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1. 微生物组学的技术和方法及其应用
高贵锋, 褚海燕
植物生态学报    2020, 44 (4): 395-408.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0222
发布日期: 2020-02-24
摘要2498)   HTML90)    PDF (1065KB)(1729)    收藏

微生物组是指一个特定环境或生态系统中全部微生物及其遗传信息的集合, 其蕴藏着极为丰富的微生物资源。全面系统地解析微生物组的结构和功能, 将为解决人类面临的能源、生态环境、工农业生产和人体健康等重大问题带来新思路。然而, 微生物组学研究在很大程度上取决于其技术与方法的发展。在高通量测序技术出现以前, 微生物研究主要基于分离培养和指纹图谱等技术, 然而, 由于这些技术存在的缺陷, 人们对于微生物的认识十分有限。自21世纪初以来, 尽管高通量测序和质谱技术的革命性突破极大地促进了人们对于微生物的认识, 微生物组学技术在微生物组研究中的应用仍面临着诸多挑战。此外, 目前微生物组的结构和多样性等描述性研究已臻成熟, 微生物组学研究正处于从数量到质量、从结构到功能的关键转变时期。因此, 该文首先介绍了微生物组学的基本概念及其发展简史, 其次简述了微生物组学研究的相关技术和方法及其发展历程, 并进一步阐述了微生物组学的技术和方法在生态学研究中的应用及存在的主要问题, 最后从技术、理论和应用层面阐述了未来微生物组学技术和方法发展的前沿方向, 并提出了今后微生物组学研究的优先发展领域。

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2. 氮稳定同位素技术在陆地生态系统氮循环研究中的应用
方运霆, 刘冬伟, 朱飞飞, 图影, 李善龙, 黄韶楠, 全智, 王盎
植物生态学报    2020, 44 (4): 373-383.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0249
发布日期: 2020-03-26
摘要979)   HTML41)    PDF (1080KB)(1248)    收藏

在过去几十年中, 氮(N)稳定同位素技术的发展提高了人们对于陆地生态系统氮循环的认识。该文回顾了氮稳定同位素技术在研究生态系统氮循环中的历史, 综述了最近十多年来氮稳定同位素技术在陆地生态系统氮循环研究中的典型案例, 包括利用氮同位素自然丰度鉴定植物氮来源、指示生态系统氮状态和量化过程速率, 利用15N标记技术示踪氮的去向和再分布等。该文同时指出这些应用中存在的问题, 以及在陆地生态系统上氮稳定同位素技术今后研究的重点发展方向。

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3. 植物功能性状与环境和生态系统功能
孟婷婷, 倪健, 王国宏
植物生态学报    2007, 31 (1): 150-165.   DOI: 10.17521/cjpe.2007.0019
摘要4819)   HTML11)    PDF (682KB)(4501)    收藏

植物性状反映了植物对生长环境的响应和适应,将环境、植物个体和生态系统结构、过程与功能联系起来(所谓的“植物功能性状”)。该文介绍了植物功能性状的分类体系,综述了国内外植物功能性状与气候(包括气温、降水、光照)、地理空间变异(包括地形地貌、生态梯度、海拔)、营养、干扰(包括火灾、放牧、生物入侵、土地利用)等环境因素,以及与生态系统功能之间关系的研究进展,探讨了全球变化(气候变化和CO2浓度升高)对个体和群落植物功能性状的影响。植物功能性状的研究已经取得很多成果,并应用于全球变化、古植被恢复和古气候定量重建、环境监测与评价、生态保护和恢复等研究中,但大尺度、多生境因子下的植物功能性状研究仍有待于加强,同时需要改进性状的测量手段;我国的植物功能性状研究还需要更加明朗化和系统化。

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被引次数: Baidu(778) CSCD(157)
4. 生物标志物及其在生态系统研究中的应用
冯晓娟, 王依云, 刘婷, 贾娟, 戴国华, 马田, 刘宗广
植物生态学报    2020, 44 (4): 384-394.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0139
发布日期: 2019-10-21
摘要1847)   HTML44)    PDF (1165KB)(1171)    收藏

生物标志物是环境和地质体中记载着原始生物母质分子结构信息的有机化合物, 其含量可以指征特定生物来源对天然有机质的相对贡献, 其组成和同位素信息还可以记录有机质的转化及环境信息。与传统元素及组分分析相比, 生物标志物为研究天然有机质的来源、动态变化和转化特征提供了具有高度专一性和灵敏度的工具, 因此, 近年来被广泛地应用于生态学和生物地球化学研究中。特别是, 与生态系统观测以及控制实验相结合, 生物标志物在揭示微生物的活性与碳源变化、土壤有机碳的稳定机制及其对全球变化的响应等方面显示了广阔的应用前景。近些年开发的生物标志物单体同位素分析也在生态系统碳氮周转与食物网研究等方面显示了巨大的研究潜力。基于此, 该文综述了生态系统研究中常用的生物标志物的种类、分析方法和应用方向, 总结了生物标志物研究目前存在的问题, 并对未来的研究方向进行了展望, 旨在为使用生物标志物的生态学和环境科学研究者提供参考。

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5. 《中国植被志》的植被分类系统、植被类型划分及编排体系
方精云, 郭柯, 王国宏, 唐志尧, 谢宗强, 沈泽昊, 王仁卿, 强胜, 梁存柱, 达良俊, 于丹
植物生态学报    2020, 44 (2): 96-110.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0259
发布日期: 2020-04-08
摘要2463)   HTML83)    PDF (897KB)(1137)    收藏

植被志(vegegraphy)是基于植被调查资料, 全面记叙植被的群落外貌、种类组成、结构和功能、生境条件, 以及地理分布等特征, 并对同类植被进行归纳和总结的志书。“植被志”的英文译为“vegegraphy”, 是本文的新造词, 它是由“vegetation”的词头“vege-”和英文后缀“-graphy” (记叙之意)组成的合成词。《中国植被志》的研编是一项时间紧迫、内容复杂、工作量浩繁的重大科学工程。它的完成将极大提升中国植被科学和生态学的研究水平, 并为中国植被资源的合理利用、生物多样性保护及生态环境治理等提供不可或缺的基础资料。本文首先简述了植被的基本特征(主要包括外貌特征、种类组成、群落结构以及动态变化等)和国内外植被调查的进展情况, 简要回顾了中国植被分类系统的研究历史, 并对以往的分类系统进行了若干修订。在此基础上, 着重讨论并提出了《中国植被志》卷册编排体系和用于《中国植被志》研编的植被类型划分方案。在对植被分类系统的修订方面, 主要对高级分类单位及相对应的英文名称进行了讨论和修订。按照本文修订的分类系统, 中国植被的分类单位及其对应的英文名称分别是: 植被型组(Vegetation Formation Group)、植被型(Vegetation Formation)和植被亚型(Vegetation Subformation)、群系组(Alliance Group)、群系(Alliance)和亚群系(Suballiance)、群丛组(Association Group)以及群丛(Association)。在植被型组中, 划分为9类: 森林、灌丛、草本植被、荒漠、高山冻原与稀疏植被、沼泽与水生植被、农业植被、城市植被及无植被地段。关于《中国植被志》的卷册编排和“植被类型”划分, 首先按高级分类单位——植被型划分相应的“卷”; 在此框架下, 模糊“植被亚型”、“群系组”和“群系”的概念, 确定“植被类型” (Vegetation type), 并将其作为植被志各卷中的“册”。这样处理不仅保证了研编工作的可操作性, 也保持了同一卷册中特定植被类型的完整性。《中国植被志》编排体系中的“植被类型”的划分很重要, 它是指具有相同建群种及相同优势类群(如种、属)的植被组合, 但它不是严格意义上的植被分类单位。“植被类型”的划分遵循“优势类群及生活型的同一性, 生境条件的相对重要性, 植被特征及用途的差异性, 以及突出植被志的应用性”等原则。按该编排体系, 《中国植被志》将由48卷约110册组成。

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6. 碳同位素示踪技术及其在陆地生态系统碳循环研究中的应用与展望
葛体达, 王东东, 祝贞科, 魏亮, 魏晓梦, 吴金水
植物生态学报    2020, 44 (4): 360-372.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0208
发布日期: 2020-01-03
摘要1847)   HTML47)    PDF (1651KB)(1034)    收藏

碳同位素示踪技术具有高度的专一性和灵敏度, 经过几十年的发展, 形成了一系列成熟的标记方法, 在陆地生态系统碳循环过程的研究中已得到广泛应用。目前, 自然丰度法、与13C贫化示踪技术结合的自由空气中气体浓度增加(FACE)实验、脉冲与连续标记法以及碳同位素高丰度底物富集标记法是研究陆地生态系统碳循环过程常用的碳同位素示踪方法; 通过将长期定位实验和室内模拟实验结合, 量化光合碳在植物-土壤系统的传输与分配特征, 明确植物光合碳对土壤有机质的来源、稳定化过程的影响及其微生物驱动机制; 阐明土壤碳动态变化(迁移与转化)和新碳与老碳对土壤碳库储量的相对贡献, 评估有机碳输入、转化与稳定的生物与非生物微观界面过程机制。然而, 生态系统碳循环受气候、植被、人为活动等多因素影响, 碳同位素技术需要结合质谱、光谱技术实现原位示踪, 结合分子生物学技术阐明其微生物驱动机制, 从而构建灵敏、准确、多尺度、多方位的同位素示踪技术体系。因此, 该文以稳定碳同位素为主, 综述了碳同位素示踪技术的原理、分析方法和在陆地生态系统碳循环过程中的应用进展, 归纳总结了碳同位素示踪技术结合原位检测技术和分子生物学技术的研究进展和应用前景, 并对碳同位素示踪技术存在的问题进行了分析和展望。

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7. 陆地生态系统野外增温控制实验的技术与方法
朱彪, 陈迎
植物生态学报    2020, 44 (4): 330-339.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0179
发布日期: 2019-11-30
摘要1663)   HTML55)    PDF (1577KB)(993)    收藏

由于人类活动导致的碳排放急剧增加, 工业革命以来全球地表温度显著增加约1 ℃, 未来全球气候还将持续变暖, 到21世纪末最高可升温4 ℃。这种前所未有的气候变化不仅影响陆地植被的适应策略, 也深刻影响生态系统的结构和功能。其中陆地生态系统碳收支对全球变暖的反馈, 是决定未来气候变化强度的关键因素, 因此全球已经开展了大量的生态系统尺度的野外增温控制实验, 研究生态系统碳收支对气温升高的响应, 从而提高地球系统模型的预测精度。然而由于增温技术和方法的不同, 不同研究的结果之间难以进行比较。该文系统总结了常见的野外增温技术和方法, 包括主动增温和被动增温, 阐述了其优缺点、适用对象以及相关研究成果。同时简要介绍了野外增温控制实验的前沿研究方向——新一代野外增温技术(包括全土壤剖面增温和全生态系统增温)和基于新一代增温技术开展的野外增温联网实验。

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8. 新技术和新方法推动生态系统生态学研究
温学发
植物生态学报    2020, 44 (4): 287-290.   DOI: 10.17521/cjpe.2020.0081
发布日期: 2020-07-28
摘要944)   HTML143)    PDF (701KB)(982)    收藏
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9. 新一代遥感技术助力生态系统生态学研究
郭庆华, 胡天宇, 马勤, 徐可心, 杨秋丽, 孙千惠, 李玉美, 苏艳军
植物生态学报    2020, 44 (4): 418-435.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0206
发布日期: 2020-02-24
摘要1354)   HTML61)    PDF (10151KB)(905)    收藏

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。

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10. 陆地生物圈模型的发展与应用
彭书时, 岳超, 常锦峰
植物生态学报    2020, 44 (4): 436-448.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0315
发布日期: 2020-03-26
摘要868)   HTML45)    PDF (991KB)(903)    收藏

陆地生物圈与大气圈和水圈之间能量、水和碳氮等元素的交换和循环对整个地球系统产生了深刻的影响。陆地生物圈模型(TBM)是研究陆地生态系统如何响应和反馈全球变化的重要方法和工具。通过对从生态系统到区域和全球陆地生物圈不同空间尺度的植被动态、生物地球物理和生物地球化学循环过程、水循环和水文过程、自然干扰和人类活动等过程时间动态的模拟, 陆地生物圈模型被广泛地应用于评估和归因过去陆地生物圈的时空变化和预测陆地生物圈对未来全球变化的响应和反馈。该文简要回顾了陆地生物圈模型的发展, 总结了模型对陆地生态系统主要过程的刻画和模型在生态系统生态学的应用, 并对未来陆地生物圈模型的发展和应用进行了展望。

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11. 植物水分调节对策: 等水与非等水行为
罗丹丹, 王传宽, 金鹰
植物生态学报    2017, 41 (9): 1020-1032.   DOI: 10.17521/cjpe.2016.0366
摘要2466)   HTML57)    PDF (1013KB)(1974)    收藏

水分是植物存活、生长和分布过程中的必需资源, 阐明植物对干旱的应对和调节机制, 是植物生理生态学和全球变化生态学的重要研究命题。植物对不同气候与土壤水分条件的长期适应会形成由一整套相关联的性状组成的水分调节策略, 其中等水和非等水调节行为是两种典型的水分调节对策。区分并阐明植物的水分调节对策及其机制, 不但在干旱地区植物育种、植被修复等实践中有广泛的应用前景, 而且可为构建更精确的植被动态模型和预测气候变化情景下植被分布提供科学基础。该文首先阐述了等水和非等水调节行为的定义及3种定量分类方法: (1)基于气孔导度与叶水势的关系; (2)基于气孔导度与水汽压亏缺的关系; (3)基于黎明前叶水势与中午叶水势的关系。之后, 从水力和碳经济性状两个方面比较分析了两种水分调节对策植物的种间差异。综合分析植物水分调节机制发现, 水力信号与化学信号的相互作用是植物水分调节行为的主控因素。最后提出3个亟待开展研究的问题: (1)针对不同地区开展植物水分关系相关性状的测定, 寻求可靠且普适的植物水分调节对策分类方法。(2)探索植物水分调节对策与水力、形态、结构、功能等性状之间的关联性, 为改进植被动态模型提供可靠的参数。(3)加深理解不同时空尺度上植物水分调节过程, 揭示植物对环境胁迫(尤其是干旱)的响应和适应机制。

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被引次数: CSCD(10)
12. FACE实验技术和方法回顾及其在全球变化研究中的应用
冯兆忠, 徐彦森, 尚博
植物生态学报    2020, 44 (4): 340-349.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0223
发布日期: 2020-03-26
摘要756)   HTML35)    PDF (1862KB)(883)    收藏

化石燃料的燃烧和城市化进程的加快导致大气中二氧化碳(CO2)和臭氧(O3)浓度日益升高, 大气气体浓度的变化会对植物个体和陆地生态系统结构与功能产生影响。CO2浓度升高增加了陆地生态系统碳汇能力, 而O3导致作物减产和生态系统固碳损失。自由空气中气体浓度增加(FACE)系统是最接近自然的一种模拟大气气体浓度增加对生态系统影响的研究平台, 已广泛应用于各种生态系统, 为理解陆地生态系统生态过程对全球变化的响应及评估未来情景的生态风险提供了重要科学依据。该文从FACE技术特点出发, 介绍了国内外建成的大型CO2/O3-FACE系统, 分析了FACE系统的不同布气方式在不同生态系统研究过程中的优点与缺点, 概述了全球FACE运行的现状和取得的主要成果, 并指出了FACE系统存在的主要问题和前沿研究方向。

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13. 刈割、围封、放牧三种利用方式下草原生态系统的多功能性与植物物种多样性之间的关系
李静鹏, 郑志荣, 赵念席, 高玉葆
植物生态学报    2016, 40 (8): 735-747.   DOI: 10.17521/cjpe.2015.0457
摘要1329)   HTML25)    PDF (4356KB)(2498)    收藏

随着全球变化对生物多样性的影响不断加剧, 生物多样性与生态系统功能之间相互关系(BEF)的研究显得极为重要。过去的20多年, BEF的研究大多集中在对物种多样性与单一或少数生态系统功能之间关系的探讨, 但生态系统最为重要的价值是同时维持多种服务和功能的能力, 基于此, 该文首次在国内引入近年来不断完善的生态系统多功能性(multifunctionality)的概念, 并对目前主流的评价方法进行了改进, 从而对内蒙古三种利用方式(刈割、围封、放牧)下的草地群落进行了多功能性评价, 并探讨了多功能性与物种多样性之间的关系。结果显示本研究改进的方法和目前主流方法评价得出的多功能性指数在样方和样地尺度上都有很高的相关性(R2 = 0.6956, p < 0.0001; R2 = 0.9231, p < 0.0001), 表明该文作者改进后的方法是可靠的。重度放牧的草地群落物种多样性水平最低, 绝大多数土壤功能指标较差, 表现出退化特征; 7年的围封和刈割群落均有较高的物种多样性水平和改善的土壤功能指标; 三者的多功能性指数为刈割(0.2178) >围封(0.0704) >放牧(-0.8031)。植被样方主要沿水肥梯度分布; 多样性指数中, 均匀度指数(Pielou index)和丰富度指数(Margelf index)对多功能性的影响作用最大, 均为样方尺度(R2 = 0.1871, p < 0.0001; R2 = 0.1601, p < 0.0001)小于样地尺度(R2 = 0.5921, p = 0.0093; R2 = 0.7499, p = 0.0007), 有尺度依赖性; 多功能性在样方和样地尺度上均与物种均匀度呈线性正相关关系, 而与物种丰富度呈单峰曲线关系。该文研究结果表明, 相对于重度放牧和围封, 刈割更有利于维持该地区生态系统的多功能性; 物种丰富度适中且物种分布均匀的生态系统可能有更好的多功能性。

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被引次数: Baidu(7) CSCD(6)
14. 被子植物翅果的多样性及演化
谭珂, 董书鹏, 卢涛, 张亚婧, 徐诗涛, 任明迅
植物生态学报    2018, 42 (8): 806-817.   DOI: 10.17521/cjpe.2018.0053
摘要3567)   HTML173)    PDF (2079KB)(1610)    收藏

翅果能够依靠风力进行传播, 可能是被子植物快速散布和物种分化的一个重要因素。狭义的翅果是指果皮延伸成翅且不开裂的干果; 广义的翅果则包括果皮、花被片或苞片形成果翅的所有果实。根据果翅形态及其生长方式的不同, 广义的翅果可分为单侧翅果、周位翅果(圆翅果与蝶翅果)、棱翅果、披针翅果、翼状萼翅果、叶状苞翅果6种类型, 其空中运动方式有自旋式(单侧翅果、翼状萼翅果)、波浪式(周位翅果、叶状苞翅果)、翻滚自旋式(周位翅果)、直升机式(披针翅果、翼状萼翅果)和滚筒式(棱翅果)。棱翅果与圆翅果在被子植物基部类群樟目就有发生, 并同时出现在单子叶植物和双子叶植物中, 可能是最早出现的翅果类型。翅果的演化过程呈现出果翅数量增加、果翅偏向单侧和果翅负荷(果实质量与果翅面积之比)降低的趋势, 以利于适应较小的风并增加传播距离。果翅除了促进果实与种子的风力传播外, 还具有物理防御、调节种子萌发和促进二次传播等作用。泛热带分布的金虎尾科有着极其丰富的翅果类型, 与其多次跨洋长距离扩散密切相关, 可以作为研究翅果适应与演化的一个模式类群。结合生态和演化-发育生物学方法, 研究不同类型翅果在适应风力传播方面的差异、萼片或苞片发育成翅的分子与遗传机制、翅果不同类型的演化历史及其对被子植物物种多样性的影响等是今后值得探讨的重要问题。

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15. 中国蔷薇科植物多样性格局及其资源植物保护现状
邹东廷, 王庆刚, 罗奥, 王志恒
植物生态学报    2019, 43 (1): 1-15.   DOI: 10.17521/cjpe.2018.0091
发布日期: 2018-06-01
摘要2836)   HTML79)    PDF (1557KB)(1396)    收藏

蔷薇科(Rosaceae)是在中国广泛分布并具有重要经济价值的植物类群, 但蔷薇科资源植物的物种多样性格局及其保护状况尚缺乏较系统的评估。该文旨在: 1)整理中国蔷薇科资源植物名录, 显示其物种多样性格局及热点地区, 并探究这一格局的形成机制。2)评估中国蔷薇科资源植物的保护状况, 为其保护规划提供基础数据。通过广泛收集整理《中国植物志》、省级植物志等资料中关于蔷薇科的记录, 建立了中国蔷薇科物种名录(共914种), 确定了物种的主要经济用途(包括食用植物、园林绿化植物、药用植物和水果种质资源), 并建立了每种植物的高精度分布图。在此基础上, 估算了蔷薇科全部物种及主要资源植物类别的物种多样性格局, 并利用广义线性模型和冗余分析探讨了蔷薇科物种多样性格局与环境的关系。最后将物种分布与中国国家级和省级自然保护区进行叠加分析, 评估了蔷薇科植物的保护现状。结果显示: 1)四川盆地北部、东部和西部山区以及横断山区是中国蔷薇科植物的热点地区。2)蔷薇科植物多样性主要受水分因子影响。3)横断山区、云南东南部和西藏东南部等地是保护薄弱物种集中的区域, 而悬钩子属(Rubus)等类群的保护不足。

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16. 基于随机森林模型的内陆干旱区植被指数变化与驱动力分析: 以北天山北坡中段为例
张文强, 罗格平, 郑宏伟, 王浩, HAMDI Rafiq, 何惠丽, 蔡鹏, 陈春波
植物生态学报    2020, 44 (11): 1113-1126.   DOI: 10.17521/cjpe.2020.0111
发布日期: 2020-07-07
摘要597)   HTML29)    PDF (13798KB)(788)    收藏

全球变化背景下的干旱区植被变化受气候变化和人类活动双重影响。定量评价植被变化特征及其驱动机制, 对监测干旱区区域生态环境变化, 促进区域可持续发展有重要意义。由于复杂多样的人类活动难以量化, 有关这方面的研究多局限于植被对气候变化的响应, 而对人类活动影响考虑不足, 导致关于这方面的认识存在较大的偏差和不确定性。该文首先提出与土地利用相关的人类活动量化表征方法; 然后运用多元线性回归模型和随机森林模型中的较优模型, 分析气候变化和具体的人类活动对北天山北坡中段归一化植被指数(NDVI)的影响。主要结果: (1) 2000-2015年期间北天山北坡中段年NDVI总体呈增加趋势; 基于随机森林构建的NDVI与气候因子和人类活动的模型拟合精度明显优于多元线性回归模型, 其决定系数(R2)至少提高了24%; (2)研究期内与耕地有关的人类活动对北天山北坡中段NDVI分布及时空变化的影响呈增加的特征, 在2000-2015年期间人类活动对NDVI变化的贡献率为0.59, 超过了气候因子。该项研究为气候变化和人类活动对植被的影响研究提供了新思路, 也为干旱区生态环境保护和恢复提供了科学依据。

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17. 植物功能性状权衡关系的研究进展
何芸雨, 郭水良, 王喆
植物生态学报    2019, 43 (12): 1021-1035.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0122
发布日期: 2020-01-19
摘要1958)   HTML76)    PDF (1156KB)(886)    收藏

植物功能性状权衡关系反映了植物在资源获取与分配中采取的不同策略, 是近年来生态学研究的一个热点问题。该综述从研究范围、叶性状、器官和植物类群4个方面入手, 简要介绍植物功能性状关系研究在近10余年是如何在叶经济谱(LES)的基础上逐渐扩展和深入的。1)相关研究拓展到全球更多极端环境与特殊气候地区, 发现在不同的气候环境条件下, 植物叶片功能性状关系相对稳定, 植物种内的功能性状关系已被证实与LES相似; 2)功能性状网络从最初的6个经济性状扩展到叶片的分解、燃烧和水力等性状, 发现叶片的分解速率和可燃性均与叶片形态性状、养分含量等显著相关, 但叶片水力性状与经济性状的关系则取决于所研究的物种及生存环境的水分条件; 3)研究对象从植物叶片拓展到了根、茎、花、种子及植株整体, 叶片的比叶质量与茎的木质密度、种子大小相耦合, 但叶片形态性状与根和花的相关性状却无显著相关关系, 证明这些器官可能是独立进化的; 4) LES可以很好地解释特殊维管植物的生存适应策略: 入侵植物具有较高的资源利用效率和更快的相对生长速率, 在LES中处于“低投入-快速回报”的一端; 食虫植物的叶片特化为捕食器官, 光合作用及生长速率相对较低, 居于LES “高投入-缓慢回报”的另一端, 此外, 无论是最古老的种子植物苏铁属(Cycas)植物, 或是蕨类和变水植物(苔藓和地衣), 其功能性状关系都与LES大致相同。该文梳理了功能性状关系研究的进展脉络, 提出了一些建议, 期望为未来植物功能性状关系研究的选题和发展提供一些参考。

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18. FvCB生物化学光合模型及A-Ci曲线测定
梁星云, 刘世荣
植物生态学报    2017, 41 (6): 693-706.   DOI: 10.17521/cjpe.2016.0283
摘要1708)   HTML29)    PDF (1164KB)(1928)    收藏

由Farquhar、von Caemmerer和Berry提出的生物化学光合模型(以下简称FvCB模型)是一个基于光合碳反应过程的CO2响应模型。此模型认为C3植物叶片光合速率(A)由3个生物化学过程速率中的最低者——核酮糖-1,5-双磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)所能支持的羧化速率、电子传递所能支持的核酮糖-1,5-双磷酸(RuBP)再生速率和磷酸丙糖(TP)利用速率决定。利用改进的FvCB模型对光合速率-胞间CO2浓度(A-Ci)曲线进行拟合, 能有效地估计最大羧化速率、最大电子传递速率、TP利用速率、明呼吸速率、叶肉细胞导度等生化参数, 促进我们对植物光合生理及其响应环境变化的理解和预测。该文首先详细地描述了FvCB模型, 并分析了此模型分段性和过参数化的特点。然后介绍利用FvCB模型对A-Ci曲线进行拟合, 从而估计叶片光合生化参数的研究进展。光合生化参数估计经历了主观分段、分段拟合到客观分段、整体拟合几个阶段, 目标函数的最小化方法也从传统的最小二乘法为主转向基于现代计算机技术的迭代算法(如遗传算法、模拟退火算法)。然而, 如要进一步提高参数估计的可靠性和精确性, 还需加强Rubisco动力学属性和温度依赖性方面的研究。最后, 为了获取能更有效地进行参数估计的光合数据, 根据目前对FvCB模型拟合的认知, 整合并改进了A-Ci曲线的测定方法。

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19. 水同位素分析与生态系统过程示踪: 技术、应用以及未来挑战
汤显辉, 陈永乐, 李芳, 宋欣
植物生态学报    2020, 44 (4): 350-359.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0204
发布日期: 2020-02-24
摘要1023)   HTML40)    PDF (1262KB)(731)    收藏

水分是生态系统的重要因子, 水同位素自然示踪和人工标记是研究生态系统水循环过程的重要方法, 利用水同位素所具有的示踪、整合和指示等功能特征, 通过测量和分析生态系统中不同组分所含水分的氢氧同位素比值的变化情况, 可实现生态系统蒸散发的拆分、植物水分来源判定和叶片水同位素富集机理研究, 是研究生态系统水循环过程机理和生态学效应不可或缺的技术手段。该文首先简要回顾了生态系统水同位素发展和应用的历史, 在此基础上阐述了水同位素技术和方法在生态学研究热点领域应用的基本原理, 概述了水同位素在植物水分来源判定、蒸散发拆分、露水来源拆分、降水的水汽来源拆分以及 17O-excess的研究进展, 并介绍了植物叶片水富集机理及基于稳定同位素的碳水耦合研究。最后, 指出了水同位素研究亟待解决的问题, 展望了水同位素应用的前沿方向, 旨在利用水同位素分析加深对生态系统的水分动态、植被格局和生理过程的理解。

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20. 《中国植被志》研编内容与规范
王国宏, 方精云, 郭柯, 谢宗强, 唐志尧, 沈泽昊, 王仁卿, 王襄平, 王德利, 强胜, 于丹, 彭少麟, 达良俊, 刘庆, 梁存柱
植物生态学报    2020, 44 (2): 128-178.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0272
发布日期: 2020-04-08
摘要1098)   HTML45)    PDF (1975KB)(792)    收藏

植被志是基于植被(或植物群落)调查资料, 全面记叙植被的外貌、物种组成、结构和功能, 以及地理分布和生境条件等特征, 并对同类植被进行归纳和总结的志书。《中国植被志》是第一部对中国植被进行全面记述的志书, 预计完成约48卷110册。在借鉴《中国植被》(1980)(简称“80方案”)植被分类基本原则的基础上,《中国植被志》将对中国植被分类系统的高级分类单位(植被型组、植被型和植被亚型)进行归纳和总结, 对中级和低级分类单位(群系组、群系、亚群系, 群丛组、群丛)进行详细描述。植被高级分类单位的描述具有概括性质, 是在中国植被分类系统中级和低级分类单位描述的基础上, 对其在全球和中国境内的地理分布、自然环境、群落外貌、植被类型及多样性、优势种或共优势种、生物多样性保育价值以及资源现状等进行概述, 并对“80方案”相关内容进行修订和拓展, 将提供对中国植被基本特征客观、准确的记述。在植被中级和低级分类单位中, 群系组描述的内容包括地理分布、自然环境、群落外貌、植被类型以及价值与保育等内容; 群系描述的主要内容包括地理分布、自然环境、生态特征、物种组成、群落结构、群丛组和群丛的分类与描述、优势种的生物学特性、生物量与生产力、植被动态与演替以及价值与保育等方面。作为植被志研编的核心内容, 群丛组和群丛的分类与描述主要基于植被调查资料, 采用数量分类方法, 根据群落结构和物种组成的差异划分出不同的植被类型, 并对其基本特征进行定量描述和归纳。其中, 群落的层片结构、特定植被分类单元的特征种或特征种组的筛选与甄别是植被类型划分的关键环节; 而群落外貌, 群落结构, 物种组成, 各类物种的生长习性、生境的偏适性等是群丛组和群丛描述与归纳的重点内容。该文提出了中国植被中级和低级分类单位的命名方案, 其特点在于植被类型的科学名称中同时体现了植被分类单元特征种或优势种的名称及其所属的高级植被分类单位(植被型组或植被型)的名称, 兼顾了植被名称的规范性与实用性。《中国植被志》的研编工作由文献整编、群落调查、数据分析与整理、文本撰写等环节组成。该文对植被样方的调查与收集, 文献收集与整编, 气候、土壤、地形等相关数据的来源及其整理方法, 植被分类方法, 植被命名, 植被分类单元描述的内容, 植被志章节编写大纲、体裁及撰写等多个规范进行了详细的阐述或示例。

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21. 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1150)   HTML15)    PDF (2888KB)(2149)    收藏

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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被引次数: Baidu(3) CSCD(3)
22. 野生动物监测技术和方法应用进展与展望
肖文宏, 周青松, 朱朝东, 吴东辉, 肖治术
植物生态学报    2020, 44 (4): 409-417.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0165
发布日期: 2020-03-26
摘要1635)   HTML44)    PDF (952KB)(711)    收藏

野生动物是生态系统研究和保护管理的重要生物类群, 对调控生态系统结构和功能, 维持生态系统健康平衡具有显著作用。科学监测数据是野生动物研究、保护、管理决策的前提基础, 但由于传统监测技术的限制, 野生动物的多样性特征及其与环境、生态系统的平衡机制未得到充分关注和研究。随着自动化、智能化、信息化技术的发展及应用, 野生动物监测技术和方法出现较大突破和变革。该文论述了近年来野生动物监测研究领域的重要新技术, 包括红外相机技术、全球定位系统(GPS)追踪技术、DNA条形码技术和高通量测序技术等。通过综合介绍相关的基础概念、基本原理, 该文总结了新技术的应用优势和重大应用进展, 同时探讨了新技术应用中存在的问题, 并对未来野生动物监测技术的发展趋势进行了展望。

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23. 菌根真菌在生态系统中的作用
梁宇, 郭良栋, 马克平
植物生态学报    2002, 26 (6): 739-745.  
摘要2893)      PDF (267KB)(2938)    收藏
菌根是一种植物营养根与土壤真菌形成的共生体,在自然界中分布广泛。本文着重从以下几个方面介绍相关的研究进展:1) 菌根真菌作为生态系统的重要组成部分,具有不可忽视的生物量,并成为连接绿色植物和食真菌者食物链的重要一环;2) 菌根真菌通过参与凋落物的酶降解过程影响有机物的循环,通过促进生物固氮、加速土壤磷的风化、提高土壤溶液离子的有效性以及直接吸收等过程影响氮、磷、钾、钙、镁等元素的无机循环;3) 菌根真菌与土壤微生物间存在有益的或拮抗的相互作用,并可以直接或间接地影响根际生物区系的组成和数量;菌根真菌通过对宿主植物的有益作用而影响植物的种间竞争,通过菌根网络而形成的种团可以在同种或不同种植物间实现资源的重新分配和共享;由于对种间关系的作用和对食物链的影响,菌根真菌对群落的物种构成和多样性的维持具有重要的作用;菌根真菌是群落演替过程的指示者,也是这一过程的参与者和推动者,并且菌根真菌的存在也有利于提高土壤团聚体的稳定性及促进灰壤的形成;4) 菌根真菌的种类和数量可以指示生态系统中自然的或人类活动引起的变化,并可以在生态系统的保护、恢复或重建过程中发挥重要作用。文章的最后还介绍了最新的研究热点和发展趋势。
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被引次数: Baidu(190) CSCD(45)
24. 涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用
陈世苹, 游翠海, 胡中民, 陈智, 张雷明, 王秋凤
植物生态学报    2020, 44 (4): 291-304.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0351
发布日期: 2020-04-30
摘要695)   HTML78)    PDF (1186KB)(699)    收藏

通量观测是定量描述土壤-植被-大气间物质循环和能量交换过程的基础。涡度相关技术作为直接测量植被冠层与大气间能量与物质交换通量的技术手段, 已经逐步发展成为国际通用的通量观测标准方法。随着涡度相关技术在全球碳水循环研究中的广泛应用, 长期连续的通量观测正在为准确评价生态系统碳固持能力、水分和能量平衡状况、生态系统对全球气候变化的反馈作用、区域和全球尺度模型的优化与验证、极端事件对生态系统结构与功能影响等方面的研究提供重要数据支撑和机制理解途径。通过站点尺度通量长期动态观测, 明确了不同气候区和植被类型生态系统碳水通量强度基线及其季节与年际变异特征。通过多站点联网观测, 在区域和全球尺度研究生态系统碳通量空间变异特征, 揭示了区域尺度上温度和降水对生态系统碳通量空间格局的生物地理学控制机制。该文概括地介绍了涡度相关技术的基本原理、假设与系统构成, 总结了涡度通量长期联网观测在陆地生态系统碳水通量研究中的主要应用, 并对通量研究发展前景进行了展望。

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25. 青藏高原及周边高山地区的植物繁殖生态学研究进展
张婵, 安宇梦, Yun JÄSCHKE, 王林林, 周知里, 王力平, 杨永平, 段元文
植物生态学报    2020, 44 (1): 1-21.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0296
发布日期: 2020-02-24
摘要1469)   HTML67)    PDF (1352KB)(732)    收藏

青藏高原及周边高山地区孕育了极为丰富的植物多样性资源, 研究该地区植物如何顺利完成繁殖过程有助于我们理解植物对典型高山环境的进化和适应机制。该文综述了青藏高原地区高山植物在资源分配、繁殖方式、花部特征演化等方面的研究进展, 包括全球气候变化对植物繁殖特征的影响, 以及一些新技术和新方法在本研究领域的应用。在高山地区限制性环境中, 随海拔升高, 繁殖分配通常表现出增大的趋势, 其中投入到雄性资源的比例上升, 但具体的资源分配模式还要取决于植株的交配系统、个体大小、生活史特征、遗传特性以及环境中的资源有效性等。面对资源和传粉的双重限制, 植物在不同繁殖方式之间存在权衡, 当传粉者稀少时, 克隆繁殖和自交有利于繁殖保障; 而有性繁殖和异交能够提高种子的质量和后代的遗传多样性, 从而在复杂多变的气候条件下有利于种群的维持。因此, 不同繁殖方式的结合以及泛化的传粉互作网络可能是应对高山限制性环境的最优选择。花部特征的演化主要受到当地传粉者的选择压力, 但是外来传粉者、植食者、盗蜜者以及非生物环境(如温度、雨水和紫外辐射等)对花部性状的影响越来越受到重视。近年来, 青藏高原因其脆弱性和对气候变化的高度敏感性而在全球气候变化研究中备受关注, 以全球变暖和氮沉降增加为显著特征的全球气候变化正在直接或间接地影响着该地区高山植物的繁殖特征。气候变化影响植物和传粉者的物候并引起物种的迁移, 最终将导致植物与传粉者的时空不匹配。植物通过改变花部特征(花展示、花冠结构、花报酬的数量和质量)来响应气候变化, 这可能会改变其传粉者的类型、数量和访花行为, 从而最终影响植物的繁殖成功。3D打印和高通量测序等新技术和新方法的应用有助于促进植物繁殖生态学研究的进一步发展。3D打印的花能够精确控制其形态构造, 可以用于研究精细的花部特征变化对于传粉者行为的影响, 在此基础上与人工饲养的传粉者结合使用, 有助于进一步研究传粉者介导的花部特征演化。随着高通量测序技术的发展, 植物繁殖生态学领域, 尤其是花部特征演化的许多重要问题的潜在机制得以深入研究。该文最后提出了目前研究中需要注意的问题以及值得深入研究的发展方向。

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26. 森林根系分泌物生态学研究: 问题与展望
尹华军, 张子良, 刘庆
植物生态学报    2018, 42 (11): 1055-1070.   DOI: 10.17521/cjpe.2018.0156
摘要2078)   HTML150)    PDF (4815KB)(1615)    收藏

植物根际过程与调控机理研究已成为当前土壤学最活跃、最敏感的研究领域, 而根系分泌物作为根系-土壤-微生物界面物质能量交换和信息传递的重要媒介物质, 是构成根际微生态系统活力与功能特征的内在驱动因素, 是根际概念与根际过程存在的重要前提和基础。然而, 由于传统的根际过程研究更强调以实际生产问题为导向, 加之农作物生长周期较短、操作便利等诸多因素, 以往对植物根系分泌物研究主要聚焦在农业生态系统, 而有关根系分泌物在森林生态系统中的重要作用与调控机理研究甚少, 认识相对零散和片段化。基于此, 该文结合作者实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 综述了森林根系分泌物的生态重要性, 重点论述了目前森林根系分泌物生态学研究中存在的主要问题与不足, 在此基础上展望了未来森林根系分泌物生态学研究中值得关注的重点方向和研究内容。

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27. 崇明东滩南部盐沼植被空间分布及影响因素分析
丁文慧, 姜俊彦, 李秀珍, 黄星, 李希之, 周云轩, 汤臣栋
植物生态学报    2015, 39 (7): 704-716.   DOI: 10.17521/cjpe.2015.0067
摘要789)   HTML6)    PDF (916KB)(2398)    收藏

崇明东滩南部滩面高程、土壤盐度在空间上呈明显的梯度变化规律。高程整体西高东低、北高南低, 盐度东北高、西南低, 两者共同限制着盐沼植物在空间上的分布。该文围绕崇明东滩南部主要植被类群及其空间分布, 探讨了土壤盐度、潮滩高程两大环境因子与植物种群分布的对应关系。基于2013年夏、秋季植被空间网格采样和空间插值, 分析了东滩南部植物的空间分布现状, 发现不同植物类群在高程和土壤盐度上存在极显著的差异(p < 0.01)。高程差异: 莎草科类群主要分布于高程区间2.93-4.07 m的低潮滩, 禾本科主要集中分布在高程3.13-4.31 m的中、高潮滩; 盐度差异: 海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)优势种群植被覆盖区表层30 cm的平均土壤盐度为(3.2 ± 0.6) g·kg-1, 显著高于其他类群植物分布区的平均土壤盐度(2.0 ± 0.3) g·kg-1 (p < 0.01)。崇明东滩湿地生态系统的关键种兼先锋种——海三棱藨草, 分布高程介于2.53-3.97 m, 而互花米草能适应海三棱藨草80%的高程区间, 两者在高程上存在竞争关系。统计数据显示, 研究区域中近90%的海三棱藨草分布在研究区东北部, 土壤盐度范围为1.6-4.5 g·kg-1, 海三棱藨草、互花米草能较好地适应该空间内的盐度胁迫, 两种植物在此交替出现。但是在高程和土壤盐度的综合作用下, 互花米草的生长状况更好, 因此该区的海三棱藨草很可能会被互花米草逐步取代。对各类群植被分布和优势面积的研究发现, 海三棱藨草总分布面积为294 hm2, 优势群落面积120 hm2, 海三棱藨草仅占莎草科植物总优势面积的15.7%, 占研究区总面积的6.9%, 在6种主要植物(芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、互花米草、糙叶薹草(Carex scabrifolia)、藨草(Scirpus triqueter)、海三棱藨草)中比重最小, 这给保护区内海三棱藨草种群的恢复和保护带来极大的挑战。

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被引次数: Baidu(27) CSCD(14)
28. 中国植物分布模拟研究现状
刘晓彤, 袁泉, 倪健
植物生态学报    2019, 43 (4): 273-283.   DOI: 10.17521/cjpe.2018.0237
摘要2125)   HTML123)    PDF (2324KB)(1427)    收藏

在过去的20年里, 物种分布模型已广泛应用于动植物地理分布的模拟研究。该文以植物物种分布模拟为例, 利用中国知网、维普网以及Web of Science文献数据库的检索与统计, 分析了2000-2018年间, 中国研究人员利用各种物种分布模型对植物物种分布模拟研究的发文量、模拟模型、物种类型、数据来源、研究目的等信息。最终共收集到366篇有效文献, 分析表明2011年以来中国的物种分布模型应用发展迅速, 且以最近5年最为迅猛, 在生态学、中草药业、农业和林业等行业部门应用广泛。在使用的33种模型中, 应用最广的为最大熵模型(MaxEnt)。有一半研究的环境数据仅包含气候数据, 另一半研究不仅包含气候数据还包括地形与土壤等数据; 环境及物种数据的来源多样, 国际及本土数据库均得到使用。模拟涉及有明确清单的562个植物种, 既有木本植物(52.7%), 也有草本植物(41.8%), 其中中草药、果树、园林植物、农作物等占比较高。研究目的主要集中在过去、现在和未来气候变化对植物种分布的影响及预测, 以及物种分布评估与生物多样性评价(包括入侵植物风险评估)两大方面。预测物种潜在分布范围与气候变化影响等基础研究, 与模拟物种适生区与推广种植等应用研究并重, 物种分布模型在生态学与农业、林业和中草药业等多学科、多行业开展多种应用, 多物种、多模型和多来源数据共同参与模拟与比较, 开发新的机理性物种分布模型, 拓展新的物种分布模拟应用领域, 是今后研究的重点发展方向。

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29. 根系分泌物介导下植物-土壤-微生物互作关系研究进展与展望
吴林坤, 林向民, 林文雄
植物生态学报    2014, 38 (3): 298-310.   DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00027
摘要3518)   HTML21)    PDF (621KB)(5479)    收藏

根系分泌物是植物与土壤进行物质交换和信息传递的重要载体物质, 是植物响应外界胁迫的重要途径, 是构成植物不同根际微生态特征的关键因素, 也是根际对话的主要调控者。根系分泌物对于生物地球化学循环、根际生态过程调控、植物生长发育等均具有重要功能, 尤其是在调控根际微生态系统结构与功能方面发挥着重要作用, 调节着植物-植物、植物-微生物、微生物-微生物间复杂的互作过程。植物化感作用、作物间套作、生物修复、生物入侵等都是现代农业生态学的研究热点, 它们都涉及十分复杂的根际生物学过程。越来越多的研究表明, 不论是同种植物还是不同种植物之间相互作用的正效应或是负效应, 都是由根系分泌物介导下的植物与特异微生物共同作用的结果。近年来, 随着现代生物技术的不断完善, 有关土壤这一“黑箱”的研究方法与技术取得了长足的进步, 尤其是各种宏组学技术(meta-omics technology), 如环境宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白组学、宏代谢组学等的问世, 极大地推进了人们对土壤生物世界的认知, 尤其是对植物地下部生物多样性和功能多样性的深层次剖析, 根际生物学特性的研究成果被广泛运用于指导生产实践。深入系统地研究根系分泌物介导下的植物-土壤-微生物的相互作用方式与机理, 对揭示土壤微生态系统功能、定向调控植物根际生物学过程、促进农业生产可持续发展等具有重要的指导意义。该文综述了根系分泌物的概念、组成及功能, 论述了根系分泌物介导下植物与细菌、真菌、土壤动物群之间的密切关系, 总结了探索根际生物学特性的各种研究技术及其优缺点, 并对该领域未来的研究方向进行了展望。

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被引次数: Baidu(141) CSCD(166)
30. 功能多样性和谱系多样性对热带云雾林群落构建的影响
程毅康, 张辉, 王旭, 龙文兴, 李超, 方燕山, 符明期, 朱孔新
植物生态学报    2019, 43 (3): 217-226.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0003
摘要1778)   HTML44)    PDF (7311KB)(756)    收藏

近年来, 功能多样性和谱系多样性为探究群落构建机制提供了新方法。为了更准确地了解海南岛高海拔热带云雾林群落构建机制, 该研究以海南岛霸王岭热带云雾林为对象, 测定7个环境因子和13个植物功能性状。利用主成分分析(PCA)筛选环境因子, 以霸王岭、尖峰岭和黎母山热带云雾林分布物种建立区域物种库, 结合模型, 分析Rao二次熵(RaoQ)和平均成对谱系距离(MPD)变化对植物群落构建的影响。结果表明: 林冠开阔度、土壤全磷含量和坡度是影响植物群落构建的关键环境因子。多数功能性状的系统发育信号很低且不显著, 说明热带云雾林群落的系统发育关系与功能性状随历史进程变化不一致。RaoQMPD的实际观测值都显著低于期望值, 且其标准效应值与土壤磷含量显著相关, 说明生境过滤是驱动热带云雾林群落构建的关键因子, 土壤磷含量是群落构建的关键环境筛。

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31. 中国-日本植物区系中的谱系地理间断及其形成机制
叶俊伟, 张阳, 王晓娟
植物生态学报    2017, 41 (9): 1003-1019.   DOI: 10.17521/cjpe.2016.0388
摘要1672)   HTML17)    PDF (430KB)(1190)    收藏

中国-日本植物区系极高的物种多样性是由多样的地形和气候条件、复杂的地质气候历史和海平面变化共同作用形成的。在揭示物种多样性形成和分化的驱动力时, 谱系地理学是一个有效的手段。以往的谱系地理研究表明谱系地理间断, 即不同基因谱系间的间断普遍存在。由西向东, 7个普遍存在的谱系地理间断位置位于湄公河-怒江分水岭、田中-楷永线、四川盆地、105° E附近、第二三阶梯分界线、华北地区以及东海和朝鲜海峡。这些谱系地理间断的形成可归因于历史因素和生态因素, 往往由地理隔离和环境隔离共同起作用。历史因素是地质事件和气候变化, 主要包括青藏高原隆起, 亚洲季风和内陆干旱的形成与增强, 干旱带的重新增强以及第四纪的气候波动和海平面变化。生态因素是适应性分化, 即不同环境中不同选择压力下形成的分化, 适应性分化可阻碍不同种群间的基因流, 形成谱系地理间断。不过, 同一谱系地理间断并不是在所有植物中共享, 因为不同植物有不同的生物学特性, 主要是扩散能力不同。最后, 该文从分化时间的准确估计、地理隔离和环境隔离的相对贡献率以及比较谱系地理学的应用3个方面对未来谱系地理间断研究的发展趋势进行了展望。

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被引次数: Baidu(4) CSCD(2)
32. 基于功能性状及系统发育的亚高寒草甸群落构建
车应弟, 刘旻霞, 李俐蓉, 焦骄, 肖卫
植物生态学报    2017, 41 (11): 1157-1167.   DOI: 10.17521/cjpe.2017.0211
摘要986)   HTML56)    PDF (1243KB)(2603)    收藏

为了解甘南藏族自治州亚高寒草甸植物群落在坡向梯度上的构建机制, 该文选取5个坡向的样地, 构建了植物群落系统发育树, 测定了各坡向土壤环境因子和植物叶片的功能性状, 检验了叶片功能性状的系统发育信号。结果表明: 坡向变化对土壤含水量、土壤养分含量影响显著。大部分植物的叶片特征在不同坡向的差异显著, 叶片干物质含量在南坡、西南坡较高, 比叶面积和叶片氮、磷含量在北坡和西北坡较高。叶片的磷含量具有微弱的系统发育信号, 而叶片干物质含量、比叶面积、叶片的氮含量均没表现出显著的系统发育信号。从南坡到北坡, 群落的系统发育结构由发散到聚集。生境过滤作用是南坡、西南坡群落构建的驱动因素, 种间竞争是北坡和西北坡群落构建的主要驱动力。西坡系统发育指数相反, 其构建机制比较复杂, 可能是几种机制共同作用的结果。

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被引次数: CSCD(1)
33. 中国植被分类系统修订方案
郭柯, 方精云, 王国宏, 唐志尧, 谢宗强, 沈泽昊, 王仁卿, 强胜, 梁存柱, 达良俊, 于丹
植物生态学报    2020, 44 (2): 111-127.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0271
发布日期: 2020-04-08
摘要1382)   HTML55)    PDF (879KB)(694)    收藏

为了推动《中国植被志》研编工作, 该文回顾了中国植被分类系统的发展过程和主要阶段性成果, 提出了作为《中国植被志》研编技术框架组成部分的中国植被分类系统修订方案, 对各植被型组及各植被型进行了简单定义和描述, 并针对中国植被分类系统若干问题, 特别就中国植被分类系统总体框架、混交林的界定以及土壤在植被分类中的重要性等问题进行了讨论。1960年侯学煜在《中国的植被》中首次提出了中国植被分类的原则和系统, 1980年出版的《中国植被》制定了分类等级和划分依据等更加完善的系统, 之后《中国植被及其地理格局——中华人民共和国1:1 000 000植被图说明书》和《中国植物区系与植被地理》以及很多省区的植被专著对该系统进行过修订。2017年宋永昌在《植被生态学》中提出了一个分类等级单位调整的方案。本次提出的中国植被分类系统修订方案基本沿用《中国植被》的植被分类原则、分类单位及系统, 采用“植物群落学-生态学”分类原则, 主要以植物群落特征及其与环境的关系作为分类依据, 包含三级主要分类单位, 即植被型(高级单位)、群系(中级单位)和群丛(低级单位); 在三个主要分类单位之上分别增加辅助单位植被型组、群系组和群丛组, 在植被型和群系之下主要根据群落的生态差异和实际需要可再增加植被亚型或亚群系。修订方案包含了森林、灌丛、草本植被(草地)、荒漠、高山冻原与稀疏植被、沼泽与水生植被(湿地)、农业植被、城市植被和无植被地段9个植被型组, 划分为48个植被型(含30个自然植被型、12个农业植被型、5个城市植被型和无植被地段)。自然植被中有23个植被型进一步划分出了81个植被亚型。

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34. 凋落物分解及其影响机制
贾丙瑞
植物生态学报    2019, 43 (8): 648-657.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0097
发布日期: 2019-12-12
摘要2855)   HTML68)    PDF (1128KB)(910)    收藏

为系统了解中国凋落物分解及其影响机制的研究进展, 基于当前常用的4个学术期刊数据库(中国知网、ISI Web of Science、ScienceDirect和Springer Link), 检索1986-2018年的相关文献并进行计量分析。中国凋落物分解研究以森林生态系统为主(占65%), 且多集中于易于观测的地上凋落物部分, 未来应加强地下部根系凋落物分解研究。凋落物分解研究对象通常选取当地优势种或主要组成物种(约占68%), 考虑到混合效应的存在, 仅依据单一凋落物分解研究结果来反映自然界中混合凋落物的实际分解特征具有局限性。目前中国凋落物分解研究主要集中在碳、氮、磷3种元素上, 应更多关注影响分解的重要化学组分(如钾、铁、锰、木质素、单宁等)和环境污染相关重金属元素的迁移转化及调控机理。未来需将植物-凋落物-土壤作为一个整体, 结合生态化学计量学, 系统研究各元素的生物地球化学循环过程、机制及耦合关系。氮沉降和气候变化对凋落物分解的影响是当前研究热点, 特别是氮、磷等多因子交互作用对凋落物分解的影响, 以及气候变暖背景下凋落物分解的温度敏感性、冻土区凋落物分解驱动机制的研究。

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35. 基于叶干质量比的杉木比叶面积估算模型的构建
彭曦, 闫文德, 王凤琪, 王光军, 玉昉永, 赵梅芳
植物生态学报    2018, 42 (2): 209-219.   DOI: 10.17521/cjpe.2017.0132
摘要1025)   HTML24)    PDF (1146KB)(1559)    收藏

随着叶片功能性状研究的不断深入, 通过简单易测量的叶片指标, 同时探究植物生活史权衡对策和估算林分生产力的研究需求日益增长, 例如叶干质量比(LDMC)和比叶面积(SLA)的相互转换。杉木(Cunninghamia lanceolata)是亚热带重要的常绿针叶树种, 基于LDMC对杉木SLA进行估算, 能够为核算SLA提供途径, 为机理解释和生产估算构建连接途径, 为小区域到大尺度、精算到估算搭建桥梁。该研究在湖南会同和河南信阳两个杉木生长区, 对处于不同小生境(坡向、坡位和冠层深度)以及不同生活史(林龄和叶龄)的叶片进行抽样和采集, 通过测得不同叶龄的单叶LDMCSLA, 初步探究在不同因子下两个性状值的分布差异, 进一步基于LDMC构建SLA估算模型并讨论以叶龄为差分因子对模型的影响。结果表明: 1)杉木SLA平均值为(103.15 ± 69.54) cm 2·g -1, LDMC为0.39 ± 0.11; 2)杉木LDMCSLA可用非线性模型进行估算, 模型符合估算要求; 3)其中一年生叶的拟合效果最好, 老叶(大于二年生叶)的拟合优度较低, 老叶较低的SLA (52.28-75.74 cm 2·g -1)可能暗示LDMC的变化保持相对独立性。该研究基于杉木LDMCSLA估算模型可信且有效, 且不同叶龄对LDMCSLA的影响可能预示着杉木叶片的响应敏感性和生活史权衡策略。

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36. 通量梯度法在温室气体及同位素通量观测研究中的应用与展望
赵佳玉, 肖薇, 张弥, 王晶苑, 温学发, 李旭辉
植物生态学报    2020, 44 (4): 305-317.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0227
发布日期: 2020-01-03
摘要798)   HTML48)    PDF (1156KB)(602)    收藏

通量梯度法与涡度相关法均是微气象学的物质和能量通量观测方法, 在没有高频气体分析仪或下垫面风浪区较小的情况下, 通量梯度法可以有效观测生态系统(或土壤)与大气之间的温室气体及其同位素通量, 同时也可以作为涡度相关法的配套观测和有益补充。该文回顾了通量梯度法的基本原理、概念和假设, 重点综述了温室气体浓度梯度以及相关湍流扩散系数的观测与计算的方法和理论, 概述了通量梯度法在森林、农田、草地、湿地和水体等生态系统观测温室气体通量的应用进展, 特别是在稳定同位素通量观测中的应用, 最后从影响温室气体和同位素的浓度梯度以及湍流扩散系数测定与计算等方面概述了应用注意事项及建议。

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37. 不同生境下荒漠植物红砂-珍珠猪毛菜混生根系的垂直分布规律
单立山, 苏铭, 张正中, 王洋, 王珊, 李毅
植物生态学报    2018, 42 (4): 475-486.   DOI: 10.17521/cjpe.2017.0300
发布日期: 2018-06-15
摘要1503)   HTML21)    PDF (1187KB)(1620)    收藏

植物种间相互作用及其对环境胁迫的响应一直是物种共存和生物多样性维持研究的一个热点, 从地下根系入手来探讨混生群落植物种间关系及其对环境胁迫响应的研究少见报道。该文以荒漠草原区(灵武)、典型荒漠区(张掖)和极端荒漠区(酒泉) 3个不同生境条件下单生与混生红砂(Reaumuria soongarica)和珍珠猪毛菜(Salsola passerina)为实验材料, 采用分层取样法对其垂直根系参数进行测定和分析, 探讨了两种植物根系分布对混生及荒漠环境梯度的响应。结果表明: 同一生境条件下, 混生红砂和珍珠猪毛菜比根长和比表面积均高于单生, 说明红砂、珍珠猪毛菜混生后其根系相互作用关系表现为互惠, 促进了植株对土壤养分和水分的吸收。不同生境条件下, 同一生长方式的红砂根系分布深度均大于珍珠猪毛菜, 且根系消弱系数也普遍高于珍珠猪毛菜, 说明二者在不同生境条件下占据不同生态位, 红砂表现为深根性, 根系位于土壤深层, 珍珠猪毛菜表现为浅根性, 根系分布于土壤浅层。随着荒漠环境胁迫增强, 单生和混生红砂与珍珠猪毛菜的比根长和比表面积均呈现出极端荒漠区>典型荒漠区>草原荒漠区的规律, 且生境越干旱, 混生群落根系分离越明显; 单生与混生红砂根系消弱系数也逐渐增大, 在极端干旱区达到最大值, 珍珠猪毛菜变化不大, 表明红砂-珍珠猪毛菜混生群落根系生态位分离随荒漠环境胁迫增强而加大, 验证了环境胁迫梯度假说。可见“地上聚生, 地下分离”的混生方式可能是红砂-珍珠猪毛菜混生群落适应干旱胁迫环境的生长策略。

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被引次数: Baidu(4)
38. 植物比叶质量研究进展
刘明秀, 梁国鲁
植物生态学报    2016, 40 (8): 847-860.   DOI: 10.17521/cjpe.2015.0428
摘要1362)   HTML18)    PDF (3754KB)(2164)    收藏

比叶质量(LMA)是叶片经济型谱中最基础的叶功能性状, 也是重要的复合型结构参数。LMA不仅与植物的许多生理反应密切相关, 而且能定量测定光合产物在单位叶面积的投入, 因而被认为是反映植物生态策略的重要指标。目前, 有关LMA的深入研究已在植物生态学、农学、林学、植物生理学领域全面展开。该文系统阐述了LMA在叶片整体、组织、细胞三个水平的结构解析和计算方法; 重点分析了LMA对光合作用的影响; 讨论了LMA的内在遗传差异以及外部的环境胁迫因子(温度、水分、光照)对LMA的影响, 以期梳理比叶质量研究的思路、策略和方法, 为今后的研究提供借鉴和参考。

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被引次数: Baidu(4) CSCD(5)
39. 高寒草甸退化过程中群落生产力和物种多样性的非线性响应机制研究
陈宁, 张扬建, 朱军涛, 李军祥, 刘瑶杰, 俎佳星, 丛楠, 黄珂, 王荔
植物生态学报    2018, 42 (1): 50-65.   DOI: 10.17521/cjpe.2017.0252
摘要1251)   HTML70)    PDF (1907KB)(2577)    收藏

为了阐释青藏高原高寒草甸退化的关键生态过程, 该研究依托藏北高原草地生态系统研究站(那曲站), 设置不同退化梯度实验, 即对照、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化5个梯度, 探究群落生产力和物种多样性对不同退化强度的响应机制。结果表明: 1)随着退化程度不断加剧, 地上生物量呈现线性或非线性增加趋势, 在重度退化处理下, 地上生物量显著高于对照32.3%, 其中高山嵩草(Kobresia pygmaea)地上生物量呈非线性下降趋势, 而矮火绒草(Leontopodium nanum)地上生物量呈非线性增加趋势; 2)与地上生物量的响应模式相反, 随着退化程度加剧, 地下生物量与总生物量均呈现非线性降低趋势; 3)高寒草甸退化过程中, 物种辛普森指数、丰富度指数、香农多样性指数和均匀度指数均呈现非线性上升趋势。结构等式方程结果表明, 土壤碳含量和体积含水量与地下生物量均呈现显著的正相关关系。土壤碳含量、体积含水量和砾石质量比对地上生物量无显著影响, 土壤碳、氮含量与物种多样性指数呈现显著的负相关关系。研究认为地上生产力的变化不能很好地指示草地的退化程度, 建议今后研究应以可食性牧草和毒杂草等植物功能群的变化来衡量草地退化。

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被引次数: Baidu(678) CSCD(1)
40. 云南普洱30 hm2季风常绿阔叶林动态监测样地群丛数量分类
李帅锋, 郎学东, 黄小波, 王艳红, 刘万德, 徐崇华, 苏建荣
植物生态学报    2020, 44 (3): 236-247.   DOI: 10.17521/cjpe.2019.0268
发布日期: 2020-04-03
摘要718)   HTML27)    PDF (2025KB)(648)    收藏

季风常绿阔叶林是我国南亚热带典型的地带性植被, 建立森林动态监测样地是研究生物多样性维持和群落构建机制的重要平台。该文以普洱30 hm 2森林动态监测样地为研究对象, 采用多元回归树、重要值、主成分分析与指示种相结合的方法对样地内750个样方进行群丛数量分类, 以获取季风常绿阔叶林森林植被群丛类型。结果表明: 森林动态监测样地共发现木本植物271种, 隶属于78科178属, 群落类型为短刺锥(Castanopsis echidnocarpa)群系, 可划分4个群丛类型, 分别是珍珠花+毛银柴-短刺锥+泥柯群丛(Lyonia ovalifolia + Aporosa villosa - Castanopsis echidnocarpa + Lithocarpus fenestratus Association)、云南瘿椒树+耳叶柯-短刺锥+西南木荷群丛(Tapiscia yunnanensis + Lithocarpus grandifolius - Castanopsis echidnocarpa + Schima wallichii Association)、大果杜英+黄药大头茶-短刺锥+西南木荷群丛(Elaeocarpus sikkimensis + Polyspora chrysandra - Castanopsis echidnocarpa + Schima wallichii Association)、西桦+尼泊尔桤木-短刺锥+枹丝锥群丛(Betula alnoides + Alnus nepalensis - Castanopsis echidnocarpa + Castanopsis calathiformis Association)。群丛间物种分布存在较多过渡重叠, 指示物种是区分群丛类型的主要依据, 海拔与坡向对群丛分类有较大的影响, 坡度对群丛分类影响较小。

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