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    2016年, 第3期
    刊出日期:2016-03-10

    祁连山北坡荒漠草地景观(赵成章摄)。杜晶等基于标准化主轴估计方法, 研究了该地区不同大小等级霸王种群枝叶性状的生长关系, 从植物个体大小的角度探讨了荒漠草地霸王的枝叶构型特征及其光环境适应策略(本期212–220页)。

      
    研究论文
    刈割和施肥对高寒草甸物种多样性和功能多样性时间动态及其关系的影响
    孔彬彬, 卫欣华, 杜家丽, 李英年, 朱志红
    植物生态学报. 2016, 40(3):  187-199.  doi:10.17521/cjpe.2015.0343
    摘要 ( 633 )   全文 ( 3 )   PDF (1267KB) ( 1528 )   知识图谱   收藏
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    强烈扰动和环境胁迫对植物群落的物种多样性(SD)和功能多样性(FD)有重要影响, 但SD和FD随时间的变化模式及其关系至今少有研究。该研究通过对高寒矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸为期7年(2007-2013年)的刈割(3个水平: 不刈割、留茬3 cm和留茬1 cm)和施肥(2个水平: 施肥和不施肥)控制实验探讨了SD和FD随时间的变化模式及其关系。研究结果显示: (1)刈割显著增加了SD和FD, 施肥处理则降低了SD, 对FD增加仅有微弱影响; (2)各处理群落的SD随着时间而下降, FD则随时间增加; (3)随着刈割强度的增加, SD(x)-FD(y)关系由正线性相关变为无相关, 斜率大小为slopel ≥ slopem > slopeh (下标l、m和h分别表示轻度、中度和重度扰动强度), 施肥并不会改变此关系形式和斜率; (4)刈割与施肥对SD和FD的互作效应都不显著, 且不施肥群落SD(x)-FD(y)关系的斜率也为slopel ≥ slopem > slopeh。上述结果说明, 刈割并不一定导致植物功能性状的趋同构建, 也能引发趋异构建, 而施肥引起的强烈种间竞争也并未显著增强趋异构建过程, 这与植物群落构建理论的预测不完全一致。与施肥相比, 刈割扰动是决定群落中SD-FD时间关系形式的主要因素, 并决定着SD-FD关系斜率的变化。

    云南松混交林火烧迹地更新早期草本层物种多样性的空间格局
    韩杰, 应凌霄, 李贵祥, 沈泽昊
    植物生态学报. 2016, 40(3):  200-211.  doi:10.17521/cjpe.2015.0161
    摘要 ( 601 )   全文 ( 5 )   PDF (1383KB) ( 1046 )   知识图谱   收藏
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    云南松(Pinus yunnanensis)林是我国西南地区最为广布的针叶林。火烧是云南松林常见的一种自然(或人为)干扰, 但对云南松林火后更新群落的物种多样性特征很少研究。该研究以云南禄丰县勤丰镇2013年“4.13”火灾后云南松混交林火烧迹地更新早期群落草本层为研究对象, 设置了47条1000 m2样带进行群落和环境因子调查, 探讨火烧后更新早期群落草本层的物种构成与丰富度的空间格局及其影响因素。结果表明: 火后更新草本层按物种构成可分为4个群落类型; 草本层物种丰富度受地形和火前群落冠层的影响显著, 与立木生物量和地形坡度正相关, 而与坡位和海拔负相关, 但与火烧强度没有显著的相关性。样带内草本群落β多样性与火前立木胸面积及火烧强度显著正相关, 而与海拔和坡位负相关。总体上, 生境地形特征、火前冠层和火烧强度构成了火烧后早期群落草本层物种构成与丰富度变化的主要控制因子。此外, 一年生和多年生草本物种的更新格局及其对环境的响应存在显著差异。

    祁连山北坡霸王枝-叶性状关系的个体大小差异
    杜晶, 赵成章, 宋清华, 史元春, 王继伟, 陈静
    植物生态学报. 2016, 40(3):  212-220.  doi:10.17521/cjpe.2015.0255
    摘要 ( 531 )   全文 ( 2 )   PDF (861KB) ( 1088 )   知识图谱   收藏
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    枝与叶片权衡关系的个体大小差异性, 是物种形成不同冠层结构充分利用空间资源的一种策略, 有利于植株通过构型调整自身的光合效率和增强竞争力。在祁连山北坡荒漠草地, 根据体积将霸王(Zygophyllum xanthoxylum)分为3个大小等级(I级: (植株体积的立方根(d) ≤ 60 cm)、II级(60 cm < d ≤ 120 cm)和III级(d > 120 cm)), 采用标准化主轴估计方法, 研究了不同大小等级霸王种群枝长度与叶面积、叶数量的生长关系。结果表明: 随着植株大小等级增大, 霸王的枝长度、叶面积、枝横截面积逐渐增大, 叶数量呈逐渐减小趋势; 霸王枝长度的增长速度大于或等于叶面积的增长速度, 枝长度的增加速度大于叶数量的增加速度; 随着个体大小等级的增加, 霸王枝长度与叶面积的异速斜率、枝长度与叶数量回归方程的y轴截距均显著减小, 即植株叶面积与枝长度比值、叶数量的投入均显著降低。为提高资源利用效率, 霸王小个体植株倾向于短枝上着生大量的小叶, 大个体植株趋向于长枝上着生少量的大叶, 随植株大小等级增加, 叶面积增加而叶数量降低, 对小枝的资源配置具有一定的影响。

    气温和空气相对湿度对森林地表细小死可燃物平衡含水率和时滞的影响
    胡海清, 陆昕, 孙龙, 曲智林, 梁宇, 李海洋
    植物生态学报. 2016, 40(3):  221-235.  doi:10.17521/cjpe.2015.0243
    摘要 ( 561 )   全文 ( 1 )   PDF (1359KB) ( 955 )   知识图谱   收藏
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    以落叶松(Larix gmelinii)叶片、白桦(Betula platyphylla)叶片、落叶松-白桦叶片混合物为例, 初步研究了气温和空气相对湿度对地表细小死可燃物平衡含水率和时滞的影响, 对这3种可燃物在不同气温、不同空气相对湿度条件下(共20个温湿度组合)失水过程中的含水率进行了测定。通过统计软件建立了相应条件下3种类型可燃物含水率时间动态方程, 并利用此方程估算了3种可燃物平衡含水率和时滞, 同时用估算值分别建立了3种可燃物的平衡含水率-气温模型、平衡含水率-湿度模型、时滞-气温模型、时滞-湿度模型等4种模型。并用已知的4个可燃物平衡含水率模型拟合了该研究得到的平衡含水率数据, 其中, 用Van Wanger模型得到的平均绝对误差和均方根误差均不超过0.01, 拟合效果最好; Nelson模型的拟合效果最差。对气温和空气相对湿度对3种可燃物平衡含水率和时滞的影响的研究结果表明: 气温和空气相对湿度对3种可燃物的平衡含水率和时滞有显著影响, 气温与平衡含水率和时滞呈负相关关系, 而空气相对湿度与二者均呈正相关关系。其中, 时滞-湿度模型高估了可燃物的时滞。该研究具有一定的局限性与不确定性, 在未来的工作中, 应选择在更宽的可燃物类型范围内, 结合更全面的影响因子进行研究。

    不同培养温度下严重侵蚀红壤的有机碳矿化特征
    邱曦, 吕茂奎, 黄锦学, 李伟, 赵本嘉, 张浩, 王恩熙, 谢锦升
    植物生态学报. 2016, 40(3):  236-245.  doi:10.17521/cjpe.2015.0364
    摘要 ( 548 )   全文 ( 1 )   PDF (1444KB) ( 885 )   知识图谱   收藏
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    研究侵蚀土壤有机质矿化及其温度敏感性(Q10)对深入认识水土流失地区土壤有机碳动态变化具有重要意义。该文以福建省长汀县河田镇严重侵蚀区的裸露红壤为研究对象, 通过测定不同培养温度(10 ℃、20 ℃和30 ℃)下的土壤有机碳矿化速率、培养过程中微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量的变化, 探讨了温度对严重侵蚀红壤有机碳矿化特征的影响及其Q10。结果表明: 温度对严重侵蚀红壤有机碳矿化具有显著影响, 温度越高土壤有机碳矿化速率和矿化率越高; 培养过程中土壤有机碳累积矿化量与MBC显著正相关, 与DOC极显著负相关, 说明微生物生物量和可利用碳含量显著影响土壤有机碳的矿化。尽管严重侵蚀红壤有机碳含量仅为1.54 g·kg-1, 但培养180天的土壤有机碳的累积矿化率高达22.2%-33.3%, 表明侵蚀红壤有机碳容易被矿化。严重侵蚀红壤在10-20 ℃时的Q10值为1.41, 20-30 ℃时Q10值下降到1.06, 土壤有机碳质量低是导致Q10值较低的重要原因, 而严重侵蚀区的红壤长期裸露使微生物对高温产生适应性是高温时Q10值接近1的重要原因。因此, 在未来气候变暖的趋势下, 恢复植被覆盖对减少严重侵蚀红壤有机碳矿化损失具有重要意义。

    异质性光对野牛草叶片解剖结构的影响
    郝晨淞, 王庆凯, 孙小玲
    植物生态学报. 2016, 40(3):  246-254.  doi:10.17521/cjpe.2015.0377
    摘要 ( 601 )   全文 ( 2 )   PDF (1182KB) ( 827 )   知识图谱   收藏
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    自然界中植物生长所需资源通常呈异质性分布, 具有发达匍匐茎的野牛草(Buchloe dactyloides)在蔓延过程中相连克隆分株常生活在异质性的光环境中。有研究证明, 在异质性光条件下, 植株幼叶的叶片解剖结构受成熟叶所处光照条件的影响, 而异质性光条件下克隆分株的叶片形态解剖结构是否也受相连分株所处光照条件的影响则未见报道。通过设置高光(全光照)和低光(遮阴)两个水平, 对由匍匐茎相连的野牛草克隆分株施以同质和异质性光处理, 研究了异质性光对野牛草叶片解剖结构的影响。结果发现: 在异质性光环境中, 遮阴的野牛草克隆分株的主脉直径、维管束鞘细胞个数、叶片厚度以及近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度均显著降低; 同质性的低光处理对这些指标则没有显著影响。在异质性光处理下, 未遮阴姊株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度以及远轴侧的气孔大小显著增加, 而未遮阴的妹株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度、气孔密度和气孔大小、叶片厚度和维管束鞘细胞个数则会降低。同质高光处理下克隆分株近轴侧和远轴侧的气孔密度和气孔大小显著高于同质低光。野牛草克隆分株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度、气孔密度和气孔大小受相连分株所处光照条件的显著影响。该研究结果表明: 未遮阴的姊株因为与遮阴的妹株相连而显著受益, 而未遮阴的妹株则因为与遮阴的姊株相连而损耗严重; 在异质性光处理下, 遮阴分株叶片形态上缩减的可塑性生长是为减少维持其存活的消耗, 提高遮阴分株存活率的一种适应性表现。

    6个耐旱树种木质部结构与栓塞脆弱性的关系
    李荣, 党维, 蔡靖, 张硕新, 姜在民
    植物生态学报. 2016, 40(3):  255-263.  doi:10.17521/cjpe.2015.0260
    摘要 ( 643 )   全文 ( 5 )   PDF (1147KB) ( 1030 )   知识图谱   收藏
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    木质部栓塞脆弱性对干旱响应的研究已成为全球气候变化背景下的热点和重要内容。该文以6个耐旱树种刺槐(Robinia pseudoacacia)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、榆树(Ulmus pumila)、元宝枫(Acer truncatum)、旱柳(Salix matsudana)、榛(Corylus heterophylla)为研究对象, 采用Cochard Cavitron离心机技术建立木质部栓塞脆弱曲线, 计算木质部栓塞脆弱性, 利用染色法、硅胶注射法等测定木质部导管直径、导管内径跨度、导管连接度、导管密度、导管长度和木质部密度, 探究木质部结构与栓塞脆弱性的关系, 区分6个耐旱树种木质部结构在抗栓塞性上的差异, 以期建立6个耐旱树种在木质部结构方面的抗栓塞性指标。结果表明: 6个耐旱树种木质部栓塞脆弱性大小为刺槐>榆树>沙棘>旱柳>元宝枫>榛, 其中, 刺槐、沙棘和榆树的栓塞脆弱曲线为“r”形, 而元宝枫、旱柳和榛的栓塞脆弱曲线为“s”形, 脆弱曲线为“r”形的树种与脆弱曲线为“s”形的树种栓塞脆弱性差异极显著(p < 0.01)。线性分析表明: 木质部结构影响各树种的栓塞脆弱性, 其中, 木质部密度影响最大(t = 0.702), 导管直径次之(t = 0.532), 导管长度影响最小(t = 0.010)。

    综述
    竹子生态化学计量学研究: 从生物学基础到竹林培育学应用
    杨清培, 欧阳明, 杨光耀, 宋庆妮, 郭春兰, 方向民, 陈昕, 黄兰, 陈伏生
    植物生态学报. 2016, 40(3):  264-278.  doi:10.17521/cjpe.2015.0298
    摘要 ( 686 )   全文 ( 1 )   PDF (1128KB) ( 1085 )   知识图谱   收藏
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    竹子生态经营与养分管理需要一个系统化的理论做指导。该文试以多重元素含量及比率为线索, 归纳近年竹子生物学、生态学、培育学等领域的研究成果, 以期形成竹子生态化学计量学, 为竹林可持续发展提供有力支持。综述认为: (1)竹子具有独特的化学计量内平衡特征, 其叶片C:N:P平均值为380:16:1; (2)竹子器官、年龄、发育阶段等内在因素和土壤、气候、采伐等外部环境都会影响竹子化学计量内平衡; (3)竹子生态化学计量变化会影响开花结实、发笋成竹、养分吸收、光合作用、克隆扩张、群落发展等生理生态学过程, 也影响到竹材(笋)数量与品质的形成; (4)生态化学计量学原理已初步用于指导竹林养分诊断、平衡施肥和优质高产培育等生产实践。可见竹子生态化学计量学可将竹子生物特性、生态过程和生产经营紧密联系起来, 然而这方面的工作才刚开始, 建议今后应加强多竹种多重元素内平衡维持机制、竹材(笋)品质形成原理、竹子-土壤互作过程、养分诊断与平衡施肥、竹林生态系统养分优化管理等方面的研究, 以促进竹林生产和环境保护。


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