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    2026年, 第5期
    刊出日期:2026-05-20
      
    旱区森林衰退现状与机制研究进展
    王嘉铮, 管超, 赵晨光, 牟梦宇, 赵长明
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0442
    摘要 ( 85 )   PDF (4536KB) ( 6 )   知识图谱   收藏
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    旱区森林占世界森林总面积的27%,在维护全球生态平衡与环境保护中发挥着关键作用。随着气候变化加剧,旱区森林出现大面积衰退,严重制约甚至威胁当地生态安全和人类社会发展。然而,目前尚缺乏对全球范围内对旱区森林衰退现状与机制研究进展的综合评估和分析。本文在广泛收集国内外相关文献基础上,系统评估并总结了旱区森林衰退概念及特征、现状、影响因素和形成机制。在概念和特征方面,总结了旱区森林衰退的概念和一般性特征;在衰退现状方面,总述了全球和中国旱区森林衰退的现状,阐述了旱区森林衰退在地区、林种和树种上的差异;在影响因素方面,梳理了自然因素(气候变化、生物侵害、立地条件、自然灾害)和人为因素(人为干扰、人为管理措施)对旱区森林衰退的影响过程;在衰退机制方面,按照研究尺度分别讨论了个体尺度(水力学失败假说、碳饥饿假说、生物攻击假说)、种群尺度、群落尺度(养分循环、竞争作用)和生态系统尺度的形成机制对旱区森林衰退的作用过程,并论述了旱区森林衰退机制之间的相互关系及当前研究难点。在此基础上展望了未来应重点关注的研究方向:(1)加强大尺度旱区森林衰退生态学机制的研究;(2)加强长期高质量研究数据收集,系统分析多因素对旱区森林衰退的综合影响;(3)加强旱区森林多种衰退机制的综合研究。本文通过系统综述旱区森林衰退现状及机制,以期为深化衰退机制理解及旱区生态恢复实践提供理论支持。
    基于Strauss-Hardcore模型的紫花苜蓿导管空间构型与水力生态权衡:概念框架与研究展望
    黄惠群, 陈晓娅, 刘西苑, 朱晓花, 李鑫, 曾和平
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2026.0063
    摘要 ( 8 )   PDF (8521KB) ( 0 )   知识图谱   收藏
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    紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是全球重要的多年生豆科牧草,其生产力与持久性在很大程度上受制于水分有效性。木质部导管作为植物体内水分长距离运输的关键结构,其解剖特征在水力输导效率与抗栓塞安全性之间形成经典的“效率–安全”权衡。传统研究多集中于导管直径、密度等单一性状,而对导管在组织尺度上的空间分布格局及其功能意义关注不足。近年来,空间点格局分析方法,尤其是Strauss–Hardcore点过程模型,被逐步应用于木质部导管二维空间分布的定量研究,为解析导管空间异质性提供了新的统计工具。该模型通过硬核距离(h)、局部相互作用距离(R)和点对交互作用强度(γ)等参数,刻画导管在物理排斥与局部聚集约束下的空间构型特征。已有研究表明,紫花苜蓿导管空间分布在不同基因型和环境条件下存在显著差异,且与水力安全性、水分利用效率及抗旱性等功能性状密切相关。本文系统综述了Strauss–Hardcore模型在紫花苜蓿导管空间分布研究中的应用进展,重点讨论不同空间构型对水力功能权衡的潜在影响机制,并从干旱、盐分及养分有效性等环境胁迫角度,总结导管空间格局的可塑性响应规律。在此基础上,结合近年来关于导管发育分子调控的研究进展,探讨环境信号—解剖结构—水力功能之间的可能关联路径,并展望三维结构表征、多组学整合及其在生态适应研究中的应用前景。
    互花米草季节性萌发特征对纬度环境变化的响应
    曾华华, 陈欣淙, 吴福佳, 张宜辉
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0445
    摘要 ( 95 )   PDF (989KB) ( 6 )   知识图谱   收藏
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    萌发时间决定了萌发后经历的环境条件,具有重要的适应性意义。植物种群沿环境梯度呈现出一定的萌发时间格局,且各种群萌发时间受到环境变化的影响。互花米草(Spartina alterniflora)自引进我国以来迅速扩张至温带、亚热带和热带等区域,在中、高纬度地区通常在次年春季萌发,但沿纬度种群经过对不同环境条件的适应,出现了萌发时间的分化。然而,很少有研究探讨互花米草沿纬度种群的季节性萌发特征对环境变化的响应。本研究沿互花米草的纬度分布范围,采集9个种群的种子,分别种植在3个不同气候带的同质园中,持续观测种子萌发日期,分析探讨互花米草沿纬度种群的季节性萌发特征对种植环境和种源地环境的响应。结果表明:(1)随着同质园纬度下降,冬季温度升高,互花米草由仅在次年春季萌发转变为在当年冬季和次年春季均能萌发。伴随冬季萌发率的上升(P < 0.05)和春季萌发率的降低(P < 0.05),冬季萌发占比显著增加(P < 0.05),但总萌发率持续降低(P < 0.05)。(2)各同质园中,随着种源地纬度下降,沿纬度不同种群的冬季萌发率不变,但春季萌发率降低(P < 0.001)。其中,在中、低纬度同质园中,冬季萌发占比和种源地纬度呈现显著负相关关系(P < 0.05)。(3)从种源地环境角度来看,随着各种群的种源地温度升高,各种群的总萌发率显著降低(P < 0.001),但冬季萌发占比显著增加(P < 0.001)。综上所述,种植环境温度升高和种源地温度升高均提高了当年冬季萌发的可能性,但降低了总萌发率,表明温度是影响互花米草沿纬度种群季节性萌发特征的重要因素。研究结果为预测气候变暖背景下互花米草沿纬度种群萌发策略的变化提供了科学依据,这对于预测互花米草种群的适应性和分布范围变化具有重要意义。
    多水平氮添加对华西雨屏区杉木人工林凋落叶产量及碳氮磷归还的短期影响
    瞿亭龙, 张新生, 唐远翔, 朱洪锋, 游成铭, 刘思凝, 徐振锋
    植物生态学报. 2026, 50(5):  1.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0176
    摘要 ( 286 )   PDF (914KB) ( 60 )   知识图谱   收藏
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    杉木是我国人工林种植面积最大的树种,其分布区大气氮沉降显著且空间变异大。为此,以氮沉降显著的华西雨屏区杉木人工林为对象,设置7个氮添加处理:N0 (对照0 kg·N·hm-2·a-1)、N10(10 kg·N·hm-2·a-1)、N20(20 kg·N·hm-2·a-1)、N40(40 kg·N·hm-2·a-1)、N80(80 kg·N·hm-2·a-1)、N120(120 kg·N·hm-2·a-1)、N160(160 kg·N·hm-2·a-1),探究华西雨屏区杉木人工林凋落叶产量及其碳氮磷归还对多水平氮添加的初期响应。结果表明:(1)杉木凋落叶年产量为2595.88-3043.98 kg·hm-2·a-1,月动态呈双峰型(5、8月)。低氮添加(N10、N40)显著促进了凋落叶产量,但从N80起,其促进作用显著减弱直至转为抑制(N120、N160)。(2)杉木凋落叶碳氮磷年均含量分别为313.89-498.12、10.17-22.03、0.13-0.30 g·kg-1;杉木凋落叶碳含量随氮添加水平增加而下降,氮磷含量表现相反趋势。(3)杉木凋落叶碳氮磷年均归还量分别为1032.91-1205.09、43.61-36.85、0.50-0.61 kg·hm-2,碳氮磷归还主要由产量调控。短期研究表明,低氮添加显著提高杉木人工林凋落物产量及碳氮磷归还,而高氮添加则表现一定负面效应,80 kg·N·hm-2·a-1是华西雨屏区杉木人工林氮添加的响应临界点。
    不同形态氮素添加对四个温带树种幼苗叶性状和生长的影响
    卜欣雅, 王秀伟
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0077
    摘要 ( 59 )   PDF (817KB) ( 1 )   知识图谱   收藏
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    大气氮 (N) 沉降加剧导致森林生态系统中不同形态氮输入比例发生变化,而植物对不同形态氮源的响应机制及其资源权衡策略尚未明晰,这严重制约着基于氮素形态调控的森林生产力的提升。本研究旨在揭示温带树种叶性状和生长对不同形态氮素添加的响应,阐明植物对铵态氮、硝态氮和有机氮的适应策略。以东北温带森林四个常见树种 (白桦 (Betula platyphylla)、水曲柳 (Fraxinus mandshurica)、胡桃楸 (Juglans mandshurica) 和蒙古栎 (Quercus mongolica) )的一年生幼苗为研究对象,在三个生长季 (2021—2023) 的盆栽实验结束后,分析了铵态氮、硝态氮和有机氮 (甘氨酸) 添加对叶形态性状、化学性状、计量比和生物量共11项指标在不同形态氮处理下的差异,探讨对氮添加具有敏感可塑性响应的叶性状与生长的关系。发现三种形态氮添加均降低了叶磷含量,提高了地上生物量,呈现出由于快速生长造成叶磷含量降低的“生长稀释效应”;相较于对照,铵态氮和硝态氮处理对叶氮含量无显著影响,而甘氨酸处理显著提升叶氮含量 (+19%);叶氮磷比和碳磷比对氮添加表现出敏感的可塑性变化 (PPI≥0.3),且在铵态氮和硝态氮处理下种间差异扩大,高氮磷比和碳磷比的物种生物量更高,说明高资源竞争能力的物种将具有更大的竞争潜力。研究表明,氮添加通过调控叶化学性状及计量比影响温带树种生长策略,其中有机氮提升氮含量的同时未加剧种间差异,更利于幼苗适应氮磷限制环境。该结果为氮沉降背景下温带森林树种响应机制及人工林氮肥形态选择提供了理论依据,建议优先施用有机氮以平衡生产力提升与群落稳定性维持。
    热带山地雨林生态系统碳交换对晴空指数变化的响应
    黄曦萌, 刘沛荣, 吴桂林, 周璋, 吴建辉, 张涛, 陈德祥
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0322
    摘要 ( 481 )   PDF (3193KB) ( 10 )   知识图谱   收藏
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    云和气溶胶的变化影响到达地表的太阳辐射总量以及散射辐射和直接辐射的比例,并且改变生态系统的微气象环境。晴空指数(CI) 反映天空状况对太阳辐射的影响,是衡量天空条件的关键参数。目前仍不清楚在光照资源敏感的热带山地雨林,云和气溶胶的变化如何影响其碳收支过程。本研究利用热带山地雨林生态系统2013–2017年的碳通量和微气象数据,比较雨(6–10月)、旱季生态系统总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(ER)和净生态系统生产力(NEP)在晴朗和多云天空条件下的差异;构建晴朗和多云天空条件下NEP的光响应模型;采用偏相关分析、结构方程模型量化云和气溶胶变化对散射光合有效辐射(PARf)、直接光合有效辐射(PARd)、空气温度(Ta)、饱和水汽压差(VPD)和土壤体积含水量(VWC)的调节,及GPP、ER、NEP对不同天空条件下环境变化的响应。结果表明,多云天空下NEP对光合有效辐射(PAR)的利用效率更高,生态系统初始量子效率(α)提高了45–88%。并且多云天空促进了植被光合作用和抑制了呼吸作用,GPP提高6–8%,ER减少2%,从而促进了生态系统净CO2吸收,NEP提高了17–21%。随CI减小,PARd剧烈下降,PARf变化较小。PARf对NEP的直接促进作用可以补偿PAR总量减少对生态系统碳交换的抑制,促进生态系统的净CO2固定。PARd和PARf是GPP的主要影响因子,分别主导晴朗和多云时GPP的变化。Ta是ER最主要的控制因子,晴朗天空下Ta占据主导,多云天空下ER由Ta、VPD、VWC共同影响。CI和PAR之间的权衡影响生态系统的碳交换过程。GPP和NEP在中等光照(PAR=1 300–2 000μmol·m-2·s-1)、中等CI(=0.3–0.5)时达到最大值,ER在高光照(PAR=2 300μmol·m-2·s-1)、高CI(>0.5)时达到最大值。综上所述,CI调节了PAR的数量与质量,散射辐射的净效益可以补偿PAR总量减少的损失,中等水平的PAR和CI有利于碳交换。本研究强调了云和气溶胶诱导的辐射效应和环境效应在量化热带森林碳收支的关键作用,为深入理解热带森林对气候变化的响应机制提供了科学依据。
    宁夏罗山典型灌丛群落土壤种子库与地上植被关系研究
    李元培, 刘佳嘉, 马圆
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0223
    摘要 ( 134 )   PDF (2379KB) ( 3 )   知识图谱   收藏
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    为研究不同灌木群落土壤种子库及其地上植被群落和环境特征,在分析地上植被群落、土壤种子库基本特征、土壤种子库与地上植被的关系等的基础上,对土壤种子库生态修复潜力进行综合评价。本项研究以宁夏罗山保护区为研究区域,设置6个典型灌木群落样地,采取野外调查取样、萌发实验相结合的办法。在对六大典型灌木群落中的植物进行统计后,结果显示共有82个种类,涉及31个科,64个属。其中,菊科、豆科与蔷薇科是拥有最多物种的三个科系,它们主要包含多年生草本类,其次为灌木类以及少量一年生的植物类型。地上植被在诸多层面如植物种类和数量上优于土壤种子库,而后者则表现出更为显著的物种数量分布不均衡现象。土壤种子库中的一年生植物种比例远超地上植被,而灌木植物种比例则相对较少。调查发现在6个典型灌木植被样地中随着土层加深,各植物群落土壤种子库密度与物种数均呈下降趋势。通过生态恢复潜力综合评价分析得出虎榛子生态系统生态修复潜力为较强,其他四个生态系统的生态修复潜力均为中等。综合来看,这六类灌木群落在恢复植被种源中虽有贡献,然而贡献程度相对有限。因此,在展开植被恢复工作时,需针对目标区域植被特点制定精巧的规划与方案,同时精确掌握播种量数值,以确保土壤种子库中的种子资源能较好地满足植被恢复目标。
    海南热带雨林国家公园尖峰岭不同类型人工林的物种多样性及影响因素
    王绘雯, 程瑞明, 程怡晴, 张涛, 周璋, 姚杰, 臧润国, 丁易
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0291
    摘要 ( 488 )   PDF (518KB) ( 12 )   知识图谱   收藏
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    【目的】揭示海南热带雨林国家公园内不同外来种人工林林下天然更新植被的物种多样性特征,辨析影响人工林与天然林物种组成差异的关键影响因素。【方法】在海南热带雨林国家公园尖峰岭片区内建立了173个20×20m热带人工林样地(尾叶桉林、马占相思林、加勒比松林)及天然林样地,通过调查样地内所有胸径(DBH)≥1cm木本植物和环境因子分析,采用非参数检验分径级比较分析各林分的个体密度、胸高断面积及物种丰富度。基于重要值指数确定不同人工林群落中的优势种,并运用指示种分析(ISA)识别不同群落中的指示种。借助相似性分析与非度量多维尺度分析(NMDS)分析不同森林类型的物种组成差异,使用置换检验分析影响物种组成的环境因素。【主要结果】尾叶桉林拥有最低的物种丰富度(30±1种)与最高的个体密度(392±13株),马占相思林与加勒比松林的物种丰富度(47±1种、42±1种)和个体密度(291±16株、262±12株)与天然林(54±3种、214±31株)无显著差异。人工林林下天然更新植被均缺乏大径级个体(DBH ≥10cm)。尾叶桉林下优势物种突出,为羽脉山麻秆(Alchornea rugosa),马占相思与加勒比松林则无明显突出的优势种。不同林分的物种组成存在显著差异,尾叶桉林与天然林的相似度最低,马占相思林与加勒比松林物种组成较为相似,与天然林的相似度略高于尾叶桉林,但与天然林的物种组成仍存在一定距离。土壤酸碱度、土壤氮(总氮)、磷(总磷、有效磷)、钾(速效钾)、海拔、林龄、及人工种植种胸高断面积是影响不同林分物种组成差异的主要环境影响因素。【结论】针对海南热带雨林国家公园范围内的外来种人工林,未来应重点关注优化人工林的群落结构,促进小径级个体的生长与演替过程,实现向大径级树木的有效转化。同时不同类型人工林林下天然更新情况存在差异,在后续生态修复时需制定针对性的生态修复策略和方案。
    青藏高原东南缘三江并流区干旱河谷植被垂直带的精细化识别与特征分析
    卢中正, 张林浩, 唐海萍
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0060
    摘要 ( 71 )   PDF (37107KB) ( 0 )   知识图谱   收藏
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    摘 要 青藏高原东南缘三江并流区干旱河谷的存在使得该地区出现植被带逆向分布,即“植被倒置”现象,对其开展植被垂直带信息的精细化提取十分必要。尽管已有研究对该地区的植被分布进行广泛探讨,但往往受限于数据精度和提取方法,未能充分揭示倒置植被垂直带的精细化特征。本文基于DEM-NDVI算法,结合Landsat8 OLI影像数据和NASADEM数据,进行三江并流区干旱河谷植被垂直带的精细化提取,并验证其算法精度,以实现三江并流区植被垂直带的更新。主要结果:①三个不同断面植被垂直带的空间分布特征,并确定北断面各植被垂直带上限的NDVI阈值分别为0.61、0.43、0.10,中断面分别为0.78、0.46、0.07、-0.05,南断面分别为0.78、0.55、0.43;②作为基带的亚热带干旱河谷灌草丛带带谱宽度,由南断面的795m逐渐增大到北断面的1161m;作为三江并流区垂直带优势群落的森林带分布状况与基带相反,其带谱宽度从南到北逐渐减小;研究区内亚高山寒带灌丛草甸带和高山寒带稀疏垫状植被带的带谱宽度较窄,分布面积较小;③DEM-NDVI算法提取的植被垂直带最小的海拔误差为3m,最大的海拔误差为43m,准确性较高。
    青藏高原高寒植物开花物候对非对称增温的响应存在物种差异
    杨颖, 杨智永, 孟凡栋, 次仁曲宗, 方波, 张渊, 毛婧婷, 措色, 张国太, 斯确多吉
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0040
    摘要 ( 95 )   PDF (12748KB) ( 0 )   知识图谱   收藏
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    摘 要 【目的】以往关于气候变化影响植物物候的研究大多基于恒定增温,但自然条件下,气候变化呈现季节性和昼夜性不对称。少部分基于遥感或长期观测的研究表明植物物候对非对称增温的响应与恒定增温的响应不一致,然而由于遥感和统计方法的局限性,这些研究结论仍然存在不确定性,需要利用地面控制试验准确判断非对称增温对植物物候的影响特征。【方法】在青藏高原腹地那曲高寒草甸典型发育区域开展红外自动增温试验(2023-2024),选取三种常见植物,包括早花植物多裂委陵菜(Potentilla multifida)、中晚花植物紫花针茅(Stipa purpurea)和弱小火绒草(Leontopodium pusillum),模拟昼夜和季节性不对称气候变暖特征以及恒定增温野外控制试验,同时耦合增水因素。【主要结果】主要发现,温度是影响高寒草甸开花物候的主要因素,而水分影响不显著。其中,早花植物多裂委陵菜对增温的响应更敏感。中晚花植物紫花针茅对增温无显著响应。昼夜不对称与对称增温之间对所有物种的开花物候的影响不存在显著差异。季节不对称与对称增温比较发现,季节不对称增温显著提前了弱小火绒草的初始花期约4-7天,其它两种植物的开花物候并没有显著差异。这可能说明非对称增温(尤其昼夜间)并没有改变植物的冷激和积温过程。我们的研究结果为未来青藏高原增温试验的开展和物候模型的构建提供了实证数据和理论指导。
    天山西部雪岭云杉干旱遗留效应的海拔差异
    卢芝晓, 高露双, 杨智年, 张瑞波, 秦莉, 叶尔江·拜克吐尔汉, 韩新宇, 张昕宇, 李思杰
    植物生态学报. 2026, 50(5):  1.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0375
    摘要 ( 420 )   PDF (942KB) ( 21 )   知识图谱   收藏
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    【目的】为准确评估干旱事件对森林碳汇功能的影响,本文基于树木径向生长数据探究干旱遗留效应在不同海拔梯度下发生和持续作用规律。【方法】本文以新疆天山西部伊犁河流域优势树种雪岭云杉(Picea schrenkiana)为对象,采用时间序列分析(ARIMA)方法量化不同海拔(2100、2300 和 2500 m a.s.l.)雪岭云杉的干旱遗留效应,对比分析雪岭云杉干旱遗留效应在海拔梯度下持续时间和作用程度差异,揭示海拔梯度下雪岭云杉的干旱遗留效应变化规律及其驱动因子。【主要结果】结果表明(1)天山西部不同海拔雪岭云杉均与去年生长季降水量、PDSI显著正相关(P<0.01),树木径向生长受到干旱胁迫的影响。(2)随着海拔增加,干旱遗留作用持续时间下降,低海拔雪岭云杉的干旱遗留效应存在2年,而中、高海拔地区仅存在1年。低海拔雪岭云杉应对干旱事件的恢复力、弹力低于中、高海拔。(3)干旱遗留效应和累积干旱遗留效应均表现为低海拔>中海拔>高海拔,各海拔在干旱结束后的第1年干旱遗留效应最大。历经多次干旱干扰下,累积干旱遗留效应和发生干旱遗留效应的株树百分比均呈现先降低后增加的趋势。因此,树木应对干旱事件的恢复力、弹力以及干旱发生频率都是导致天山西部雪岭云杉干旱遗留效应存在海拔差异的重要因素。
    典型高寒植物抗氧化与渗透调节系统对季节性干旱的响应及光合调控
    丁明利, 魏瑶, 马健妤, 兰玉婷, 刘慧颖, 张振华
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0089
    摘要 ( 152 )   PDF (1035KB) ( 0 )   知识图谱   收藏
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    摘要:【目的】在全球气候变化下,干旱事件频发显著影响了植物的生长与生存,然而不同高寒植物生理生态特征如何响应不同季节干旱尚未明确。【方法】该研究基于模拟季节性干旱控制实验,研究了8种典型高寒植物叶片抗氧化剂、渗透调节物质、功能性状及光合参数,分析了不同季节干旱对高寒植物抗氧化与渗透调节系统及光合作用的影响。【主要结果】整体上植物叶片抗氧化剂对不同季节干旱响应不显著,但是存在显著种间差异。早熟禾(Poa crymophila)主要提升过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD)活性以应对干旱,而异针茅(Stipa aliena)、红棕薹草(Carex przewalskii)等物种依赖超氧化物歧化酶(SOD)调控(-25-38%)。秋季干旱引起丙二醛(MDA)含量显著升高(32-35%),而生长季干旱显著提升植物CAT活性(122%-161%)。渗透调节物质对不同季节干旱的响应显著,且存在种间差异。早熟禾叶片可溶性蛋白含量在夏季干旱下增加73%。钉柱委陵菜(Potentilla saundersiana)则在生长季干旱下提升47%。脯氨酸和可溶性糖含量对秋季干旱敏感,含量降低(36-45%)。系统间存在协同机制,渗透调节-抗氧化系统呈现显著相关(脯氨酸含量与SOD:r = -0.19**;可溶性蛋白与POD:r = 0.128*);比叶面积与CAT活性负相关(r = -0.14*),叶片干物质与脯氨酸含量正相关(r = 0.18**),N/P与SOD负相关(r =-0.18**)。值得注意的是,光合作用与防御代谢呈季节依赖性权衡关系:春季干旱下净光合速率(Pn)与POD和CAT活性呈负相关(r = -0.41*,-0.35*),而秋季干旱时Pn与脯氨酸含量显著负相关(r = -0.39*),揭示了资源分配的季节依赖性。本研究提出了“季节特异性防御策略”框架,揭示了高寒植物通过功能性状与生理代谢动态的协同互作响应季节性干旱的调控路径,为气候变化下高寒草地生态系统适应性管理提供理论依据。
    不同龄级黑沙蒿对干旱胁迫的光合生理及其非结构性碳分配响应策略
    张杰, 李旭, 包岩峰, 王春媛, 张富崇, 于明含
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0116
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    探究不同龄级黑沙蒿在干旱胁迫下非结构性碳(NSC)分配格局与光合特性的互作机制,不仅能够揭示植物个体发育过程中的抗旱策略演变规律,更可为预测气候变化背景下荒漠植被动态及制定差异化生态恢复策略提供理论支撑。以荒漠地区典型沙生植物黑沙蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,通过野外降水控制试验,设置4个降雨梯度模拟出黑沙蒿正常(自然降水)、轻度干旱(降水量减少30%)、中度干旱(降水量减少50%)、极端干旱(降水量减少70%)的降水环境;以形态学特征为依据对黑沙蒿龄级进行划分,并对不同龄级黑沙蒿(低龄级、中龄级、高龄级)光合相关参数、枝叶非结构性碳含量进行测量,结果表明:(1)轻度干旱并未影响黑沙蒿光合碳同化效率,中度和极端干旱显著抑制光合碳同化效率;(2)黑沙蒿通过非结构性碳水化合物(NSC)的器官特异性分配动态弥补光合损失。枝条通过可溶性糖的显著积累和淀粉消耗快速响应轻度干旱胁迫;中重度干旱下,枝条淀粉显著回升,叶片可溶性糖持续累积,通过淀粉水解维持渗透调节;(3)结构方程模型(SEM)表明,干旱对枝叶NSC的直接正向效应(枝条:β=0.78;叶片:β=0.90)显著抵消光合抑制的间接损耗(枝条:β=-0.87;叶片:β=-0.27),揭示了植物在干旱胁迫下通过非光合途径主动调控碳分配的生存策略。
    北京山区油松和栓皮栎人工纯林与混交林水分来源及其水文生态位
    吕申, 牛云明, 王欣, 刘子赫, 余新晓, 贾国栋
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0154
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    【目的】分析温带半湿润半干旱气候条件下针叶、阔叶纯林与混交林在不同季节的水分来源和水文生态位变化特征,探究不同林分中树木的水分利用策略和对水分的分配与竞争机制,为北京山区生态恢复过程中林分结构优化与调控提供理论依据,进而加速森林生态系统的恢复进程。【方法】本研究选取北京山区具有代表性的油松(Pinus tabuliformis)和栓皮栎(Quercus variabilis)的纯林与混交林作为研究对象,采集降水、0-100 cm土壤和油松与栓皮栎木质部的样品,分析其δ2H和δ18O的特征及动态变化,运用MixSIAR 模型计算树木对各水源的相对贡献率,并应用Levins指数和相似性比例指数计算生态位宽度和生态位重叠度;同步监测大气温度、湿度、土壤含水率和根系分布等数据分析树木水分来源及其水文生态位的变化。【主要结果】在旱季(3-5月),油松纯林与栓皮栎纯林以及混交林中油松主要利用0-40 cm的浅层土壤水;而混交林中栓皮栎则主要利用60-100 cm的深层土壤水。在雨季前期(6-7月),油松纯林、栓皮栎纯林与油松-栓皮栎混交林均主要利用中深层土壤水。在雨季后期(8-9月),油松纯林、栓皮栎纯林与油松-栓皮栎混交林均转向主要利用0-40 cm的浅层土壤水。在整个研究期内,油松和栓皮栎在纯林中的水文生态位宽度均小于在混交林中的水文生态位宽度,其中栓皮栎在纯林与混交林中的水文生态位宽度略大于油松。栓皮栎和油松的水文生态位重叠度在旱季(3-5月)相比雨季(6-9月)更低,油松和栓皮栎通过对水分利用在时空上的错位即生态位分离来应对干旱胁迫,减弱水分竞争。
    河西走廊C3和C4固沙树种生长与水力效率和安全性的关系
    武雪婷, 何浩, 王红永, 何彩, 张斌, 解婷婷, 单立山
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0152
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    【目的】光合途径类型是物种间生长速率分异的重要驱动因素,其差异可能通过水分运输间接影响碳同化能力。然而,光合途径类型是否因水力结构差异导致生长速率分化仍缺乏直接证据。【方法】本研究以两种光合途径类型(C3和C4)9种防风固沙造林树种为研究对象, 测定生长速率、水力效率和脆弱性曲线等参数, 分析不同光合途径植物生长速率与水力性状之间的相关关系。【主要结果】结果发现: (1)株高和基径生长速率与木质部导水率显著正相关,C4植物的生长速率受导水率影响比C3植物明显。 (2) C3植物株高和基径生长速率与水力安全之间权衡,而C4植物实现高效导水与抗栓塞能力的协同,驱动快速生长。(3)光合途径类型调控树种水力效率与安全性关系,C3和C4植物分别采用权衡和解耦的策略。(4)9个树种的水力安全边界的种间差异显著, 水力安全边界均为负值。研究表明水力效率可以预测固沙树种的生长,C4植物(梭梭和沙拐枣)同时具有较强的抗栓塞能力和较高的生长速率,可作为河西走廊固沙林的主要造林树种。
    降水降尘混合沉降下盐碱荒漠煤矿区土壤酶生态化学计量特征
    芦海佳, 李冰, 王晓悦, 余海龙, 黄菊莹
    植物生态学报. 2026, 50(5):  1.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0221
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    诸多模拟实验显示大气酸沉降增加会导致土壤微生物磷限制增强。然而, 工业排放源周边酸沉降如何影响微生物元素受限性尚缺乏深入的分析, 特别是土壤盐碱程度严重的区域。本文以宁东能源化工基地的三个电厂为监测点, 分析了土壤酶生态化学计量特征, 探讨了盐碱荒漠煤矿区微生物元素受限性及其影响因素。结果表明: 碳获取酶活性(CE)、氮获取酶活性(NE)、磷获取酶活性(PE)、lnC:NE、lnC:PE、lnN:PE的变化范围分别为3.31~59.92 nmol·g⁻1、4.24~125.95 nmol·g⁻1、3.62~189.46 nmol·g⁻1、0.48~1.47、0.32~1.41和0.56~1.18。氮、硫沉降未影响矢量角度和长度(p > 0.05)。Ca2+和K+沉降可直接或通过影响土壤理化性质(电导率、速效磷、Na+、Mg2+等)、植物性状(全磷和N:P)及微生物特征(生物量碳和氮)间接正向影响矢量长度(p < 0.05)。Ca2+和Na+沉降通过影响土壤理化性质和植物性状间接正向影响矢量角度(p < 0.01)。综上, 研究区微生物主要受磷限制; 氮、硫沉降未引起微生物元素受限性发生改变。相比之下, 盐基离子沉降可通过加剧土壤盐胁迫、降低土壤磷有效性、引发植物和微生物磷竞争等途径, 增强微生物碳和磷限制。
    豆科蝶形花总状花序面积的测量方法
    李裕康, 李雨欣, 张喆, 唐艳鸿
    植物生态学报. 2026, 50(5):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0114
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    本研究以五种豆科蝶形花亚科植物为研究对象,比较了总状花序的三种花序面积测定方法—全展开面积、柱面积和投影面积—之间的差异,并分析了面积指标与花序碳经济学相关性状及生理指标之间的关系,旨在为植物功能性状和繁殖策略分析提供方法学参考。研究结果表明:(1)三种测定方法所得数值存在显著差异,花序面积大小依次为:全展开面积>柱面积≈投影面积,线性回归结果表明任意两种面积间均呈现显著正相关(p<0.001),不同面积之间的关系分别为:投影面积(cm2)= 0.20 × 全展开面积(cm2);投影面积(cm2)= 0.67 × 柱面积(cm2);柱面积(cm2)= 0.27 × 全展开面积(cm2);(2)全展开面积和投影面积均与花序干重(p<0.001;p = 0.006)及总呼吸速率(p<0.001;p<0.001)显著正相关,而柱面积与花序干重、总蒸腾速率和总呼吸速率之间的相关性不显著(p>0.05)。从操作效率看,投影面积快速、简便、重复性高。综合考虑指标的简便性与代表性,本研究建议将投影面积作为豆科蝶形花总状花序面积的标准化测定指标。本研究不仅明确了不同面积指标之间的换算关系,也验证了投影面积在表征豆科蝶形花植物花序碳经济与代谢活动的有效性,为后续繁殖器官功能性状研究提供了可行路径。

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