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    2017年, 第2期
    刊出日期:2017-02-10

    黄土丘陵区天然草地细裂叶莲蒿植被景观(吕婷摄)。吕婷等通过稳定氧同位素和MixSIR模型相结合的方法研究了黄土丘陵区典型天然灌丛细裂叶莲蒿(退耕7年和30年)和柠条锦鸡儿(退耕30年)的土壤水分利用策略(本期175–185页)。

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    研究论文
    1975-2014年福建省植被覆盖变化及其驱动因素
    李超, 赵淑清, 方精云
    植物生态学报. 2017, 41(2):  157-164.  doi:10.17521/cjpe.2016.0223
    摘要 ( 626 )   HTML ( 7 )   PDF (5270KB) ( 1097 )   收藏
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    福建省土壤易被侵蚀, 水土流失严重, 近年各类生态工程使其植被覆盖发生了较大变化。该文利用1975-2014年7期Landsat MSS/TM/OLI数据和监督分类方法研究了福建省1975-2014年的植被覆盖变化, 并基于人工林、耕地和城镇面积的统计数据分析这些变化的可能驱动因素。结果表明: 1975-2014年, 福建省植被覆盖经历了增加—减少—增加的过程, 但总体上呈增加趋势, 由1975年的69.0%增加到2014年的77.8%, 其中1995-2005年植被覆盖略有减少。森林主要分布在西北部, 其间少量农田和居民地沿河/海分布, 灌丛、草丛及裸地呈斑块化分布; 西南裸地面积减少, 沿河/海城镇化发展迅速, 灌丛和草丛面积以及农田面积略有减少, 森林面积增加。人工林面积增加和裸地面积减少导致植被覆盖面积增加, 快速城镇化导致植被覆盖面积减少。

    内蒙古灌丛化草原毛刺锦鸡儿种群结构和空间分布格局
    张璞进, 清华, 张雷, 徐延达, 木兰, 晔薷罕, 邱晓, 常虹, 沈海花, 杨劼
    植物生态学报. 2017, 41(2):  165-174.  doi:10.17521/cjpe.2015.0448
    摘要 ( 633 )   HTML ( 10 )   PDF (3085KB) ( 1017 )   收藏
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    灌丛化草原的形成机制和群落结构与功能是植被生态学研究的一个重要科学问题。植物种群空间格局分析是研究植物种群相互作用及种群与环境关系的重要手段。灌丛化草原是内蒙古草原的主要类型。该文选择分布在鄂尔多斯市的毛刺锦鸡儿(Caragana tibetica)灌丛化草原为研究对象, 布设一个64 m × 64 m的样方, 采用“三线定位法”确定样方中灌木的空间位置, 用点格局的方法分析灌木空间分布格局与种内关联。结果显示: (1)毛刺锦鸡儿种群为增长型种群, 成熟毛刺锦鸡儿个体在半径<3.7 m的范围内为均匀分布, 范围增大则呈随机分布; 毛刺锦鸡儿幼年个体在0.3-20.4 m之间为聚集分布, 其他范围表现为随机分布; 死亡个体在0.7-1.4 m范围为聚集分布, 其他范围则随机分布。(2)毛刺锦鸡儿存活个体对死亡个体在0-9.9 m范围内为不明显的正相互作用, 其他范围无相关关系; 成熟个体对幼年个体在<2.2 m范围表现为负相互作用, 在>2.2 m范围表现为不相关。研究显示, 毛刺锦鸡儿灌丛化草原不同发育阶段的毛刺锦鸡儿种群空间分布格局是不同的, 并随空间尺度的变化而变化, 如果在干旱区采用毛刺锦鸡儿对退化草原进行恢复重建, 灌木间的株行距以4 m为宜。

    黄土丘陵区典型天然灌丛和人工灌丛优势植物土壤水分利用策略
    吕婷, 赵西宁, 高晓东, 潘燕辉
    植物生态学报. 2017, 41(2):  175-185.  doi:10.17521/cjpe.2016.0253
    摘要 ( 483 )   HTML ( 10 )   PDF (629KB) ( 832 )   收藏
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    细裂叶莲蒿(Artemisia gmelinii)是黄土高原农地退耕后长期存在的天然植物群落优势种。柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)灌丛是黄土高原防治水土流失的主要人工群落类型。研究它们的水分利用策略对评价气候暖干化趋势下黄土高原生态建设可持续性具有重要意义。该研究以退耕7年的天然草地细裂叶莲蒿群落、退耕30年的天然草地细裂叶莲蒿群落和退耕30年的人工灌木林柠条锦鸡儿群落为研究对象, 采用氧稳定同位素比率(δ18O)技术研究其对不同土层土壤水分利用的季节性变化, 通过MixSIR模型量化各土层土壤水分利用的贡献。结果表明: 在δD-δ18O分布图上, 对黄土丘陵区降水样的氢稳定同位素比率(δD)和δ18O回归分析得到当地的大气降水线, 土壤水和植物水中的氢氧稳定同位素组成在δD-δ18O分布图上都位于当地大气降水线的右下方, 表明研究区土壤水分中的同位素组成受强烈蒸发影响发生了富集作用。随着季节变化, 退耕7年的天然草地细裂叶莲蒿和退耕30年的人工灌木林柠条锦鸡儿植物水分来源可在不同土层之间较为灵活地转换, 当浅层(0-40 cm)土壤水可利用时, 植物主要利用40 cm以上的土壤水分; 当浅层土壤干燥时, 主要吸收40-80 cm土层土壤的水分。退耕30年天然草地中细裂叶莲蒿主要依赖于0-10 cm表层土壤的水分。这表明在未来极端干旱事件发生频率增大的情况下, 退耕7年的天然草地细裂叶莲蒿和退耕30年的人工灌木林柠条锦鸡儿具有更大的生存优势, 而退耕30年的天然草地细裂叶莲蒿受干旱等极端天气影响更为严重。

    土壤增温、氮添加及其交互作用对杉木幼苗细根生产的影响
    史顺增, 熊德成, 邓飞, 冯建新, 许辰森, 钟波元, 陈云玉, 陈光水, 杨玉盛
    植物生态学报. 2017, 41(2):  186-195.  doi:10.17521/cjpe.2016.0274
    摘要 ( 544 )   HTML ( 7 )   PDF (5656KB) ( 895 )   收藏
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    为了揭示杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林地下部分对全球变暖和氮沉降的响应, 在福建省三明市开展了杉木幼苗土壤增温和氮添加双因子试验, 包括对照、增温、低氮、高氮、增温低氮、增温高氮6个处理, 用微根管法探讨试验第1年土壤增温、氮添加及其交互作用对杉木幼苗细根生产量(以每根管细根一年总出生数量作为表征)的影响。结果表明: (1)土壤增温对细根生产量有显著影响; 氮添加、土壤增温与氮添加交互作用对细根生产量并没有显著影响。(2)土壤增温、径级、土壤增温和径级的交互作用对细根生产量有显著影响; 土壤增温显著增加了0-1 mm径级细根的生产量, 表明小径级的吸收根对于增温的响应更具有可塑性。(3)土壤增温、季节、土壤增温和季节的交互作用, 以及土壤增温、氮添加和季节三者的交互作用对细根生产量的影响均达到显著水平。春季, 土壤增温、土壤增温和氮添加的交互作用对细根生产量有显著的促进作用; 而在夏季, 土壤增温、氮添加以及两者的交互作用对细根生产量有显著的抑制作用。(4)土壤增温、土层, 以及土壤增温和土层的交互作用对细根生产量有显著影响, 土壤增温仅对20-30 cm土层的细根生产有显著的促进作用, 表明土壤增温促使细根向更深层土壤分布。由此可见: 土壤增温促进了杉木幼苗细根生产, 但其影响因径级、季节和土层而异; 氮添加则对细根生产没有影响; 土壤增温和氮添加仅在春季和夏季才存在显著的交互作用。

    氮添加对内蒙古温带草原羊草光合特性的影响
    翟占伟, 龚吉蕊, 罗亲普, 潘琰, 宝音陶格涛, 徐沙, 刘敏, 杨丽丽
    植物生态学报. 2017, 41(2):  196-208.  doi:10.17521/cjpe.2016.0128
    摘要 ( 605 )   HTML ( 2 )   PDF (3819KB) ( 832 )   收藏
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    受人类活动和气候变化的影响, 大气氮(N)沉降日益加剧, 使得草地生态系统正从自然N限制转向富营养化甚至饱和, 进而影响了草地的生长。然而, 关于优势种植物在N添加下的光合生理潜在机制的研究仍然不足。该研究以内蒙古温带典型草原优势种植物为研究对象, 通过不同水平的N养分添加实验, 探讨优势种羊草(Leymus chinensis)对N添加的光合生理响应机制。结果表明: 地上生物量随着N添加先增加后降低, 以10 g N·m-2·a?1处理增加最多。尽管25 g N·m-2·a?1处理出现下降趋势, 但与对照相比仍然显著增加了地上生物量。低N时, 植物通过把较少的N分配给羧化系统, 并降低比叶质量(LMA)使叶片获得更多的光能来适应低N生境。适量的N添加通过增加总叶绿素(Chl)的含量, 降低Chl a/b的比值来捕获更多光能; 同时增加LMA、羧化效率、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax), 并降低Jmax/Vcmax, 把更多的N分配给羧化系统, 提高羧化能力; 通过增加实际光化学效率、电子传递效率和光化学猝灭系数, 提高了光系统II (PSII)的光化学活性。过量的N添加对羊草的生理指标有一定抑制作用, 羧化能力降低, 导致净光合速率有所降低, 在一定程度上抑制PSII的光化学活性, 而非光化学猝灭系数以及类胡萝卜素增加起到了耗散过剩激发能的作用。N添加对羊草光合特性的影响总体表现为“适量促进, 过量抑制”。该地区羊草最适的N添加范围是5-10 g N·m-2·a?1

    青藏高原3种生活型水生植物的热值及环境的影响
    汪洋, 苗琳琳, 于丹, 刘春花, 王忠
    植物生态学报. 2017, 41(2):  209-218.  doi:10.17521/cjpe.2016.0043
    摘要 ( 547 )   HTML ( 3 )   PDF (3297KB) ( 927 )   收藏
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    热值反映了植物光合作用固定太阳辐射能的能力, 是从能量转化和储存角度理解植物对环境适应的可靠指标。为了探究青藏高原地区的水生植物叶片热值特征及其环境影响, 该研究采集了青藏高原地区143个位点的533个水生植物叶片样品, 进行了其热值含量的测定, 结合实测水体的pH值、溶氧量和盐度等指标, 分析环境因子对植物叶片热值的影响。结果表明: 在青藏高原地区, 3种生活型的水生植物叶片热值大小表现为挺水型植物>浮叶型植物>沉水型植物; 随纬度增加, 挺水型和沉水型植物叶片热值呈现显著增加的变化趋势; 而随海拔的升高, 挺水型植物叶片热值显著降低, 沉水型植物变化不显著。从环境因子影响来看, 随着气温的降低, 挺水型植物叶片热值显著增加, 沉水型植物变化不明显; 而随水体盐度的增加, 挺水型和沉水型植物叶片热值均呈显著增加的趋势; 溶解氧仅表现为与挺水型植物热值呈现负相关关系, pH值对两种生活型植物叶片热值均未表现出显著的影响。

    冷蒿酚酸及其抗氧化防御酶活性对机械损伤的响应
    刘盟盟, 贾丽, 程路芸, 张洪芹, 臧晓琳, 宝音陶格涛, 张汝民, 高岩
    植物生态学报. 2017, 41(2):  219-230.  doi:10.17521/cjpe.2016.0161
    摘要 ( 414 )   HTML ( 2 )   PDF (3538KB) ( 894 )   收藏
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    为了探讨放牧过程中冷蒿(Artemisia frigida)酚酸及其抗氧化酶活性对牲畜采食和践踏损伤的响应, 该研究对盆栽冷蒿幼苗枝叶采用不同程度(轻度、中度和重度)机械损伤的方式模拟放牧强度, 利用高效液相色谱技术测定了机械损伤处理6 h后冷蒿枝叶和根系9种酚酸含量的变化; 同时对多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸氨裂合酶(PAL)和抗氧化酶活性进行了测定, 分析了酚酸含量与PPO和PAL活性之间的相关性。结果表明: 轻度机械损伤可以诱导冷蒿枝叶和根系中PPO、PAL和抗氧化酶迅速做出响应, 活性显著升高; 随着机械损伤强度增加, 冷蒿枝叶游离态咖啡酸、丁香酸、阿魏酸和肉桂酸含量显著增加, 与对照相比中度损伤处理分别增加了150.4%、93.5%、154.4%和121.7%, 与PAL活性呈正相关关系; 游离态绿原酸和邻苯二酚含量减少, 与对照相比重度损伤处理后降低了91.1%和69.3%, 与PPO活性呈负相关关系; 与对照相比重度损伤处理下没食子酸和原儿茶酸分别增加了280.6%和215.7%。随损伤强度增加, 根系中9种游离态酚酸含量均显著增加, 其含量均小于叶片。机械损伤导致冷蒿枝叶中游离态和结合态酚酸总量增加, 根系中结合态酚酸减少。上述结果表明机械损伤首先诱导冷蒿体内应激防御系统中抗氧化酶和酚酸合成关键酶活性升高, 然后促进抗氧化物质酚酸的积累, 调节冷蒿植株内木质素合成以及醌类和单宁形成, 增强冷蒿抗机械损伤能力和提高冷蒿的耐牧性。

    资料论文
    中国石生针茅草原的分布、群落特征和分类
    乔鲜果, 郭柯, 赵利清, 刘长成, 赵海卫, 侯东杰, 高趁光
    植物生态学报. 2017, 41(2):  231-237.  doi:10.17521/cjpe.2016.0053
    摘要 ( 566 )   HTML ( 13 )   PDF (2244KB) ( 1172 )   收藏
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    石生针茅(Stipa tianschanica var. klemenzii)草原是中国荒漠草原最具代表性的植被类型。该文利用2010-2016年生长季的野外调查数据并结合已有文献资料, 对中国石生针茅草原的生态地理分布、群落学特征以及类型划分进行了全面系统的分析。结果表明: 中国石生针茅草原主要分布在内蒙古锡林郭勒高原西部和乌兰察布高原, 常分布在棕钙土基质的高平原上; 分布区气候干旱, 群落高度、盖度、生物量和物种丰富度较低; 根据80个样地的数据统计, 石生针茅草原共记录到种子植物165种, 隶属于29科85属, 其中以偶见种(存在度<20%)居多, 占87%, 常见种和恒有种较少, 存在度大于50%的物种有石生针茅、银灰旋花(Convolvulus ammannii)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、细叶韭(Allium tenuissimum); 物种生活型以地面芽植物和一年生植物居多, 分别占55%和20%; 水分生态类型以典型旱生植物居多, 占47%, 其次为强旱生植物和中旱生植物; 区系地理成分以亚洲中部和东古北极成分为多, 分别占37%和26%; 根据生活型和物种的优势度, 石生针茅群系可划分为6个群丛组、29个群丛。

    综述
    树轮木质部解剖特征及其与环境变化的关系
    朱良军, 李宗善, 王晓春
    植物生态学报. 2017, 41(2):  238-251.  doi:10.17521/cjpe.2016.0198
    摘要 ( 751 )   HTML ( 11 )   PDF (4558KB) ( 963 )   收藏
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    树轮木质部解剖特征是树轮在细胞、亚细胞尺度上的表征, 其往往能从微观尺度解释树轮宽度等宏观结构的变化。因此, 探讨木质部解剖特征与环境变化的关系, 可为年轮气候学统计结果提供生理解释, 为研究树木生长对气候变化的适应过程与响应策略提供新视野。该文以树轮木质部解剖特征与气候关系为主线, 概述了木质部解剖特征记录环境信号的基本原理和机制, 阐述了木质部解剖过程中涉及的基本方法, 探讨了木质部解剖特征与气候因子的关系, 就现有研究中存在的问题指出今后可能的研究方向: (1)探寻径向和切向上木质部解剖特征的时空变异及其与环境变化的关系; (2)探索植物对环境塑性响应的阈值及其响应策略及适应过程; (3)探寻各树轮代用指标间的协同与拮抗作用及气候响应差异的形成机理, 确定各时期主要气候因子对树轮形成的具体作用及贡献量。

    臭氧与干旱对植物复合影响的研究进展
    高峰, 李品, 冯兆忠
    植物生态学报. 2017, 41(2):  252-268.  doi:10.17521/cjpe.2016.0195
    摘要 ( 500 )   HTML ( 4 )   PDF (4558KB) ( 1003 )   收藏
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    地表臭氧(O3)浓度和干旱频率的持续增加成为限制植物生长的重要因素。O3通过气孔扩散进入植物组织内部, 产生并积累活性氧(ROS)自由基, 促发细胞程序性死亡。干旱破坏植物抗氧化系统对ROS的解毒和修复功能, 导致ROS累积。两种胁迫对植物的影响都是积累ROS并引发氧化胁迫, 使植物的光合作用和生理代谢机能受到限制, 最终阻碍植物生长, 导致生物量降低。然而, O3和干旱胁迫对植物的复合效应可能是协同加重植物损伤, 也可能是拮抗减轻植物伤害, 二者的交互影响存在复杂的作用过程。一方面, O3引起气孔响应滞后甚至失灵, 使植物对于两种胁迫的响应变得迟钝, 进而加重植物的蒸散失水和O3毒害。另一方面, 干旱使植物气孔关闭, 从而降低对O3的吸收量和水分蒸发, 但长期干旱限制CO2的吸收, 最终导致植物的生长受限。植物的响应过程不仅取决于两种胁迫作用的先后次序和持续时间, 而且受到植物本身生理代谢差异的影响。该文结合国内外研究, 从气孔、光合碳代谢、抗氧化系统和生长发育等方面阐述了O3和干旱胁迫对植物代谢调节和生长发育的复合影响, 并提出了未来研究的发展方向。

    论坛
    再议中国的植被分类系统
    宋永昌, 阎恩荣, 宋坤
    植物生态学报. 2017, 41(2):  269-278.  doi:10.17521/cjpe.2016.0255
    摘要 ( 700 )   HTML ( 5 )   PDF (2888KB) ( 1179 )   收藏
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    在《对中国植被分类系统的认知和建议》(简称《认知和建议》)的基础上, 参考近期国内外植被分类研究成果, 再次讨论了中国植被分类系统和单位, 统一了各级单位划分依据, 增补了高、中、低各等级分类的具体建议, 并对《认知和建议》一文中相关部分, 特别是植被型一级做了修订。将该修订方案与联合国教科文组织《世界植被分类与制图》、美国联邦地理数据委员会《美国植被分类规范》, 以及Braun-Blanquet的分类方案进行对比, 以便于同行间相互了解和交流。


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