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    2024年, 第9期
    刊出日期:2024-09-20

    庐山植物园春季景观(庐山植物园供图)。牛云明等基于庐山地区不同海拔气象、土壤含水量、土壤和植被水分稳定同位素等数据, 分析了庐山地区不同海拔4个典型树种的蒸腾水龄动态和用水策略。研究结果有助于降低水文和气候过程模型预测的不确定性, 也为该区域的植被恢复管理提供了科学支持(本期1104-1117页)。

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    研究论文
    不同降雨条件下北京土石山区混生乔灌植物的水分吸收和生态位特征
    周红娟, 刘子赫, 刘柯言, 张初蕊, 胡旭, 韩璐, 陈立欣
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1089-1103.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0057   cstr: 32100.14.cjpe.2024.0057
    摘要 ( 395 )   全文 ( 96 )   PDF (1747KB) ( 320 )   知识图谱   收藏
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    分析同一林分内上层乔木与下层灌木在不同降雨事件下的水分吸收和生态位变化特征, 探究混生植物的水分利用策略及对水分的竞争/互补关系, 可为北京土石山区植被恢复和管理提供理论依据。在不同降雨类型(干旱期发生的小雨, 简称“干旱小雨”; 相对湿润期发生的中雨, 简称“湿润中雨”; 干旱期发生的暴雨, 简称“干旱暴雨”)雨前和雨后1-4天内分别采集乔木(刺槐(Robinia pseudoacacia)、栾树(Koelreuteria paniculata)和侧柏(Platycladus orientalis))和灌木(荆条(Vitex negundo))的木质部、土壤、地下水和雨水样品, 分析其稳定同位素特征及其动态变化, 运用MixSIAR模型计算植物对各种潜在水源的利用比例, 并应用Levins指数和Levins重叠指数计算水分生态位宽度和生态位重叠度。结果表明: 土壤含水量和同位素组成、乔木和灌木吸水深度和水分生态位特征均受降雨类型的影响。(1)干旱小雨后灌木的水分利用对降水更为敏感, 其利用水源由深层土壤向上层土壤转移, 而乔木水分来源依然以地下水为主; 湿润中雨后, 不同林分的乔木和灌木均以0-40 cm土壤水为主要水分来源; 干旱暴雨改变了乔木和灌木的水分利用策略, 雨后灌木的主要水分来源均为0-40 cm浅层土壤水分, 而乔木对不同土层的吸水量趋于均匀。(2)干旱小雨前后, 刺槐和栾树生态位宽度低于对应林下灌木, 而干旱暴雨前后栾树生态位宽度高于林下灌木。侧柏和林下荆条生态位宽度对降雨的响应一致, 即荆条生态位宽度在雨后第1天陡增, 侧柏生态位宽度在雨后第2天陡增。干旱小雨前, 刺槐和林下荆条水分生态位重叠较大, 雨后其随降雨天数增加而递减。除干旱小雨前乔木和灌木具有相同水分来源之外, 乔木和灌木面对降雨具有不同水分利用策略, 从而避免了彼此间水分竞争。

    庐山不同海拔植物蒸腾水龄动态及用水策略
    牛云明, 贾国栋, 王欣, 刘子赫
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1104-1117.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0022   cstr: 32100.14.cjpe.2024.0022
    摘要 ( 260 )   全文 ( 48 )   PDF (2543KB) ( 192 )   知识图谱   收藏
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    通过探究亚热带湿润气候区庐山不同海拔优势植物的水龄和考虑时间来源的用水策略, 为该地区的生态保护和资源利用提供科学依据和支持。以庐山松属(Pinus) (低海拔的马尾松(P. massoniana)、高海拔的黄山松(P. taiwanensis))和栎属(Quercus) (低海拔的栓皮栎(Q. variabilis)、高海拔的短柄枹栎(Q. serrata))共4个树种为研究对象, 于2020年7月至2021年8月, 利用稳定同位素技术和平均蒸腾水龄模型, 分析不同海拔优势植物的蒸腾水龄, 并结合水龄结果和MixSIAR来源混合模型, 分析植物用水策略和季节性变化; 同步监测大气温度、湿度, 土壤含水率, 根系分布等数据分析蒸腾水龄与植物水分来源的季节性变化。结果显示: (1)庐山地区植物主要利用当季降水, 蒸腾水龄为8.67-16.68 d。对于同属植物, 高海拔树种蒸腾水龄小于低海拔树种。且在观测期内马尾松的水龄呈“单谷状”, 黄山松呈“单峰状”。(2)低海拔树种用水策略在雨季前期主要利用浅层土壤水, 随着雨季到来主要吸水层向下移动至深层, 并在雨季后期稳定在深层土壤, 而高海拔树种在雨季后期主要吸水层稳定在土壤中层。(3)相较之下, 考虑时间滞后的低海拔植物用水策略对浅层(0-20 cm)土壤水的依赖减弱, 对深层(60-100 cm)土壤水的吸收比例增加, 高海拔相反。

    基于液流径向变化的樟子松蒸腾耗水量估算及影响因素
    童郁强, 吴梦鸽, 王玲, 赵实, 韩叙, 张彤, 刘静, 秦胜金, 董英豪, 魏亚伟, 周永斌
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1118-1127.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0121   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0121
    摘要 ( 181 )   全文 ( 20 )   PDF (1360KB) ( 110 )   知识图谱   收藏
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    樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)是辽西北半干旱区主要的人工林造林树种, 准确估算其蒸腾耗水量对樟子松人工林的科学管理具有重要意义。该研究采用基于多点(不同规格) TDP探针研究30年生樟子松树干液流的径向变化特征及其对树木蒸腾耗水量的影响。结果表明: 樟子松树干液流在径向上存在较大的差异且随着季节的变化径向模式也会发生变化。在8月, 樟子松树干液流呈现明显的单峰径向模式, 在距最外侧边材15 mm处达到峰值, 而在10月, 樟子松径向模式表现出较大的差异, 从边材的外侧到心材逐渐下降。基于液流径向变化, 估算出30年生樟子松在8月和10月日蒸腾量分别在25.32-27.45和14.05-16.49 kg之间, 其中, 边材外侧0-20 mm的蒸腾量占据了整株蒸腾量的绝大部分。通过单点估算樟子松整株蒸腾量会产生较大误差, 误差最高可达133.22%。樟子松各深度(5、15、25 mm)的液流通量密度之间存在显著的关联性, 每个深度的液流通量密度与基于边材面积加权平均的液流通量密度之间的线性方程拟合度较好, 通过转换方程可以达到使用单点来估算整株蒸腾量的目的。光合有效辐射对樟子松各深度的液流影响最大, 但不同深度的液流对气象因素的响应程度不同, 因此不能以单深度的液流通量密度受气象因素的影响程度来预估气象因素对整株蒸腾耗水量的影响。

    晋西黄土区2种典型森林树种夜间液流特征及对环境因子的响应
    付照琦, 胡旭, 田沁瑞, 葛艳灵, 周红娟, 吴小云, 陈立欣
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1128-1142.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0219   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0219
    摘要 ( 249 )   全文 ( 57 )   PDF (2284KB) ( 164 )   知识图谱   收藏
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    了解晋西黄土区典型森林树种夜间水分利用对准确评价流域水循环和碳循环至关重要。但目前对于晋西黄土区典型森林树种夜间液流的变化特征及对夜间环境因子的响应尚不明晰。为了探究该地区典型树种的夜间液流分配特征及对环境因子的响应, 于2021年6-10月, 采用热扩散探针(TDP)对山西省吉县蔡家川小流域刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林和蒙古栎(Quercus mongolica)天然林中树木树干液流、土壤水分和小气候进行连续监测, 利用时间序列模型(ARMAX model)区分夜间液流中夜间蒸腾(Tn)和茎干补水(Re)。利用机器学习模型XGboost和SHAP解释框架分析夜间液流量(QNighttime)与夜间环境因子的关系。结果表明: 生长季刺槐和蒙古栎夜间蒸腾量占比(Tn/QNighttime)分别为73.97%和30.12%, 茎干补水占比(Re/QNighttime)分别为26.03%和69.88%。机器学习XGboost模型结果表明夜间饱和水汽压差(VPD)和夜间土壤水分含量(SWC)是分别影响刺槐和蒙古栎夜间液流的主导因子。VPD、夜间气温(Ta)、夜间相对湿度(RH)和整日液流量(QDaily)分别达到0.30 kPa、19.84 ℃、85.3%和339.11 kg·h-1后对刺槐夜间液流起促进作用。VPD达到1.5 kPa后对蒙古栎夜间液流起抑制作用, Ta和夜间风速(WS)分别达到23.11 ℃和0.58 m·s-1后促进蒙古栎夜间液流。SWC对刺槐和蒙古栎夜间液流的影响具有一致性, 即SWC在0-12.9%范围内会促进夜间液流。因此构建夜间液流模型时应考虑环境因子的影响。刺槐夜间液流主要用于夜间蒸腾作用, 而蒙古栎夜间液流主要用于茎干补水。夜间VPD和SWC分别是影响刺槐和蒙古栎夜间液流的主导因子。该研究揭示了晋西黄土区2种典型树种夜间液流分配特征及与环境因子的响应, 这对于准确理解气候变化下黄土区典型森林树种的稳定性具有重要意义。

    不同退化程度小叶杨人工林冠层气孔导度特征及其环境响应
    张小雨, 贾国栋, 余新晓, 孙立博, 蒋涛
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1143-1156.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0106   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0106
    摘要 ( 339 )   全文 ( 68 )   PDF (1641KB) ( 187 )   知识图谱   收藏
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    冠层气孔导度(gs)是衡量冠层-大气水汽交换的重要指标, 研究其特征及对环境因子的响应, 有助于深入了解冠层水汽交换的过程及环境因子对林木冠层控制的综合机制, 目前针对不同退化程度的同一树种冠层气孔导度特征及对环境因子响应的差异性仍不清楚。该研究于2019年生长季(5-9月)以坝上张北县4种退化程度(无退化、轻度退化、中度退化、重度退化)小叶杨(Populus simonii)人工林为研究对象, 利用热扩散技术对林中小叶杨树干液流进行连续监测, 同步监测气温(T)、光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)、空气相对湿度(RH)、土壤含水率(SWC)等环境因子, 分析小叶杨的液流速率、gs特征及其对环境因子的响应。结果显示: (1)小叶杨液流速率日变化总体呈单峰曲线, gs呈双峰曲线, 月尺度上两者均呈先升高后降低趋势, 7月两者值最大, 在5月和9月4种退化程度人工林中小叶杨液流速率及gs均差异显著。(2) 4种退化程度人工林中小叶杨gs均受T、VPD及SWC的影响, 但由于退化有一定的差异性, 无退化人工林中小叶杨gs主要受T、VPD和80-160 cm SWC影响, 轻度退化人工林中小叶杨gs主要受T、0-80 cm SWC和VPD影响, 中度退化人工林中小叶杨gs主要受0-80 cm SWC、T、VPD影响, 重度退化人工林中小叶杨gs主要受T、PAR、VPD的影响。(3)对于4种退化程度人工林中小叶杨, T在18 ℃以上时gs与其呈正相关关系, VPD在0.6-2.2 kPa时gs与其呈正相关关系, gs与SWC呈负相关关系; 当PAR小于250 μmol·m-2·s-1时, 重度退化小叶杨gs与其呈正相关关系。(4)重度退化程度人工林中小叶杨与另3种退化程度人工林中小叶杨相比, 对T变化的响应更积极, 对其他环境因子响应的敏感性降低, 且因形态学上的退化, 其对冠层蒸腾的控制会更加严格, 以避免进一步退化或死亡。

    干旱对栓皮栎人工林碳水通量及其耦合的影响
    王音, 同小娟, 张劲松, 李俊, 孟平, 刘沛荣, 张静茹
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1157-1171.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0354   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0354
    摘要 ( 224 )   全文 ( 27 )   PDF (1933KB) ( 168 )   知识图谱   收藏
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    水分利用效率(WUE)是深入理解生态系统碳水循环以及耦合机制的重要指标。固有水分利用效率(IWUE)相较于WUE更适于分析日尺度上的生态系统碳水耦合机制。该研究利用涡度相关技术和微气象观测系统, 对栓皮栎(Quercus variabilis)人工林生态系统的碳水通量及环境要素开展定位观测, 分析了2021-2022年生物物理因子对该生态系统总初级生产力(GPP)、蒸散(ET)和IWUE的影响, 明确了碳水通量及其耦合对干旱的响应机制。结果表明: GPP、ET和IWUE呈明显季节性变化。丰水年份GPP比正常年份高7.9%, ET比正常年份高21.0%, IWUE比正常年份低21.4%。空气水汽压亏缺(VPD)是影响正常年份GPP的主要因子, 净辐射(Rn)是限制丰水年份GPP的主要因子。不论是正常年份还是丰水年份, Rn均为ET的主要调控因子。相对土壤含水量(REW)是调控正常年份IWUE的主要因子, 叶面积指数(LAI)是影响丰水年份IWUE的主要因子。环境因子通过调控冠层导度(gc)来调节碳水通量, 进而影响IWUE。土壤干旱的发生会显著提高IWUE。GPP和ET对REW的响应滞后1个月, IWUE对REW的响应无时滞现象。

    乌兰布和沙漠梭梭茎干液流对降雨脉冲的响应
    韩雨晴, 熊伟, 吴波, 卢琦, 杨文斌, 刘雅莉, 张景波, 辛智鸣, 马迎宾, 廉泓林, 王思涵
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1172-1179.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0168   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0168
    摘要 ( 155 )   全文 ( 30 )   PDF (1219KB) ( 121 )   知识图谱   收藏
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    量化荒漠植物生态水文过程对降雨脉冲的响应是理解气候变化对旱区生态系统影响的关键。为深入理解乌兰布和沙漠梭梭(Haloxylon ammodendron)人工林中梭梭对降雨脉冲的响应, 于2020年6-10月, 应用热扩散技术和气象水文学方法观测了梭梭茎干液流速率(SFD)、人工林微气象因素和土壤水分含量, 结果表明: (1)在研究期内选择的17场降雨事件中, 降雨后梭梭茎干SFD日均值为0.044 g·cm-2·min-1, 是雨前的1.16倍。其中9场降雨后SFD日变化曲线由雨前的“双峰型”变为“单峰型”; 另外8场降雨则明显改变了梭梭茎干SFD日变化的特征值: 降雨后梭梭茎干液流的启动时间由降雨前的8:00提前至7:00左右, 其平均峰值也由降雨前的0.067增至0.085 g·cm-2·min-1, 且在峰值区间维持时间也明显延长。 (2)阈值-延迟模型(T-D)可以较好地描述梭梭茎干SFD对降雨脉冲的响应过程; 其最低降雨响应阈值为0.8 mm, 滞后时间为1.71 d。(3)梭梭茎干SFD与气温、饱和水汽压差、太阳辐射、风速和土壤体积含水量均呈显著正相关关系, 与相对湿度呈显著负相关关系, 但与降雨量无显著相关关系, 说明降雨输入会通过改变梭梭的水分生理特性和土壤水分条件来间接影响其液流的变化。该研究结果有助于深入了解荒漠植物水分利用特征及其对气候变化的响应机制, 对于人工固沙林的可持续经营与管理具有重要意义。

    鄂尔多斯高原3种固沙灌木水分利用效率的时空变化特征
    吴风燕, 吴永胜, 陈晓涵, 冯骥, 卢丽媛, 查斯娜, 王超宇, 孟元发, 尹强
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1180-1191.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0266   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0266
    摘要 ( 169 )   全文 ( 26 )   PDF (1934KB) ( 124 )   知识图谱   收藏
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    为评价固沙植物北沙柳(Salix psammophila)、黑沙蒿(Artemisia ordosica)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)在不同水热梯度上的适应性, 分别在鄂尔多斯市达拉特旗、乌审旗和榆林市靖边县境内设置固定样地, 测定了上述3种固沙植物7-9月叶片碳稳定同位素组成(δ13C)和水分利用效率(WUE), 分析不同类型固沙植物WUE与气温、降雨量和干旱指数(AI)之间的关系。结果表明: (1)柠条锦鸡儿叶片δ13C和WUE最高, 北沙柳次之, 黑沙蒿最低, 且7月份3种固沙植物叶片δ13C和WUE均显著高于8和9月份; (2)北沙柳叶片δ13C和WUE随着AI的增加无显著差异, 而AI最高的达拉特旗, 柠条锦鸡儿和黑沙蒿叶片δ13C和WUE显著高于乌审旗和靖边县; 多因素方差分析结果表明, 固沙植物种类及其所处空间差异对植物叶片δ13C和WUE的影响最大; (3)线性回归分析结果表明, 除柠条锦鸡儿WUE对气温变化无显著响应外, 气温、降雨量和AI均显著影响了植物WUE。其中, 柠条锦鸡儿WUE对AI变化的响应最为敏感, 北沙柳对气温变化的响应更为敏感, 而黑沙蒿WUE对上述环境因子变化的响应较平稳。

    新疆伊犁地区野杏树衰退的水碳生理机制
    欧阳艺蕾, 龚雪伟, 段春旸, 张驰, 马尘扬, 韩鹏, 张元明, 郝广友
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1192-1201.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0110   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0110
    摘要 ( 212 )   全文 ( 50 )   PDF (1640KB) ( 163 )   知识图谱   收藏
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    新疆野杏(Prunus armeniaca var. ansu)是世界杏的起源种之一, 具有重要的经济和生态价值, 近年来新疆野杏林出现了严重的衰退死亡现象, 开展相关衰退机制研究对其资源保育和恢复具有重要意义。该研究以新疆伊犁地区相对健康(枯枝率≤30%)和严重衰退(枯枝率≥70%)的野杏树为研究对象, 分析了碳失衡和木质部水力功能损伤在介导该树种衰退死亡过程中所起的作用。研究结果表明, 严重衰退野杏树枝条水平的叶面积显著减少, 但比叶质量、相对叶绿素含量和气孔导度在严重衰退和相对健康野杏树之间无显著差异。严重衰退野杏树的正午叶片水势、枝条水分传输效率和栓塞抵抗力均显著低于相对健康的野杏树, 发生了明显的木质部水分传输障碍。严重衰退野杏树的非结构性碳水化合物(NSC)总含量低于相对健康的野杏树, 但枝条木质部中可溶性糖与淀粉含量比例显著升高。水分传输效率的下降伴随着固碳能力和NSC库存的降低, 碳失衡进一步导致树木对病虫害的防御能力降低, 形成恶性循环最终导致树木衰退死亡。

    基于稳定同位素示踪的不同覆砂厚度下枣树水分利用策略
    李蓓蓓, 张明军, 车存伟, 刘泽琛, 钟晓菲, 张园园, 张宇
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1202-1212.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0295   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0295
    摘要 ( 140 )   全文 ( 25 )   PDF (1380KB) ( 131 )   知识图谱   收藏
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    干旱区覆砂条件显著影响土壤水分状况, 进而影响植被对土壤水分的吸收和利用。然而, 对于枣树(Ziziphus jujuba)在不同覆砂条件下的吸水策略及其对输入水的动态响应仍知之甚少。该研究于2023年5月利用氢氧稳定同位素方法结合贝叶斯混合模型(MixSIAR)研究了枣树在不同覆砂厚度下的水分利用策略及其对输入水的响应。结果表明: 不覆砂样地在灌溉后第2天出现土壤含水量(SWC)峰值, 覆砂5 cm的样地在灌溉后第4天出现峰值, 覆砂10和15 cm的样地在灌溉后第6天出现峰值, 覆砂显著提高了SWC, 增强了土壤的保水性。不覆砂样地的氧稳定同位素比值(δ18O)和氢稳定同位素比值(δ2H)分别为-5.4‰- -2.2‰和-76.1‰- -61.0‰, 覆砂样地的δ18O和δ2H分别为-5.6‰- -3.0‰和-61.0‰- -75.7‰。灌溉后第2、4、6天, 0-10 cm土层不覆砂样地枣树水分利用比例(16.2%、9.1%、10.0%)相较覆砂5、10、15 cm样地(73.0%、54.5%、37.0%; 49.0%、46.2%、22.8%; 27.1%、36.1%、21.4%)稳定且覆砂措施增加了枣树对0-10 cm土壤水的利用, 即枣树对深层土壤水的利用存在滞后效应。以上结果说明了覆砂措施能够有效提高土壤的保水性, 影响植物水分利用策略, 有利于植物适应当地的干旱条件以及应对其他的环境变化。

    秦岭9个树种的木质部栓塞特性与水力安全风险
    陈思佚, 唐燕, 何腾, 江永康, 杜光源
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1213-1222.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0176   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0176
    摘要 ( 325 )   全文 ( 59 )   PDF (1143KB) ( 181 )   知识图谱   收藏
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    近年来, 气候变化引起秦岭森林树木死亡率升高和脆弱性加剧, 对秦岭的生物多样性和生态功能产生不利影响。该研究以秦岭森林的9个典型树种: 红桦(Betula albosinensis)、刺榛(Corylus ferox)、青榨槭(Acer davidii)、五尖槭(Acer maximowiczii)、麻栎(Quercus acutissima)、槲栎(Quercus aliena)、华山松(Pinus armandii)、云杉(Picea asperata)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)为研究对象, 解析各树种木质部栓塞特性, 评估水力安全风险, 揭示秦岭森林退化的植物水力学机制, 为秦岭生态保护提供科学依据。该研究采用Cochard离心机法和Sperry离心机法测量不同水势下枝条的比导水率损失百分比(PLC), 建立木质部栓塞脆弱性曲线(VCs); 采用低压液流计法测定最大木质部比导水率(Kmax); 采用压力室法原位测定正午木质部水势(Pmd), 在此基础上解析各树种的水力安全边际(HSM), 评估水力失效风险。结果表明: 在9个树种中, 针叶树种华山松、云杉、华北落叶松和阔叶树种青榨槭具有“s”形栓塞脆弱性曲线, 而阔叶树种红桦、刺榛、麻栎、槲栎和五尖槭则为“r”形栓塞脆弱性曲线; 其PLC为50%时的木质部水势(P50)的大小关系为: 云杉<华北落叶松<华山松<青榨槭<五尖槭<红桦<槲栎<刺榛<麻栎; HSM的大小关系为: 麻栎<刺榛<红桦<华北落叶松<槲栎<五尖槭<青榨槭<华山松<云杉, 其中, 红桦、刺榛和麻栎的HSM接近0, 具有极高的水力失效风险。总体来看, 阔叶树种比针叶树种具有更高的水分运输效率, 但是其抗栓塞能力较差, 面临着更大的水力失效风险。

    中亚热带喀斯特森林不同演替阶段树种水力调节策略差异
    廖苏慧, 倪隆康, 秦佳双, 谭羽, 顾大形
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1223-1231.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0004   cstr: 32100.14.cjpe.2024.0004
    摘要 ( 272 )   全文 ( 21 )   PDF (1128KB) ( 189 )   知识图谱   收藏
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    喀斯特地区由于岩石大面积裸露、土层浅薄, 地表极易失水, 因此面临着抗干旱能力弱、演替进程缓慢等问题。探究中亚热带喀斯特森林不同演替阶段树种水力调节策略的变化, 了解演替背后的干旱适应机制, 能够为植被恢复和重建提供理论依据。该研究以喀斯特地区演替早、中和后期森林群落中的优势种为研究对象, 测量并计算了茎和叶栓塞脆弱性(P50SP50L)、脆弱性分割(P50L-S)、茎和叶比导率(KSKL)、叶水力安全边界(HSML)等水力性状, 以及边材密度、胡伯尔值和比叶面积(SLA)等水力相关指标。结果表明: (1)该研究在物种间和群落间均未发现水力安全与效率的权衡, P50SKSKL均随正向演替而减小。(2)所有树种均存在正向脆弱性分割, 变化范围为0.53-6.59 MPa, 演替早期显著大于中期和后期, 且分割主要由P50S决定。(3)演替早期植物拥有较大的栓塞抗性和KSKL, 以提高水分运输和抵抗干旱的能力, 后期形成较大的SLA以增加对光资源的竞争。该研究揭示了喀斯特森林植物随着演替发展过程, 水力调节策略由以提高水力效率与安全的策略向增加对光合碳投资的策略转变的变化规律, 为阐明喀斯特森林群落演替过程中的植物干旱适应机制提供理论依据。

    增温和氮磷添加对亚热带森林凋落物溶解有机碳生物可降解性的影响
    冉佳鑫, 张宇辉, 王云, 杨智杰, 毛超
    植物生态学报. 2024, 48(9):  1232-1242.  doi: 10.17521/cjpe.2023.0272   cstr: 32100.14.cjpe.2023.0272
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    凋落物源溶解有机碳(DOC)是森林土壤DOC的重要来源, 其生物降解性的大小会影响土壤有机碳的固定和损失。关注气候变暖、氮磷养分输入量增加等因子对DOC生物降解性的影响, 有助于深入理解全球变化背景下森林土壤有机碳的形成和稳定。该研究依托亚热带常绿阔叶林野外增温实验平台, 以分解0天(未分解)和180天(分解中后期)的格氏栲(Castanopsis kawakamii)的叶片凋落物为研究对象, 探究增温和氮磷添加及其交互作用对不同分解阶段的凋落物源DOC生物可降解性(BDOC)及相应的光谱指标变化量(ΔDOC光谱指标)的影响。结果表明: (1)凋落物BDOC随凋落物分解逐渐降低, 分解中后期较未分解阶段减少了22.6%。(2)增温显著提高未分解凋落物的BDOC, 但未显著影响分解中后期的BDOC。同时, 增温也显著增加了未分解阶段的ΔDOC光谱指标, 且未显著影响分解中后期的ΔDOC光谱指标。(3)氮添加显著降低了未分解阶段的BDOC, 但提高了分解中后期的BDOC。与BDOC不同, 氮添加均未显著影响两个分解阶段的ΔDOC光谱指标。(4)磷添加不仅显著提高未分解和分解中后期凋落物BDOC, 也显著增加了两个阶段的ΔDOC光谱指标。(5)增温和氮磷添加对凋落物BDOC和ΔDOC光谱指标均存在显著交互作用。总之, 增温和磷添加均会加速未分解凋落物源DOC的降解, 而分解中后期凋落物源DOC的降解主要受氮磷养分含量的影响。


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