔混交林群落物种多度分布格局形成中的作用随着研究尺度增加而逐渐增大。该文证实了中性过程在长白山温带针阔混交林群落结构形成中具有重要作用, 但未否认生态位机制在群落构建中的贡献。因此, 温带森林群落构建过程中中性理论和生态位理论并非相互矛盾, 而是相互融合的。在研究森林群落物种多度分布时, 应重视取样尺度和演替阶段的影响, 并采用多种模型进行拟合。

以海南尖峰岭4.8 hm ²的热带山地雨林原始林为研究对象, 分析了群落内海南特有乔、灌木植物(以下简称特有种)的物种组成、特有种种群的多度和径级结构特点, 分析了保留和剔除特有种对群落物种多样性指数的影响。结果表明, 在4.8 hm ²样地中, 共记录了胸径≥1.0 cm的个体36481株, 隶属于65科134属247种; 其中, 24种为特有种, 占样地内总种数的9.7%; 大多数特有种多度较小, 在群落发展中居从属地位。多数特有种对生境具有选择性, 分布区域相对狭窄, 种实以动物传播型为主。剔除特有种后, 导致群落的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数极显著下降(p < 0.01), 对Simpson和Pielou均匀度指数影响不显著。由此可见, 特有种不仅对维持尖峰岭山地热带山地雨林的物种多样性具有重要的意义, 也具有较高的科学研究价值。

选择能产生异型果实和种子的一年生盐生植物异子蓬(Suaeda aralocaspica)为研究对象, 研究其生殖分配和结实格局。结果表明, 异子蓬具有较高的生殖分配和规律性的“谨慎型”结实格局。异子蓬的生殖分配高达56%。在资源充裕时, 该植物对扁圆形棕色种子(采取机会主义的萌发策略)的投资多于双凸镜形黑色种子(采取谨慎的萌发策略)的投资。异子蓬的花序类型为二歧聚伞花序, 单个果序含果实(种子)的数目为1-15个, 最多可分为4级。果序内果实的分布具有一定的规律: 第一级1个果实, 第二级2个, 第三级4个, 第四级8个。异子蓬优先将资源供给黑色种子的果实, 利用不同类型种子的发育顺序, 首先保证黑色种子的产出。具有较高的生殖分配和采取“谨慎”的生殖策略是异子蓬与其所处盐漠环境长期适应的结果。

高山林线作为树木分布的高度上限, 是全球范围最重要的植被过渡带之一, 其树木生长显著受到外界极端环境条件的影响。利用点状树木径向变化记录仪于2009年5-9月, 对山西省芦芽山林线组成树种白杄(Picea meyeri)生长季内树木径向生长进行了持续的动态监测。结果表明: 白杄茎干日变化主要受到树木蒸腾作用日变化的影响, 茎干呈现出白天脱水收缩与夜间吸水膨胀的循环变化; 生长季白杄径向生长可划分为3个不同的生长时段: 1)茎干水分恢复时段, 2)茎干快速生长时段, 3)茎干脱水收缩时段。在茎干水分恢复时段, 白杄茎干径向累积变化主要受到土壤含水量变化的影响。土壤温度是茎干快速生长时段影响茎干径向生长的主导环境因子, 同时它也影响着白杄茎干径向生长的开始。在茎干脱水收缩时段, 土壤温度、土壤含水量是影响茎干径向累积变化的主要环境因子。白杄径向生长最大速度出现在6月末, 其主要受到光周期(即白昼长短)影响, 是对林线处极端环境的一种适应。

在华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林选取采伐干扰样地和未采伐干扰样地进行对比研究, 分析采伐干扰造成林下土壤水分和氮营养空间异质性的改变对细根生物量空间变异的影响。采用空间格局分析的小支撑、多样点的设计原则, 对每个样点的土壤分3层取样(0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm)。进行细根(≤1 mm和1-2 mm)生物量与土壤含水量、全氮、硝态氮、铵态氮和土壤pH的偏相关分析, 以及细根生物量变异函数值和土壤各因子变异函数值的线性回归分析。研究结果表明, 在不同样地, 细根生物量与土壤各因子均表现为正相关关系, 不同土层相关性强弱表现各异, 其中土壤含水量与细根生物量的相关性显著。受采伐干扰后, 细根生物量与土壤含水量、全氮、土壤硝态氮空间变异的关联性更趋于明显。多元线性回归分析结果表明, 采伐干扰样地细根生物量的空间变异更多地受到土壤多因子的综合影响, 而未采伐干扰样地的细根生物量受土壤水分、全氮和硝态氮单独效应的影响更大。

在模拟干旱条件下, 研究了接种丛枝菌根(AM)真菌Glomus intraradices对玉米(Zea mays)根部13种质膜水孔蛋白基因表达的影响, 同时观测了AM真菌自身水孔蛋白基因的表达情况。结果表明, 干旱条件下, 除Zm PIP1;3、Zm PIP1;4、Zm PIP1;5和Zm PIP2;2之外的接种处理能显著提高根部其他8种质膜水孔蛋白基因的表达(Zm PIP2;7表达量未检测出), 并且AM真菌菌丝中水孔蛋白基因GintAQP1表达也显著增强。与此同时, 接种处理明显改善了植物水分状况, 提高了叶片水势。AM真菌增强宿主植物根部及自身的水孔蛋白基因的表达对于提高植物抗旱性具有潜在的重要贡献。

为了了解落羽杉(Taxodium distichum)、乌桕(Sapium sebiferum)和美国山核桃(Carya illinoensis)等树种的耐涝机制, 采用盆栽模拟涝渍环境的试验方法, 设置了淹水、渍水和对照3个处理, 测定了一年生落羽杉、乌桕和美国山核桃实生苗的生长、组织孔隙度、根氧消耗等指标。结果表明, 涝渍处理抑制了落羽杉、乌桕和美国山核桃的生物量和生物量增量(渍水处理下落羽杉的生长得到了促进), 增加了3树种的根冠比, 从生物量和生物量增量下降幅度来评价, 落羽杉的耐涝性最强, 其次为美国山核桃。淹水和渍水处理下, 落羽杉、乌桕和美国山核桃的根、茎和叶中的组织孔隙度显著增加, 且随着处理时间的延长, 各器官的组织孔隙度有增加的趋势, 3个树种中, 落羽杉的根、茎和叶中的组织孔隙度均较其他2个树种高。淹水和渍水处理下, 移除茎明显增加了落羽杉、美国山核桃和乌桕的根的氧消耗, 表明涝渍处理增强了O₂在3个树种体内的运输并通过根系扩散到涝渍土壤中的能力, 并且随着处理时间的延长, 3个树种体内运输O₂并扩散到土壤中的能力有逐渐增强的趋势。因此, 涝渍环境总体上抑制了落羽杉、乌桕和美国山核桃等树种的生长, 但各树种为了适应这种生长环境, 形成了大量的通气组织, 从而导致各器官组织孔隙度的增加, 增强了O₂通过植物体运输到根系并扩散到土壤中的能力, 解决了根系及根际缺氧的矛盾。

采用层次-向量法, 从生态因子、有效成分含量、抗氧化活性3个层次, 分析了层次间关系, 研究了生态因子对普通鹿蹄草(Pyrola decorata)品质的影响, 揭示影响其有效成分含量的生态主导因子。结果表明: 不同地区普通鹿蹄草的4种有效成分含量及抗氧化活性差异显著。抗氧化活性(DPPH_IC50值)与单宁、金丝桃苷、槲皮素含量呈负相关关系, 其相关系数分别为: -0.829、-0.378和-0.749, 与总黄酮含量表现为正相关(p = 0.260)。单宁含量和槲皮素含量是影响抗氧化活性的重要指标, 其含量增加时DPPH_IC50值下降, 抗氧化活性增强。年平均气温、一月份平均气温、年积温、年极高气温、无霜期、土壤全氮、速效氮、速效磷和有机质是影响有效成分含量的主要因子, 其中土壤因子对有效成分含量的影响更显著。土壤因子对单宁和槲皮素含量的影响最大, 对金丝桃苷含量影响最小; 气候因子对4种有效成分含量影响较弱且对各成分的影响程度基本相同。研究结果表明, 选择合适的生境, 尤其是土壤因子可有效地提高普通鹿蹄草的品质。

树干液流径向分布的不均匀性是引起热技术估算单株乃至林分蒸腾误差的主要来源。因此, 了解树干液流径向分布格局并将其定量化, 成为利用热扩散和热脉冲技术准确估算森林蒸腾的必要条件。该文详细介绍了树干液流径向分布格局的研究方法, 总结了目前4种常见的树干液流的径向分布格局, 分析了影响树干液流径向分布格局的内部结构因素和外部环境因素, 阐明了树干液流径向分布格局的时间动态特征及其影响因素, 并提出目前研究中存在的问题和可能的解决方法。