硅藻是海洋浮游植物的重要组成部分，其光合产量达到海洋初级生产力的40%以上。阳光UV辐射增强和海水升温的耦合作用将会影响硅藻的光合作用，进而影响其初级生产贡献。该研究主要探索升温对硅藻响应UVR辐射的光合生理调控，以进一步了解海洋环境变化对硅藻光合作用的影响。将威氏海链藻 (Thalassiosira weissflogii)在18oC和24oC下培养，并置于高可见光(PAR，400-700nm)和UV辐射(PAR+UVR，280-700nm)下，以监测其PSII功能变化和相关生理响应。结果表明： PAR和PAR+UVR均对威氏海链藻PSII最大光化学效率(Fv/Fm)产生抑制作用，UVR存在下PSII光失活速率常数(Kpi)显著上升，但升温时，UVR下藻细胞具有与低温下相近的PSII修复速率常数与失活速率常数比值(Krec/Kpi)。对PSII蛋白亚基周转的分析表明，可见光下升温使藻细胞维持较高的PsbD库，而在UVR下升温则协同促进受损PsbA的快速清除。此外，升温条件下藻细胞维持较高的SOD和CAT酶活性，各处理下仅诱导产生较低水平的非光化学淬灭（NPQ）。我们研究结果表明，威氏海链藻在升温时可通过调节PSII修复循环以促进其光合性能对抗UVR的抑制效应。

高寒灌丛因其较高的土壤碳储量及对全球变化的敏感性, 已成为全球碳循环研究的热点区域。凋落枝和凋落叶在陆地生态系统物质循环中起着重要作用, 但有关二者生产与分解的对比研究还十分缺乏, 难以准确评估其对土壤碳和养分循环的影响差异。基于此, 该研究以青藏高原东部的优势灌丛——窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)为研究对象, 连续4年监测了凋落枝和凋落叶的生产与分解, 并量化其碳氮残留量。结果表明: (1)凋落叶的年均生产量为凋落枝的4.41倍, 分别为138.94和31.48 g·m⁻²·a⁻¹, 使凋落叶具有较高的碳氮归还量; (2)凋落枝的分解速率显著低于凋落叶, 其分解常数分别为0.356和0.522·a⁻1, 且凋落枝分解的最终残留比例为凋落叶的4.86倍, 分别为0.287和0.059; (3)在4年的分解过程中, 凋落叶中的氮动态表现为净释放模式, 而凋落枝则为“富集—稳定—释放”模式; (4)凋落枝和凋落叶的年均碳残留量较为接近(3.85和3.72 g∙m⁻2∙a⁻1), 但凋落叶的氮残留量更高(0.06和0.11 g∙m⁻2∙a⁻1)。该研究明确了凋落枝慢速分解在高寒灌丛碳储量累积中的关键作用, 以及凋落叶高效氮归还对缓解土壤氮限制的重要性, 为准确评估凋落枝和凋落叶对土壤碳氮循环的贡献提供了重要依据。

摘 要 【目的】植物性系统是影响植物交配、遗传、进化与物种分布的重要繁殖特征，根据花器官雌蕊与雄蕊分布位置不同，可将性系统分为两性花、雌雄异株与雌雄同株。【方法】本文以戴云山不同海拔(900-1600 m)森林群落为研究对象，分析木本植物性系统数量特征的海拔梯度变化，采用Mantel相关性探讨性系统与环境因子之间的相关关系。【主要结果】1.样地内共有木本植物85种，其中两性花植物49种(57.6%)，雌雄异株植物26种(30.6%)，雌雄同株植物10种(11.8%)。2.随着海拔升高，两性花与雌雄异株植株数显著增加，两性花与雌雄异株物种比例无明显变化，雌雄同株植株数与物种比例显著下降。3.随海拔升高，性系统Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数总体下降，Simpson优势度指数无明显变化。4.土壤有效磷与土壤温度是驱动木本植物性系统数量特征海拔梯度变化的最重要因子。综上，戴云山木本植物性系统数量特征沿海拔梯度存在显著差异，性系统的海拔分布对环境变化高度敏感，表明植物通过调节性系统组成适应环境变化，从而确保种群持续生存和繁衍。

揭示广布种功能性状及其适应策略的区域分异规律, 对预测植物在气候变化下的适应潜力具有重要意义。该研究以广布种狗尾草(Setaria viridis)为实验对象, 沿降水梯度带选取9个样点, 测量了狗尾草茎和叶器官水碳相关18个功能性状, 采用性状网络与主成分分析等方法, 阐明其生境适应策略。结果表明: (1)狗尾草在湿润区具有最大的导管直径和比叶质量; 在半湿润/半干旱区具有最高的单位面积最大净光合速率、解剖学最大气孔导度和气孔面积分数; 在干旱区具有最大的导管厚跨比和单位质量最大净光合速率; 反映了狗尾草在不同区域的适应策略。(2)随着降水的减少, 性状之间的关联变少, 网络的连通性降低, 复杂性增加。性状间正相关关系占比在半湿润/半干旱区达到最大, 此时植物性状间表现出最佳的协作关系, 可能与此区域水、光资源配置达到平衡有关。(3) 9个样点性状网络的结果表明狗尾草沿降水梯度带的适应主要由气孔性状调控。该研究对预测气候变化背景下的植物/植被响应及其潜在适应机制具有重要意义。

深圳湾福田红树林自然保护区是我国唯一一处位于城市腹地的国家级自然保护区。研究受人为干扰较重的城市红树林湿地的潜在物种多样性, 可为红树林生态湿地可持续管理提供路径。该研究对深圳湾福田红树林自然保护区不同区域(核心区/非核心区)进行生态学调查, 采用超几何法评估物种共存特征与物种分布概率, 并基于调查数据分析该区域的植被特征。主要结果有: (1)深圳湾福田红树林自然保护区现分布有9种红树, 秋茄树(Kandelia obovata)是优势种; 核心区中秋茄树重要值较大(平均96.4%), 在非核心区, 秋茄树重要值显著降低, 并出现了无瓣海桑(Sonneratia apetala)与海桑(S. caseolaris)。(2)海桑与无瓣海桑存在强的共存倾向, z分数值为2.82, 而无瓣海桑与秋茄树存在竞争排斥, z分数值为–2.41, z分数值反映了物种实际分布与随机预期的偏离程度。(3)现存物种多样性与群落完整性之间具有显著正相关关系, 群落完整性越高, 则现存物种多样性越丰富。非核心区部分样方的无瓣海桑分布概率较高, 面临扩散风险。核心区秋茄树的分布概率(0.51 ± 0.09)显著高于非核心区(0.41 ± 0.15), 但核心区部分样方(如8号样带的样方)群落完整性较低, 建议适当补种本土红树, 提高物种多样性。

绵刺(Potaninia mongolica)为阿拉善荒漠的重要建群种和古特有种, 是国家二级重点保护植物。调查绵刺自然群落的特征, 研究其群落分类及多样性与环境因子的关系, 可为该种的保护与长期监测提供数据支撑。该研究在东阿拉善选择具有代表性的绵刺群落, 通过样方法进行群落特征研究, 利用冗余分析法(RDA)探讨群落物种多样性与环境因子的关系。结果表明: (1)调查的绵刺群落共记录到48种植物, 隶属14科38属, 以禾本科、藜科、菊科和豆科占优势; 生活型以一(或二)年生草本种类最多, 占总种数33.33%, 多年生草本(占25.00%)、灌木(占20.83%)、半灌木(占20.83%)比例接近, 但灌木为群落的优势层片; 水分生态类型以旱生植物为主, 占总种数79.17%, 其中强旱生占35.42%, 反映出强烈干旱的气候特征; 区系地理成分以戈壁种和戈壁-蒙古种为主, 分别占29.16%和22.92%, 体现了荒漠植被的区系特点。(2)根据生活型和优势度将东阿拉善绵刺荒漠划分为3个群丛组: 绵刺-草本荒漠、绵刺+灌木-草本荒漠、绵刺+灌木荒漠, 进一步划分为13群丛。(3)RDA分析结果显示, 温度和降水是影响绵刺群落物种多样性的主要因素。

灌丛是陆地生态系统碳密度估算中不可或缺的部分, 其面积增加引起的植被碳储量增加被认为是我国陆地生态系统碳储量增加的一个重要原因, 也是我国生态系统碳汇研究中最不确定因素之一。为了估算华北地区常见灌丛生态系统碳密度及其分配规律, 该研究采用野外调查和异速生长方程法, 对北京东灵山鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)和鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)灌丛生态系统碳密度和分布特征进行了探究。研究结果表明: 鬼箭锦鸡儿灌丛碳密度(427.59 t?hm-2)显著高于鹅耳枥灌丛(178.19 t?hm-2), 其中土壤碳密度占绝对优势(98.53%和81.31%), 分别为421.29和144.89 t?hm-2。土壤有机碳富集在0–50 cm土层中, 且土壤有机碳密度随土层深度的增加而递减。鬼箭锦鸡儿灌丛各土层有机碳密度均高于鹅耳枥灌丛, 这可能是由于前者分布区域气温较低和坡度较小, 有利于积累有机物。灌木层和乔灌层对整个生态系统碳密度贡献较小(1.27%和17.77%), 分别为5.44和31.69 t?hm-2, 其中乔木层各器官碳密度排序为树干>根>枝>叶, 2类灌丛灌木层碳密度排序均为: 枝>根>叶, 且鬼箭锦鸡儿灌丛灌木层各器官碳密度均显著高于鹅耳枥灌丛。草本层和凋落物层对灌丛的碳密度贡献最小(0.20%和0.91%), 分别为0.86和1.62t?hm-2, 其中鬼箭锦鸡儿灌丛草本层碳密度(0.55 t?hm-2)显著高于鹅耳枥灌丛(0.35 t?hm-2), 且鬼箭锦鸡儿灌丛草本层地上和地下部分碳密度相近, 而鹅耳枥灌丛草本层地上碳密度显著低于地下部分, 鹅耳枥灌丛凋落物层碳密度(1.27 t?hm-2)显著高于鬼箭锦鸡儿灌丛(0.31 t?hm-2)。

氮添加对草地生态系统地上生产力(ANPP)和地下生产力(BNPP)具有显著的影响。然而群落ANPP和BNPP对氮添加的不同响应以及其在不同水平氮添加下的饱和响应阈值目前尚不清晰。因此, 该研究以晋北赖草(Leymus secalinus)草地为研究对象, 设置8个不同氮添加水平(0、1、2、4、8、16、24、32·g·m–2·a–1), 从2017–2021连续5年监测植物ANPP、BNPP和总初级生产力(NPP)的变化, 并计算植物生产力的稳定性、氮饱和阈值以及氮响应效率。结果表明: (1) ANPP和NPP均随氮添加水平的提高呈非线性增加的模式。ANPP和NPP的氮饱和响应阈值(2017–2021年)分别为25.7 g·m–2·a–1和21.3 g·m–2·a–1。(2) 植 物ANPP和BNPP对氮添加具有不同的敏感性, 其中ANPP的敏感性高于BNPP的敏感性。NPP的变化主要是由ANPP的变化引起的, 这表明随着氮添加水平的提高, 植物生产力向地上分配增加。(3) ANPP的氮响 应效率(NREANPP)随氮添加水平的提高呈指数下降趋势, 而BNPP和NPP的氮响应效率(NREBNPP, NRENPP)随氮添加水平的提高呈线性下降趋势。(4) 结构方程模型分析发现, 土壤NO3-N和土壤pH间接调控着施氮年限和氮添加对ANPP和BNPP的影响; 并且低氮和高氮添加对植物ANPP和BNPP具有不同的调控机制, 其中在低氮处理下, ANPP和BNPP主要受氮添加的直接影响; 而在高氮处理下, 土壤无机氮含量和pH间接调控氮添加对ANPP和BNPP的影响。该研究呈现了晋北赖草草地生态系统植物生产力随氮添加水平呈非线性响应的特征, 为氮沉降背景下提高草地生态系统的服务功能提供了数据支撑。

蚂蚁在亚热带森林生态系统物质循环和能量流动中发挥重要作用, 但不同树种可能通过改变林下微气候、地表环境和凋落物等的季节性差异调控蚂蚁群落结构。于2023年7月至2024年3月在福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站同质园平台, 采用陷阱法原位调查6个代表性树种对蚂蚁群落结构组成、分类学类群和功能群差异及其调控因子的季节性影响动态。实验期间共捕获蚂蚁30 389头, 隶属于19属30种, 呈现出夏秋多样性高、冬春多样性低的趋势, 优势种为宽结大头蚁(Pheidole nodus)和黑褐举腹蚁(Crematogaster rogenhoferi)。树种显著影响了蚂蚁的多度, 影响程度表现为: 枫香(Liquidambar formosana)>米槠(Castanopsis carlesii) >无患子(Sapindus saponaria）>杉木(Cunninghamia lanceolata) >醉香含笑(Michelia macclurei)>马尾松(Pinus massoniana)。不同季节及其与树种的交互作用也显著影响蚂蚁功能群结构, 夏季杉木林下广义切叶蚁亚科的多度显著高于其他树种, 春季米槠林下气候特化种的多度相对较高, 马尾松林下相对较低。典范对应分析(CCA)显示, 土壤温度、土壤有机质含量、地上生物量和凋落物生物量可解释50%以上的蚂蚁群落结构变异。这些结果为深入认识亚热带森林树种与蚂蚁等相似土壤动物类群的结构和功能提供了基础数据。

小溪洞杜鹃(Rhododendron xiaoxidongense)为我国特有的珍稀濒危植物, 狭域分布于罗霄山脉中段, 种群数量稀少, 曾被评估为灭绝(EX), 其资源状况和种群结构与动态不清楚, 严重制约了该物种的保护。本研究以现存的小溪洞杜鹃种群为研究对象, 通过空间代替时间得到种群龄级结构, 据此计算种群动态指数、编制静态生命表、绘制存活曲线和生存函数曲线, 分析种群结构特征与生存潜力; 运用时间序列模型预测种群未来发展趋势, 并采用聚集度指标判断种群空间分布格局, 旨在明确小溪洞杜鹃种群生存状况、发展趋势及影响种群更新的关键因子, 为其野生种群保护、管理和复壮提供科学依据。结果表明: (1) 4个小溪洞杜鹃种群龄级结构均不完整, 总体表现为中龄、成龄个体较多, 低龄及老龄个体严重不足, 属衰退型。(2) 相邻龄级间的动态指数(Vn)随着龄级增大呈“衰退--增长--稳定--衰退”的波动变化, 忽略外部干扰时的动态指数(Vpi) >考虑外部干扰时的动态指数(V′pi) > 0, V′pi趋近于0, 对外部干扰所承担的风险概率最大值(Pmax)为11.11%, 表明该种群受外部干扰风险概率高, 抗干扰能力弱。(3) 期望寿命(ex)在Ⅰ龄时最大, 存活曲线为Deevey-Ⅱ型。(4) 死亡率(qx)和消失率(Kx)曲线呈“升高--降低--升高”动态变化, 种群处于不稳定状态。(5) 生存函数曲线呈现前期锐减、中期相对稳定和后期缓慢衰退的趋势, 并在较小的龄级(2.25龄)进入衰退期, 表明种群生存力较弱。(6) 在未来2、4、6和8个龄级时间后, 低龄、中龄个体数减少, 成龄、老龄个体数增多, 种群面临衰退风险。(7) 种群分布格局总体表现为集群分布, 但随着龄级增大聚集度减弱, 并在Ⅶ-Ⅷ龄时过渡到随机分布。综上所述, 种群规模小、分布范围狭窄、抗干扰能力弱及幼苗更新困难是导致小溪洞杜鹃濒危的主要原因。建议加强小溪洞杜鹃种群的生境保护与抚育管理, 并结合野外回归和近地保护, 多途径的实现种群保护与复壮。