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    2017年, 第10期
    刊出日期:2017-10-10

    千岛湖片段化景观(于明坚摄)。骆杨青等对千岛湖地区常见木本植物幼苗叶片的植食作用进行了研究,分析了叶片受昆虫取食损伤的种间差异及其受叶片性状和物种相对多度的影响(本期10331040页)。

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    研究论文
    千岛湖地区常见木本植物性状和相对多度对幼苗植食作用的影响
    骆杨青, 余梅生, 余晶晶, 郑诗璐, 刘佳佳, 于明坚
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1033-1040.  doi:10.17521/cjpe.2017.0073
    摘要 ( 950 )   全文 ( 85 )   PDF (326KB) ( 1391 )   知识图谱   收藏
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    植食性动物取食植物(植食作用)一直是生物多样性和生态系统功能研究的热点问题。植食作用能够显著影响植物幼苗的生长, 从而决定种群更新动态。以往的研究较少讨论植物的不同性状对幼苗植食作用差异的重要性, 也较少将之与物种相对多度对植食作用的影响进行比较。该文以千岛湖地区的16种常见木本被子植物幼苗为研究对象, 调查植物的11种功能性状和相对多度, 并运用回归模型和方差分解方法, 研究植物功能性状和物种相对多度对幼苗叶片受昆虫植食损伤(虫食率)的相对重要性, 探讨虫食率对植物功能性状的依赖性以及物种相对多度对虫食率的影响。结果表明叶片功能性状(即叶片碳氮比、叶片厚度)和物种相对多度对虫食率有重要影响, 二者共解释了种间虫食率变异的54%。在这些性状中, 有更高的防御能力、更低的营养成分和更高相对多度的物种虫食率更低。我们建议在未来的植食作用研究中, 应考虑基于个体水平的功能性状和基于群落水平的相对多度。

    氮添加对亚热带次生常绿阔叶林扁刺栲细根生物量、寿命和形态的短期影响
    陈冠陶, 彭勇, 郑军, 李顺, 彭天驰, 邱细容, 涂利华
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1041-1050.  doi:10.17521/cjpe.2016.0317
    摘要 ( 871 )   全文 ( 30 )   PDF (450KB) ( 870 )   知识图谱   收藏
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    细根在植物的养分获取和生态系统物质循环中有重要的作用, 日益增加的氮沉降改变了土壤pH值和养分可利用性, 潜在地影响着细根特性。为揭示氮沉降增加对木本植物细根寿命和形态的影响, 于2013年5月至2015年9月在亚热带次生常绿阔叶林中开展每月一次的氮添加试验, 共设对照(CK, 0 g·m-2·a-1)、低氮(LN, 5 g·m-2·a-1)、高氮(HN, 15 g·m-2·a-1) 3个水平。以该林分建群种扁刺栲(Castanopsis platyacantha)为研究对象, 于2014年4月至2015年9月, 每月采用微根管技术获取根系影像, 室内分析后得到各样地的扁刺栲细根生物量、寿命和形态指标。2014年11月取0-10 cm土壤分析土壤pH值、铵态氮和硝态氮含量。结果表明: 扁刺栲0-45 cm土层细根生物量为128.30 g·m-3, 细根平均寿命范围为113-186天; 氮添加处理未显著影响扁刺栲0-45 cm土层细根寿命和生物量; 低氮处理显著降低了0-15 cm土层细根根段表面积; 高氮处理显著降低了表层土壤pH值。研究表明短期氮添加通过影响该次生林土壤无机氮含量, 导致表层土壤酸化, 对表层土壤扁刺栲细根的形态特征造成一定的影响; 短期氮添加对扁刺栲细根生物量、寿命和深层细根的形态未产生显著影响。

    川西亚高山针叶林主要树种对土壤中不同形态氮素的吸收差异
    邹婷婷, 张子良, 李娜, 袁远爽, 郑东辉, 刘庆, 尹华军
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1051-1059.  doi:10.17521/cjpe.2017.0165
    摘要 ( 544 )   全文 ( 24 )   PDF (531KB) ( 765 )   知识图谱   收藏
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    在陆地生态系统中, 植物对土壤有机氮(主要指氨基酸)的获取是一个普遍的生态学现象, 然而植物对土壤有机氮的吸收速率及土壤有机氮在植物养分供应中所占比例仍不清楚。为探究土壤无机氮和有机氮对西南高寒森林植物氮源的贡献效应, 以川西亚高山针叶林两个主要树种云杉(Picea asperata)和红桦(Betula albo-sinensis)的幼苗为研究对象, 采用稳定同位素标记法对K15NO315NH4Cl和(U-13C2/15N)甘氨酸3种氮素进行示踪, 分析了两个树种对无机氮(NH4+-N和NO3-N)和有机氮(甘氨酸)的吸收速率及其差异。结果显示: (1)云杉和红桦幼苗在施加同位素标记物2 h后, 两种幼苗细根的13C和15N均出现明显的富集现象, 表明两种树种幼苗均能吸收甘氨酸。(2)与甘氨酸和NH4+-N相比, 云杉和红桦幼苗对NO3-N有显著的偏好吸收, 其吸收速率为NH4+-N和甘氨酸吸收速率的5-10倍。(3)两个树种的幼苗对甘氨酸也有较高的吸收速率, 其吸收速率高于对NH4+-N的吸收速率, 表明土壤有机氮(如氨基酸)也是亚高山针叶林植物养分获取的重要氮源。

    增温对青藏高原冬小麦干物质积累转运及氮吸收利用的影响
    郑成岩, 邓艾兴, LATIFMANESHHojatollah, 宋振伟, 张俊, 王利, 张卫建
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1060-1068.  doi:10.17521/cjpe.2017.0021
    摘要 ( 482 )   全文 ( 26 )   PDF (405KB) ( 887 )   知识图谱   收藏
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    青藏高原是气候变化的敏感区, 该区域作物生产受气候变暖的影响较大, 但至今仍缺乏相关的田间实证研究。探讨青藏高原作物生长发育对气候变暖的响应特征, 对该区域作物生产技术的创新具有重要意义。该研究以高产优质冬小麦(Triticum aestivum)品种‘山冬6号’为试验材料, 在拉萨市农业科学研究所科研基地进行田间远红外增温试验, 研究了日平均气温升高1.1 ℃对冬小麦物质分配和转运的影响。研究表明: 增温处理下, 播种至开花阶段群体水平的干物质积累速率、籽粒干物质分配比例和开花前贮藏同化物转运量对籽粒产量的贡献率分别比对照提高了27.5%、5.6%和68.6%, 但是开花至成熟期群体水平的干物质积累速率和籽粒干物质分配量无显著差异; 增温提高了冬小麦的氮积累能力, 成熟期氮向籽粒的分配比例及开花期营养器官中贮存的氮向籽粒的转运率均高于对照处理, 分别高6.0%和5.5%; 与对照相比, 增温处理的收获指数无显著差异, 但籽粒产量、氮吸收效率、氮肥偏生产力和氮收获指数均显著高于对照。该试验预期升温1.1 ℃将促进高海拔地区冬小麦干物质向籽粒分配和转运, 有利于冬小麦高产和氮高效利用。

    科尔沁沙地主要植物细根和叶片碳、氮、磷化学计量特征
    宁志英, 李玉霖, 杨红玲, 孙殿超, 毕京东
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1069-1080.  doi:10.17521/cjpe.2017.0048
    摘要 ( 1082 )   全文 ( 34 )   PDF (528KB) ( 880 )   知识图谱   收藏
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    弄清半干旱区植物叶片和细根的碳(C)、氮(N)、磷(P)元素的化学计量特征及其关联性对于认识植物C、N、P元素之间的交互作用及平衡制约关系、植物的养分利用策略, 以及对全球变化的响应具有重要的意义。该研究对科尔沁沙地60种主要植物叶片和细根的C含量、N含量、P含量、C:N、C:P、N:P的差异性及其相关性进行了研究。结果表明: 1)科尔沁沙地60种主要植物叶片平均C含量、N含量、P含量和C:N:P分别为424.20 mg·g-1、25.60 mg·g-1、2.10 mg·g-1和202:12:1。细根平均C含量、N含量、P含量和C:N:P分别为434.03 mg·g-1、13.54 mg·g-1、1.13 mg·g-1和384:12:1。细根N、P含量近似等于叶片平均N、P含量的1/2; 叶片与细根的N:P并无显著差异, 具有明显的保守性, 反映了植物地上和地下养分吸收与分配比例的一致性; 2)不同生活型植物间叶片和细根的C、N、P含量及其化学计量比存在显著差异, 杂类草植物具有较高的叶片N、P含量, 禾草类植物具有较高的叶片C:N和C:P, 一年生杂类草和禾草类植物叶片的N:P较低。与非豆科植物相比, 豆科植物具有较高的C、N含量和较低的C:N, 表明不同生活型植物对养分的适应策略不同; 3)相关分析表明, 叶片和细根的N、P含量间显著正相关, 细根C含量与N含量之间以及C含量与P含量之间显著负相关, 表明植物体内这3种元素之间存在相互作用; 4)科尔沁沙地植物叶片和细根间的C、N、P含量及化学计量比均有显著的正相关关系, 说明植物光合产物和养分在地上和地下部分之间分配具有平行的比例关系, 但不同生活型植物叶片和细根之间元素含量的相关性存在一定差异, 这可能与不同生活型植物的养分利用效率有关。

    马尾松人工林林窗边缘效应对油樟化学计量特征的影响
    宋思梦, 张丹桔, 张健, 杨万勤, 张艳, 周扬, 李勋
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1081-1090.  doi:10.17521/cjpe.2016.0393
    摘要 ( 409 )   全文 ( 15 )   PDF (472KB) ( 637 )   知识图谱   收藏
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    马尾松(Pinus massoniana)是长江上游低山丘陵区退耕还林的一个主要造林树种。为了解林窗调控下, 马尾松人工林更新优势种在化学计量特征水平上受边缘效应的影响, 该文选取四川省宜宾市高县马尾松人工林人工砍伐形成的7种面积不等的林窗, 以林下为对照, 分析了人工更新优势植物油樟(Cinnamomum longepaniculatum)叶片化学计量特征及其季节动态。结果表明: 马尾松人工林林下与不同面积林窗边缘相比, 不同季节各林窗边缘油樟叶片碳(C)含量、碳氮比(C:N)和碳磷比(C:P)均显著高于林下。随着林窗面积增大, 油樟叶片C含量、C:N、C:P和N:P均先升后降, 在中型林窗(400-900 m2)边缘出现最大值。从春季到冬季, 油樟叶片N、P含量显著下降后上升, C:N和C:P显著上升后下降, 均在夏季有拐点。夏秋季林窗边缘油樟对养分吸收利用优于春冬季, 边缘效应更显著。主成分分析结果显示, 马尾松人工林不同大小林窗边缘油樟化学计量特征主要受林窗面积、相对光强及月平均气温影响。研究结果表明: 625 m2林窗边缘油樟有机质储存及养分利用效率在不同季节均有最大值, 在化学计量特征水平上具有更显著的边缘效应。

    长柄扁桃天然种群表型变异
    柳江群, 尹明宇, 左丝雨, 杨绍斌, 乌云塔娜
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1091-1102.  doi:10.17521/cjpe.2017.0104
    摘要 ( 631 )   全文 ( 10 )   PDF (499KB) ( 1111 )   知识图谱   收藏
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    为揭示长柄扁桃(Amygdalus pedunculata)天然种群的表型多样性特点, 通过方差分析、相关分析、聚类分析和t检验等方法对7个天然种群14个表型性状种群间和种群内的表型变异特征和地理变异模式进行了探讨。结果表明: 长柄扁桃种群内变异为40.91%, 种群间变异为35.29%, 种群内大于种群间, 种群内变异是主要变异来源; 其平均表型分化系数为45.90%, 各表型性状平均变异系数为15.59%, 変幅9.39%-31.98%, 表型变异在种群内和种群间均非常丰富。年平均气温、纬度、无霜期、经度和海拔5个主要地理生态因子对长柄扁桃表型性状影响显著或极显著, 平均气温和无霜期是不同立地长柄扁桃表型差异的主要影响因子。主成分分析和聚类分析将7个种群区划为两大类, 其中山地的长柄扁桃叶多为近圆形至长圆形, 果多为近球形, 果柄较短, 果肉较厚, 核多为宽卵形至圆球形; 沙地的长柄扁桃叶多为长椭圆形或卵状披针形, 果为卵球形, 果柄较长, 果肉较薄, 核近宽卵形。探讨长柄扁桃天然种群表型多样性, 可为顺利开展野生资源收集、良种选育等工作提供依据。

    综述
    季风对亚洲热带植物分布格局的影响
    姜超, 谭珂, 任明迅
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1103-1112.  doi:10.17521/cjpe.2017.0070
    摘要 ( 571 )   全文 ( 17 )   PDF (404KB) ( 890 )   知识图谱   收藏
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    亚洲是全球季风气候最典型的区域, 也是热带植物分布距离赤道最远的地区。揭示季风对热带植物迁移与进化的影响规律, 有利于深入认识东亚植被分布和生物多样性形成与维持机制。亚洲地区夏季盛行东亚季风、南亚季风和西北太平洋季风。历史上, 季风盛行的时间与早期被子植物在东南亚群岛、华夏古陆起源的时间大致吻合, 季风可能促进了被子植物的快速分化与扩散。季风是热带植物得以向北扩散到我国滇黔桂交界区和雅鲁藏布江河谷的根本原因, 并导致了热带季节性雨林、热带季雨林、干旱河谷稀树灌丛或草原、海南岛西部滨海稀树草原等特殊植被的形成。亚洲的三大夏季风在高山纵横、大河奔流和石灰岩地貌密布的中国西南与中南半岛一带交汇、叠加, 使之成为一些典型热带类群的物种多样与特有种分布中心。这可能是中国-缅甸生物多样性热点地区形成与维持的一个重要原因。随着全球气候变暖, 季风可能促进热带植物的进一步北迁, 增加中国南方植物区系的热带植物成分。

    森林土壤碳氮循环过程的新视角: 丛枝与外生菌根树种的作用
    王薪琪, 王传宽, 张泰东
    植物生态学报. 2017, 41(10):  1113-1125.  doi:10.17521/cjpe.2017.0116
    摘要 ( 973 )   全文 ( 30 )   PDF (362KB) ( 1141 )   知识图谱   收藏
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    几乎所有树木的根系都能与丛枝菌根(AM)真菌或外生菌根(EM)真菌形成共生关系, 从而调节森林生态系统土壤碳(C)、氮(N)循环等功能过程。深入理解不同菌根类型森林土壤C、N循环的差异及其影响机制是重要的生态研究命题。该文明晰了AM与EM森林土壤C、N循环的差异; 基于森林土壤C、N输入、稳定和输出等3个过程剖析了AM和EM树种对土壤C、N循环的影响机制; 比较了不同菌根类型森林土壤C、N循环过程对全球变化的响应; 指出了该研究领域所面临的主要挑战: (1)全面比较研究不同菌根类型森林土壤C、N循环及其相关联的生态系统结构和功能特征, 为提高森林生产力、发挥生态系统服务功能提供理论基础和数据; (2)深入认知不同菌根树种地上凋落物及地下菌根与自由微生物间相互作用对土壤C、N循环的影响, 以阐明不同菌根类型森林土壤C、N循环的潜在机制; (3)改进研究方法, 应用新技术手段, 充分考虑时空尺度效应, 以便能用小尺度的研究结果合理地解释和预测生态系统C、N循环; (4)加强不同菌根类型森林土壤C、N稳定性差异的研究, 以准确评价森林结构和功能对全球变化的响应。


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