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    2022年, 第1期
    刊出日期:2022-01-20

    青海玉树治多县通天河两岸的大果圆柏(Juniperus tibetica)林景观, 拍摄点位于照片中左侧树线上(4 300 m)(朱海峰摄)。朱芩等研究了三江源地区刺柏属植物群落的主要植被类型及特征(本期114-122页)。

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    研究论文
    土壤pH调控固氮植物和非固氮植物间的氮转移
    王丽娜, 于永强, 芦东旭, 唐亚坤
    植物生态学报. 2022, 46(1):  1-17.  doi:10.17521/cjpe.2021.0283
    摘要 ( 487 )   全文 ( 40 )   PDF (3695KB) ( 54 )   附录附件    知识图谱   收藏
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    氮作为构成蛋白质的主要成分, 是植物生长的必要营养物质。陆地生态系统普遍存在土壤氮缺乏的现象, 混交种植模式中固氮植物可以将生物固定的氮转移给非固氮植物, 是满足非固氮植物氮需求的途径之一。明确固氮和非固氮植物间氮转移的影响因素有助于恢复退化生态系统, 构建稳定群落, 增加生态系统生产力。为了量化环境及生物等因素对氮转移的影响, 该研究采用文献调研法, 对118组氮转移比例(氮转移量占非固氮植物氮含量的比值, Ptransfer)文献和实验数据(包括21种固氮植物和23种非固氮植物)进行了线性混合模型分析。结果表明土壤pH是影响Ptransfer变化的最主要因素(解释量为44.04%), 其次为年平均温度(解释量为9.14%)以及固氮与非固氮植物生物量比值(解释量为2.95%), 而作为随机因素的固氮和非固氮植物物种差异的解释量为16.52%。此外, 碱性土壤中Ptransferr显著高于酸性土壤。在酸性土壤中, 年平均温度(解释量为12.49%)和土壤总氮含量(解释量为11.72%)是影响Ptransfer差异的主要因素, Ptransfer随着年平均温度和土壤总氮含量的增加而显著增加。而在碱性土壤中, Ptransfer差异主要受到固氮与非固氮植物生物量比值(解释量为13.29%)、年降水量(解释量为10.73%)和土壤总氮含量(解释量为9.33%)的调控。相对于酸性土壤, 碱性土壤能够显著增加固氮与非固氮植物生物量比值进而增加Ptransfer。同时, 在碱性土壤中Ptransfer与年降水量和土壤总氮含量呈显著正相关关系。这些结果对提高固氮和非固氮植物间的氮转移, 有效缓解土壤氮对非固氮植物生长的限制以及构建稳定群落具有重要意义。

    气候因子对青藏高原植被生长的时间效应
    刘宁, 彭守璋, 陈云明
    植物生态学报. 2022, 46(1):  18-26.  doi:10.17521/cjpe.2021.0163
    摘要 ( 557 )   全文 ( 69 )   PDF (9526KB) ( 160 )   知识图谱   收藏
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    植被生长与气候存在着不对称的时间关系, 考虑气候因子对植被生长的时间效应可为准确理解植被与气候关系、预测植被对全球气候变化的动态响应提供重要科学依据。该研究基于MODIS归一化植被指数(NDVI)、气候以及植被类型数据, 通过构建气候与植被NDVI之间的4种时间效应方程, 揭示了气候因子对青藏高原植被生长的时间效应以及影响植被生长的主导因子。在4种时间效应中, 同时考虑气候滞后和累加效应对植被生长的解释度最高(47%), 相比于不考虑时间效应, 其解释度可整体提高4%-18%; 同时考虑气候滞后和累加效应时, 青藏高原有超过43%的区域受时间滞后与累加联合效应的影响, 只受时间累加效应或滞后效应影响的区域面积次之, 而不受时间效应影响的区域面积最小; 青藏高原NDVI与降水的偏相关性整体上高于其与气温的偏相关性, 其中降水占主导地位的区域主要分布在青藏高原东北部和西南部, 面积占比约为40.1%, 而气温占主导地位的区域集中在青藏高原中部和东南部, 面积占比约为29.7%。

    青海海北植物群落类型与土壤线虫群落相互关系
    刘艳方, 王文颖, 索南吉, 周华坤, 毛旭锋, 王世雄, 陈哲
    植物生态学报. 2022, 46(1):  27-39.  doi:10.17521/cjpe.2020.0406
    摘要 ( 212 )   全文 ( 67 )   PDF (1064KB) ( 22 )   知识图谱   收藏
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    土壤线虫是良好的指示生物, 是植物群落演替的重要驱动力, 其生态功能影响着生态系统正常生态效应的发挥。该研究以海北矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸、西藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸、暗褐薹草(Carex atrofusca)沼泽化草甸和金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛4种不同植物群落类型的土壤线虫为研究对象, 研究不同植物群落类型下的土壤线虫群落组成、分布特征、物种多样性及其营养类群组成, 分析植物类群结构与土壤线虫群落之间的相关性。主要研究结果: (1)在4种植物群落土壤样本中共分离线虫3 800条, 分属于2纲5目15科30属, 线虫平均个体密度为每100 g干土580条, 随土壤深度增加而递减, 具有明显的表聚性。不同植物群落间的土壤线虫群落组成存在一定差异, 矮生嵩草草甸0-40 cm土壤线虫总数(1 811条·392.5 cm-3)显著高于其他植物群落类型, 暗褐薹草沼泽化草甸的土壤线虫总数最少(324条·392.5 cm-3)。4种植物群落下土壤线虫的优势属和营养类群组成存在差异, 这种差异在矮生嵩草草甸与暗褐薹草沼泽化草甸之间表现得尤为明显。 (2)不同植物群落下土壤线虫的多样性指数(H′)和均匀度指数(J′)均为金露梅灌丛最高, 暗褐薹草沼泽化草甸最低, 其两种植物群落间H′差异显著, 而优势度指数(λ)相反, 为暗褐薹草沼泽化草甸最高, 金露梅灌丛最低。表明金露梅灌丛土壤线虫群落多样性最高, 暗褐薹草沼泽化草甸土壤线虫群落多样性最低, 土壤线虫群落趋于单一化。4种植物群落土壤有机质的分解途径均以细菌通道为主。西藏嵩草沼泽化草甸的瓦斯乐斯卡指数(WI)显著高于矮生嵩草草甸, 表明从高寒沼泽化草甸过渡到高寒灌丛、高寒草甸, 土壤肥力不断降低, 沼泽化草甸有利于食微生物线虫的生长。暗褐薹草沼泽化草甸的植物寄生线虫指数(PPI)、成熟度指数(MI)均表现为最低, 表明其生态系统的成熟度较低, 这与暗褐薹草沼泽化草甸土壤含水量较高有关。不同植物群落下的富集指数(EI)、结构指数(SI)均为暗褐薹草沼泽化草甸最高, 由此可以看出暗褐薹草沼泽化草甸的食物网相对连通性较高, 食物链较长, 食物网的阻力相对较小。(3)主成分分析(PCA)结果显示4种植物群落最大贡献属不同。相关性分析表明: 食细菌性线虫数量与西藏嵩草沼泽化草甸有显著的正相关关系; 金露梅灌丛的植物多样性与线虫的H′J′有显著的负相关关系, 与λ则有显著的正相关关系; WI与矮生嵩草草甸的植物多样性有显著的正相关关系, PPI与矮生嵩草草甸的物种多样性指数有显著的负相关关系。综上所述, 植物群落深刻地影响着土壤线虫群落的多样性。

    中国兜兰属宽瓣亚属植物地理分布格局及其主导气候因子
    张央, 安明态, 武建勇, 刘锋, 汪伟
    植物生态学报. 2022, 46(1):  40-50.  doi:10.17521/cjpe.2021.0241
    摘要 ( 311 )   全文 ( 65 )   PDF (2024KB) ( 36 )   附录附件    知识图谱   收藏
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    为明确兜兰属宽瓣亚属(Paphiopedilum Subgen. Brachypetalum)植物在中国的自然地理分布格局及其主导气候因子,该研究以7种宽瓣亚属植物为研究对象并利用ArcGIS技术提取其在中国194个地理分布点的气候数据, 采用描述性统计分析宽瓣亚属植物在中国分布区的气候特点, 采用逐步回归拟合各气候因子与其经纬度分布的线性关系, 最后通过冗余分析(RDA)和蒙特卡洛(Monte-Carlo)检验量化各气候因子对宽瓣亚属植物地理分布的贡献率。结果表明: (1)宽瓣亚属植物在中国主要分布于滇东南、黔西南、黔南、黔东北、滇西北、桂北与黔南交界处以及桂西北至桂西南地区。(2)该亚属植物在中国分布区的昼夜温差月均值、年平均气温变化范围、最暖季度平均气温、最冷季度平均气温4项热量因子的平均值分别为8.13、23.70、23.62和9.23 ℃, 降水量变异系数、最湿季度降水量、最干季度降水量、干旱指数4项水分因子平均值分别为75.66%、673.10 mm、73.97 mm和26.12%, 整体上具有湿热的气候特点; 各物种间, 狭域分布的物种与广布种间的气候因子存在显著差异。(3)逐步回归分析表明, 各拟合方程均达到极显著水平, 昼夜温差月均值、最暖季度平均气温、最冷季度平均气温、降水量变异系数、最干季度降水量、干旱指数是影响中国宽瓣亚属植物沿经度分布的主要因子; 最冷季度平均气温、最湿季度降水量、年平均气温变化范围、最干季度降水量、降水量变异系数是影响中国宽瓣亚属植物沿纬度分布的主要因子。(4) RDA结果显示, 气候因子在第1轴的解释率为73.32%, 在第2轴的解释率为21.29%, 累计解释率为94.61%, 各气候因子的解释率大小排序为: 昼夜温差月均值(57.8%) >最暖季度平均气温(41.5%) >年平均气温变化范围(38.3%) >最干季度降水量(23.1%) >最冷季度平均气温(16.9%) >降水量变异系数(13.7%) =最湿季度降水量(13.7%) >干旱指数(3.0%)。因此, 昼夜温差月均值、最暖季度平均气温、年平均气温变化范围3个气候因子是影响中国宽瓣亚属植物分布的主导气候因子。

    浑善达克沙地中部斑块格局影响植物多样性及功能性状
    范敏, 卢奕曈, 王照华, 黄颖琪, 彭羽, 尚佳欣, 张杨
    植物生态学报. 2022, 46(1):  51-61.  doi:10.17521/cjpe.2020.0239
    摘要 ( 156 )   全文 ( 1 )   PDF (1520KB) ( 6 )   知识图谱   收藏
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    景观格局与植物多样性之间的关系已被广泛研究, 然而, 斑块格局如何影响植物多样性, 以及这些影响的边缘类型差异尚不清楚。为从植物功能性状角度揭示斑块格局影响植物多样性的机制, 该研究采用不同边缘类型的斑块, 利用两年调查的705个样方数据, 结合遥感卫星图像解译和空间信息分析, 根据植物群落的空间位置和斑块格局, 按照向内、向外、向内成核和向外成核4种边缘类型将浑善达克沙地中部的斑块进行分类, 采用Duncan新复极差法比较了4种边缘类型斑块格局与植物功能性状多样性关系的差异, 应用Pearson相关系数和冗余分析(RDA)法量化了斑块格局对植物多样性的影响。结果发现, 植物丰富度和多样性指数与斑块格局密切相关, 这些关系存在着边缘类型的显著差异, 表现出不同的功能性状。对于向内边缘, 边缘指数与丰富度负相关, 和C4植物比例正相关; 对于向外边缘, 边缘指数与C4植物比例正相关; 对于向内成核边缘, 边缘密度与多年生植物和虫媒植物比例正相关; 对于向外成核边缘, 边缘角度和指数与物种Shannon-Wiener指数和Simpson指数正相关, 与Pielou指数、丰富度和动物传播植物比例负相关。这些发现表明, 斑块格局通过边缘效应影响植物多样性, 这种影响可以通过植物功能性状进行一定的解释。在景观管理、植被恢复和生物多样性保护方面需要考虑这些因素。

    不同根系分隔方式对栗和茶幼苗生长的影响
    董楠, 唐明明, 崔文倩, 岳梦瑶, 刘洁, 黄玉杰
    植物生态学报. 2022, 46(1):  62-73.  doi:10.17521/cjpe.2021.0255
    摘要 ( 517 )   全文 ( 3 )   PDF (1997KB) ( 163 )   知识图谱   收藏
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    研究不同根系分隔方式对栗(Castanea mollissima)/茶(Camellia sinensis)间作地下部分相互作用和植物种间互作动态的影响, 探究根系互作对植株株高、基径和根系生长的影响, 可为栗/茶复合经营模式的可持续发展提供科学指导。该研究以栗/茶间作和相应单作为研究对象, 运用盆栽实验的根系分隔技术(塑料膜分隔、尼龙网分隔和不分隔), 分别利用logistic生长模型模拟栗和茶株高与基径生长动态过程, 利用幂函数研究株高-基径的异速生长关系, 并从细根发育角度分析地下部分相互作用对植物生长发育的影响。结果显示: 与单作茶相比, 间作茶塑料膜分隔方式地上部分、地下部分和总的干生物量以及根长、根表面积、根体积、分形丰度和直径为0.2-1.0 mm根的根长分别显著增加了357.1%、281.8%和345.2%以及74.3%、273.9%、244.8%、42.0%和382.4%。间作茶塑料膜分隔方式的株高渐进值比单作茶显著增加了30.9%, 尼龙网分隔方式的间作栗株高渐进值和基径渐进值比单作栗分别显著增加了21.9%和28.2%; 塑料膜分隔方式下间作茶株高达到最大增长速率的时间和间作栗的基径达到最大增长速率的时间比相应单作模式分别显著延迟了14和15天。不同处理中栗和茶的株高-基径异速生长均呈显著线性正相关关系, 且不分隔方式下间作栗和间作茶的株高-基径异速生长模型的斜率均表现为最小, 且均<1。结果表明, 栗和茶间作时, 栗地上部分通过遮阴促进茶幼苗侧根分枝数、细根根长和株高的生长来增加其干生物量累积, 但地下部分则表现为竞争作用, 且随着地下部分竞争作用的强度增加会逐渐抵消地上部分的促进作用, 最终植物种间相互作用表现为中性作用。

    不同光合类型牧草对干旱-复水的光合生理响应及生长适应策略
    李斐, 孙明伟, 钟尚志, 宋文政, 钟晓月, 孙伟
    植物生态学报. 2022, 46(1):  74-87.  doi:10.17521/cjpe.2021.0203
    摘要 ( 303 )   全文 ( 35 )   PDF (1542KB) ( 26 )   知识图谱   收藏
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    基于干旱频率增加、强度增大这一全球降水变化背景, 探究干旱-复水条件下不同功能群(C3和C4)植物的光合生理响应及生长适应策略有助于预测降水格局变化条件下草地的植被组成和生态系统功能。该研究采用盆栽实验, 以松嫩草地生长的一年生C3 (4种)和C4 (3种)牧草为实验材料, 设置了对照、中度干旱和重度干旱3个水分处理水平, 在干旱末期及复水期对植物进行气体交换、生物量和比叶质量的测量。在干旱条件下, 各物种净光合速率和气孔导度均呈下降趋势, 水分利用效率呈上升趋势。干旱对不同植物光合指标的影响存在功能群差异, 随干旱程度的增加C4植物逐渐丧失光合优势, 重度干旱对C4植物净光合速率的影响较C3植物更加明显。由于干旱条件下C3植物光合固碳主要受气孔限制而C4植物主要受代谢限制, 因此复水后C4植物净光合速率恢复速度较C3植物慢。干旱条件下, 各物种的生物量降低, 根冠比和比叶质量升高, 干旱对C3植物各生长指标的影响均大于C4植物; 复水处理后, C3植物生物量随干旱强度增加呈下降趋势, 而C4植物的生物量与对照相比无显著差异。

    分株比例对异质光环境下美丽箬竹克隆系统光合生理的影响
    杨丽婷, 谢燕燕, 左珂怡, 徐森, 谷瑞, 陈双林, 郭子武
    植物生态学报. 2022, 46(1):  88-101.  doi:10.17521/cjpe.2021.0206
    摘要 ( 159 )   全文 ( 5 )   PDF (1692KB) ( 16 )   知识图谱   收藏
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    分株数量或生物量比例差异会明显影响克隆系统对资源异质性环境的生态适应性, 地下茎木质化、连接稳固的竹类植物在生长过程中相连克隆分株通常会生活在异质光环境中, 但其叶片光合生理特性对异质光环境的响应及其分株比例效应则未见报道。该研究以地下茎相连的美丽箬竹(Indocalamus decorus)克隆系统为实验材料, 设置2个遮光率(分别为50% ± 5%和75% ± 5%)和3个分株比例(遮光与未遮光分株比例分别为1:3、2:2、3:1)处理, 分株数量为4株。分别测定了遮光处理后30、90、150天遮光和未遮光分株叶片光响应特征、气体交换参数、光合色素含量, 分析了异质光环境下美丽箬竹光合生理的变化规律。结果显示: 分株比例对美丽箬竹光合生理有显著影响, 且其与遮光、处理时间交互作用显著。美丽箬竹克隆系统遮光分株比例越大, 即遮光相对分株数量越多, 其表观量子效率(AQE)、光饱和点、最大净光合速率(Pn max)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率越大, 光补偿点暗呼吸速率越小, 其光合效率越高, 光能利用能力越强, 而与之相连的未遮光分株则相反; 随遮光分株比例的增大, 遮光分株叶片叶绿素a、叶绿素b含量呈先升高而后下降的变化趋势, 类胡萝卜素(Car)含量则持续下降, 而与之相连的未遮光分株叶片光合色素含量则呈下降趋势; 遮光率提高, 相同分株比例美丽箬竹克隆系统遮光分株叶片AQE、Pn maxPnGs、胞间CO2浓度(Ci)和光合色素含量总体升高, 而与之相连的未遮光分株叶片Pn maxCi以及Car含量则总体下降。研究结果表明异质光环境下, 遮光分株光合效率和弱光利用能力明显增强, 而未遮光分株则相反, 克隆系统内分株间发生了明显的克隆分工, 且2:2、3:1分株比例克隆系统较1:3分株比例对异质光环境具有更好的适应能力。美丽箬竹克隆系统可通过差异性调节分株光合生理特性和光合色素含量, 提高遮光分株光能利用和光合效率来适应异质光环境, 以提高克隆系统的适合度。

    模拟干旱和磷添加对热带低地雨林氮矿化过程的影响
    赵阳, 栾军伟, 王一, 杨怀, 刘世荣
    植物生态学报. 2022, 46(1):  102-113.  doi:10.17521/cjpe.2021.0191
    摘要 ( 238 )   全文 ( 1 )   PDF (1617KB) ( 40 )   知识图谱   收藏
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    土壤氮矿化作为氮转化的主要过程决定土壤供氮能力。热带森林生态系统往往受磷限制, 氮矿化过程对干旱的响应是否受磷限制的调控值得探讨。该研究以海南三亚甘什岭自然保护区热带低地雨林为研究对象, 利用2019年建立的林内穿透雨减少(50%)及磷添加双因素交互实验平台, 通过野外树脂芯原位培养法研究模拟干旱及磷添加对土壤无机氮(包括铵态氮和硝态氮)含量和氮矿化过程的影响。结果表明: 1)减雨处理显著降低了5和15 cm深度土壤的水分含量, 而对土壤温度没有显著影响。2)减雨处理和减雨与磷添加共同处理无论在旱季还是湿季对0-10 cm土壤无机氮含量均没有产生显著影响, 但磷添加处理在旱季显著降低了土壤硝态氮含量, 表明磷添加处理对氮有效性的影响主要体现在旱季, 而非湿季。3)干旱处理在旱季和湿季均显著降低了土壤净氨化速率和净氮矿化速率, 而磷添加处理和减雨与磷添加共同处理无论在旱季还是湿季对净氨化速率、净硝化速率和净氮矿化速率均没有产生显著影响, 结果表明了干旱能够显著降低土壤净氮矿化速率。4)土壤水分含量与土壤净氨化速率和净氮矿化速率呈显著正相关关系, 同时减雨处理显著影响了土壤净氨化速率与铵态氮含量的关系, 并且在铵态氮含量相等的情况, 随着干旱的影响净氨化速率下降得更快。这表明土壤水分含量变化是影响该研究样地土壤氮矿化的主要因素。上述研究结果说明, 降水变化对热带低地雨林中土壤氮矿化有重要影响, 短期磷添加没有显著影响, 减雨与磷添加对土壤氮矿化过程并没有交互效应。

    资料论文
    三江源地区刺柏属植物群落类型特征
    朱芩, 宁盼, 侯琳, 郝家田, 胡云云
    植物生态学报. 2022, 46(1):  114-122.  doi:10.17521/cjpe.2021.0223
    摘要 ( 538 )   全文 ( 69 )   PDF (2355KB) ( 95 )   附录附件    知识图谱   收藏
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    三江源地区位于青藏高原的腹地, 是典型的生态脆弱区, 刺柏属(Juniperus)植物群落是该地区天然林资源的重要组分, 在维持生物多样性与水生态安全方面发挥着重要作用。该研究调查了刺柏属植物群落的主要植被类型, 通过对53个样地的样方数据分析, 量化描述了其各个群落类型的主要特征。结果表明: (1)根据生活型和优势度原则, 该区刺柏属植物群落可划分为祁连圆柏(J. przewalskii)林、大果圆柏(J. tibetica)林、密枝圆柏(J. convallium)林、塔枝圆柏(J. komarovii)林、大果圆柏灌丛和密枝圆柏灌丛, 进一步分为15个群丛。(2)调查所得维管植物共有142种, 隶属34科90属, 其中菊科种数最多, 占总种数的16.20%。(3)群落垂直结构明显, 其中乔木层优势种单一, 灌木层优势种主要有鲜黄小檗(Berberis diaphana)、银露梅(Potentilla glabra)及灌木状的大果圆柏, 草本层以薹草属(Carex)和马先蒿属(Pedicularis)占优势。(4)该区种子植物种的地理成分中, 温带成分占总种数的52.59%, 温带亚洲分布、东亚分布和中亚分布等为本区分布占比较大的分布区类型; 中国特有种占47.41%; 区系成分呈现横断山植物区系和唐古特植物区系成分互相交融的特点。


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