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    2017年, 第12期
    刊出日期:2017-12-10

    浙江舟山朱家尖-普陀山岛常绿阔叶林景观(赵海平摄)。刘翔宇等以浙江普陀山森林群落中的93种木本植物为对象检验了种间的关联性,分析了随机过程对种间关联格局的影响,并利用物种在空间分布上的关联性来推断普陀山森林群落构建的动因(本期12191227页)。

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    研究论文
    浙江普陀山岛森林木本植物的种间关联格局
    刘翔宇, 何东, 田文斌, 宋彦君, 尹芳, 许洺山, 程浚洋, 阎恩荣
    植物生态学报. 2017, 41(12):  1219-1227.  doi:10.17521/cjpe.2017.0170
    摘要 ( 762 )   全文 ( 102 )   PDF (1289KB) ( 1282 )   知识图谱   收藏
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    种间关联不仅反映种间的生态关系, 而且能在一定程度上启示群落构建过程与机制。该研究以浙江普陀山森林群落中的93种木本植物为对象, 基于二元数据的物种×样方矩阵检验了种对间的关联性。结果显示: 在10 m × 10 m和20 m × 20 m两种空间尺度下, 普陀山森林群落物种的空间分布总体上有显著的协变关系, 但是所观察到的4 278个物种对(93个物种的两两组合)中绝大部分不显著关联, 这在一定程度上支持了物种独立性假说。常见种之间的关联强度大于稀有种之间的关联强度, 表明物种多优度是种间关联特征的影响因子, 同时表明随机因素对物种共存有一定的影响。种间关联随机性检验发现, 反映实际群落种间关联特征的方差比率、显著比均落在随机群落(假定物种随机聚合)期望值的2.5%-97.5%阈限之外, 证明生态位过程在普陀山森林物种共存格局中也起一定作用。总体而言, 植物群落物种成分并不一定是特定物种的组合, 物种间的不关联或负关联也并不一定是生态位分化的结果, 物种多优度是影响物种空间关联的重要因素。

    长白山木本植物叶片氮磷含量的海拔梯度格局及影响因子
    杨蕾, 孙晗, 樊艳文, 韩威, 曾令兵, 刘超, 王襄平
    植物生态学报. 2017, 41(12):  1228-1238.  doi:10.17521/cjpe.2017.0115
    摘要 ( 756 )   全文 ( 31 )   PDF (900KB) ( 1003 )   知识图谱   收藏
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    叶片是植物进行光合作用的器官, 研究叶片氮(N)、磷(P)含量和氮磷比(N:P)在地理和气候梯度上的变异规律有着重要的意义。该研究沿着长白山海拔梯度设置了14块样地, 测定了48种木本植物431份叶片样品的N、P含量和N:P, 以研究气候、植物功能型、谱系对叶片N、P含量以及N:P的相对影响大小, 探讨叶N、P化学计量特征在海拔梯度上的变化机制。结果表明, 叶片N含量、N:P随海拔的升高而降低, 与气温正相关, 与降水量负相关, 叶片P含量与海拔没有显著相关性。植物功能型是叶片N、P含量变异的重要影响因子, 灌木物种的叶N含量显著高于乔木, 两者的叶片P含量、N:P差异不显著; 阔叶、落叶物种的N、P含量和N:P分别显著高于针叶、常绿物种。气候对叶片N、P含量和N:P的作用显著, 但解释力不高(1.50%-2.98%)。系统发育关系是叶片N、P含量和N:P海拔格局形成的最主要因素, 解释了30.36%-54.38%的变异, 远大于气候的解释力。海拔梯度上的气候和物种组成变化对叶性状没有明显的协同作用。

    降水格局改变背景下土壤呼吸变化的主要影响因素及其调控过程
    杨青霄, 田大栓, 曾辉, 牛书丽
    植物生态学报. 2017, 41(12):  1239-1250.  doi:10.17521/cjpe.2017.0208
    摘要 ( 928 )   全文 ( 31 )   PDF (1290KB) ( 1391 )   知识图谱   收藏
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    全球气候变化带来降水格局的改变。土壤呼吸是土壤碳库向大气释放CO2的重要途径, 其对降水变化的响应对陆地生态系统碳循环和全球气候变化进程有着重要的意义。该研究收集了来自全球各地土壤呼吸对降水变化响应的控制试验结果进行分析, 以揭示降水格局变化对土壤呼吸影响的普遍规律和控制机制。结果显示: 增加降水促进土壤呼吸2%-135%, 减少降水抑制土壤呼吸19%-24%, 当降水改变量标准化到所有处理的平均值(当年当地降水量的41%)时, 增加降水促进的土壤呼吸量(49%)显著大于减少降雨抑制的土壤呼吸量(21%)。土壤湿度是降水变化下驱动土壤呼吸改变的主要因子, 其一方面直接影响土壤呼吸, 另一方面通过影响土壤微生物碳库、地上/地下净初级生产力来影响土壤呼吸, 总解释度高达98%。同时土壤呼吸对降水变化的响应程度随着环境温度和降水量发生变化。土壤呼吸对降水增加的敏感性随环境温度的升高没有显著变化, 但对降水减少的敏感性随着环境温度的升高逐渐增强。随着环境降水量的逐渐增加, 土壤呼吸对降水增加和减少的敏感性均呈现下降趋势。说明在未来全球降水格局的改变下, 土壤呼吸对降水变化的响应有很大的区域差异, 受当地气候条件的影响。

    川西亚高山两种树木不同径级根系腐殖化过程中胡敏酸和富里酸的累积特征
    刘群, 庄丽燕, 杨万勤, 倪祥银, 李婷婷, 徐振锋
    植物生态学报. 2017, 41(12):  1251-1261.  doi:10.17521/cjpe.2017.0169
    摘要 ( 461 )   全文 ( 23 )   PDF (1094KB) ( 605 )   知识图谱   收藏
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    根系腐殖化过程中腐殖质的累积是土壤有机质形成和碳吸存的一个重要途径。该文采用凋落物袋法, 研究了川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)两种优势林木3个径级根系(0-2、2-5和5-10 mm)在冬季和生长季胡敏酸和富里酸累积特征。结果表明: 经过两年的腐殖化, 粗枝云杉和岷江冷杉根系胡敏酸和富里酸含量受径级显著影响, 并随径级增大而降低。不同径级间富里酸净累积量差异显著, 而胡敏酸净累积量差异不显著; 两个树种间胡敏酸和富里酸含量和净累积量差异不显著。胡敏酸在冬季降解而在生长季节累积, 其中粗枝云杉0-2、2-5和5-10 mm根系净累积量分别为8.0、10.8和7.6 g·kg-1, 岷江冷杉分别为15.2、8.0和7.8 g·kg-1。富里酸总体表现为降解, 其中粗枝云杉0-2、2-5和5-10 mm根系降解量为178.0、166.0和118.0 g·kg-1, 岷江冷杉分别为170.0、160.0和128.0 g·kg-1。根系径级对亚高山森林植物根系腐殖质累积有显著影响, 而径级影响与分解时期有一定关联。

    不同降水条件下科尔沁沙地小叶锦鸡儿和盐蒿的水分利用动态
    陈定帅, 董正武, 高磊, 陈效民, 彭新华, 司炳成, 赵英
    植物生态学报. 2017, 41(12):  1262-1272.  doi:10.17521/cjpe.2017.0219
    摘要 ( 469 )   全文 ( 16 )   PDF (1149KB) ( 1124 )   知识图谱   收藏
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    植物水分来源的判定是干旱半干旱区土壤-植物水分关系研究的重要方面, 有助于理解沙地植物对干旱环境的适应机制。该文研究了不同降水条件下科尔沁沙地典型灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和盐蒿(Artemisia halodendron)的水分利用过程。试验采用增减雨装置模拟自然降水方法, 设置增雨(+50%)、对照和减雨(-50%) 3个处理, 利用稳定性同位素技术测量了两种植物木质部水、降水、0-120 cm不同土层土壤水的稳定氢同位素比率(δD)和稳定氧同位素比率(δ18O)值, 最后利用IsoSource模型计算了两种灌木对潜在水源的利用比例。结果表明: 1)增减雨处理主要影响表层(0-30 cm)土壤水分, 增雨处理显著提高了两种灌木地上和地下生物量, 且δ18O值随土壤深度增加而降低; 而减雨处理δ18O值随土壤深度增加而降低的趋势更加明显; 2)在增雨处理下, 盐蒿增加了对浅层0-40 cm土壤水的利用比例, 而小叶锦鸡儿对各土层水分的利用程度较为平均; 在减雨处理下, 由于表层土壤含水量较低, 两种植物均提高了对深层土壤水的利用比例, 其中盐蒿主要用水层次为60-80 cm, 而小叶锦鸡儿为60-120 cm; 3)就不同降水季节而言, 湿季(5-6月)由于降水迅速补给浅层土壤水分, 两种植物主要利用0-60 cm的土壤水; 旱季(9月)由于降水偏少, 小叶锦鸡儿对浅层水分利用急剧减少, 转而利用更深层次的土壤水分; 而盐蒿对各层次水分利用程度较为均匀。由此可见, 同小叶锦鸡儿相比, 盐蒿具有更强的抗旱能力及适应性。

    植冠下土壤类型差异对遥感估算冬小麦叶面积指数的影响
    高林, 王晓菲, 顾行发, 田庆久, 焦俊男, 王培燕, 李丹
    植物生态学报. 2017, 41(12):  1273-1288.  doi:10.17521/cjpe.2017.0231
    摘要 ( 612 )   全文 ( 18 )   PDF (6506KB) ( 1563 )   知识图谱   收藏
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    遥感是从田块到区域乃至全球范围无损探测叶面积指数(LAI)的有效方法。土壤背景是LAI遥感研究的重要制约因素之一, 而土壤类型是组成土壤背景的主要部分, 对植被冠层-土壤的光学性质有重要影响, 但目前植冠下土壤类型背景对遥感LAI估算的影响尚不明确。该文通过分析归一化差异植被指数、修正型土壤调节植被指数、修正的叶绿素吸收比率指数、红边拐点、红边振幅、红边面积、红边对数指数和归一化差异光谱指数在不同土壤类型下对LAI的敏感性, 挖掘最不敏感的光谱参数; 通过比较两种回归模型(偏最小二乘回归和随机森林回归)在单一土壤类型和多种土壤类型区对LAI的预测精度, 探究将单一土壤类型下发展的LAI估算模型应用到复杂土壤类型地区时可能出现的问题。结果表明: (1)虽然8种光谱指数对LAI的敏感性因土壤类型不同而差异明显, 但红边拐点受植冠下土壤类型影响最小; “lambda-by-lambda”波段优选算法不仅可以提供对LAI最敏感的光谱区间, 而且可在一定程度上为抵抗植冠下土壤类型差异影响的光谱指数构建提供可行思路; (2)回归模型的LAI预测精度因是否考虑土壤类型而不同, 但在小区域尤其是田块尺度研究时, 对变量的解释能力是选择模型的第一考虑, 而偏最小二乘回归在此方面优于随机森林回归; 在未知地表先验知识的前提下, 随机森林回归对大区域LAI估算比偏最小二乘回归适合, 但地表先验知识的获取对LAI遥感估算仍然十分必要。

    C4植物玉米的光合-光响应曲线模拟研究
    李义博, 宋贺, 周莉, 许振柱, 周广胜
    植物生态学报. 2017, 41(12):  1289-1300.  doi:10.17521/cjpe.2017.0158
    摘要 ( 825 )   全文 ( 27 )   PDF (1078KB) ( 1444 )   知识图谱   收藏
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    光是植物光合作用最基本的一个决定因子, 准确分析光响应曲线及其参数是研究光合生理生态过程对环境变化响应的重要途径; 但相关模型及其模拟的准确性仍待改进。该研究基于C4作物玉米(Zea mays)不同干旱处理试验资料, 比较研究了现有光响应模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、指数模型、二次函数模型以及新提出的改进模型)的适应性。结果表明, 改进的光响应模型具有较好的精确度, 可较准确地描述光响应曲线, 也能够准确拟合最大净光合速率、光饱和点、光补偿点以及暗呼吸速率4个关键光合参数。该结果为研究植物光合生理生态过程及其环境适应性提供了一个改进的模拟方法。


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