植物生态学报-最新录用

不同外部干扰对根茎型克隆植物甘草自然种群的植株生长及药用成分含量的影响

叶学华薛建国谢秀芳黄振英 — 2020-09-03 00:00:00.0

克隆植物, 特别是游击型克隆植物, 其分株在一定时间段往往通过连接结构(即间隔子)连接在一起形成克隆网络, 基于克隆网络的克隆植物特性显著提高了克隆植物应对外部干扰的能力。长期封育禁牧使得甘草(Glycyrrhiza uralensis)自然种群免受外部干扰, 却并没有促使受破坏的甘草自然种群快速恢复。因为克隆整合、克隆储存及克隆分株的选择性放置等克隆植物特性的存在, 适度的外部干扰有利于根茎型克隆植物甘草的生长与繁衍。但外部干扰与克隆植物特性在甘草种群恢复中的作用及其机理目前并不清楚。该研究以甘草自然种群为研究对象, 通过野外控制实验进行模拟动物采食和人工采挖干扰, 探讨不同程度干扰对甘草自然种群生长和药用成分含量的影响。结果表明在中度放牧采食干扰或者人工采挖干扰下, 甘草自然种群的分株密度、高度和地上生物量与对照相比均没有显著差异, 甘草表现出等补偿生长; 而在不同类型的重度干扰下, 甘草产生的响应不一致。重度放牧采食干扰下甘草表现出欠补偿生长, 而重度人工采挖干扰下甘草表现出超补偿生长。克隆植物特性在甘草应对外部干扰过程中发挥着重要作用。外部干扰一定程度上提高了甘草中甘草苷和甘草酸的含量, 从而提升药材的品质。进一步的研究应该关注于甘草自然种群与环境因子之间的关系, 解析甘草自然种群退化的原因, 提出相应的复壮技术, 探讨可持续利用的管理模式。

芨芨草叶片养分特征对氮、磷不同添加水平的响应

李军军李萌茹齐兴娥王立龙徐世健 — 2020-09-03 00:00:00.0

植物叶片氮(N)、磷(P)养分特征受土壤可利用性N、P含量和N、P相对比例(N:P)的共同影响，研究其作用机制有助于解释和评估土壤养分变化对植物养分利用策略的影响。该研究通过盆栽实验，探讨芨芨草(Achnatherum splendens )养分化学计量学特征和叶片养分回收特征对不同剂量的养分添加(低、中、高3个N添加水平：1.5、4.5、13.5g N?m-2?a-1)及不同土壤N:P(5、15、25)的响应。结果表明：养分添加水平的增加显著提高了成熟叶片P含量和衰老叶片N、P含量，显著降低了叶片N、P养分回收效率(NRE, PRE)。土壤N:P的增加显著降低了衰老叶片P含量和叶片NRE，但增加了成熟和衰老叶片N:P和叶片PRE。相同养分添加水平条件下，土壤N:P与叶片PRE显著正相关，但与叶片NRE无显著相关性；相同N:P条件下，养分添加水平与NRE负相关，但与PRE无显著相关性。植物NRE:PRE可以有效地反映变化环境所导致的植物对N、P需求的改变。土壤养分添加水平和N:P共同影响着芨芨草的叶片养分生态化学计量学特征和养分回收。

中国西北针茅草原的基本群落特征

陆帅志乔鲜果赵利清王孜高趁光王静郭柯 — 2020-09-03 00:00:00.0

西北针茅（Stipa sareptana var. krylovii）群系是亚洲中部地区特有的典型草原之一，也是生态适应性最广的草原类型，向东可以在呼伦贝尔高原与草甸草原重叠分布，向西可以在乌兰察布高原、天山等地区与荒漠草原形成复合分布，向南可分布至黄土高原与暖温带草原镶嵌分布，还可在青藏高原的东缘与高寒草原混生。本研究调查了中国西北针茅群系的主要植被类型，通过对117个样地的调查数据分析，量化描述了该群系的基本群落特征。结果表明，中国西北针茅群系共有种子植物336种，分属于36科，131属，物种数大于15的科有禾本科、菊科、豆科、蔷薇科、藜科和百合科；物种存在度等级划分中，Ⅰ级（0-20%）植物占比91.67%，多为群落中的偶见种或稀有种，最为常见的植物除西北针茅外，也有糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)、冰草(Agropyron cristatum)、洽草(Koeleria cristata)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、猪毛菜(Salsola collina)、细叶韭(Allium tenuissimum)和羊草(Leymus chinensis)等；生活型组成上以地面芽植物最多，占66.37%；水分生态类型以旱生植物最多，占61.19%；区系地理成分以东古北极植物占优势，占33.33%。基于群落-外貌分类原则，将西北针茅群系划分为6个群丛组，45个群丛。

全球变化对食物网结构影响机制的研究进展（生态系统结构与功能专辑）

王晴晴高燕王嵘 — 2020-09-03 00:00:00.0

食物网主要依靠基于不同营养级间物种互作形成的上行与下行调控维持其结构。全球变化能够改变种间关系, 威胁生物多样性的维持, 然而目前对全球变化改变食物网结构的机制仍处于探索阶段。近年来通过大时空格局与多营养级食物网研究, 发现全球变化的作用机制主要可归结为三种: 物候错配、关键种丧失与生物入侵。该文聚焦于这三种机制, 综述各种机制造成食物网结构变化并探讨相关的进化与生态驱动因素。三种干扰机制均通过改变原有种间关系, 影响食物网调控, 改变食物网结。不同的是, 物候错配造成的种间关系变化是由于不同物种的物候对全球变化产生非同步响应所致; 关键种丧失则使营养级间取食/捕食关系发生变化甚至缺失; 而入侵物种通过竞争排除同营养级物种改变种间关系。最后, 本文提出食物网结构变化的实质是物种是否能够适应快速变化的生态环境, 并据此展望未来研究方向。随着全球变化影响日益加剧, 急需继续深入探索导致全球变化下食物网结构改变的机制, 为制定合理的生物多样性保护与生态修复规划提供重要理论支撑。

植株大小、枝龄和环境共同驱动红松枝性状的变异

于青含金光泽刘志理 — 2020-09-03 00:00:00.0

许多枝性状的变异受植株大小、枝龄或环境的影响，但少有研究同时评估这些因素对枝性状种内变异的重要性。本研究以红松(Pinus koraiensis)为研究对象，通过测定69株0.3–100 cm胸径(DBH)范围内不同年龄枝的形态性状、化学性状和解剖性状，探讨植株大小(DBH或树高)、枝龄与环境因素(光照强度、土壤养分及土壤含水率)对枝性状的影响。结果表明：(1) DBH与树高对枝性状的影响存在差异：木质密度(WD)、木质部面积占比(RXA)、韧皮部面积占比(RPHA)及髓面积占比(RPA)对DBH更敏感，而树脂道总面积占比(RRC)和枝氮含量(WN)受树高影响更大；(2) 枝龄是导致红松枝性状种内变异的最主要因素，植株大小次之，而环境因素的影响最小；(3) WD、RPHA与DBH显著正相关，RPA与DBH显著负相关，RRC、WN与树高显著正相关；除WN外，其余枝性状与枝龄均显著相关，且随着树木生长，RRC随枝龄减小的速率加剧，相反，RPA随枝龄减小的速率减缓。研究结果有助于了解局域尺度上枝性状种内变异的影响因素以及枝条应对环境变异的适应机制。

川西亚高山不同演替阶段天然次生林土壤碳氮及酶活性特征

胡宗达刘世荣罗明霞胡璟刘兴良李亚非余昊欧定华 — 2020-09-03 00:00:00.0

为了解次生林自然更新演替过程中土壤碳氮含量及酶活性的变化规律, 采用空间代替时间的方法, 在川西亚高山米亚罗林区选取环境条件基本一致的60、70和80年代采伐迹地自然更新演替的次生林(60-NSF、70-NSF和80-NSF)和岷江冷杉原始林(对照, CK)为对象, 研究了表层(0?20 cm)土壤碳氮含量和土壤酶活性的关系。结果表明: 表层土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFOC)均随森林植被更新演替呈显著降低趋势, 而全氮(TN)和可溶性有机氮(DON)则表现为60-NSF < 80-NSF < 70-NSF, 但70-NSF和80-NSF间差异不显著; 次生林表层土壤有机碳氮及其组分均低于CK, 其中80-NSF的DOC和DON与CK差异不显著。次生林的β-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和多酚氧化酶(PHO)活性均显著低于CK, 纤维素水解酶(CBH)和过氧化物酶(PEO)与CK无显著差异; 天然次生林中, 60-NSF的βG和CBH活性显著低于70-NSF和80-NSF; 80-NSF的NAG活性显著高于60-NSF和70-NSF; 4种林型之间的PEO无显著性差异。Pearson相关分析和冗余分析显示, 土壤TN、 LFOC和DOC含量与土壤酶活性显著相关, 其中TN解释了酶活性变化的65.4%, 说明土壤氮含量变化可能会影响到土壤碳的水解酶活性, 同时也表明土壤微生物优先利用易分解碳和氮。因此, 次生林近60 a的天然更新演替引起了TN、LFOC及DOC含量的显著下降, 导致表层土壤某些胞外酶(如βG、CBH和NAG)活性降低。从土壤酶活性角度看, 原始林比早期演替阶段的次生林(<60 a)更有利于川西亚高山高海拔森林生态系统的碳氮养分循环。

华北盐碱化草地土壤净氮矿化速率对不同水平氮添加的响应

徐小惠刁华杰覃楚仪郝杰申颜董宽虎王常慧 — 2020-09-03 00:00:00.0

【目的】随着现代工农业的发展以及化石燃料的燃烧，大气氮沉降的量逐年上升，活性氮随着干湿沉降进入土壤会对陆地生态系统的结构和功能产生长期的影响，尤其影响土壤氮循环过程和生态系统生产力。我国北方农牧交错带草地生态系统受农业和牧业的双重影响，氮沉降的量超过了天然牧区草地生态系统。在华北农牧交错带地区，盐碱化草地分布面积广，土壤盐渍化程度影响了土壤养分状况，所以对于养分贫瘠的盐碱化草地生态系统，大气氮沉降如何影响土壤氮循环过程是一个目前尚未解决的问题。【方法】我们在位于华北地区山西省右玉县境内的盐碱化草地建立了一个模拟氮沉降的试验平台，设置8个氮添加水平，分别为0、1、2、4、8、16、24、32 g N m-2 y-1，生长季5-9月，每月月初以喷施的方式等量添加硝酸铵（NH4NO3）。从2017年5月到2019年10月，运用顶盖PVC管法每月一次进行净氮矿化速率的测定同时计算了净氮矿化速率对不同水平氮添加的敏感性。【主要结果】结果表明，（1）高水平氮添加（N16、N24、N32）显著增加土壤无机氮库（p < 0.05）；（2）该盐碱化草地土壤氮矿化以硝化作用为主，经过三年氮添加以后，高氮添加（N24、N32）显著促进了土壤净硝化速率，并且不同氮添加水平在不同的月份和年份中表现出差异性响应；（3）不同氮添加水平对土壤净氮矿化敏感性的影响在不同降水年份差异显著，短期低水平氮添加提高了土壤净氮矿化的敏感性，而高水平氮添加降低土壤净氮矿化敏感性；（4）盐碱化草地土壤净氮矿化速率与土壤温度和水分呈正相关关系，与土壤pH值呈负相关关系。因此，在当前氮沉降增加的背景下，北方盐碱化草地土壤氮矿化速率对低氮添加的敏感性较高，结合氮沉降的特点，未来模型预测应该同时考虑氮沉降对盐碱化草地的可能影响。

西南喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤化学计量特征

胡琪娟盛茂银殷婕白义鑫 — 2020-08-27 00:00:00.0

为了解西南喀斯特石漠化适生植物构树(Broussonetia papyrifera)对贫瘠土壤养分环境的适应策略，及其细根、根际土壤的化学计量特征对石漠化等级的响应，本研究以西南喀斯特石漠化环境适生植物构树为研究对象，运用生态化学计量学方法，开展不同等级石漠化环境构树细根、根际土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全钙(Ca)及全镁(Mg)养分含量特征及C、N、P化学计量特征研究。结果表明，除Ca含量外，喀斯特石漠化适生植物构树细根、根际土壤的养分含量均处于较低水平；细根N:P为12.59，表明构树生长受N和P共同限制；随着石漠化等级的增加，细根C、N含量和C:N、C:P呈先降后升的变化趋势，K、P含量是则表现为先升后降，Ca、Mg含量和N:P无明显变化规律；不同等级石漠化环境中的构树根际土壤N、P、K、Ca含量呈不同的变化趋势，而C、Mg含量及C、N、P化学计量特征则较为稳定；细根与根际土壤养的化学计量特征之间存在显著的相关性，二者的C、P、Ca、Mg含量、C:N、C:P分别对应呈显著正相关，而N含量呈极显著负相关；细根的K含量则较为稳定，几乎不受根际土壤养分的影响。

法瑞学派的发展历史及其对当代植被生态学的影响

张健宋坤宋永昌 — 2020-08-27 00:00:00.0

法瑞学派也称Braun-Blanquet学派，盛行于欧洲大陆，也是当今全球植被科学的一个重要学派。该文对这一学派的发展历史、植被科学理论和野外实践，以及群落分类系统做了简要介绍。法瑞学派的发展可分为开创(1910–1943)、发展(1945–1980)、分化(1980–1990)和融合(1990年至今)四个时期。法瑞学派重视野外实践，强调植物群落内的相互关系和动态发展，强调植物群落主要属性是物种组成，以及特征种(或鉴别种)在群落分类和评价环境中的重要作用；制定了一套详细的野外调查方法和样地归类的程序；建立了以“群丛”为基本等级的一个自下而上严谨的、正规的植被分类体系；具有理论上的兼容性和技术上的开放性等优点。这些都为当代植被生态学的发展奠定了坚实的基础。同时，法瑞学派在特征种界定、群丛定义、样地数据集成与转换、与生态外貌系统连接等方面存在一些尚需改进的地方。最后，该文概述了法瑞学派在中国的发展历史与现状，以及目前在中国植被研究中所能发挥的作用。

青藏高原高寒草甸植物花寿命与花吸引特征的关系及其对雌性繁殖成功的影响

王玉贤侯盟谢言言刘左军赵志刚路宁娜 — 2020-08-10 00:00:00.0

花寿命(Floral longevity)指花保持开放且具有功能的时间长度，是开花植物繁殖成功的一个重要功能性状。可塑性延长花寿命是植物在不利的传粉环境中保障繁殖的一种策略，但延长花寿命也会增加繁殖成本。花寿命的可塑性变异不仅受传粉环境的影响，而且还受资源分配权衡的影响。花寿命的理论模型指出，植物的花寿命与花吸引特征之间存在资源分配权衡。为了研究在花粉限制环境中，植物花寿命与花吸引特征之间的资源权衡及其对雌性适合度的相对重要性。本研究以青藏高原高寒草甸不同海拔(2,900 m和3,600 m)的11种开花植物为研究对象，分析了不同植物群落中, 物种水平上：(1)花寿命与花吸引特征(花大小以及开花数目)之间的相关关系；(2) 花寿命与花吸引特征对植物雌性适合度的相对贡献。结果表明，无论是低海拔还是高海拔植物群落，植物的花寿命与开花数目之间均存在权衡关系，且长花寿命增加了植物的雌性适合度。但在高海拔环境中，植物的雌性适合度只与花寿命有关。这说明相对于低海拔植物，花寿命对高海拔植物的雌性繁殖成功更为重要。

青藏高原不同高寒草地类型土壤酶活性及其影响因子（青藏高原高寒草地专辑）

汪子微万松泽蒋洪毛胡扬马书琴陈有超鲁旭阳 — 2020-08-10 00:00:00.0

土壤酶活性作为生态系统养分循环的关键因素，是反应土壤质量和生态系统功能的重要指标，但是关于高寒草地生态系统中不同草地类型间酶活性的差异研究还很少。因此，该研究在藏北高寒草地选择高寒草甸(AM)、高寒草原(AS)、高寒草甸草原(AMS)、高寒荒漠草原(ADS)和高寒荒漠(AS) 5种草地类型进行野外原位调查和采样，测定了涉及碳(C)、氮(N)和磷(P)循环的14种酶的活性，并建立了高寒草地酶活性与土壤微生物和土壤理化性质等环境因子的关系。结果表明：C循环酶(蔗糖酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和过氧化物酶)和P循环酶(碱性磷酸酶)在不同高寒草地类型间活性差异明显，N循环酶中仅芳香氨基酶和亚硝酸盐还原酶两种酶在不同高寒草地类型间活性差异明显。同时，C、N和P循环酶之间存在一定的相关关系，其中，蔗糖酶和碱性磷酸酶、纤维素酶和α-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著正相关，多酚氧化酶与亚硝酸盐还原酶和β-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著负相关。在测定的19个环境指标中，土壤有机质(SOM)含量、革兰氏阴性菌(G-)数量、土壤N和P含量计量比(N/P)、革兰氏阳性菌(G+)数量、细菌(Bacteria)数量、放线菌(Actinomycetes)数量、全氮 (TN) 含量、真菌(Fungi)数量是影响土壤酶活性的关键因子，且SOM含量的影响最大(解释量为11.9%)。综上所述，不同高寒草地类型间C循环酶、P循环酶和两种N循环酶(芳香氨基酶和亚硝酸盐还原酶)活性差异显著，SOM、微生物数量和N含量等是影响高寒草地生态系统土壤酶活性的关键因子。该研究结果将对预测青藏高原高寒草地生态系统土壤酶活性及其对全球变化的响应和机理提供科学参考，同时为高寒草地生态系统初级生产力的维持提供理论依据。

不同植物来源可溶性有机质对亚热带森林土壤酶活性的影响

梅孔灿程蕾张秋芳林开淼周嘉聪曾泉鑫吴玥徐建国陈岳民 — 2020-08-10 00:00:00.0

探究不同植物来源可溶性有机质(dissolved organic matter, DOM)进入土壤后对酶活性的影响, 可以为降水淋溶下亚热带地区不同森林生态系统土壤碳循环提供科学依据。该研究提取杉木(Cunninghamia lanceolata)、木荷(Schima superba)和楠木(Phoebe zherman)三种植物鲜叶中的DOM分别输入杉木人工林土壤中, 以等量的去离子水添加为对照, 进行25天的室内培养。培养结束后测定土壤理化性质、微生物生物量和酶活性等指标。结果表明: 与对照处理(CT)相比, 添加三种叶片DOM后, 土壤总有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和碳氮比均无显著变化。杉木叶片DOM添加处理(CL)的TN含量显著低于木荷叶片DOM添加处理(SL)和楠木叶片DOM添加处理(PL), 碳氮比显著高于SL和PL。三种叶片DOM输入整体上提高了土壤可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)的含量。叶片DOM输入后土壤微生物生物量碳(MBC)无显著变化, 然而CL和SL的土壤微生物生物量氮(MBN)分别比CT降低了50.9%和51.1%, PL的MBN比CT提高了54.0%。与CT相比, 不同植物来源DOM输入后, β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)和过氧化物酶(PEO)三种酶活性均显著上升, 而多酚氧化酶(PPO)活性则显著下降; 此外, βG和CBH活性均表现出CL > SL > PL的特征。相关性分析的结果表明, 添加叶片DOM三种处理的SOC、TN、MBN含量和βG、CBH的活性都与所输入DOM的DOC含量和腐殖化指数(HIX)显著相关, 此外, 土壤MBN含量和PPO活性与输入叶片DOM的pH值呈正相关关系。冗余分析(RDA)的结果表明, 叶片DOM输入后引起土壤酶活性变化的关键因子是DON和DOC。总体来说, 不同植物来源DOM性质的差异会影响土壤碳循环水解酶的活性, 而叶片DOM输入后增加了土壤碳和氮的有效性, 引起4种碳循环酶的不同响应。这为探究降水丰富的亚热带森林生态系统碳循环的过程提供了理论依据。

藏北高寒草地土壤有机质化学组成对土壤蛋白酶和脲酶活性的影响（青藏高原高寒草地专辑）

马书琴汪子微陈有超鲁旭阳 — 2020-08-07 00:00:00.0

土壤酶作为生态系统的生物催化剂, 是土壤有机体的代谢驱动力, 在土壤物质循环和能量转化过程中起着重要作用。该研究以藏北5种不同类型高寒草地(高寒草甸, 高寒草原, 高寒草甸草原, 高寒荒漠草原和高寒荒漠)为研究对象, 利用热裂解气质联用技术(Py-GC/MS)分析不同类型草地土壤有机质化学组成, 并建立其与土壤蛋白酶和脲酶活性之间的相互关系。结果表明, 5种高寒草地土壤(0-15 cm)的酶活性表现出一定差异性, 高寒荒漠草原土壤的脲酶活性显著高于蛋白酶活性, 而其余类型高寒草地的脲酶和蛋白酶活性之间的差异未达到显著水平; 蛋白酶活性在5种高寒草地土壤之间的差异显著, 而脲酶活性在5种草地土壤之间的差异性未达到显著水平。相关分析发现, 土壤蛋白酶活性与土壤有机质烷烃、烯烃和芳香烃的相对丰度和糠醛: 吡咯的比值密切相关, 土壤脲酶活性与土壤有机质化学之间相关性未达到显著水平。综上所述, 高寒草地类型和土壤有机质化学是影响高寒草地土壤蛋白酶活性的重要因素, 而对土壤脲酶活性的影响均未达到显著水平, 其影响因素有待进一步深入的研究。

中国长芒草群系的群落特征

乔鲜果郭柯赵利清王孜刘长成 — 2020-08-07 00:00:00.0

长芒草(Stipa bungeana)群系是欧亚大陆草原区东南部的主要针茅草原类型之一, 中国特有群系类型, 以黄土高原及其周边为集中分布区。由于农业开垦等人为活动, 其天然植被保存不多, 现有分布破碎化严重或处于不稳定的演替阶段。该文利用2013-2019年在全国范围内调查的108个样地的数据, 对长芒草群系的地理分布、物种组成、生态特征和群落分类做了详细的描述和研究。结果表明: 长芒草群系在陕北、宁南、陇东、陇中、晋北、阴南黄土丘陵和鄂尔多斯高原的分布较为集中, 通常发育在黄绵土或栗钙土上, 海拔高度在(1) 631-3174 (4098) m之间。108个样地内共记录到种子植物37科109属214种, 大多为偶见种或稀有种, 生活型组成上以地面芽植物或多年生杂类草居多, 水分生态类型以旱生, 尤其是中旱生和典型旱生植物居多, 区系地理成分以东亚成分、东古北极成分和亚洲中部成分较多。群落的高度、盖度、生物量及物种丰富度变化幅度均较大, 这些与生境的湿润程度和干扰状况密切关联。长芒草群系划分为7个群丛组, 37个群丛。

梯度增温对高寒沙区生物土壤结皮-土壤系统呼吸的影响

赵河聚岳艳鹏贾晓红成龙吴波李元寿周虹赵雪彬 — 2020-07-31 00:00:00.0

摘要生物土壤结皮是高寒沙区重要的地表覆盖类型, 研究增温对高寒地区生物土壤结皮-土壤系统呼吸的影响, 能够为准确评估高寒生态系统中生物土壤结皮对气候变化的响应和反馈提供一定的参考。该文以人工植被恢复区的苔藓和藻类结皮为研究对象, 采用被动式增温装置OTC进行模拟梯度增温, 观测增温条件下苔藓和藻类结皮-土壤系统呼吸速率的日动态和生长季动态, 探讨增温对其CO2释放量和温度敏感性的影响。主要研究结果为, 增温未改变苔藓和藻类结皮-土壤系统呼吸速率的日和生长季动态特征, 均呈“单峰”曲线, 日动态峰值出现在13: 00左右, 生长季动态峰值出现在8月左右; 增温改变了生物土壤结皮-土壤系统呼吸速率的日动态峰值。相对干旱年份(2017), 适度增温增加了两类生物土壤结皮-土壤系统生长季累积CO2释放量, 过高幅度增温, 两类生物土壤结皮-土壤系统CO2释放量的增加程度降低; 相对湿润年份(2018), 增温幅度越高, 两类生物土壤结皮-土壤系统CO2释放量增加程度越大。两种类型生物土壤结皮-土壤系统呼吸速率与温度间的关系均可以用指数函数较好地描述, 相对干旱年份, 增温幅度越高, 苔藓和藻类结皮-土壤呼吸的温度敏感性越小, 变化范围分别为1.47–1.61和 1.60–1.95; 相对湿润年份, 增温幅度越高, 温度敏感性越大, 变化范围分别为1.44–1.68和1.44–1.76。该研究表明, 全球气候变暖很大程度地增强了高寒生态系统中生物土壤结皮-土壤系统的呼吸作用, 因此在准确评估高寒生态系统碳循环过程时, 应充分考虑气候变暖对该区广泛分布的生物土壤结皮所产生的影响。

银合欢成功入侵热带季雨林先锋群落的关键因素研究

罗金环谭照远陈斌陈广武姜凯何奇芳张辉 — 2020-08-20 00:00:00.0

由于高生长速率、耐旱性强, 银合欢(Leucaena leucocephala)被广泛应用于修复世界各地的退化热带森林, 但它也是一种全球性的外来入侵植物。已经有研究表明, 高生长速率可以帮助银合欢成功入侵亚热带森林, 但是目前还不清楚高生长速率和耐旱性强是否能帮助银合欢入侵热带季雨林。该研究以位于中国三亚抱坡岭被银合欢入侵的热带季雨林先锋群落为研究对象, 通过t检验比较银合欢和8个热带季雨林先锋群落的本地优势种在干季和湿季时的与快速生长(光合速率、气孔导度和蒸腾速率)和耐旱性(叶片膨压丧失点)紧密相关的功能性状的差异, 并利用主成分分析(PCA)研究这些功能性状是否能很好地区分银合欢和其他8个本地优势种。结果表明: 银合欢在干湿季均能快速的生长(比本地物种显著更高的光合速率、气孔导度和蒸腾速率), 且在干季拥有更强的耐旱性(比本地物种显著更低的叶片膨压丧失点)。PCA结果表明这些功能性状能够显著区分银合欢和其他8个本地优势种。因此干湿季的不变的快速生长和干季的强耐旱性使银合欢成功入侵热带季雨林先锋群落。未来可利用这些功能性状筛选合适的本地物种对入侵其他热带森林的银合欢进行有效的生物防治。

不同海岸距离上木麻黄凋落叶金属元素含量及归还量动态特征

袁锋王艳艳李茂瑾江传阳刘贺娜李坤玲洪滔吴承祯陈灿 — 2020-07-28 00:00:00.0

精确估算生态系统内部环境梯度引起的养分循环差异, 对评估其生态功能十分重要。为探讨不同距海生境对木麻黄(Casuarina equisetifolia)凋落叶金属元素含量及养分归还动态的影响, 以福建省惠安赤湖国有防护林场木麻黄凋落叶为研究对象, 按照离海由近及远的顺序设置5个距离(T1到T5), 收集凋落叶测定金属元素含量。结果表明: 1)海岸梯度环境对木麻黄凋落叶各元素含量及归还量具有显著影响, 由基干林带向林内元素含量、归还量呈线性规律, 总体近海高于远海, 元素含量逐渐降低, Fe、Cu、Zn和Mn在T4后上升, 归还量变化趋势与含量相似。2)凋落叶元素含量在不同月份存在显著差异, Na、Fe、Cu、Zn具有相似性, 6月、11月存在明显低谷; Mn在2至4月下降后波动上升。归还量总体表现为Na、Cu相似，5、8、1月出现峰值；Mn、Fe、Zn相似，5、8、11、1月出现峰值。3)土壤Na按照离海由近及远逐渐降低, 其他元素波动变化, 各距离之间差异不明显。4)凋落叶Na-Fe含量存在显著正相关关系, Na-Zn、Fe-Cu、Fe-Zn含量存在极显著正相关关系; 土壤与凋落叶相同元素含量间存在正相关关系, Na和Cu达到显著水平。究其原因, 叶片元素含量差异受叶凋落时间差异造成的重吸收差异影响大; 月间差异因植物生命活动对元素需求量存在差异; 归还量差异与凋落叶量及元素含量有关。

交配距离与父本数量对野慈姑有性繁殖的影响

周盼盼陈全张宇杰汪正祥戴璨 — 2020-07-27 00:00:00.0

植物的有性繁殖是生活史和进化的核心, 母本及环境对繁殖的影响固然重要, 父本的贡献亦不容忽视。父本来源与多样性对坐果结籽和后代质量的影响明显, 但由于不同物种或种群的繁殖特点和进化历程, 往往也会呈现其独特性。该研究旨在探究挺水植物野慈姑(Sagittaria trifolia)是否存在自交或远交衰退, 以及父本数量对其繁殖和后代表现的影响。通过人工控制授粉, 设置自交、近距离异交(<50 km)、远距离异交(> 200 km) 3种交配距离以及单、双两类父本数量, 共计5种授粉处理, 观测野慈姑坐果概率、单果种子数量、种子面积、萌发率(2018和2019年)、幼苗芽长(2018和2019年)共7项指标。结果显示: 不同距离的交配对野慈姑的坐果概率、单果种子数量、种子面积、萌发率、幼苗芽长没有显著影响, 野慈姑未出现明显的自交衰退或远交衰退现象。父本数量的增加对野慈姑的结实数量(坐果概率、单果种子数量、种子面积)无影响, 但结实质量方面, 双父本处理的种子萌发率略高于单父本处理。综上所述, 交配距离与父本数量对野慈姑的繁殖表现影响较小, 这可能与其频繁的自交历史、远距离的基因扩散以及高度相似的水生环境有关; 同时, 该研究基于20余个自然种群的基因型, 研究结果也表明了野慈姑物种水平有性繁殖的优异和稳定性。

臭氧和气溶胶复合污染对杨树叶片光合作用的影响

李景王欣王振华王斌王成章邓美凤刘玲莉 — 2020-07-10 00:00:00.0

由于经济的快速发展, 我国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。

凋落物输入变化和氮添加对半干旱草原群落生产力及功能群组成的影响

嘎玛达尔基杨泽谭星儒王珊珊李伟晶游翠海王彦兵张兵伟任婷婷陈世苹 — 2020-07-09 00:00:00.0

凋落物作为连接地上-地下碳循环过程的关键环节, 不同的草原利用方式(围封、放牧和割草等)改变了凋落物输入量, 对草原生态系统生产力和碳循环过程影响显著。氮作为草原生产力的主要限制因子, 随着大气氮沉降的不断加剧, 凋落物输入量的变化将如何影响草原生态系统的结构和功能仍缺乏长期实验证据。该研究在内蒙古半干旱典型草原建立一个凋落物输入变化和氮添加控制实验平台, 通过连续6年对群落生产力和功能群组成的监测, 研究了凋落物添加与去除和氮添加对半干旱草原群落生产力和功能群组成的影响。我们发现: 1)凋落物输入量增加和氮添加均显著提高了群落生产力, 在对照和氮添加处理下, 凋落物去除处理导致生产力分别降低了8.4%和7.6%, 而凋落物添加处理使生产力分别提高了10.7%和6.3%; 2)不同植物功能群对凋落物输入变化和氮添加的响应存在差异, 导致群落功能群结构发生变化。随着凋落物输入量增加和氮添加, 群落优势功能群多年生禾草(包括多年生丛生禾草和多年生根茎禾草)的生物量显著提高, 对群落生产力的贡献增加, 在群落中的优势地位增强; 而另一优势功能群多年生杂类草生物量对凋落物和氮添加处理均无显著响应, 进而导致在氮添加处理下其对群落生物量的贡献比例显著降低; 3)凋落物输入主要改善土壤水分状况, 而氮添加则主要通过提高土壤养分含量, 促进群落生产力, 并通过影响主要功能群生物量, 导致群落结构发生变化。以上结果表明, 适当的草原管理方式如围封禁牧和降低放牧强度等都能通过增加凋落物的输入来提高草原生产力, 维持生态系统稳定性。而适量的氮等养分添加管理也有助于提高草原生产力, 促进其恢复。

桂林岩溶石山青冈群落主要木本植物功能性状变异与关联

刘润红白金连涂洪润赵佳佳农娟丽姜勇梁士楚李月娟 — 2020-07-09 00:00:00.0

研究植物功能性状变异以及不同性状之间的关系, 有助于了解植物对生长环境的适应策略, 对揭示群落构建和生物多样性维持机制具有重要意义。该文以桂林岩溶石山青冈群落18种主要木本植物为研究对象, 采用单因素方差分析、混合线性模型以及Pearson相关分析和主成分分析等方法探讨了不同生长型和生活型物种的9个枝、叶功能性状(叶绿素含量、叶片厚度、叶面积、叶干质量、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度)的变异与关联。结果表明: (1) 9个功能性状的变异程度不同, 叶面积和叶干质量的种内和种间变异系数最大, 小枝干物质含量和小枝组织密度的种内和种间变异系数最小。(2)在生长型水平上, 乔木、灌木和木质藤本的绝大部分功能性状差异显著。(3)对于不同生活型植物, 除叶面积和比叶面积为落叶植物显著大于常绿植物外, 其余7个功能性状值皆为常绿植物显著大于落叶植物。(4)不同生活型和生长型植物功能性状种内种间变异大小存在差异, 除部分植物功能性状在一些功能型上表现为种内变异高于种间变异, 其余功能性状的种间变异皆高于种内变异。(5)各功能性状之间关系在个体水平和物种水平大致相同, 但是个体水平上的显著相关比例高于物种水平。研究发现, 植物功能性状的种间变异基本高于种内变异, 但种内变异不容忽略。此外, 不同生活型和生长型物种采取不同的生态策略来适应喀斯特生境。今后的研究应基于个体水平采样并结合环境因子从生长型和生活型等不同功能型角度上深入探究植物功能性状在种内和种间等不同尺度上的变异与关联。

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 Rafiq 何惠丽蔡鹏陈春波 — 2020-07-07 00:00:00.0

【目的】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，这导致关于这方面的认识存在较大的偏差和不确定性。【方法】本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】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R2至少提高了24%；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。本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。

生态功能保护区NDVI动态及气候因子驱动

徐光来李爱娟徐晓华杨先成杨强强 — 2020-07-07 00:00:00.0

【目的】研究气候变暖背景下生态功能保护区NDVI变化及其对气候因子的响应，对于认识该区植被动态变化规律具有重要作用。【方法】基于2000～2015年生长季节MODIS NDVI数据，采用生态功能保护区和像元两种空间尺度，应用线性倾向分析、偏相关分析、复相关分析等方法研究了46个生态功能保护区NDVI变化及其与气候因子的关系，在此基础上基于相关性显著性水平对生态功能保护区NDVI动态进行了气候因子驱动分区。【主要结果】（1）生态功能保护区NDVI总体呈增加趋势，其线性坡度均值为0.045/a。像元分析表明，NDVI显著增加的区域主要分布在中部和东北部。（2）生态功能保护区NDVI与降水的偏相关系数在-0.30～0.72之间，32个分区呈正相关。NDVI与气温的偏相关性在-0.36～0.92之间，其中39个分区呈正相关。像元分析表明，50.6%的像元NDVI与降水有显著的正偏相关，主要分布在东北及西北地区。64.6%的像元NDVI与气温有显著的正偏相关关系，主要分布在东北及青藏高原北缘地区。（3）气温-降水强驱动型是主要驱动类型，占总面积的38.7%；气温驱动型为次要驱动类型，占27.3%；非气候因子驱动型占17.6%。

典型阔叶红松林主要树种叶性状的垂直变异及经济策略

荀彦涵邸雪颖金光泽 — 2020-07-07 00:00:00.0

分析不同树种叶片性状的变化有助于了解植物群落结构。该文通过对典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林15种阔叶树种的比叶质量、叶片厚度、叶干物质含量、叶绿素含量指数、叶片碳、氮、磷含量的测定, 分析了冠层高度对叶性状及叶性状间相关关系的影响。结果表明, 水曲柳(Fraxinus mandshurica)和大青杨(Populus ussuriensis)上层的比叶质量显著大于下层, 而其他树种冠层间的比叶质量无显著变化; 叶绿素含量指数在白桦(Betula platyphylla)和春榆(Ulmus japonica)冠层间的分布分别为上层显著大于下层和上层显著大于中层; 单位质量氮含量在水曲柳的中层显著大于上层。叶片性状间存在着广泛的相关性, 比叶质量与叶片厚度、干物质含量在三层间均呈显著正相关关系, 而有些性状, 只在一或二个冠层中存在一定的相关性。山杨(Populus davidiana)和大青杨的叶片倾向于选择光合能力较低、营养浓度较低、呼吸速率较慢一端, 而黄檗(Phellodendron amurense)和山槐(Maackia amurensis)叶片更倾向于光合能力强、营养物质浓度高的一端。不同树种对光照响应的差异可能会改变不同冠层中叶片的形态和化学性状, 从而有助于群落构建和物种共存。

西南亚高山针叶林主要树种互作及增温对根区土壤微生物群落的影响

罗林黄艳梁进汪恩涛胡君贺合亮赵春章 — 2020-07-03 00:00:00.0

温度与植物种类是生态系统土壤微生物群落组成与结构的重要影响因子。气候变暖背景下, 不同树种及树种互作对土壤微生物群落产生的影响仍不清楚。因此该文以西南亚高山针叶林主要建群种粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)为研究对象, 采用红外加热器模拟增温, 通过不同种植方式(云杉、冷杉单种和二者混种、以及裸地对照), 研究不同物种及增温对土壤微生物生物量(PLFAs)与群落结构的影响。结果表明: (1)无论增温与否, 与裸地相比, 云杉与冷杉单种均显著增加了土壤微生物群落主要类群及总PLFAs含量, 而混种仅在非增温条件下增加了微生物群落PLFAs含量; 另一方面, 增温显著促进了裸地真菌(F)和云杉根区革兰氏阴性菌(GN)的生长, 但对冷杉与冷-云杉混种小区微生物群落具有显著的抑制作用。(2)主成分分析(PCA)表明, 非增温条件下, 植物种植对土壤微生物群落组成的影响更为明显。非增温情况下云杉、冷杉单种和混种均对微生物群落结构有显著影响, 显著降低了土壤革兰氏阳性菌/阴性菌(GP/GN), 增加了土壤真菌细菌比(F/Bac)(64.29%–35.71%), 而增温时, 仅冷杉单种对GP/GN和F/Bac有显著影响。(3) PLFAs含量与土壤碳含量显著正相关, 微生物群落结构(F/Bac)则与土壤pH及无机氮含量有显著相关关系。以上结果说明, 在非增温情况下, 无论单种还是混种均有利于土壤微生物生长, 但在增温情况下混种对微生物群落PLFAs无显著影响, 两个物种对微生物群落结构的影响在增温条件下也有减弱的趋势, 这为进一步研究该地区土壤微生物群落对植被和全球气候变化的响应提供了重要的理论依据。

生物互作与全球变化下的生态系统动态：从理论到应用（生态系统结构与功能专辑）

贺强 — 2020-07-03 00:00:00.0

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统组成与结构的时空动态正变得日益剧烈和复杂, 许多生态系统面临退化趋势。全球变化背景下的生态系统动态及其调控机制既是生态学的基础理论问题, 也是生态系统修复和保护中亟需认识的关键应用问题。该文在概述连续型、阈值型和随机型等生态系统动态模式的基础上, 分析生物互作影响生态系统动态的机理; 结合次生演替、稳态转换、物种分布区移位等研究热点, 总结有关生物互作对生态系统动态影响的主要研究进展; 并探讨相关生物互作理论在生态系统修复和保护中的应用。日益丰富的研究表明, 竞争、促进(包括共生)、营养级间的互作等一系列生物互作可直接或间接驱动或改变生态系统在不同时空尺度上变化的模式、方向及速率; 在生态系统管理实践中, 应用生物互作的相关理论有望大幅提升生态系统保护和修复的成效。进一步丰富和完善该领域的基础理论及应用实践, 需要今后在生物互作影响生态系统动态的时空变异机制、多重干扰下生物互作对生态系统动态的影响、生物互作在生态系统保护和修复中的应用等方面开展深入研究。

秦岭锐齿栎林土壤酶活性与化学计量比变化特征及其影响因素

解梦怡冯秀秀马寰菲胡汗王洁莹郭垚鑫任成杰王俊赵发珠 — 2020-07-03 00:00:00.0

研究微尺度海拔梯度土壤酶活性与化学计量学比值的动态变化及驱动因素对于探讨生态系统养分循环过程具有重要意义。该研究以秦岭太白山6个海拔(分别为1308、1403、1503、1603、1694和1803 m)的锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)林作为研究对象, 测定锐齿栎叶片、凋落物、细根和土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量以及碱性磷酸酶(AKP)、β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)、木糖苷酶(βX)与β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性, 探究不同海拔下植物、土壤、酶含量如何变化及驱动土壤酶活性变化的主要因子。结果表明: 5种土壤酶活性在海拔梯度上表现出不同的变化趋势, CBH和βG活性随海拔升高整体呈先增后减趋势, βX与之相反; NAG与AKP活性在1408–1694 m呈下降趋势, 在1803 m处有所升高; 土壤总体酶活性在海拔间整体表现为降低趋势。相关性分析表明, 土壤酶活性及其化学计量比受到植物和土壤C、N、P资源及土壤水热条件等不同程度上的调控, 其中土壤有机碳的相关性较高, 可被认为是锐齿栎林中影响土壤酶活性变化的主要因子。总之, 土壤酶活性及化学计量比在微尺度海拔梯度上具有差异性, 且受到植物和土壤C、N、P资源的综合影响。该文研究结果可为该区域元素生物地球化学循环过程提供科学参考, 同时丰富了我们对微海拔尺度土壤酶化学计量规律及其驱动机制的认识。

养分添加对退化草地豆科植物草木樨功能性状的影响

苏华许宏苏本营李永庚 — 2020-07-03 00:00:00.0

养分亏缺是造成草地生态系统退化的重要因素之一, 养分添加被认为是促进退化草地恢复的重要手段之一。豆科植物作为草地生态系统的重要功能种群, 其对养分添加的响应尚不清楚。该研究选取典型豆科植物草木犀(Melilotus officinalis)为研究对象, 在浑善达克沙地开展了鸡粪添加(L0 – L6分别为0、500、1000、1500、2000、2500和3000 kg·hm-2·a-1)控制实验, 探究了养分添加对豆科植物功能性状的影响。鸡粪添加对草木犀的叶片氮(N)含量、磷(P)含量、钾(K)含量、最大净光合速率(Pnmax )、水分利用效率(WUE)、株高(H)和比叶面积(SLA)均有显著影响。随鸡粪添加量的升高, 草木犀叶片N、P、K含量均呈线性升高, 当添加量达到3000 kg·hm-2·a-1 (L6)时, N、P、K含量升高幅度分别达到15%、67%和25%。受鸡粪添加量的影响, 草木犀的H、SLA、Pnmax和WUE先上升后下降, 转折点出现在鸡粪添加量为1500 kg·hm-2·a-1 (L3)时, 以8月份为例, L3较L0的升高幅度分别达到51.1%、18.2%、11.7%和38.1%, 而L6与L0则无显著差异。因此, 适量的鸡粪添加能显著提高豆科植物的光合能力和水分利用能力, 改善其生长状况, 有利于豆科植物种群的维持。

苜蓿及沙打旺水力提升作用及其对伴生植物的效应研究

朱林王甜甜赵学琳许兴 — 2020-07-03 00:00:00.0

为探讨紫花苜蓿(Medicago sativa)及斜茎黄耆(Astragalus laxmannii)与禾本科牧草混播后的水力提升现象, 以揭示深、浅根性牧草的种间关系, 为混播草地的建植提供理论依据。该研究开展了室外“上下盆”分根盆栽试验、采用土壤水分测定及“重水”(D2O, D含量>99.9%)标记法估算了苜蓿及斜茎黄耆分别与冬牧70黑麦(Secale cereal ‘Dongmu 70’)不同混播比例(豆科:禾本科分别为3:7、5:5、7:3)条件下水力提升的发生情况及其对伴生牧草生长生理性状的影响。结果表明: 冬牧70黑麦(Secale cereal ‘Dongmu 70’)与斜茎黄耆混播后的产量显著高于其与紫花苜蓿混播后的产量, 同一种禾豆牧草混播组合不同混播比例中, 以AC2 (紫花苜蓿:冬牧70黑麦为5:5)和BC3 (斜茎黄耆:冬牧70黑麦为7:3)混播组合的总产最高。不同单混播组合的单株整个生育期内日均提水量存在显著差异, 两种豆科牧草在混播时日均提水量均高于单播时, 斜茎黄耆单混播时的日均提水量显著高于苜蓿, BC2组合(斜茎黄耆:冬牧70黑麦为5:5)的日均提水量高于其他混播组合。在用标记水处理下盆土壤后, 各组合上下盆土壤水δD值显著升高。不同禾豆组合上盆土壤水δD及禾本科牧草茎杆水δD、整株Δ13C和产量数据表明, 在斜茎黄耆与冬牧70黑麦混播比例为3:7、苜蓿与冬牧70黑麦混播比例为5:5时豆科牧草释放的标记水最多, 伴生的禾本科牧草水分状况或产量好于其他混播比例。以上结果表明, 两种深浅根豆科牧草与浅根性禾本科牧草混播种植时发生了水力提升现象, 两种豆科牧草提升的水分可以被伴生的禾本科牧草所吸收利用。

白刺不同物候期的生物量分配规律

邢磊段娜李清河刘成功李慧卿孙高洁 — 2020-07-03 00:00:00.0

植物生物量的分配模式是植物对环境适应的结果, 并伴随着植物生活史的每一个阶段, 与植物的生长和发育息息相关。目前关于植物生物量分配的大小依赖性已有相关报道, 但关于其对物候期的响应尚鲜有报道。本文以乌兰布和沙漠地区白刺(Nitraria tangutorum)为研究对象，通过对其2016年与2017年连续2个生长季里盛花期、盛果期与营养生长期3个物候期的根、压条、新枝、老枝、叶、繁殖器官等部分的生物量测定, 采用标准化主轴回归方程的斜率和截距的显著性比较分别探讨了白刺在不同物候期的异速生长的大小依赖程度和相对生物量分配比例, 特别是地上与地下部分之间、支持与同化器官在不同物候期的生物量分配规律。结果表明: 白刺的繁殖生长对生物量分配模式造成的影响主要体现在相对生物量分配比例(36.00%)而不是个体大小的依赖性程度上(16.67%), 且对新枝的影响较大, 使其不同物候期的大小依赖性程度发生了改变，但是变化趋势不一致，同时繁殖生长增加对叶片的相对生物量分配比例，减少对老枝的相对生物量分配比例, 但并没有改变他们的大小依赖性程度。白刺生长过程中的地下部分生物量分配率随个体生物量的累积均增大, 而繁殖分配会在一定程度内减弱这种速率。白刺随着个体生物量的增大其生物量向支持器官分配率也越大, 但随着生长时间推移，更倾向于将生物量分配给同化吸收器官。

大叶藻对氮磷营养盐的吸收动力学特征

李诗奇张彦浩李政张沛东 — 2020-07-02 00:00:00.0

营养盐是影响海草生长的关键因子之一, 目前有关海草不同组织对不同形式氮和磷的吸收特征尚不明确。该研究通过利用海草地上组织和地下组织分隔培养装置, 设置不同的氨态氮、硝态氮和磷酸盐浓度, 探究了大叶藻(Zostera marina)植株及其地上组织和地下组织对氮磷营养盐的吸收动力学特征。结果显示: (1)大叶藻对氮磷的吸收符合饱和吸收动力学特征, 吸收速率和水体氮磷浓度可用米式方程描述; (2)大叶藻植株对NH4+-N的最大吸收速率(Vmax, 52 μmol·g-1·h-1)显著高于其对NO3--N的Vmax (39 μmol·g-1·h-1); (3)大叶藻地上组织和地下组织均可吸收氮磷, 但地上组织对氨态氮、硝态氮、磷酸盐的Vmax分别为43.1、30.5和15.6 μmol·g-1·h-1, 为地下组织的2.6、1.2和6倍。结果表明, 大叶藻对氨态氮的吸收能力高于硝态氮, 且对氮磷的吸收可能主要依赖地上组织(叶片)。结果为查明大叶藻对氮磷的吸收利用机制及评估大叶藻的海洋生态效应提供了理论依据。

片段化景观壳斗科植物种子捕食和扩散模式研究

钟雨辰王斌方中平徐小忠于明坚 — 2020-06-23 00:00:00.0

【目的】生境片段化伴随的面积效应和边缘效应，可改变分散贮食动物的竞争强度、觅食行为以及隐蔽条件，影响种子捕食和扩散模式。虽然已有一些针对片段化景观中种子扩散的研究，但是很少有研究阐明生境片段化对多个物种种子捕食和扩散的影响。【方法】本研究在浙江省千岛湖地区的岛屿和大陆上开展了针对6种壳斗科植物的种子捕食和扩散实验，分析了物种、分散贮食动物相对多度、种子产量、岛屿大小和边缘效应如何共同影响种子命运和种子扩散距离。【主要结果】(1) 种子命运和扩散距离在物种间存在显著差异；(2) 大陆比岛屿有更长的种子留存时间，小岛种子留存时间最短，岛屿内部比岛屿边缘有更长的种子留存时间；(3) 物种和岛屿大小对种子原地取食率存在交互作用，白栎(Quercus fabri)种子在大岛上有更高的原地取食率；(4) 种子在小岛上有最高的扩散率，分散贮食动物相对多度对种子扩散后贮藏率有负效应。表明在千岛湖地区，生境片段化改变了种子捕食和扩散模式，且面积效应对不同物种的种子捕食和扩散模式产生了不同作用，从而影响森林群落更新和生物多样性维持。

固氮菌缓解了氮限制环境中丛枝菌根真菌对加拿大一枝黄花的营养竞争

庞芳夏维康何敏祁珊珊戴志聪杜道林 — 2020-06-23 00:00:00.0

丛枝菌根真菌与宿主植物形成共生关系的前提是环境中营养充足。我们假设：丛枝菌根真菌与宿主植物在氮极度受限环境下产生竞争，而固氮菌的介入能够缓解两者间的竞争关系。为了验证这一假设，本文探究了加拿大一枝黄花生长受限的氮浓度，并在此氮受限下检验了丛枝菌根真菌、加拿大一枝黄花及固氮菌三者间的关系。结果表明：丛枝菌根真菌与加拿大一枝黄花在氮受限环境下无法形成良好的共生关系，氮受限会促使加拿大一枝黄花优化生物量分配策略，增加地下生物量以及降低AMF根部定殖率，表明两者在氮受限条件下处于氮素竞争关系；而固氮菌的加入，AMF根部定殖率和加拿大一枝黄花生物量指标均有所增加，这些发现表明固氮菌能够缓和氮受限条件下AMF和加拿大一枝黄花间的氮竞争关系。本研究的结果加深了我们对外来植物在复杂环境下与多种微生物互作的入侵机制的理解。

色季拉山不同腐解等级华山松倒木上的苔藓植物组合

刘凌樊英杰宋晓彤李敏邵小明王晓蕊 — 2020-06-12 00:00:00.0

倒木是森林生态系统维持健康和更新的重要组成部分, 在倒木不同腐解阶段, 定植倒木上的苔藓植物组合的差异的尚不清楚。为深入探讨倒木上苔藓植物组合变化规律及其影响因素, 该文对西藏色季拉山同一地点不同腐解程度的4棵华山松倒木上的苔藓植物进行了样方调查和数据分析。结果表明: 4棵倒木上40个样方共有苔藓植物22科52种, 其中藓类13科38种, 苔类9科14种; 以恒有优势种为特征进行划分, 共得到14个物种组合。随着倒木腐解程度加大以及周围环境的不断改变, 生长其上的苔藓植物物种多样性逐渐增加, 但组合数量和苔藓总盖度却呈现先增大后减小的趋势。苔藓物种由耐旱性强的丛生型藓类, 如木灵藓科、白发藓科, 逐渐演替为喜阴湿环境、快速生长的垫状或毯状藓类, 如提灯藓科、羽藓科和青藓科。倒木苔藓植物组合空间结构复杂程度逐渐增大。倒木是多种苔藓植物选择的重要生长基质, 其上苔藓植物受倒木的腐解程度、水分和光照等条件的影响而发生相应的物种组合变化。

氮磷添加对森林树木生长和生产力影响的研究进展

冯继广朱彪 — 2020-06-12 00:00:00.0

人为活动所导致的氮、磷输入和大气氮、磷沉降使生态系统中的氮、磷可利用性大幅提高, 对陆地生态系统的碳循环过程产生了显著影响。森林树木生长和生产力在全球碳循环中发挥着重要作用, 它决定着陆地碳固存的大小和方向。目前, 在全球范围内开展了很多氮、磷添加调控树木生长和生产力的野外控制实验, 但是研究结果并不一致, 受到多种生物、环境和实验处理条件等因素的影响。该文从野外氮添加和磷添加实验的文献数量、实验数量及其全球空间分布三个方面概述了氮、磷添加对森林树木生长和生产力影响的研究现状, 并总结了氮、磷添加实验中森林树木生长和生产力的评估方法, 包括相对生长速率和绝对增长量。基于相关的研究结果, 阐述了氮、磷添加影响树木生长和生产力的调控因素及其潜在影响机制, 包括气候、树木径级与林龄、植物功能性状(共生菌根类型、树木固氮属性和保守性与获得性性状)、植物和微生物相互作用关系、区域养分沉降速率和实验处理条件等。最后, 基于当前的研究进行了系统总结, 并指出今后需要加强的几个方面的研究, 以期为后续研究提供参考: 树木生长响应氮磷添加的生理学机制, 树木各部分生长对氮、磷添加响应的权衡与分配, 植物功能性状在调节与预测树木生长响应氮、磷添加中的作用, 树木之间的竞争关系如何调控氮、磷添加对树木生长的影响, 以及开展长期的和联网的氮、磷添加对树木生长和生产力影响的野外控制实验。

森林与灌丛的灌木性状揭示不同的生活策略

曹嘉瑜袁泉刘建峰徐德宇樊海东陈海燕谭斌刘立斌叶铎倪健 — 2020-06-12 00:00:00.0

摘要灌木是森林和灌丛生态系统的重要组成部分, 探究森林与灌丛灌木功能性状的差异, 可揭示灌木在不同生境的适应策略。本研究以金华北山森林群落林下灌木层、次生灌丛和原生灌丛共24个样地中的优势灌木为研究对象, 分析叶片和小枝9个功能性状在3种生境下的总体差异, 以及种间、种内变异和不同生活型的差异。结果表明：1) 9个性状在3种不同生境下存在差异。林下灌木具有较大的叶面积和比叶面积, 较小的叶干物质含量、叶和小枝的组织密度, 次生灌丛相较于原生灌丛具有较大的叶厚度、叶组织密度和较小的比叶面积、小枝干物质含量。2) 林下灌木的比叶面积、小枝直径、小枝组织密度和小枝干物质含量的种内种间变异系数最大, 次生灌丛的比叶面积、叶和小枝的干物质含量、叶和小枝的组织密度的种内种间变异系数最小。3) 不同生活型间, 林下常绿灌木的叶厚度、叶组织密度、叶干物质含量显著高于落叶灌木, 落叶灌木的比叶面积显著高于常绿灌木, 而原生灌丛叶厚度和比叶面积的差异规律与林下灌木相同, 叶组织密度和叶干物质含量的差异与其相反。4) 影响灌木性状的主要来源是物种以及物种和生境的交互作用。总之, 森林群落林下灌木形成较大叶面积和比叶面积, 较小叶和小枝组织密度、叶干物质含量的性状组合以快速生长而适应光照较弱、竞争作用强的林下环境, 是资源获取型策略；次生灌丛和原生灌丛具有较大叶厚度、组织密度、干物质含量和小枝组织密度和较小叶面积、比叶面积等一系列储存养分、慢速生长的性状组合, 属于资源保守型策略。灌木植物性状的不同组合及其所反映的不同生活策略，对亚热带地区退化植被的生态恢复具有指导意义。

基于物候相机NDVI估算高寒草地植物地上生物量的季节动态

陈哲汪浩王金洲石慧瑾刘慧颖贺金生 — 2020-06-12 00:00:00.0

摘要准确评估地上生物量对优化草地资源管理和理解草地碳、水和能量平衡具有重要意义。该文通过近地遥感归一化差值植被指数(NDVI)构建最优经验模型, 对青藏高原高寒草地地上生物量进行估算。该文利用2018–2019年5–9月野外实测的地上生物量和植物冠层光谱仪(RapidSCAN)测定的NDVIRS数据, 构建了生长季不同时期地上生物量的估算模型; 并结合2018年Netcam物候相机测定的NDVICam时间序列数据, 实现地上生物量季节动态的模拟。主要结果: (1) NDVICam、NDVIRS与地上生物量具有相似的单峰型季节变化格局, 但NDVI峰值出现的时间(7月)较地上生物量(8月)更早; (2)基于NDVI的生物量估算最优经验模型在5、7和9月是幂函数, 在6和8月是二次多项式, 估算精度为0.29–0.77; (3)基于NDVICam时间序列数据, 生长季不同时期建模(R2 = 0.91)较单一时期(9月)建模(R2 = 0.49)对地上生物量季节动态的估算更为准确。这些结果表明, 近地遥感是估算高寒草地植物地上生物量的有效手段, 且开展季节性植物生长调查将有助于准确评估草地资源。

干旱胁迫对转PtPIP2;8基因84K杨苗木光合、生长和根系结构的影响

刘丽燕冯锦霞刘文鑫万贤崇 — 2020-06-12 00:00:00.0

通过研究水通道蛋白基因(PtPIP2;8)不同表达水平的84K杨(Populus alba×P. glandulossa)在干旱条件下生长、光合和根系结构的变化, 探讨PtPIP2;8的功能和转基因杨树应对干旱胁迫的响应, 为转基因育种获取耐旱能力强的杨树品种提供参考。该研究选取转PtPIP2;8 84K杨抑制表达株系(抑制表达)、野生型(WT)和转PtPIP2;8 84K杨超表达株系(超表达)作为试验材料, 通过实时荧光定量PCR技术检测各转基因及野生型植株根、茎和叶片中PtPIP2;8的表达水平采用高压液流仪测定根系导度; 利用光合仪测定光响应曲线和气体交换参数, 测定植株生长指标及采用根系软件分析根长、表面积、根体积和根尖数。结果显示WT植株PtPIP2;8在根系表达; 超表达植株PtPIP2;8除在根部显著表达外, 在茎和叶片中也显著表达; 抑制表达植株PtPIP2;8仅在根部有微量表达, 表达量分别是WT和超表达植株的1/20和1/80。通过根系结构分析发现, 超表达植株总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数显著低于WT和抑制表达植株, 根系导水率显著高于WT和抑制表达植株, 表明PtPIP2;8参与了植物根系水分运输, 提高了水分运输效率。正常水分条件下, 抑制表达植株苗高、叶面积显著低于WT和超表达植株, 根冠比显著高于WT和超表达植株。干旱胁迫后, 抑制表达植株净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)下降幅度小, 仍能维持较高的Pn。气体交换参数显示抑制表达植株Pn、Gs日变化为“单峰”型, 属气孔因素引起的净光合速率下降；WT和超表达植株Pn、Gs日变化为“双峰”型，干旱胁迫后, 抑制表达植株Pn略微下降, WT和超表达植株Pn均下降, 尤其是13:00、15:00下降显著, 表明WT和超表达植株对干旱胁迫更加敏感, 干旱对其影响更大。干旱胁迫后, 抑制表达植株相对生长速率、总生物量降低的最少, 根冠比最高; 总根表面积、总根体积、总根尖数显著高于WT植株。表明PtPIP2;8直接参与水分运输并提高水分运输效率, 其转化影响了植株根系发育和生长。超表达植株根系发育的下降和叶面积的增大减弱了它的抗旱性, 而抑制表达植株矮小, 降低的叶面积, 增加的根系生长和根冠比提高了它的抗旱能力。从研究结果来看, 非水通道蛋白导水机制对干旱有较强的耐受性, 而WT和超表达植株对干旱均较为敏感, 尤其是超表达植株。

植物-植食性动物相互关系研究进展

钟志伟李晓菲王德利 — 2020-06-12 00:00:00.0

植物光合作用固定下来的能量沿食物链首先流向相邻营养级的植食性动物。植物-植食性动物相互关系(plant-herbivore interaction)是自然界中最普遍、最重要的种间关系之一，是食物网理论的基础与核心。本文从植食性动物对植物个体、种群和群落特征的影响，以及植物在个体、种群和群落三个水平上对植食性动物的防御机制与策略两方面，综述了当前植物-植食性动物相互关系研究进展。植食性动物的采食，可以显著改变植物个体或种群的生长、繁殖和存活率，植物种群的变化则进一步反馈于植物群落组成和多样性特征。反过来，植物在个体、种群和群落水平形成了一系列的防御机制，其中在个体和种群水平以化学与物理防御为主，而群落水平则是通过影响动物的行为或天敌而实现的。本文对相关领域的重要假说和理论进行了介绍、比较。最后，本文提出了植物-植食性动物相互关系研究的未来发展趋势。随着全球变化和人类活动对自然系统干扰的加剧，在不同的时空尺度上探索这些干扰如何影响动-植物关系，以及这些影响如何反馈于生态系统的结构、功能和稳定性，不但有重要的理论意义，也将为我们未来制订合理的生态系统管理政策提供实际支撑。

变暖背景下青藏高原草本植物物候变化空间换时间预测

李雪莹朱文泉李培先谢志英赵涔良 — 2020-06-08 00:00:00.0

气候变暖背景下的植物物候变化广受关注, 然而常用的植物物候变化预测模型未充分考虑植物对环境的适应性, 给预测结果带来了较大的不确定性。该文基于2002–2011年青藏高原10个站点的地面物候观测资料以及年平均气温数据, 对空间换时间模型预测车前(Plantago asiatica)和蒲公英(Taraxacum mongolicum)各主要物候事件(展叶始期、开花始期和黄枯普遍期)变化的可行性及其在升温背景下的变化规律进行了分析。首先利用不同海拔梯度的温度和物候事件分别与地理因子(经度、纬度和海拔)建立多元线性回归模型, 然后在此基础上剔除经度和纬度的影响, 单独考察海拔变化所引起的温度与植物物候变化, 最后以海拔梯度作为桥梁来考察物候变化与温度变化的关系。结果表明, 采用各站点对应的海拔梯度来模拟年平均气温空间差异的R2值均大于0.89 (p < 0.05), 表明海拔梯度可以用来反映时间尺度下的年际温度变化; 车前和蒲公英各物候事件发生日期拟合值均与海拔梯度变化关系显著(p < 0.05), R2值均大于0.70, 表明海拔变化是影响它们各物候事件变化的主要地理因子; 在物候事件发生日期拟合值和年平均气温拟合值的回归方程中, R2值均大于0.93 (p < 0.05), 说明基于不同海拔梯度模拟得到的年平均气温变化可以对时间尺度上车前和蒲公英的物候事件变化进行预测。空间换时间预测表明, 温度每升高1 ℃, 车前展叶始期和开花始期分别提前5.12和5.40 d, 而黄枯普遍期推迟4.81 d; 蒲公英展叶始期和开花始期分别提前6.50和7.76 d, 而黄枯普遍期推迟6.70 d。

中国典型陆地生态系统波文比特征及影响因素

黄松宇贾昕郑甲佳杨睿智牟钰袁和第 — 2020-06-08 00:00:00.0

波文比（β）是陆面过程中的重要参数，影响着地表和大气间的能量交换，明确β的空间变异规律和影响因素有助于对地表能量平衡和气候间反馈关系的预测。该研究收集了在中国不同生态系统类型开展的用EC（Eddy Covariance）法测量地表能量平衡的公开发表文献，构建了波文比和气象环境因子数据库，分析了β在生态系统之间的差异、空间变异特征及影响因素。主要结果：（1）所有生态系统β均值为0.95 ± 0.64，变异系数67%，偏度1.58，峰度3.07，整体服从对数正态分布，均值最高为灌木生态系统（1.26），最低为湿地生态系统（0.49）；（2）β在生态系统类型间差异显著，：灌木生态系统β显著高于草地生态系统高于森林和湿地生态系统，农田生态系统β介于草地和森林、湿地生态系统之间；（3）β随着纬度的增加而增加，不随经度和海拔变化。纬度每增加1°，β增加0.038；（4）β随着年平均降水量（MAP）、年平均气温（MAT）、净辐射（Rn）、当年降水量（PPT）、当年平均气温（Ta）和叶面积指数（LAI）的增加而降低；（5）不同生态系统中β对生物和非生物因素的响应存在显著差异：草地、森林和灌木生态系统的β对生物和非生物因素变化较为敏感，而农田和湿地生态系统的β与所有生物和非生物因素均无显著相关关系；（6）MAP和Rn是β变化的直接影响因素，MAT通过影响MAP、Rn和LAI间接影响β，LAI通过影响Rn间接影响β。结果表明了植被类型与气候因素之间具有交互作用，能量分配最主要的影响因素是降水，叶面积对能量分配的调节作用并不显著。

西南高山亚高山区植被水分利用效率时空特征及其与气候因子的关系

周雄孙鹏森张明芳刘世荣 — 2020-05-30 00:00:00.0

【目的】水分利用效率(WUE)是深入理解生态系统水碳循环及其耦合关系的重要指标。为了揭示气候变化背景下区域尺度不同植被类型的响应和适应特征，对中国西南高山亚高山地区2000–2014年的9种植被类型的WUE时空特征及其影响因素进行探究。【方法】基于MODIS总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)数据和气象数据，估算西南高山亚高山区植被WUE，采用趋势分析及相关分析等方法，分析了研究区植被WUE与温度、降水及海拔的关系。【主要结果】(1) 西南高山亚高山区2000–2014年植被WUE多年均值为0.95 g·m-2·mm-1，整体呈显著增加趋势(P<0.05)，增速为0.011g·m-2·mm-1·a-1；空间上WUE呈东南高西北低的分布，85.84%区域的WUE呈增加趋势。(2) 西南高山亚高山区各植被类型WUE多年均值表现为常绿针叶林>常绿针叶林>稀树草原>常绿阔叶林>有林草原>农田>落叶阔叶林>混交林>郁闭灌丛>草地，WUE均呈上升趋势。(3) 西南高山亚高山区89.56%区域的WUE与温度正相关，92.54%区域的WUE与降水负相关;各植被类型中，草地WUE与温度的相关性最高，有林草原WUE与降水的相关性最高。(4) 西南高山亚高山区典型的地带性顶级植被常绿针叶林WUE具有较宽的海拔适应性及应对气候变化的能力。

内生真菌种类和母本基因型对内生真菌-禾草共生体叶形状和叶面积的影响研究

秦天姿任安芝樊晓雯高玉葆 — 2020-05-30 00:00:00.0

Epichlo?内生真菌感染能够影响宿主植物的生长发育, 但关于内生真菌感染对宿主植物叶形状和叶面积的研究很少。该研究以羽茅(Achnatherum sibiricum)为实验材料，采用长宽系数计算和扫描测定叶面积相结合的方法探究内生真菌种类和羽茅母本基因型对羽茅-内生真菌共生体叶形状和叶面积的影响。结果表明：内生真菌感染与否、内生真菌种类和宿主母本基因型对反映叶形状的叶校正系数、叶片长度、宽度和长宽比均无显著影响，经计算与验证，确定了羽茅叶片的校正系数为0.5949。采用该校正系数及叶长宽计算的叶面积与实测叶面积无显著差异，且二者均未受到内生真菌感染与否、内生真菌种类或宿主植物母本基因型的显著影响。

基于茎流–蒸渗仪法的荒漠草原带人工灌丛群落蒸散特征

马龙龙杜灵通丹杨王乐乔成龙吴宏玥 — 2020-04-30 00:00:00.0

中国西北地区通过大量种植中间锦鸡儿(Caragana liouana)进行生态治理, 在荒漠草原带上形成人工灌丛景观, 改变了生态系统的结构和功能, 影响到地—气水汽循环过程, 研究该人工灌丛群落的蒸散特征, 对揭示其生态水文效应和指导地方生态治理实践具有重要意义。本文以宁夏盐池荒漠草原带上的人工灌丛群落为例, 利用茎流-蒸渗仪法测定了2018年5–8月的灌木蒸腾和丛下蒸散, 并分析了环境因子对人工灌丛群落蒸散的影响。结果表明: (1)茎流-蒸渗仪法所测的群落蒸散与水量平衡法、涡度相关法得到的群落蒸散有较好的一致性, 茎流-蒸渗仪法能适用于荒漠草原带人工灌丛群落蒸散及其组分结构的测定; (2)观测期内晴天的灌木蒸腾速率和丛下蒸散速率日变化趋势相近, 均为单峰曲线, 群落蒸散主要发生在日间, 但灌丛最大蒸腾速率的出现时间比丛下蒸散最大速率的出现时间晚1 h; (3) 5–8月间灌木累积蒸腾为83.6 mm, 日均蒸腾为0.7 mm?d–1, 季节变化呈抛物线状; 同期丛下累积蒸散为182.5 mm, 日均蒸散为1.5 mm?d–1; 丛下蒸散明显大于灌木蒸腾; (4)观测期间人工灌丛群落累积蒸散266.1 mm, 而同期的降水量为222.6 mm, 陆面水分收支处于亏缺状态; (5)净辐射是影响蒸散最主要、最直接的驱动因素, 且能够影响其它因子进而对人工灌丛群落蒸散产生作用。综上可得, 人工灌丛引发荒漠草原地带陆面水分收支亏缺的现象, 在生态恢复与重建中须引起注意。

柴达木野生黑果枸杞的遗传变异格局研究

王春成马松梅张丹王绍明 — 2020-04-30 00:00:00.0

摘要：【目的】基于cpDNA序列，对柴达木野生黑果枸杞的遗传变异分布，遗传分化和单倍型进化关系等进行分析，为居群的保护提供理论依据。【方法】本研究利用3个筛选的叶绿体多态引物：psbA–trnH、psbK-psbI 和 trnV，对青海省柴达木盆地5个野生黑果枸杞居群的60份样品进行序列分析；利用分子方差分析分析居群间的遗传分化；利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型间的分子系统关系。【主要结果】叶绿体序列psbA-trnH、psbK-psbI 和 trnV拼接后的总长度为1542 bp，鉴别了14个核苷酸变异位点，共定义了7个单倍型。居群间总的遗传多样 (hT)和居群内遗传多样性 (hS)分别为0.916和0.512。AMOVA分析结果表明，80%以上的的遗传变异来源于居群组间。叶绿体单倍型的贝叶斯系统树和最大似然树均表明柴达木盆地黑果枸杞居群聚为2支：德令哈和格尔木为一支，诺木洪为另一支。单倍型网络和主坐标分析结果揭示的拓扑结构与系统树一致。Mantel 检验结果表明柴达木黑果枸杞居群间的遗传距离与地理距离存在显著的弱相关性 (r = 0.5911，P = 0.0009)。柴达木盆地黑果枸杞居群具有较高的遗传多样性，居群间遗传分化显著。从遗传多样性的保护角度而言，具有较高遗传多样性的诺木洪林业站 (NMH1)和格尔木大格勒乡 (GEM1) 居群可划分为保护管理单元。

不同放牧强度下内蒙古温带典型草原优势种植物防御策略

李颖龚吉蕊刘敏侯向阳丁勇杨波张子荷王彪朱趁趁 — 2020-04-03 00:00:00.0

放牧是草原的主要利用方式之一，但对牧草造成了一定的生物胁迫。面对生存压力，牧草会通过调节初级与次级代谢过程启动防御机制。该研究以内蒙古温带典型草原优势种植物为研究对象，通过测定其在5个放牧水平下不同营养器官中的次级代谢产物及木质素等含量，探讨大针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)的各营养器官在防御机制中的角色及其碳氮权衡策略。结果表明：面对放牧胁迫，大针茅和羊草会产生大量的单宁、总黄酮、酚类以及生物碱等次级代谢产物，并以叶片作为主要的合成及储存器官。中度放牧使羊草的化学防御机制得到较充分的诱导及表达。但二者地上部分木质素含量并无显著增加，因此，二者在避牧性机制上更倾向于化学防御而非机械防御。由于羊草有更高的氮利用效率，这使得羊草可以通过碳氮两种代谢途径进行防御，但大针茅在生长初期并不能将氮素高效地分配到化学防御中。大针茅和羊草在生长初期面对轻度放牧胁迫，较多的资源仍然用于初级代谢，增加了植物耐牧性。因此，轻度放牧有利于提高牧草的碳氮资源利用效率、提高生态系统生产力及稳定性。

中国森林生态系统土壤呼吸温度敏感性的空间变异特征及影响因素

郑甲佳贾昕黄松宇牟钰刘鹏 — 2020-03-26 00:00:00.0

土壤呼吸的温度敏感性（Q10）是陆地碳循环与气候系统间相互作用的关键参数。尽管已有大量关于不同类型森林土壤呼吸Q10季节和年际变化规律的研究，但是对Q10在区域尺度的空间变异特征及其影响因素仍认识不足，已有结果缺乏一致结论。本研究通过整合已发表论文，构建了中国森林生态系统年尺度Q10数据集，共包含399条记录、5种森林类型（落叶阔叶林DBF、落叶针叶林DNF、常绿阔叶林EBF、常绿针叶林ENF、混交林MF）。分析了不同森林类型土壤呼吸Q10的空间变异特征及其与地理、气候和土壤因素的关系。结果显示，1）Q10介于1.09到6.24之间，平均值（±标准误）为2.37 ± 0.04，且在不同森林类型之间无显著差异；2）当考虑所有森林类型时，Q10随纬度、海拔、土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）的增加而增大，随经度、年平均气温（MAT）、年平均降水量（MAP）的增加而减小。气候（MAT、MAP）和土壤（SOC、TN）因素间存在相互作用，共同解释了33%的Q10空间变异，其中MAT和SOC是Q10空间变异的主要驱动因素；3）不同类型森林土壤呼吸Q10对气候和土壤因素的响应存在差异。在DNF中Q10随MAP的增加而减小，而其他类型森林中Q10与MAP无显著相关性；在EBF、DBF、ENF中Q10随TN的增加而增大，但Q10对TN的敏感性在EBF中最高，在ENF中最低。这些结果表明，尽管Q10有一定的集中分布趋势，但仍有较大范围的空间变异，在进行碳收支估算时应注意尺度问题。Q10的主要驱动因素和对环境因素的响应随森林类型而变化，在气候变化情景下，不同森林类型间Q10可能发生分异。因此，未来的碳循环–气候模型还应考虑不同类型森林碳循环关键参数对气候变化的响应差异。