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    2022年, 第3期
    刊出日期:2022-03-20

    福建三明格氏栲天然林外貌景观(肖敬禹摄)。福建三明格氏栲自然保护区有目前分布面积较大、优势度较高的格氏栲天然群落。江蓝等研究了格氏栲天然林林窗环境下植物群落功能性状的变异,探讨了不同大小林窗下种间和种内性状变异的相对重要性(本期267-279页)。

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    ■ 封面照片背后的故事 | 格氏栲林——初心所在,砥砺前行

      
    综述
    驯化对作物微生物组多样性和群落结构的影响及作用途径
    谢育杭, 贾璞, 郑修坛, 李金天, 束文圣, 王宇涛
    植物生态学报. 2022, 46(3):  249-266.  doi:10.17521/cjpe.2021.0059
    摘要 ( 780 )   全文 ( 36 )   PDF (2163KB) ( 223 )   知识图谱   收藏
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    植物与共存微生物的相互作用对植物的生长、发育、健康等具有重大影响。人类驯化导致现代作物品种与其野生祖先在生理遗传特性、生长环境等方面存在明显差异, 这必然会影响作物与其微生物组的相互作用。理解驯化对作物微生物组的影响及其作用机理, 是充分应用微生物组进行作物改良或人工育种的重要理论基础。结合课题组前期研究基础, 该文综述了驯化对作物地下和地上部分细菌和真菌(尤其是益生菌和病原菌)群落组成和多样性影响的研究现状; 并结合驯化对作物植株形态、根系构型、根系分泌物等生理特征以及生长环境的影响, 分析了驯化塑造作物微生物组的作用途径, 提出了该领域值得重点关注的研究和发展方向。

    研究论文
    格氏栲天然林林窗植物群落功能性状的变异
    江蓝, 魏晨思, 何中声, 朱静, 邢聪, 王雪琳, 刘金福, 沈彩霞, 施友文
    植物生态学报. 2022, 46(3):  267-279.  doi:10.17521/cjpe.2021.0350
    摘要 ( 365 )   全文 ( 66 )   PDF (1882KB) ( 264 )   附录附件    知识图谱   收藏
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    林窗是森林更新演替的重要环节, 揭示林窗环境下功能性状变异来源及其相对贡献, 有助于阐明植物对林窗环境的响应。该研究以中亚热带格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林为对象, 设置9个不同大小的林窗样地, 运用方差分解探讨林窗、物种和个体对叶性状变异的相对贡献, 采用线性回归分析不同大小林窗下群落性状变化及种间和种内性状变异的重要性。研究发现: (1)格氏栲天然林林窗植物比叶面积、叶干物质含量、叶厚和叶绿素含量由种间性状变异主导, 叶氮含量由种内性状变异主导, 叶磷含量受林窗大小影响最大。(2)群落叶磷含量与林窗大小具有显著正相关关系, 土壤温度和水解氮含量对群落叶磷含量具有显著正效应, 土壤有效磷含量具有显著负效应。(3)沿林冠开放度的群落叶磷含量变化主要由种内性状变异引起, 优势种扮演着重要角色。结果表明, 格氏栲天然林林窗环境下植物功能性状仍以种间性状变异为主(平均41%), 但沿林窗环境梯度的群落性状变化主要源自种内性状变异, 通过植物表型可塑性响应环境改变, 优势种作用明显。

    养分添加对天山高寒草地植物多样性和地上生物量的影响
    陈丽, 田新民, 任正炜, 董六文, 谢晨笛, 周小龙
    植物生态学报. 2022, 46(3):  280-289.  doi:10.17521/cjpe.2021.0437
    摘要 ( 299 )   全文 ( 55 )   PDF (1194KB) ( 169 )   知识图谱   收藏
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    为揭示高寒草地物种多样性和地上生物量以及二者之间关系对养分添加的响应模式, 该研究以天山高寒草地为对象, 通过两年的多重养分添加实验, 研究氮(N)、磷(P)、钾(K) 3种养分单独和组合添加对天山高寒草地群落物种多样性和地上生物量的影响。结果表明: (1)养分添加使当地植物物种多样性不同程度地减少, 其中以N + P、N + K、N + P + K添加的效应最为显著, 多重养分添加导致的土壤生态位维度降低是当地物种丧失的重要原因。(2)养分添加能显著提高群落地上生物量, 其中N为第一限制养分, 解除N限制后P和K成为限制养分, N + P + K复合添加对地上生物量的提高最为显著。(3)养分添加两年后, 地上生物量与物种丰富度之间无显著回归关系且地上生物量增加主要是由于禾草类生物量增加导致, 说明地上生物量主要由少数优势种决定而非群落物种数。

    不同降水条件下内蒙古荒漠草原主要植物物候对长期增温和氮添加的响应
    田磊, 朱毅, 李欣, 韩国栋, 任海燕
    植物生态学报. 2022, 46(3):  290-299.  doi:10.17521/cjpe.2021.0277
    摘要 ( 243 )   全文 ( 45 )   PDF (1414KB) ( 143 )   知识图谱   收藏
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    植物物候是生态系统对气候变化响应的重要指示器, 是植物生产力与植被动态模拟的重要参数。但是植物物候对全球变化的响应是否存在年际间变异、年内变异、物种间变异或生境间变异, 以及如何改变, 目前仍然不明确。该研究基于内蒙古荒漠草原长期增温和氮添加实验平台, 选择优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、冷蒿(Artemisia frigida)和木地肤(Kochia prostrata)为研究对象, 使用物候打分观测方法和Richards生长曲线拟合方法, 研究了实验处理第11、12和13年(2016-2018年)期间增温和氮添加对植物物候的影响。研究结果表明: (1)短花针茅开花时间集中在第129-145天, 冷蒿开花时间集中在第230-248天, 木地肤开花时间集中在第194-222天。增温、氮添加和增温+氮添加均使短花针茅和木地肤开花时间趋于提前, 冷蒿开花时间趋于推迟。(2)短花针茅结果时间集中在第134-148天, 冷蒿结果时间集中在第241-260天, 木地肤结果时间集中在第207-231天。增温、氮添加和增温+氮添加处理均使短花针茅和木地肤结果时间趋于提前, 冷蒿结果时间趋于推迟。(3)短花针茅生殖生长持续12-25天, 冷蒿生殖生长持续48-55天, 木地肤生殖生长持续45-77天。增温、增温+氮添加缩短了短花针茅而延长了冷蒿和木地肤的生殖生长时间。

    蒸散发广义互补原理中关键参数αe的时空变化特征及计算方法分析
    黄樱, 陈挚, 石喆, 熊博文, 鄢春华, 邱国玉
    植物生态学报. 2022, 46(3):  300-310.  doi:10.17521/cjpe.2021.0292
    摘要 ( 155 )   全文 ( 44 )   PDF (1813KB) ( 98 )   知识图谱   收藏
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    蒸散发广义互补原理是实测数据稀少条件下估算蒸散发的重要方法, 其中准确估算参数αe是应用该方法的关键。该研究利用中国不同气候和生态类型的8个通量站数据, 首先基于实测数据校准得到αe年值及月值, 探究αe的时空变异性并对比使用不同时间尺度的αe对广义互补原理模型计算精度的影响。考虑到实际情况下蒸散发实测数据缺乏而无法校准得到αe, 进一步探究两个基于干旱系数(AI)的αe年值统计模型(下称Liu法和Brutsaert法)在站点尺度的适用性, 明确αe是否可以利用AI确定, 最后探讨各计算方法的误差来源。主要结论如下: 1)季节变化影响αe, 不同通量站αe月值变化规律有所差异; 在空间变化上, 湿润站点αe年值总体大于干旱站点。Liu法和Brutsaert法计算的αe接近年校准值。2)在应用广义互补原理模型时, 使用校准αe年值能取得较好的模拟精度, 使用各月份αe时精度进一步提升。两种基于AI的免校准方法取得较好的模拟效果, 当缺少实测数据而无法校准αe时, 基于AI计算αe具有较大的潜力。3)使用校准αe年值时广义互补原理模型能模拟出蒸散发的年内变化趋势, 但在部分月份估算值出现偏差。Liu法和Brutsaert法计算的蒸散发在干旱站点的夏季月份呈现低估现象, 原因可能在于高估了降雨集中的夏季月份的AI。结果也进一步验证了广义互补原理在估算广泛不同的自然环境下的蒸散发的潜力。

    桑苗非结构性碳水化合物和生长激素对水淹胁迫的响应
    李思源, 张照鑫, 饶良懿
    植物生态学报. 2022, 46(3):  311-320.  doi:10.17521/cjpe.2021.0453
    摘要 ( 210 )   全文 ( 15 )   PDF (1090KB) ( 283 )   知识图谱   收藏
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    桑(Morus alba)具有较强的耐水淹特性, 为了探究水淹胁迫对其非结构性碳水化合物和生长激素的影响, 揭示变化规律, 该研究采取室内模拟水淹实验, 以三年生盆栽桑苗作为研究对象, 设置对照组(CK)、根淹组(GY)、浅淹组(QY)、深淹组(SY)等4个不同水淹胁迫的处理, 定期观测并记录桑苗叶片非结构性碳水化合物(可溶性糖和淀粉)含量、内源生长激素(乙烯、脱落酸、赤霉素)含量变化情况。研究结果表明: (1)水淹胁迫会促进桑苗叶片内的生化反应, 造成叶片可溶性糖含量增加。水淹75天, GY、QY、SY桑苗叶片可溶性糖含量较水淹前分别增加182.18%、170.21%和94.16%, 差异显著, 且显著高于CK。水淹胁迫下桑苗叶片淀粉含量在水淹0-50天无显著变化, 水淹75天, GY、QY、SY桑苗叶片淀粉含量较水淹50天分别增加290.84%、244.65%和130.04%, 差异显著, 且显著高于CK。(2)水淹胁迫下桑苗叶片乙烯和赤霉素含量均显著增加, 水淹75天, GY和SY桑苗乙烯含量较水淹前分别增加62.80%和26.78%, 差异显著; GY、QY和SY桑苗赤霉素含量分别增加27.48%、18.02%和25.04%, 差异显著。随着水淹时间增加, GY和SY桑苗乙烯和赤霉素含量总体均呈增加趋势, QY桑苗乙烯和赤霉素含量先增后减, 但仍高于水淹前。水淹胁迫下水淹各组桑苗叶片脱落酸含量随着水淹深度的增加而增加, 水淹75天, QY和SY桑苗叶片脱落酸含量较水淹前分别增加19.20%和36.16%, 差异显著; GY桑苗脱落酸含量无显著变化。上述研究结果表明桑苗可通过调整体内非结构性碳水化合物(可溶性糖和淀粉)的含量和分配, 同时通过积累乙烯、赤霉素、脱落酸等内源激素以适应水淹环境, 具有较强耐淹能力。

    四种常见树木叶片光合模型关键参数对臭氧浓度升高的响应
    马艳泽, 杨熙来, 徐彦森, 冯兆忠
    植物生态学报. 2022, 46(3):  321-329.  doi:10.17521/cjpe.2021.0295
    摘要 ( 257 )   全文 ( 17 )   PDF (1149KB) ( 99 )   知识图谱   收藏
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    随着城市化进程的加快, 臭氧(O3)已经成为中国夏季首要大气污染物。已有研究表明O3通过气孔进入叶片显著抑制光合作用, 影响陆地生态系统碳水循环过程。但是O3浓度升高对植物光合和气孔导度模型关键参数影响的研究仍然缺乏。该研究利用开顶式气室, 设置两个O3处理(CF, 过滤空气; E-O3, 未过滤空气+ 60 nmol·mol-1 O3), 选用4种常见的树木(茶(Camellia sinensis)、复叶槭(Acer negundo)、栾树(Koelreuteria paniculata)和蒙古栎(Quercus mongolica)), 通过测定叶片气体交换参数, 探究O3浓度升高对植物光合和气孔导度模型关键参数的影响。结果表明: O3浓度升高显著降低了4种植物的饱和光合速率和光合生化模型参数叶肉导度, 但是O3对光合生化模型参数最大羧化速率和最大电子传递速率的负效应在不同树种间存在差异。此外, 不同植物气孔导度对O3的响应也存在差异。通过对最优化气孔导度模型进行参数化, 结果表明O3显著提高了蒙古栎和复叶槭的斜率参数(g1), 并显著增加了茶的气孔导度模型截距参数(g0), 但降低了复叶槭的g0。在不同O3处理下4种树木的内源水分利用效率与g1呈显著线性负相关关系。综上所述, O3浓度升高显著影响光合生化和气孔导度模型关键参数。

    川西亚高山森林凋落物去除对土壤腐殖质动态的影响
    刘谣, 焦泽彬, 谭波, 李晗, 王丽霞, 刘思凝, 游成铭, 徐振锋, 张丽
    植物生态学报. 2022, 46(3):  330-339.  doi:10.17521/cjpe.2021.0166
    摘要 ( 242 )   全文 ( 83 )   PDF (1108KB) ( 142 )   知识图谱   收藏
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    森林凋落物作为森林土壤腐殖质的主要来源, 在土壤腐殖质的形成中发挥着重要作用, 但不同森林类型凋落物因其含量、组成等的不同, 对土壤腐殖质的影响也不同。该研究以川西亚高山针叶林、阔叶林和针阔混交林3种不同森林类型为对象, 采用凋落物原位控制实验, 对比研究不同关键期凋落物去除对土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量及胡敏酸/富里酸、胡敏酸/可提取腐殖质的影响。主要结果: (1)土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量在不同森林类型中差异显著。土壤可提取腐殖质含量总体表现为针叶林>针阔混交林>阔叶林, 胡敏酸含量总体表现为针阔混交林>针叶林>阔叶林, 而富里酸含量则表现为针叶林>阔叶林>针阔混交林, 其中3种林型中土壤腐殖质的主要成分为富里酸, 总体均表现为富里酸型。不同采样时期也显著影响了土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量, 总体均表现为先升高后下降的趋势。除个别采样时期外, 凋落物去除总体降低了土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸的含量。(2)胡敏酸/富里酸和胡敏酸/可提取腐殖质的结果显示3种林型土壤总体腐殖化程度均较低, 整体表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林, 凋落物去除在一定程度上有利于提高阔叶林与针阔混交林的腐殖质品质。(3)相关分析表明不同凋落物处理间土壤可提取腐殖质与土壤有机碳含量、全氮含量和土壤含水量呈显著正相关关系, 与温度呈显著负相关关系。综上所述, 短期的凋落物去除会降低土壤腐殖物质的含量, 但不同林型间由于凋落物类型差异会导致土壤腐殖质的不同变化, 说明土壤腐殖质的动态变化受凋落物类型以及环境因素的综合调控。因此, 关于凋落物变化对土壤腐殖质的影响还需进一步的长期研究。

    蒙古高原草地不同深度土壤碳氮磷化学计量特征对气候因子的响应
    朱玉荷, 肖虹, 王冰, 吴颖, 白永飞, 陈迪马
    植物生态学报. 2022, 46(3):  340-349.  doi:10.17521/cjpe.2021.0266
    摘要 ( 400 )   全文 ( 72 )   PDF (1086KB) ( 213 )   知识图谱   收藏
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    研究不同深度土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比对气候因子(年降水量(MAP)和年平均气温(MAT))的响应差异, 对于理解气候变化如何影响生态系统功能具有重要意义。通过对蒙古高原干旱半干旱草地44个样点的野外调查, 探讨了不同深度(0-20、20-40、40-60、60-80 cm)土壤C、N、P含量及其化学计量比与MAP和MAT的关系。主要结果: (1)随土壤深度的增加, 土壤C和N含量逐渐减少, 土壤P含量不变; 土壤C:P和N:P逐渐降低, 土壤C:N相对稳定。(2)土壤C、N、P含量以及土壤C:P、N:P与MAP显著正相关, 与MAT显著负相关, 土壤C:N与MAP显著负相关, 与MAT无相关性; 随着土壤深度的增加, 土壤C、N、P含量及其化学计量比与气候因子的相关性均逐渐减弱。(3) MAP和MAT对不同深度土壤C、N、P含量和化学计量比的影响存在显著差异; 随着土壤深度的增加, MAP和MAT对土壤C、N、P含量及其化学计量特征变化的总解释度逐渐减少。该研究表明气候因子对土壤元素化学计量特征具有自上而下的调控作用, 蒙古高原草地土壤表层C、N、P含量及其化学计量比与MAP和MAT的关系更为密切。

    荒漠藓类植物死亡对表层土壤酶活性的影响
    张庆, 尹本丰, 李继文, 陆永兴, 荣晓莹, 周晓兵, 张丙昌, 张元明
    植物生态学报. 2022, 46(3):  350-361.  doi:10.17521/cjpe.2021.0127
    摘要 ( 168 )   全文 ( 9 )   PDF (2490KB) ( 86 )   知识图谱   收藏
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    土壤胞外酶作为土壤生物化学反应的催化剂, 直接驱动了土壤物质循环和能量流动过程。全球气候变化和土地利用类型改变致使维持荒漠地表稳定的生物土壤结皮中的藓类植物出现不同程度的死亡, 然而, 藓类植物的死亡将如何影响荒漠表层土壤养分循环过程仍缺乏研究。该研究选取新疆古尔班通古特沙漠优势藓类结皮为研究对象, 测定了自然存活及自然死亡藓类结皮下不同土层(0-2、2-5、5-10、10-20 cm)碳氮磷循环相关酶活性。结果发现: 除蔗糖酶外, 藓类植物死亡显著影响了β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、脲酶、硝酸还原酶、植酸酶和碱性磷酸酶活性, 并随土壤深度的增加酶活性逐渐递减。同时, 藓类植物死亡显著抑制了植酸酶活性, 促进了与碳氮磷循环相关的土壤酶活性。土壤碳氮循环相关酶活性与土壤有机碳、全氮、NO3--N和NH4+-N含量显著正相关, 与pH显著负相关; 植酸酶、碱性磷酸酶活性与土壤全磷、速效磷含量相关性不显著。荒漠藓类植物的死亡, 在短期内显著改变了土壤酶系统, 加速了土壤养分循环。

    资料论文
    宁夏贺兰山斑子麻黄荒漠群落特征
    师斌, 窦建德, 黄维, 李小伟
    植物生态学报. 2022, 46(3):  362-367.  doi:10.17521/cjpe.2021.0055
    摘要 ( 287 )   全文 ( 15 )   PDF (866KB) ( 117 )   附录附件    知识图谱   收藏
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    斑子麻黄(Ephedra rhytidosperma)群落是贺兰山山麓特有荒漠植物群落。该研究于2019年调查了16个斑子麻黄典型群落, 分析了物种组成的区系特征, 运用TWINSPAN软件对16个斑子麻黄群落进行了分类。结果表明: 1)斑子麻黄群落物种组成以禾本科、菊科、豆科和蒺藜科植物为主, 隶属13科24属27种。2)斑子麻黄荒漠群落生活型以多年生草本(44.44%)和灌木(29.63%)为主; 区系以古地中海成分(44.44%)和东亚成分(33.33%)为主; 水分生态类型以旱生(40.74%)和强旱生(37.04%)为主。3)根据生活型和优势度, 斑子麻黄群落可分为斑子麻黄-半灌木荒漠(Ephedra rhytidosperma - Semi-Shrub Desert)和斑子麻黄-草本荒漠(Ephedra rhytidosperma - Herb Desert) 2个群丛组, 进一步划分为3个群丛: 斑子麻黄-刺旋花-兴安胡枝子 半灌木与草本荒漠(Ephedra rhytidosperma - Convolvulus tragacanthoides - Lespedeza davurica Semi-Shrub and Herb Desert)、斑子麻黄-刺旋花-中亚细柄茅 半灌木与草本荒漠(Ephedra rhytidosperma - Convolvulus tragacanthoides - Ptilagrostis pelliotii Semi-Shrub and Herb Desert)和斑子麻黄-中亚细柄茅 半灌木与草本荒漠(Ephedra rhytidosperma - Ptilagrostis pelliotii Semi-Shrub and Herb Desert)。

    论坛
    《中国植被志》研编规范的若干说明、补充与修订
    王国宏, 郭柯, 谢宗强, 唐志尧, 蒋延玲, 方精云
    植物生态学报. 2022, 46(3):  368-372.  doi:10.17521/cjpe.2022.0042
    摘要 ( 282 )   全文 ( 26 )   PDF (673KB) ( 202 )   知识图谱   收藏
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    前期编制的《中国植被志》研编技术规范为《中国植被志》的研编工作提供了标准和指南。但在后续研编过程中发现存在一些具体问题和不足。针对这些问题和不足, 该文主要就《中国植被志》研编中的“植被类型”及志书卷册划分、中低级植被分类单元群落数量特征的记述以及文献记载的群落类型的收录等内容进行了补充和修订, 并对植被分类方法做了进一步说明。这些补充和修订内容与前期的技术规范共同成为《中国植被志》研编的依据和标准。


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