旱区森林占世界森林总面积的27%, 在维护全球生态平衡与环境保护中发挥着关键作用。随着气候变化加剧, 旱区森林出现大面积衰退, 严重制约甚至威胁当地生态安全和人类社会发展。然而, 目前尚缺乏对全球范围内旱区森林衰退现状与机制研究进展的综合评估和分析。该文在广泛收集国内外相关文献基础上, 系统评估并总结了旱区森林衰退概念及特征、现状、影响因素和形成机制。在概念和特征方面, 总结了旱区森林衰退的概念和一般性特征; 在衰退现状方面, 总述了全球和中国旱区森林衰退的现状, 阐述了旱区森林衰退在地区、林型和树种上的差异; 在影响因素方面, 梳理了自然因素(气候变化、生物侵害、立地条件、自然灾害)和人为因素(人为干扰、人为管理措施)对旱区森林衰退的影响过程; 在衰退机制方面, 按照研究尺度分别讨论了个体尺度(水力学失败假说、碳饥饿假说、生物攻击假说、养分循环)、种群尺度、群落尺度(竞争作用)和生态系统尺度的形成机制对旱区森林衰退的作用过程, 并论述了旱区森林衰退机制之间的相互关系及当前研究难点。在此基础上展望了未来应重点关注的研究方向: (1)加强大尺度旱区森林衰退生态学机制的研究; (2)加强长期高质量研究数据收集, 系统分析多因素对旱区森林衰退的综合影响; (3)加强旱区森林多种衰退机制的综合研究。该文通过系统综述旱区森林衰退现状及机制, 以期为深化衰退机制理解及旱区生态恢复实践提供理论支持。

苜蓿(Medicago sativa)是全球重要的多年生豆科牧草, 其生产力与持续生产能力在很大程度上受制于水分有效性。木质部导管作为植物体内水分长距离运输的关键结构, 其解剖特征在水力输导效率与抗栓塞安全性之间形成经典的“效率-安全”权衡, 即导管结构及其空间构型在提高水分输导效率的同时, 往往伴随栓塞风险增加, 从而体现出效率与安全性的此消彼长关系。传统研究多集中于导管直径、密度等单一性状, 而对导管在组织尺度上的空间分布格局及其功能关注不足。近年来, 空间点格局分析方法, 尤其是Strauss-Hardcore点过程模型, 被逐步应用于木质部导管二维空间分布的定量研究, 为解析导管空间异质性提供了新的方法。该模型通过硬核距离、局部相互作用距离和点对交互作用强度等参数, 表征导管在物理排斥与局部聚集约束下的空间构型特征。已有研究表明, 苜蓿导管空间分布在不同基因型和环境条件下存在显著差异, 且与水力安全性、水分利用效率及抗旱性等功能性状密切相关。该文系统综述了Strauss-Hardcore模型在苜蓿导管空间分布研究中的应用进展, 重点讨论不同空间构型对水力功能权衡的潜在影响机制, 并从干旱、盐分及养分有效性等环境胁迫角度, 总结导管空间格局的可塑性响应规律。在此基础上, 结合近年来关于导管发育分子调控的研究进展, 探讨环境信号—解剖结构—水力功能之间的可能关联路径, 并展望三维结构表征、多组学整合及其在生态适应研究中的应用前景。

萌发时间决定了萌发后经历的环境条件, 具有重要的适应性意义。植物种群沿环境梯度呈现出一定的萌发时间格局, 且各种群萌发时间受到环境变化的影响。互花米草(Spartina alterniflora)自引入中国以来迅速扩张至温带、亚热带和热带等区域, 在中、高纬度地区通常在次年春季萌发, 但经过对不同环境条件的适应, 种群出现了萌发时间沿纬度的分化。然而, 很少有研究探讨互花米草种群沿纬度的季节性萌发特征对环境变化的响应。该研究沿互花米草的纬度分布范围, 采集9个种群的种子, 分别种植在3个不同气候带的同质园中, 持续观测种子萌发日期, 分析探讨互花米草种群沿纬度的季节性萌发特征对种植环境和种源地环境的响应。结果表明: (1)随着同质园纬度下降, 冬季温度升高, 互花米草由仅在次年春季萌发转变为在当年冬季和次年春季均能萌发。伴随冬季萌发率的上升和春季萌发率的降低, 冬季萌发占比显著增加, 但总萌发率持续降低。(2)各同质园中, 随着种源地纬度下降, 沿纬度不同种群的冬季萌发率不变, 但春季萌发率降低。其中, 在中、低纬度同质园中, 冬季萌发占比和种源地纬度呈现显著负相关关系。(3)从种源地环境角度来看, 随着各种群的种源地温度升高, 各种群的总萌发率显著降低, 但冬季萌发占比显著增加。综上所述, 种植环境温度升高和种源地温度升高均提高了当年冬季萌发的可能性, 但降低了总萌发率, 表明温度是影响互花米草种群沿纬度季节性萌发特征的重要因素。研究结果为预测气候变暖背景下互花米草种群沿纬度萌发策略的变化提供了科学依据, 对于预测互花米草种群的适应性和分布范围变化具有重要意义。

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国人工林种植面积最大的树种, 其分布区的大气氮沉降量较高且空间变异大。针对当前连续氮添加梯度下杉木人工林凋落物非线性响应机制及关键阈值尚不明晰的问题, 该研究以华西雨屏区杉木人工林为对象, 设置7个氮添加处理: N0 (对照, 0 kg·hm^-2·a^-1)、N10 (10 kg·hm^-2·a^-1)、N20 (20 kg·hm^-2·a^-1)、N40 (40 kg·hm^-2·a^-1)、N80 (80 kg·hm^-2·a^-1)、N120 (120 kg·hm^-2·a^-1)、N160 (160 kg·hm^-2·a^-1), 探究凋落叶产量及其碳、氮、磷归还对氮添加的短期响应特征。结果表明: (1)杉木凋落叶年产量为2 595.88-3 043.98 kg·hm^-2·a^-1, 月动态呈双峰型(5、8月); 其产量随氮添加水平升高呈先增后降的单峰曲线趋势, 并在N40处理达到峰值。(2)杉木凋落叶碳氮磷年均含量分别为313.89-498.12、10.17-22.03、0.13-0.30 g·kg^-1; 杉木凋落叶碳含量在N40处理显著降低; 氮磷含量随氮添加水平上升而增加。(3)杉木凋落叶碳氮磷年均归还量分别为1 032.91-1 205.09、36.85-43.61、0.50-0.61 kg·hm^-2, 养分归还主要受凋落叶产量驱动, 其变化趋势与产量高度一致。研究表明, 40 kg·hm^-2·a^-1氮添加处理为该地区凋落物产量响应的关键阈值, 阈值内氮添加可有效提升杉木人工林凋落叶生产及养分归还。研究结果为氮沉降背景下区域杉木人工林的适应性管理提供科学参考。

大气氮沉降加剧导致森林生态系统中不同形态氮输入比例发生变化, 而植物对不同形态氮源的响应机制及其资源权衡策略尚未明晰, 这严重制约着基于氮形态调控的森林生产力的提升。该研究旨在揭示温带树种叶性状和生长对不同形态氮添加的响应, 阐明植物对铵态氮、硝态氮和有机氮的适应策略。以东北温带森林4个常见树种(白桦(Betula platyphylla)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)和蒙古栎(Quercus mongolica))的一年生幼苗为研究对象, 在3个生长季(2021-2023年)的盆栽实验结束后, 分析了铵态氮、硝态氮和有机氮(甘氨酸)添加对叶形态性状、化学性状和生物量共11项指标的影响以及在不同形态氮添加处理下的差异, 探讨对氮添加具有敏感可塑性响应的叶性状与生长的关系。发现3种形态氮添加均降低了叶磷含量, 提高了地上生物量, 呈现出由于快速生长造成叶磷含量降低的“生长稀释效应”; 相较于对照, 铵态氮和硝态氮添加处理对叶氮含量无显著影响, 而甘氨酸添加处理显著提升叶氮含量(+19%); 叶氮磷比和碳磷比对氮添加表现出敏感的可塑性变化(可塑性指数≥0.3), 且在铵态氮和硝态氮添加处理下种间差异扩大, 高氮磷比和碳磷比的物种生物量更高, 说明高资源竞争能力的物种将具有更大的竞争潜力。研究表明, 氮添加通过调控叶化学性状及计量比影响温带树种生长策略, 其中有机氮在提升氮含量的同时未加剧种间差异, 更利于幼苗适应氮磷限制环境。该结果为理解氮沉降背景下温带森林树种对氮添加的响应机制及人工林氮肥形态选择提供了理论依据, 建议优先施用有机氮以平衡生产力提升与群落稳定性维持。

云和气溶胶的变化影响到达地表的太阳辐射总量以及散射辐射和直接辐射的比例, 并且改变生态系统的微气象环境。晴空指数(CI)反映天空状况对太阳辐射的影响, 是衡量天空条件的关键参数。目前仍不清楚在光照资源敏感的热带山地雨林, 云和气溶胶的变化如何影响其碳收支过程。该研究利用热带山地雨林生态系统2013-2017年的碳通量和微气象数据, 比较雨季(6-10月)、旱季(11-5月)生态系统总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(ER)和净生态系统生产力(NEP)在晴朗和多云天空条件下的差异; 构建晴朗和多云天空条件下NEP的光响应模型; 采用偏相关分析、结构方程模型量化云和气溶胶变化对散射光合有效辐射(PAR_f)、直接光合有效辐射(PAR_d)、空气温度(T_a)、饱和水汽压差(VPD)和土壤体积含水量(VWC)的调节, 及GPP、ER、NEP对不同天空条件下环境变化的响应。结果表明, 多云天空下NEP对光合有效辐射(PAR)的利用效率更高, 生态系统初始量子效率(α)提高了45%-88%。并且多云天空促进了植被光合作用, 抑制了呼吸作用, GPP提高6%-8%, ER减少2%, 从而促进了生态系统净CO₂吸收, NEP提高了17%-21%。随CI减小, PAR_d剧烈下降, PAR_f变化较小。PAR_f对NEP的直接促进作用可以补偿PAR总量减少对生态系统碳交换的抑制, 促进生态系统的净CO₂固定。PAR_d和PAR_f是GPP的主要影响因子, 分别主导晴朗和多云时GPP的变化。T_a是ER最主要的控制因子, 晴朗天空下T_a占据主导, 多云天空下ER由T_a、VPD、VWC共同影响。CI和PAR之间的权衡影响生态系统的碳交换过程。GPP和NEP在中等光照(PAR = 1 300-2 000 μmol·m^-2·s^-1)、中等CI (0.3-0.5)时达到最大值, ER在高光照(PAR = 2 300 μmol·m^-2·s^-1)、高CI (>0.5)时达到最大值。综上所述, CI调节了PAR的数量与质量, 散射辐射的净效益可以补偿PAR总量减少的损失, 中等水平的PAR和CI有利于碳交换。该研究强调了云和气溶胶诱导的辐射效应和环境效应在量化热带森林碳收支的关键作用, 为深入理解热带森林对气候变化的响应机制提供了科学依据。

该研究以宁夏罗山保护区为研究区域, 设置6个典型灌丛群落样地, 采取野外调查取样、萌发实验相结合的方法,探讨宁夏罗山典型灌丛群落土壤种子库特征及其与地上植被的关系, 并评估土壤种子库的生态修复潜力, 明确土壤种子库在植被恢复中的作用。研究发现, 6种典型灌丛群落地上植被共记录植物82种, 隶属31科64属。物种生活型以多年生草本植物为主, 灌木植物次之, 一年生植物所占比例较低; 虎榛子(Ostryopsis davidiana)群落的物种丰富度最高, 分布较为均匀, 刺旋花(Convolvulus tragacanthoides)群落的物种丰富度最低且分布不均匀。6种典型灌丛群落土壤种子库共出现43种植物, 隶属17科和35属, 以多年生草本为主。6种植物群落土壤种子库密度范围为(1 033.33 ± 57.74)-(7 000.00 ± 200.00)粒·m^-2, 以互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia)群落土壤种子密度最高, 刺旋花群落最低。各植物群落大部分种子集中分布在0-10 cm土层中, 随着土层加深, 各植物群落土壤种子密度与物种数均呈下降趋势。综合来看, 虎榛子、互叶醉鱼草群落的物种多样性指数最高, 刺旋花群落最低。6种典型灌丛群落地上植被在植物种类、数量等方面较土壤种子库中更高, 土壤种子库种类数量分布不均匀的现象比地上植被更明显。各植物群落地上植被与土壤种子库相似性较低, 相似性指数范围为0.286-0.444。土壤种子库生态修复潜力评价表明虎榛子群落生态修复潜力较强, 其他5个典型灌丛群落的生态修复潜力均为中等。总体而言, 尽管土壤种子库在植被恢复中提供了一定的种源, 但仅依靠自然种子库不足以完全满足生态恢复的需求, 在实际生产过程中需要针对不同植物群落的特征采用相应的恢复措施, 并进行适度的人为调控使群落正向演替。

为揭示海南热带雨林国家公园内不同外来种人工林林下天然更新木本植物的物种多样性特征, 辨析影响人工林与天然林物种组成差异的关键因素, 在海南热带雨林国家公园尖峰岭片区内建立了173个20 m × 20 m热带人工林样地(尾叶桉(Eucalyptus urophylla)林、马占相思(Acacia mangium)林、加勒比松(Pinus caribaea)林)及天然林样地, 通过调查样地内胸径(DBH) ≥ 1 cm的所有木本植物和环境因子分析, 采用非参数检验分径级比较分析各林分的个体密度、胸高断面积及物种丰富度。基于重要值指数确定不同人工林群落中的优势种, 并运用指示种分析(ISA)识别不同群落中的指示种。借助相似性分析与非度量多维尺度分析(NMDS)方法分析不同森林类型的物种组成差异, 使用置换检验分析影响物种组成的环境因素。结果表明尾叶桉林拥有最低的林下木本物种丰富度(30种·400 m^-2)与最高的个体密度(392株·400 m^-2), 马占相思林与加勒比松林的物种丰富度(47种·400 m^-2、42种·400 m^-2)和个体密度(291株·400 m^-2、262株·400 m^-2)与天然林(54种·400 m^-2、214株·400 m^-2)无显著差异。人工林林下天然更新木本植物均缺乏大径级个体(DBH ≥ 10 cm)。尾叶桉林下优势物种突出, 为羽脉山麻秆(Alchornea rugosa), 马占相思林与加勒比松林林下则无明显突出的优势种。不同林分的物种组成存在显著差异, 尾叶桉林与天然林的相似度最低, 马占相思林与加勒比松林林下物种组成较为相似, 与天然林的相似度略高于尾叶桉林, 但与天然林林下的物种组成仍存在一定差异。土壤酸碱度、土壤总氮含量、土壤总磷和有效磷含量、土壤速效钾含量、海拔、林龄及人工种植种胸高断面积是造成不同林分物种组成差异的主要环境因素。针对海南热带雨林国家公园范围内的外来种人工林, 未来应重点关注优化人工林的群落结构, 促进乡土物种小径级个体的生长与更新过程, 实现向大径级树木的有效转化。同时不同类型人工林林下天然更新情况存在差异, 在后续生态修复时需制定针对性的生态修复策略和方案。

青藏高原东南缘三江并流区干旱河谷的存在使得该地区出现植被带逆向分布, 即“植被倒置”现象, 对其开展植被垂直带信息的精细化提取十分必要。尽管已有研究对该地区的植被分布进行了广泛探讨, 但往往受限于数据精度和提取方法, 未能充分揭示倒置植被垂直带的精细化特征。该研究基于数字高程模型-归一化植被指数(DEM-NDVI)算法, 结合Landsat 8 OLI影像数据和NASA DEM数据, 进行三江并流区干旱河谷植被垂直带的精细化提取, 并验证其算法精度, 以实现三江并流区植被垂直带的更新。主要结果: 1)确定了3个不同断面植被垂直带的空间分布特征, 并确定北断面各植被垂直带上限的NDVI阈值分别为0.61、0.43、0.10, 中断面分别为0.78、0.46、0.07、-0.05, 南断面分别为0.78、0.55、0.43; 2)作为基带的亚热带干旱河谷灌草丛带带谱宽度, 由南断面的795 m逐渐增大到北断面的1 161 m; 作为三江并流区垂直带优势群落的森林带分布状况与基带相反, 其带谱宽度从南到北逐渐减小; 研究区内亚高山寒带灌丛草甸带和高山寒带稀疏-垫状植被带的带谱宽度较窄, 分布面积较小; 3) DEM-NDVI算法提取的植被垂直带最小的海拔误差为3 m, 最大的海拔误差为43 m, 准确性较高。

以往关于气候变化影响植物物候的研究大多基于恒定增温, 但自然条件下, 气候变化呈现季节和昼夜不对称。少部分基于遥感或长期观测的研究表明植物物候对非对称增温的响应与恒定增温的响应不一致, 然而由于遥感和统计方法的局限性, 这些研究结论仍然存在不确定性, 需要利用地面控制实验准确判断非对称增温对植物物候的影响特征。该研究在青藏高原腹地那曲高寒草甸典型发育区域开展红外自动增温实验(2023-2024年), 选取3种常见植物, 包括早花植物多裂委陵菜(Potentilla multifida)、中晚花植物紫花针茅(Stipa purpurea)和弱小火绒草(Leontopodium pusillum), 模拟昼夜和季节不对称气候变暖特征以及恒定增温野外控制实验, 同时耦合增水因素, 探究不对称增温和增水对3种植物初始花期的影响。主要发现, 温度是影响高寒草甸初始花期的主要因素, 而水分影响不显著。其中, 早花植物多裂委陵菜对增温的响应更敏感。中晚花植物紫花针茅对增温无显著响应。昼夜不对称与对称增温对3种植物的初始花期的影响不存在显著差异。比较发现, 在季节不对称增温条件下, 弱小火绒草的初始花期显著提前4-7天, 而其他两种植物的初始花期并没有显著差异。这可能说明非对称增温(尤其昼夜间)并没有改变植物的冷激和积温过程。该研究结果为未来青藏高原增温实验的开展和物候模型的构建提供了实证数据和理论指导。

为准确评估干旱事件对森林碳汇功能的影响, 该研究基于树木径向生长数据探究干旱遗留效应在不同海拔下发生和持续作用规律。以新疆天山西部伊犁河流域优势树种雪岭云杉(Picea schrenkiana)为对象, 采用时间序列分析(ARIMA)方法量化不同海拔(2 100、2 300和2 500 m)雪岭云杉的干旱遗留效应, 对比分析雪岭云杉干旱遗留效应在海拔梯度下持续时间和作用程度差异, 揭示海拔梯度下雪岭云杉的干旱遗留效应变化规律及其驱动因子。结果表明: (1)天山西部不同海拔雪岭云杉的径向生长均与去年生长季降水量、帕尔默干旱指数(PDSI)显著正相关, 树木径向生长受到干旱胁迫的影响。(2)随着海拔升高, 干旱遗留作用持续时间下降, 低海拔雪岭云杉的干旱遗留效应存在2年, 而中、高海拔地区仅存在1年。低海拔雪岭云杉应对干旱事件的恢复力、弹力低于中、高海拔。(3)干旱遗留效应和累积干旱遗留效应均表现为低海拔>中海拔>高海拔, 各海拔在干旱结束后的第1年干旱遗留效应最大。多次干旱干扰下, 累积干旱遗留效应和发生干旱遗留效应的株数百分比均呈现先降低后增加的趋势。因此, 树木应对干旱事件的恢复力、弹力以及干旱发生频率都是导致天山西部雪岭云杉干旱遗留效应存在海拔差异的重要因素。

在全球气候变化下, 干旱事件频发显著影响了植物的生长与生存, 然而不同高寒植物生理生态特征如何响应不同季节干旱尚未明确。该研究基于模拟季节性干旱控制实验, 研究了8种典型高寒植物叶片抗氧化物质、渗透调节物质、功能性状及光合参数, 分析了不同季节干旱对高寒植物抗氧化与渗透调节系统及光合作用的影响。主要结果: 整体上植物叶片抗氧化物质对不同季节干旱响应不显著, 但是存在显著种间差异。冷地早熟禾(Poa crymophila)主要提升过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD)活性以应对干旱, 而异针茅(Stipa aliena)、红棕薹草(Carex przewalskii)等物种依赖超氧化物歧化酶(SOD)调控(-25%-38%)。秋季干旱引起丙二醛(MDA)含量显著升高(32%-35%), 而生长季干旱显著提升植物CAT活性(122%-161%)。渗透调节物质对不同季节干旱的响应差异显著, 且存在种间差异。冷地早熟禾叶片可溶性蛋白含量在夏季干旱下增加73%。钉柱委陵菜(Potentilla saundersiana)则在生长季干旱下提升47%。脯氨酸和可溶性糖含量对秋季干旱敏感, 降低36%-45%。系统间存在协同机制, 渗透调节-抗氧化系统呈现显著相关关系(脯氨酸含量与SOD活性显著负相关; 可溶性蛋白含量与POD活性显著正相关; 比叶面积与CAT活性显著负相关, 叶片干物质与脯氨酸含量显著正相关, 氮磷比与SOD活性显著负相关)。值得注意的是, 光合作用与防御代谢呈季节依赖性权衡关系: 春季干旱下净光合速率(P_n)与POD和CAT活性负相关, 而秋季干旱时P_n与脯氨酸含量显著负相关, 揭示了资源分配的季节依赖性。该研究提出了“季节特异性防御策略”框架, 揭示了高寒植物通过功能性状与生理代谢动态的协同互作响应季节性干旱的调控路径, 为气候变化下高寒草地生态系统适应性管理提供理论依据。

探究不同龄级黑沙蒿(Artemisia ordosica)在干旱胁迫下非结构性碳水化合物(NSC)分配格局与光合特性的互作机制, 不仅能够揭示植物个体发育过程中的抗旱策略演变规律, 更可为预测气候变化背景下荒漠植被动态及制定差异化生态恢复策略提供理论支撑。以荒漠地区典型沙生植物黑沙蒿为研究对象, 通过野外降水控制实验, 设置4个降雨水平模拟出黑沙蒿正常(自然降水)、轻度干旱(降水量减少30%)、中度干旱(降水量减少50%)、极端干旱(降水量减少70%)的降水环境; 以形态学特征为依据对黑沙蒿龄级进行划分, 并对不同龄级(低龄级、中龄级、高龄级)黑沙蒿光合相关参数、枝叶NSC含量进行测量。结果表明: (1)轻度干旱并未影响黑沙蒿光合碳同化效率, 中度和极端干旱显著抑制光合碳同化效率; (2)黑沙蒿通过NSC的器官特异性分配动态弥补光合损失。枝条通过可溶性糖的显著积累和淀粉消耗快速响应轻度干旱胁迫; 中度和极端干旱下, 枝条淀粉含量显著回升, 叶片可溶性糖持续累积, 通过淀粉水解维持渗透调节; (3)结构方程模型(SEM)表明, 干旱对枝叶NSC含量的直接正向效应显著抵消光合抑制的间接损耗, 揭示了植物在干旱胁迫下通过非光合途径主动调控碳分配的生存策略。

分析温带半湿润半干旱气候条件下针叶、阔叶纯林与混交林在不同季节的水分来源和水文生态位变化特征, 探究不同林分中树木的水分利用策略和对水分的分配与竞争机制, 可为北京山区生态恢复过程中林分结构优化与调控提供理论依据, 进而加速森林生态系统的恢复进程。该研究选取北京山区具有代表性的油松(Pinus tabuliformis)和栓皮栎(Quercus variabilis)的纯林与混交林作为研究对象, 采集降水、0-100 cm土壤和油松与栓皮栎木质部的样品, 分析其氢、氧稳定同位素组成(δ²H和δ¹⁸O)的特征及动态变化, 运用MixSIAR模型计算各水源对树木的相对贡献率, 并应用Levins指数和相似性比例指数计算生态位宽度和生态位重叠度; 同步监测大气温度、湿度、土壤含水率和根系分布等数据, 分析树木水分来源及其水文生态位的变化。结果表明: 在旱季(3-5月), 油松纯林与栓皮栎纯林以及混交林中油松主要利用0-40 cm的浅层土壤水; 而混交林中栓皮栎则主要利用60-100 cm的深层土壤水。在雨季前期(6-7月), 油松纯林、栓皮栎纯林与油松+栓皮栎混交林均主要利用中深层土壤水。在雨季后期(8-9月), 油松纯林、栓皮栎纯林与油松+栓皮栎混交林均转向主要利用0-40 cm的浅层土壤水。在整个研究期内, 油松和栓皮栎在纯林中的水文生态位宽度均小于在混交林中的水文生态位宽度, 其中栓皮栎在纯林与混交林中的水文生态位宽度略大于油松。栓皮栎和油松的水文生态位重叠度在旱季(3-5月)相比雨季(6-9月)更低, 油松和栓皮栎通过对水分利用在时空上的错位即生态位分离来应对干旱胁迫, 减弱水分竞争。

光合途径类型是物种间生长速率分异的重要驱动因素, 其差异可能通过水分运输间接影响碳同化能力。然而, 光合途径类型是否因水力结构差异导致生长速率分化仍缺乏直接证据。该研究以两种光合途径类型(C₃和C₄)的9种防风固沙造林树种为研究对象, 测定生长速率、水力效率和脆弱性曲线等参数, 分析不同光合途径植物生长速率与水力性状之间的相关关系。结果发现: (1)株高和基径生长速率与木质部导水率显著正相关, C₄植物的生长速率受导水率影响比C₃植物明显。(2) C₃植物株高和基径生长速率与水力安全之间存在权衡, 而C₄植物实现高效导水与抗栓塞能力的协同, 驱动快速生长。(3)光合途径类型调控树种水力效率与安全性关系, C₃和C₄植物分别采用权衡和解耦的策略。(4) 9个树种的水力安全边界的种间差异显著, 水力安全边界均为负值。研究表明水力效率可以预测固沙树种的生长, C₄植物(梭梭(Haloxylon ammodendron)和沙拐枣(Calligonum mongolicum))同时具有较强的抗栓塞能力和较高的生长速率, 可作为河西走廊固沙林的主要造林树种。

诸多模拟实验显示大气酸沉降增加会导致土壤微生物磷限制增强。然而, 工业排放源周边酸沉降如何影响微生物元素受限性尚缺乏深入的分析, 特别是土壤盐碱程度严重的区域。该研究以宁东能源化工基地的3个电厂为监测点, 分析了土壤酶生态化学计量特征, 探讨了盐碱荒漠煤矿区微生物元素受限性及其影响因素。结果表明: 碳获取酶活性(C_E)、氮获取酶活性(N_E)、磷获取酶活性(P_E)、ln C_E:N_E、ln C_E:P_E、ln N_E:P_E的变化范围分别为3.31-59.92 nmol·g^-1·h^-1、4.24-125.95 nmol·g^-1·h^-1、3.62-189.46 nmol·g^-1·h^-1、0.48-1.47、0.32-1.41和0.56-1.18。氮、硫沉降未影响矢量角度和长度。Ca²⁺和K⁺沉降可直接或通过影响土壤理化性质(电导率、速效磷含量、Na⁺含量、Mg²⁺含量等)、植物性状(全磷含量和N:P)及微生物特征(生物量碳和氮含量)间接正向影响矢量长度。Ca²⁺和Na⁺沉降通过影响土壤理化性质和植物性状间接正向影响矢量角度。综上, 研究区微生物主要受磷限制; 氮、硫沉降未引起微生物元素受限性发生改变。相比之下, 盐基离子沉降可通过加剧土壤盐胁迫、降低土壤磷有效性、引发植物和微生物磷竞争等途径, 加剧微生物碳和磷限制。

该研究以5种豆科蝶形花亚科植物为研究对象, 比较了总状花序的3种花序面积测定方法(全展开面积、柱面积和投影面积)之间的差异, 并分析了面积指标与花序碳经济学相关性状及生理指标之间的关系, 旨在为植物功能性状和繁殖策略分析提供方法学参考。研究结果表明: (1) 3种测定方法所得数值存在显著差异, 花序面积大小依次为: 全展开面积>柱面积≈投影面积, 线性回归结果表明任意两种面积间均呈现显著正相关关系, 不同面积之间的关系分别为: 投影面积(cm²) = 0.20 ×全展开面积(cm²); 投影面积(cm²) = 0.67 ×柱面积(cm²); 柱面积(cm²) = 0.27 ×全展开面积(cm²); (2)全展开面积和投影面积均与花序干质量及总呼吸速率显著正相关, 而柱面积与花序干质量、总蒸腾速率和总呼吸速率之间的相关性不显著。从操作效率看, 投影面积测量快速、简便、重复性高。综合考虑指标的简便性与代表性, 建议将投影面积作为豆科蝶形花总状花序面积的标准化测定指标。该研究不仅明确了不同面积指标之间的换算关系, 也验证了投影面积在表征豆科蝶形花植物花序碳经济与代谢活动方面的有效性, 为后续繁殖器官功能性状研究提供了可行路径。