氧化亚氮（N2O）是强增温效应的温室气体，也是破坏大气臭氧层的主要物质之一，对气候变化有强烈的反馈作用。植物是陆地生态系统中除土壤外另一重要的N2O排放源，近年来受到广泛关注。本文基于国内外现有研究成果，综述了陆地植物排放N2O相关研究方法、机制及其影响因素。现有研究主要通过原位和离体采集两种方法测定植物N2O排放量变化。陆地植物排放N2O有如下潜在机制：1)植物体在氮代谢过程中产生N2O；2)植物体内或体表微生物活动产生N2O；3)植物作为土壤N2O通道，在气体交换过程中充当媒介作用。植物排放N2O与自身因素和外界因素有关，自身因素包括植物物种、同一植物的不同器官和不同发育时期等；外界因素包括光照、温度、水分、养分和微生物等。但当前仍缺少关于其具体机制的深入剖析。因此，结合宏基因组技术测定不同土壤环境条件下的植物微生物基因组，分析其微生物群落结构，阐释植物排放N2O在不同生境间差异的微生物机理；结合宏转录组技术测定植物组织中的总RNA，分析N2O排放相关基因在不同环境条件下的表达变化；并利用同位素标记技术追踪植物体氮素代谢过程，进一步揭示植物N2O通量变化的机理，这对补充和完善全球气候变化“Ecosys”等N2O预测模型有重要意义，并为温室气体减排措施的制定提供理论参考

海平面上升引起的淹水高度增加将改变潮汐沼泽湿地的碳循环过程。然而, 目前的研究主要集中在淹水高度增加对土壤总碳库的影响上, 对于其如何影响碳收支的平衡尚未厘清。基于此, 该研究在闽江河口潮汐沼泽湿地搭建“沼泽管”实验平台, 并设置CK (对照)、CK + 20 cm、CK + 40 cm 3种淹水处理, 模拟当前、未来50年和100年的海平面上升情景。通过测定淹水高度增加对短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽湿地净生态系统CO2交换量(NEE)、总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(ER)、植物生物量、植物光合特性指标和土壤理化指标的影响, 从而明晰海平面上升对潮汐沼泽湿地碳收支平衡的影响。研究结果表明: 淹水高度增加导致短叶茳芏地上生物量减少, 地下生物量增加。与CK相比, CK + 20 cm和CK + 40 cm处理中, GPP分别降低27%和32%, ER分别增加20%和58%。GPP的减少与淹水高度增加后地上生物量的减少和植物光合特性指标(净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度)的下降有关; 而ER的增加与淹水高度增加后土壤ORP和DOC含量的增加相关。在CK、CK + 20 cm、CK + 40 cm 3种淹水处理下, NEE分别为?539.8、?102.7和185.6 g C·m?2·a?1。上述结果表明, 海平面上升情景下短叶茳芏沼泽湿地碳收支平衡被破坏。淹水高度增加20 cm, NEE增加, 表明短叶茳芏沼泽湿地碳吸收能力减弱; 淹水高度增加40 cm, NEE由负值转变为正值, 表明短叶茳芏沼泽湿地生态系统由碳吸收转变为碳排放。本研究为预测和应对未来海平面上升对潮汐沼泽湿地碳循环的影响提供了科学依据。

2024年9月6日，超强台风“摩羯”(Super Typhoon “Yagi”) 正面登陆海南文昌、海口，对登陆区域的海南东寨港红树林造成严重破坏。本研究在台风袭击后一周后，对海南东寨港红树林自然保护区内的4个代表性地点的9个红树植物群落进行受损程度调查。结果表明：1)与台风路径相距约4.5 km的演丰红树林和6.5 km的三江红树林受损严重，其中拉关木群落和无瓣海桑群落受损极严重；距台风路径2 km的塔市鸟岛红树林中度受损；距台风路径0.3 km的博度红树林轻度受损，结合无人机影像发现在潮沟边缘的群落受损程度大于连片分布区中心。2)在调查的7个物种中，海莲(Burguiera sexangular)、秋茄(Kandelia obovata)、桐花树(Aegiceras corniculatum)和角果木(Ceriops tagal)植株的机械性损伤多表现为分枝折断和部分叶片脱落；外来物种无瓣海桑(Sonneratia apetala)和拉关木(Laguncularia racemosa)比乡土物种受损程度更高，表现为冠层叶片几乎全部脱落，群落中96.62%~99.7%的个体受到不同程度的损伤，9.64%个体的主干被折断，甚至整株被连根拔起；3)除了博度低矮的角果木外，与台风路径直线距离越近区域的群落受损程度越高；树高、胸径、冠幅与受损程度呈显著正相关，树木越高大受损程度越高。根据受损程度预测，未来乡土植物群落将比外来物种群落恢复得更快。台风灾害往往在短时内对红树植物造成了严重损害，因此在红树林修复工程中要重复考虑其抗风能力，可采取多物种混合种植，以提高红树植物群落的稳定性和防风能力。

摘要：不同程度潮汐水淹会对红树林沉积物养分及其化学计量特征产生显著影响，而植物细根功能性状则是应对养分变化的重要策略。然而，人们对不同潮位下红树林沉积物养分变化与细根功能性状的相关研究缺乏深入认识，且目前从细根功能性状尺度探究外来与本土红树植物的养分获取策略的研究相对较少。为进一步确定红树林细根功能性状对根际沉积物养分变化的响应，探究其资源利用策略，该研究以本土物种海莲(Bruguiera sexangula)和外来物种无瓣海桑(Sonneratia apetala)为对象，基于不同潮位进行细根与根际沉积物取样，分析不同潮位下两种红树植物细根功能性状与根际沉积物部分养分含量及酶活性的关系。结果表明：1)外来物种无瓣海桑比本土物种海莲养分获取需求更高，代谢能力更强，且两树种均受到一定程度的氮限制。2)在一定范围内，沉积物氮、磷转化速率随着水淹程度升高而显著加快，沉积物铵态氮、硝态氮、有效磷含量随着水淹时间增加而增加。3)两物种细根的比根长与沉积物中硝态氮含量呈显著正相关，说明沉积物养分有效性的增加对红树植物根系的伸长具有重要促进作用。本研究可为红树林生态系统的环境保护及生物资源开发和利用提供基础数据和科学参考。

在全球碳循环和气候变化研究中, 准确地监测陆地生态系统的总初级生产力(GPP)至关重要。日光诱导叶绿素荧光(SIF)与GPP之间的近线性关系提供了一个从地面到全球尺度估算植被碳吸收的新途径。然而, 在不同时间尺度下, SIF的辐射、结构和生理信息对GPP估算的贡献比例仍不明晰。该研究使用位于河南商丘的野外定点的冠层光谱和涡度协方差通量观测数据, 对小麦（Triticum aestivum）和玉米（Zea mays）这两种典型的C3和C4作物进行研究。通过对比基于近红外植被反射率指数(NIRv)和荧光校正植被指数(FCVI)拆分SIF的辐射、结构和生理组分的方法, 改进留一法量化了这些组分对GPP估算的贡献, 并分析了作物类型和时间分辨率对SIF与GPP关系的影响。研究表明, 作物类型差异及时间分辨率的降低显著影响SIF与GPP之间的关系; 在较短的时间尺度如半小时和一天内, 辐射组分是SIF与GPP关系的主要驱动力。然而, 随着时间尺度的延长到一周或更长, 结构和生理组分的影响逐渐显著; 基于NIRv和FCVI的方法在拆分SIF的辐射、结构和生理组分时表现出高度的一致性。通过深入理解并精确量化SIF与GPP的关系, 该研究有助于优化全球植被监测及碳循环研究中的遥感技术和模型。

根际微生物网络深刻影响土壤碳周转、养分循环与植物生长等诸多生态过程。植物菌根类型与根系性状是影响植物生长与地下养分利用策略的重要因素, 然而不同菌根类型树种根系性状对根际微生物群落组成及网络性质的影响目前尚不清楚。本研究以帽儿山温带次生林为研究对象,测定了5种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza, AM)与7种外生菌根(Ectomycorrhiza, EcM)树种的根系性状与根际土壤微生物群落组成, 探究不同树种菌根类型根系性状差异及其对根际微生物网络特性的影响。结果显示: (1)AM树种的细根比根长、根系氮、磷含量均高于EcM树种, 不同菌根类型树种的根组织密度、根直径、根氮磷比无显著差异; (2)AM树种根际罗兹菌门(Rozellomycota)的相对丰度显著高于EcM树种, 拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度显著低于EcM树种, 不同菌根类型树种根际微生物群落多样性无显著差异; (3)EcM树种根际微生物网络更复杂, 细菌负凝聚力(Cohesion)显著强于AM树种; (4)AM树种根际微生物群落及网络复杂性主要受比根长影响, 而在EcM树种根际主要受根系直径、根氮磷比调节。研究结果表明, 树种菌根类型显著影响根系比根长和养分含量等资源获取性状, 并调控根系性状与根际微生物群落的联系, 从而改变微生物网络复杂性。

研究叶片和细根功能性状的协调性及差异, 有助于从整个植物的角度更好地认识植物的生态策略。为此, 本研究通过对福建省万木林自然保护区天然常绿阔叶林内20种木本植物(10种乔木、10种灌木)的叶片与根性状进行测定与分析, 探讨亚热带天然常绿阔叶林乔木与林下灌木树种根叶功能性状协调性及生存策略的差异。研究发现, 叶片与1级根相似性状间, 仅叶氮浓度和根氮浓度间存在较强的相关性(P<0.05), 且不受系统发育影响。群落内叶性状存在一个叶经济轴和叶组织密度-叶厚度变异轴, 1级根性状存在一个合作轴(由负相关的根直径-比根长表示)和根经济轴(由负相关的根氮浓度-根组织密度表示)。根叶经济轴之间无显著相关性(P>0.05)。乔木种和灌木种间仅在根系合作轴上存在显著差异(P<0.01), 乔木具有较大的根直径, 而灌木具有较高的比根长。除此之外, 灌木种的SLA显著大于乔木种。研究结果表明, 亚热带天然常绿阔叶林群落内叶性状与根性状呈现复杂的整合关系, 乔木种和灌木种间采取不同的地上和地下策略来适应群落内的生境异质性。本研究结果扩充了局部尺度上根叶性状间协调性的认识, 有助于深入理解群落内的生态过程和物种共存机制。

植物根系分泌物在植物-土壤-微生物互馈过程中发挥重要作用, 然而长期围封后青藏高原高寒草原植物根系分泌物碳、氮、磷分泌速率和化学计量特征及其与环境因子之间的关系仍知之甚少。该研究以青海湖流域紫花针茅(Stipa purpurea)高寒草原为研究对象, 基于放牧和长期围封处理的野外试验样地, 在植物群落水平和物种水平进行根系碳、氮、磷分泌速率及其化学计量特征研究, 并进一步解析根系分泌物特征与植物群落特征和土壤因子的关系。主要结果: (1)长期围封显著降低了高寒草原群落水平根系碳、氮分泌速率以及分泌物碳磷比和氮磷比, 对磷分泌速率和分泌物碳氮比无显著影响; (2)整体上, 长期围封对高寒草原植物根系碳、氮、磷分泌速率具有显著的负效应, 同时, 除了分泌物氮磷比以外, 长期围封对分泌物碳氮比和碳磷比也表现出显著的处理效应, 特别是赖草(Leymus secalinus)的分泌物碳氮比和碳磷比在长期围封后显著下降; (3)高寒草原杂草类物种的根系分泌物能力整体上表现出高于禾草和莎草的模式, 其中阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)根系碳、氮、磷分泌速率远高于其他物种; (4)高寒草原群落水平根系碳、氮分泌速率和分泌物氮磷比与植物群落多样性、群落组成以及土壤含水量和氮含量显著相关。进一步分析表明了高寒草原群落水平根系碳、氮、磷分泌速率的主导因子不同, 根系碳分泌速率受土壤因子影响最大, 氮、磷分泌速率受植物群落组成影响最大。总的来看, 长期围封对于高寒草原根系分泌速率及其化学计量特征具有显著影响, 该结果对于进一步认识草地围封管理后的其他生态系统功能变化具有重要意义。

百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)是国家一级重点保护野生植物, 目前仅存3株母树, 分布于浙江省庆元县百山祖西南坡海拔1 750 m左右的常绿落叶阔叶混交林中。为深入了解不同海拔高度下环境因子变化对百山祖冷杉幼苗生长的影响, 该研究在庆元县山区设置11个不同海拔高度(500–1 500 m)实验点, 对移植的百山祖冷杉幼苗进行生长监测, 并结合土壤和空气温湿度、土壤微生物和土壤理化性质等环境因子的变化, 探究百山祖冷杉幼苗生长对海拔高度变化的响应机制。研究结果表明: (1) 海拔过低(500 m)导致百山祖冷杉幼苗存活率下降50%。幼苗的高度、冠宽、基径和其对应的增长率随海拔的升高先上升后下降, 在海拔700–1 100 m区域生长最佳。(2)真菌Simpson多样性增加对幼苗基径增长率有显著正向作用。(3)幼苗生长与空气和土壤温度存在显著的正相关关系, 而与空气和土壤湿度存在显著的负相关关系。土壤和空气温度在11–19 ℃范围内升高以及土壤和空气湿度在10%–25%范围降低能够促进幼苗生长。(4)土壤营养元素如铵态氮含量和碳氮比对幼苗高度、基径和冠宽的增长率具有显著正向作用。总之, 海拔、真菌多样性、土壤和空气温湿度以及土壤营养元素是影响百山祖冷杉幼苗生长的关键环境因子, 今后进行迁地保护时可重点考虑。

【目的】研究不同氮(N)添加水平和铵硝态N配比的栽培环境对亚热带主要树种木荷幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响和生长差异，可明确木荷幼苗光合生理及其生长对不同N素养分环境的短期响应机制。【方法】本研究以一年生木荷实生苗为对象，设置3个N添加水平分别为0.5(低N)、1.0(中N)、2.0 (高N)mmol L-1，7个铵硝态N配比分别为10:0、8:2、6:4、5:5、4:6、2:8、0:10的21个试验处理组，盆栽砂培营养液处理180天后测定其光合参数、叶绿素荧光参数、叶绿素含量、生物量和根冠比。【结果】(1)在不同N添加水平和铵硝态N配比的21个试验处理下，木荷幼苗净光合速率 (Pn)、气孔导度 (Gs)、蒸腾速率 (Tr)、叶绿素总量 (叶绿素a+b)、地上生物量和总生物量在高N和中N水平下均为铵硝态氮4:6配比的最高，而低N水平下这些指标在10:0配比的最高；地下生物量在高N水平下为4:6配比最高，中N和低N水平下则均为6:4配比最高，而根冠比在高N和中N水平下均是10:0配比最高，低N水平下则是6:4配比最高。(2)木荷幼苗的Pn、Gs、Tr、叶绿素总量、地上生物量和总生物量除10:0配比外，在0:10、8:2、2:8、6:4、4:6、5:5配比下均为高N添加水平最高；水分利用效率、地下生物量、根冠比则整体表现为低N水平最高。(3)木荷幼苗叶片的荧光强度在高N水平下更强，在低N水平的4:6配比下显著较其他配比处理下降,中N水平下0:10配比的OJIP曲线偏离程度最大。低N添加水平下10:0、0:10、8:2、2:8配比的J-I段，中N添加水平下0:10、8:2、2:8、4:6配比的O-J和J-I段，高N添加水平下0:10、2:8、6:4配比的J-I段和0:10、4:6配比的I-P段的荧光值均有所升高。3个N水平下OJIP曲线偏离程度差异不明显且均未对最大荧光产生影响，表明本研究模拟的较低N添加水平(即N胁迫)和铵硝态N配比高度非均衡(10:0和0:10)的栽培环境对木荷幼苗生长未造成胁迫。整体上，适量的N添加和适宜的铵硝态N配比的栽培环境能优化木荷幼苗光系统II反应中心的能量利用，可有效提高木荷幼苗光合能力并促进地上部生长和生物量积累。在低N添加下木荷通过增强根系的生长来获取更多的营养物质供其生长发育所需，但光合能力较弱且总生物量积累少。

红海榄是沿海植物生态系统的重要树种，具有修复环境污染、稳固海岸、净化过滤水质等功能。低温胁迫是新时代育种工作面临的挑战之一，低温通过限制红海榄幼苗的正常生长从而影响红海榄群落的更新和分布格局。生长调节剂能提高植物的抗逆性, 揭示生长调节剂对低温胁迫下红海榄(正名: 红海兰, Rhizophora stylosa)光合特性的缓解作用, 能为红海榄苗期培育和低温防控提供一定的科学依据和理论指导。该研究以一年生和二年生红海榄幼苗为试验材料, 设置不同种类和浓度生长调节剂(6-BA、NAA、GA3、IAA)处理, 对低温胁迫和复温时期红海榄幼苗叶片光合色素(叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素)含量以及光合作用指标(净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率)进行比较, 探究生长调节剂对红海榄幼苗光合特性的影响。结果表明: 1)低温胁迫抑制了红海榄幼苗的光合作用, 使一、二年生红海榄光合色素含量和光合作用指标的值均显著降低。2)添加适当浓度生长调节剂缓解了低温的抑制作用, 同时促进了复温效果, 改善了红海榄的光合生理过程。3)过高浓度生长调节剂(150 mg·L–1 NAA)导致红海榄幼苗受低温胁迫程度加剧, 因此筛选适宜的生长调节剂种类和浓度极为重要。4)主成分分析表明, 二年生红海榄较一年生的具有更强的低温抗逆性。5)隶属函数分析表明, 100和200 mg·L–1 GA3、150 mg·L–1 IAA、400 mg·L–1 6-BA、、50 mg·L–1 NAA在抵御低温胁迫和复温过程中均具有较好的效果。

灌丛作为海岛生态系统的地带性植被，广泛分布于中国各海岛，具备保持水土、涵养水源及生物多样性保护等生态功能。本研究采用典型样方法在海坛岛共设置95个样方，记录了物种组成、数量特征及生境等信息，并采用双向指示种分析（TWINSPAN）和冗余分析（RDA）进行数量分类与排序。结果表明：1）研究区典型灌丛分为以本土植物和外来植物为建群种的两类，共有11个群系、23个群丛，滨柃(Eurya emarginata)灌丛和车桑子(Dodonaea viscosa)灌丛为主要优势灌丛。2）RDA排序显示，影响两类灌丛分布的因子存在显著差异。影响本土植物群落的主要环境因子是风速和年平均降雨量，其次是距海岸线距离、土壤水溶性盐总量和碱解氮，而影响归化或入侵植物群落分布的因子尚不完全明确，可能受多种因素影响。本研究提供了海坛岛灌丛的原始数据，可填补该区域灌丛植被资料的空白，为《中国植被志》的编撰及中国植被图的绘制提供重要基础资料。