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    2009年, 第6期
    刊出日期:2009-11-30
      
    研究论文
    剔除林下灌草和添加翅荚决明对尾叶桉林土壤温室气体排放的影响
    李海防, 夏汉平, 傅声雷, 张杏锋
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1015-1022.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.001
    摘要 ( 2284 )   全文 ( 5 )   PDF (1386KB) ( 1247 )   知识图谱   收藏
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    森林土壤是CO2、CH4和N2O等温室气体的重要排放源。采用静态箱/色谱分析技术对中国科学院鹤山丘陵综合开放试验站的尾叶桉(Eucalyptus urophylla)林土壤CO2、CH4和N2O排放通量进行了原位测定, 研究剔除林下灌草和添加翅荚决明(Cassia alata)对尾叶桉林土壤温室气体排放的影响。结果表明: 尾叶桉林土壤CO2排放通量在湿季维持在较高水平, 在旱季则明显降低。CH4和N2O在湿季波动幅度较大, 在旱季则相对稳定。土壤CO2和CH4通量峰值均出现在湿季, 但N2O峰值出现在旱季的12月。尾叶桉林土壤在不同处理下可能是CH4的源, 也可能是CH4的汇, 而对于CO2和N2O则主要是源。尾叶桉林下剔除灌草及添加翅荚决明能显著增大土壤CO2和N2O的排放, 但林下灌草剔除后有利于CH4的吸收, 添加翅荚决明有利于CH4的排放。表层土壤温度和湿度是影响土壤温室气体排放的首要因子。呼吸底物(氮源)和土壤微生物量也是影响土壤温室气体排放的重要因子。

    基于模型数据融合的长白山阔叶红松林碳循环模拟
    张黎, 于贵瑞, 何洪林, 张雷明
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1044-1055.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.004
    摘要 ( 2190 )   全文 ( 3 )   PDF (2737KB) ( 1827 )   知识图谱   收藏
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    充分、有效地利用各种陆地生态系统碳观测数据改善陆地生态系统模型, 是当前我国陆地生态系统碳循环研究领域亟待解决的重要问题之一。该研究以2003~2005年长白山阔叶红松林的6组生物计量观测数据和涡度相关技术测定的碳通量数据为基础, 利用马尔可夫链-蒙特卡罗方法对陆地生态系统模型的关键参数(即碳滞留时间)进行了反演, 进而预测了长白山阔叶红松林生态系统碳库、碳通量及其不确定性。反演结果表明, 长白山阔叶红松林叶凋落物和微生物碳的平均滞留时间最短, 为2~6个月; 其次是叶和细根生物量碳, 二者的平均滞留时间为1~2 a; 慢性土壤有机碳的平均滞留时间为8~16 a; 碳在木质生物量和惰性土壤有机质库中的滞留时间最长, 平均滞留时间分别为77~109 a和409~1 879 a。模拟结果显示, 碳库和累积碳通量模拟值的不确定性将随着模拟时间的延长而增大。当气温升高10%和20%时, 长白山阔叶红松林总初级生产力年总量将分别增加6.5%和9.9%, 净生态系统生产力(NEP)年总量的变化取决于土壤温度的变化。若土壤温度保持不变, NEP年总量将分别增加11.4%~21.9%和17.6%~33.1%; 若土壤温度也相应升高10%和20%, NEP年总量的增幅反而下降甚至低于原来的水平。假设气候和植被保持在2003~2005年的状态, 2020年长白山阔叶红松林NEP年总量为(163±12) g C·m-2·a-1, 土壤呼吸年总量为(721±14) g C·m-2·a-1。马尔可夫链-蒙特卡罗方法是反演模型参数、优化模拟结果和评估模拟结果不确定性的有效方法, 但今后仍需在惰性土壤碳滞留时间的估计、驱动数据和模型结构的不确定性分析、模型数据融合方法方面进行深入研究, 以进一步提高碳循环模拟的准确性。

    基于DEM的黄河中游植被恢复对年均径流量影响的估计
    张晓萍, 张橹, 李锐, 杨勤科
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1056-1064.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.005
    摘要 ( 2160 )   全文 ( 4 )   PDF (3218KB) ( 1398 )   知识图谱   收藏
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    植被恢复及其对年均径流量影响的空间格局对黄土高原生态环境建设及水资源管理具有重要指导作用。在分析植被适宜性分布规律的基础上, 基于黄河中游河口-龙门区间100 m 地形高程模型(DEM)和专家经验进行了区域植被适宜性制图, 并基于参数率定后的多年平均蒸散量计算公式和水平衡模型, 估算了不同植树造林情景下年均径流量的变化。结果表明, 河龙区间符合植被带分布规律的适宜区植树面积为6.6×103 km2, 次适宜区植树面积为4.8×103 km2, 分别占研究区总面积的5.8%和4.3%。土地覆被现状条件下区域产水约为33.8 mm (38.07×108m3)。适宜区植树后, 区域产水减少量约为1.9 mm (2.12×108m3), 减少5.6%。适宜区和次适宜区均植树后, 区域产水减少量约为3.1 mm (3.49×108m3), 减少9.2%。空间分布格局表明, 区域局部减水最大达到48 mm。受气候条件影响, 东南部高降雨量地区的流域适宜植树面积达45.1%, 相应减水比例达36.0%。西北部低降雨量地区的流域植树面积约为0.7%, 相应的减水比例为0.4%。

    放牧对内蒙古锡林河流域草地群落植物茎叶生物量资源分配的影响
    任海彦, 郑淑霞, 白永飞
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1065-1074.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.006
    摘要 ( 2510 )   全文 ( 4 )   PDF (1787KB) ( 1700 )   知识图谱   收藏
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    以内蒙古锡林河流域沿水分梯度分布的灰脉苔草(Carex appendiculata)、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和冷蒿(Artemisia frigida) 6个草地群落为对象, 研究了围封禁牧与放牧样地中144个共有植物种的高度、丛幅面积、茎、叶和株(丛)生物量、茎叶比等性状。结果表明: 1)在个体水平上, 放牧样地中植物的生殖枝高度、营养枝高度、丛幅面积、单株(丛)生物量、茎、叶生物量和茎叶比均显著低于围封禁牧样地, 植物在放牧干扰下表现出明显的小型化现象; 2)在群落水平上, 放牧亦显著降低了群落总生物量和茎、叶生物量; 3)过度放牧显著改变了物种的资源分配策略, 使生物量向叶的分配比例增加, 向茎的分配比例减少。资源优先向同化器官分配可能是植物对长期放牧干扰的一种重要适应对策; 4)轻度放牧对物种的资源分配没有显著影响, 单株(丛)生物量和群落茎、叶及总生物量均表现出增加趋势, 这与过度放牧的影响正好相反。过度放牧引起的植物个体小型化改变了生态系统中物种的资源分配策略, 进而对生态系统功能产生重要的影响。

    呼中林区与呼中自然保护区森林粗木质残体储量的比较
    刘志华, 常禹, 胡远满, 李月辉, 王金海, 荆国志, 张红新, 张长蒙
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1075-1083.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.007
    摘要 ( 2116 )   全文 ( 2 )   PDF (1521KB) ( 1359 )   知识图谱   收藏
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    采用样线法研究了人为干扰对大兴安岭呼中林区粗木质残体(Coarse woody debris, CWD)储量的影响。结果表明, 未受人为干扰的呼中自然保护区中CWD变化范围集中在5.92~43.53 m3·hm-2, 受到人为干扰的呼中林区中CWD变化范围集中在12.70~47.59 m3·hm-2之间。人为干扰对混交林和针叶林的CWD储量影响显著, 而对阔叶林CWD储量影响不显著。人为干扰增加了混交林CWD储量, 减少了针叶林CWD储量, 同时减少了枯立木的数量, 增加了高度腐烂的CWD的比例。对兴安落叶松各林型的分析表明, 人为干扰条件下CWD储量(8.20~25.60 m3·hm-2)是未受干扰条件下CWD储量(18.70~36.99 m3·hm-2)的1/4~1/3。为促使采伐后的森林能维持原始林粗木质残体的结构特征, 建议保留采伐剩余物以维持一定储量的CWD。

    常绿阔叶林谱系多样性对幼苗存活率的影响
    陈英
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1084-1089.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.008
    摘要 ( 2306 )   全文 ( 3 )   PDF (499KB) ( 1893 )   知识图谱   收藏
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    密度制约机制对于维护生物多样性有非常重要的作用。随着对密度制约机制的深入研究, 人们逐渐认识到: 不仅在种内存在密度制约效应, 亲缘关系相近的物种之间也可能表现出密度制约效应。Webb在2000年提出的NRI (净种间亲缘关系指数)、NTI (净最近种间亲缘关系指数)考虑了比较全面的谱系信息, 获得了广泛的应用。该文采用NRI、NTI来代表种间关系, 并用Logistic回归模型来分析了谱系因子对浙江省开化县古田山自然保护区24 hm2永久监测样地中501个幼苗样方死亡率的影响。通过对6次幼苗调查数据的分析表明: 不仅相同物种密度对于幼苗的死亡率有显著影响, 当密度达到一定水平时, 谱系因子同样也对幼苗的死亡率有显著影响——苗区中个体间的亲缘关系越近, 幼苗个体的死亡率越高。

    长白山温带森林不同演替阶段群落结构特征
    张春雨, 赵秀海, 赵亚洲
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1090-1100.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.009
    摘要 ( 2447 )   全文 ( 6 )   PDF (2366KB) ( 2160 )   知识图谱   收藏
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    原始阔叶红松林是长白山西部地区的地带性顶级植被类型, 经采伐干扰或火烧破坏后形成大面积次生林。参照CTFS (Centre for Tropical Forest Science)样地建设技术规范, 于2005~2007年, 在长白山地区典型次生杨桦林、次生针阔混交林和椴树红松林内各建立了5.2 hm2固定监测样地。调查并鉴定了样地内胸径大于1 cm的木本植物, 初步分析了森林监测样地的群落组成和种群结构, 并应用双相关函数g(r)分析了样地内5个优势树种的空间分布。结果表明: 次生杨桦林样地共监测木本植物32种, 20 949株活个体, 隶属于13科21属。次生针阔混交林样地共监测木本植物31个种, 14 725株活个体, 隶属于12科20属。椴树红松林样地共监测木本植物20个种, 12 062株活个体, 隶属于11科13属。次生杨桦林、次生针阔混交林及椴树红松林中胸径大于1 cm的木本植物胸高断面积之和分别为24.74、32.07和56.64 m2·hm-2。紫椴(Tilia amurensis)是长白山针阔混交林带的重要组成树种, 其重要值、胸高断面积在3个森林监测样地内均居于前列。白桦(Betula platyphylla)、山杨(Populus daviana)重要值和胸高断面积在次生杨桦林内均处于优势地位, 而在椴树红松林内优势地位为红松(Pinus koraiensis)等顶级树种所取代。次生杨桦林和次生针阔混交林中, 红松、色木槭(Acer mono)、臭松(Abies nephrolepis)、鱼鳞松(Picea jezoensis)和紫椴的径级结构均呈倒J型分布; 而椴树红松林内, 红松和紫椴的径级结构则呈单峰分布, 色木槭、臭松和鱼鳞松呈倒J型分布。g(r)分析表明长白山森林监测样地内5个优势树种的空间格局以聚集分布为主, 聚集强度在同种个体周围(r≤4 m)达到最大, 随着距离增加, 聚集强度逐渐减小。次生林中树种空间格局的环境解释量较高, 而椴树红松林中环境因子对树种空间分布的解释能力较差。

    六盘山叠叠沟小流域典型坡面土壤水分的植被承载力
    刘建立, 王彦辉, 于澎涛, 程丽莉, 熊伟, 徐丽宏, 杜阿朋
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1101-1111.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.010
    摘要 ( 2192 )   全文 ( 6 )   PDF (1425KB) ( 1288 )   知识图谱   收藏
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    确定土壤水分的植被承载力是我国北方半干旱地区合理调控土壤水分和植被生长关系、科学恢复林草植被的核心问题。我国北方半干旱地区的土壤水分主要来自大气降水, 作为土壤水分限制型生态系统的坡面植被, 植物种类和植被密度等结构特征与降水量紧密相关。根据六盘山石质山区的特点, 基于水量平衡原理, 建立了阴坡华北落叶松(Larix principis-rupprechti)和阳坡草地的土壤水分植被承载力数学模型, 即由4~10月的生长季降雨量(P)计算得到可承载的叶面积指数(Leaf area index, LAI)公式: LAItree= exp((0.773 1×P-186.12)/146.46)和LAIgrass= exp((0.511 2×P-345.93)/227.89), 并提出了考虑坡面水分再分配影响的不同坡位的土壤水分植被承载力计算方法。阴坡华北落叶松的植被承载力(用LAI表示)从坡顶的1.45升高到坡中的4.83, 然后稳定在3.0~3.3。对于阳坡草地, 土壤水分可承载的LAI从坡顶的0.37上升到坡中的0.46, 然后在0.41~0.47之间变动, LAI的计算值与实测值较为接近, 计算结果比较合理。

    库布齐沙漠中甘草对不同水分和养分供应的光合生理响应
    李扬, 黄建辉
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1112-1124.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.011
    摘要 ( 2047 )   全文 ( 3 )   PDF (1314KB) ( 1399 )   知识图谱   收藏
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    为了解全球变化背景下在沙漠分布的豆科优势物种甘草(Glycyrrhiza uralensis)对多因素环境变化的适应性, 该研究以第2年生长的甘草植株为对象, 盆栽试验为手段, 采用完全随机区组实验设计, 人工模拟分别相当于库布齐沙漠当地自然年降雨量的3/8、1/2、1和2倍(W1~W4)的4个水分供应处理, 以及4个养分添加处理(对照CK; N, 83 mg N·kg-1土; P, 92 mg P·kg-1土; NP, 83 mg N·kg-1土+92 mg P·kg-1土), 研究了库布齐沙漠中甘草的光合生理特性对于水分和养分供应变化的响应。结果表明: 气体交换特征随测量时间表现出规律性变化。在实验处理条件下, 每个植物功能性状参数随时间的变化趋势基本一致。当光合有效辐射(Photosynthetically available radiation, PAR)在11:00~13:00时段达到最高值时, 大气温度也接近测量当天的最高值, 净光合速率(Net photosynthetic rate, Pn)出现了明显的“午休”特征。第2年生长的甘草对于干旱胁迫表现出快速生理响应与气孔调节, 尤其在极度干旱(W1)条件下, 光合作用过程的控制在气孔限制与非气孔限制之间进行了多次转换。水分胁迫使Pn、气孔导度(Stomatal conductance, Gs)和蒸腾速率(Transpiration rate, Tr)等气体交换特征值下调, 同时降低了最大净光合速率(Maximum net photosynthetic rate, Pmax)和表观量子效率(Apparent quantum yield, AQE)等光响应曲线特征参数。光合水分利用效率(Photosynthetic water use efficiency, PWUE)随着水分供应量减少而降低, 并且养分添加也使其在水分供应良好(W4)的条件下降低, 对于外界环境中水分利用的改变具有适应策略。另外, 养分添加对于光合作用过程具有促进作用, 尤其在水分供应良好的条件下, N素添加使Pn增加明显。在W1条件下, P素供应增加了Pmax、光饱和点(Light saturation point, LSP)并减小了光补偿点(Light compensation point, LCP), 表明甘草物种对于P素的敏感性。研究结果表明, 虽然养分添加能够调节水分胁迫条件下甘草对于光辐射的利用效率与适应性, 但水分仍然是限制甘草光合生理的首要因素。

    胡杨根系水力提升作用的证据及其生态学意义
    郝兴明, 陈亚宁, 李卫红, 郭斌, 赵锐锋
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1125-1131.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.012
    摘要 ( 2157 )   全文 ( 2 )   PDF (1070KB) ( 1751 )   知识图谱   收藏
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    生长在塔里木河流域的荒漠河岸林植被虽长期忍受着高温和干旱的威胁, 然而它们却能够一直延续并保存至今。除了植物深根系吸水作用外, 另一个更主要的原因可能就是荒漠河岸林植被存在水力提升的效应。该文采用HRM热比率法茎流仪对3株胡杨(Populus euphratica)主根和侧根的液流速率分别进行了为期4 d的连续监测; 利用自动气象站对微气象因子:风速、空气相对湿度、叶面温度和地表温度进行连续监测; 同时采用了烘干法对不同深度土层在不同时刻的土壤含水率进行了取样分析。试验结果表明:胡杨主根液流在白天和夜间均表现为正值, 相反的, 胡杨侧根液流速率则出现了明显的夜间负向流动。胡杨根系0~120 cm土层土壤水分含量具有下湿上干的变化趋势; 胡杨侧根在夜间发生负向流动后, 土壤含水率显著升高, 尤其在60~120 cm土层中, 4:00土壤含水率上升幅度达到4:00时刻土壤含水率的22%~26%。影响胡杨侧根液流速率的主要气象因子主要是叶面水汽压亏缺。

    腾格里沙漠人工固沙植被中油蒿的生长及生物量分配动态
    冯丽, 张景光, 张志山, 郭群, 李新荣
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1132-1139.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.013
    摘要 ( 2084 )   全文 ( 1 )   PDF (1782KB) ( 1419 )   知识图谱   收藏
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    植物的资源分配模式反映了对环境的生态适应对策。2007年整个生长季, 采用生物量法对腾格里沙漠东南缘固沙植被区半灌木油蒿(Artemisia ordosica)地上部分各器官的生长及资源分配格局动态进行了研究。结果表明: 不同时期各器官的生长速率不同, 光合产物在各器官中的分配也不是等量的, 而是按一定的顺序在不同时期有不同的分配中心; 2007年油蒿的营养生长、繁殖输出、生殖枝大小都显著大于年降水量不足其一半的年份, 而繁殖分配和头状花序大小没有差异; 营养器官生物量大的油蒿总的繁殖输出也大, 但生殖期内营养生长和生殖生长既不同时也不等速, 表明资源分配的权衡(Trade-off)是存在的; 固沙植被建立以后, 随着时间延长, 油蒿的当年总生物量、繁殖输出、繁殖器官生物量分配有减小的趋势, 但不显著。

    氮磷水平对龙须菜生长和光合特性的影响
    李枫, 邹定辉, 刘兆普, 赵耕毛, 程丽巍, 朱喜锋, 陈伟洲
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1140-1147.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.014
    摘要 ( 2118 )   全文 ( 2 )   PDF (907KB) ( 1674 )   知识图谱   收藏
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    研究不同营养盐条件对龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)的生理效应, 对深入了解龙须菜与近海环境的相互作用具有重要意义。在低氮低磷(LNLP)、低氮高磷(LNHP)、高氮低磷(HNLP)和高氮高磷(HNHP) 4种营养盐条件下培养龙须菜15 d, 以探讨不同氮、磷水平对龙须菜生长和光合特性的影响。结果表明: 1) LNHP、HNLP和HNHP处理促进了龙须菜的生长, 其中HNHP处理下龙须菜具有最大的相对生长速率和生物量; 2) LNHP、HNLP和HNHP处理提高了龙须菜的光合无机碳利用能力, 其中HNHP处理下龙须菜具有最大的无机碳饱和光合速率和表观半饱和常数, 比LNLP处理分别提高了118%倍和48.71%; 3) LNHP、HNLP和HNHP处理显著影响龙须菜的光化学效率, 与LNLP处理相比, LNHP处理提高了龙须菜的光化学效率, 而HNLP和HNHP处理降低了龙须菜的光化学效率。研究结果表明, HNHP处理条件下, 龙须菜的生长和光合无机碳利用能力最高, 光化学效率最低。

    两种杂交杨叶绿素荧光特性及光能利用
    尤鑫, 龚吉蕊, 葛之葳, 段庆伟, 安然, 陈冬花, 张新时
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1148-1155.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.015
    摘要 ( 2053 )   全文 ( 2 )   PDF (1568KB) ( 1380 )   知识图谱   收藏
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    比较研究了伊犁地区两种杂交杨伊犁杨1号(Populus deltaids‘cv-64’ (P64))和伊犁杨小叶杨(P. simonii canaden×P. russkii-9(Jia))对太阳辐射光能的利用和耗散特性。两种杂交杨光合速率(Pn)的日变化均呈现双峰型, 高光量子通量密度(PFD)阶段Pn达到20.1%的差距; 实际最大光化学猝灭ΦPSII日变化均呈“U”型, 于16:30时, P64的ΦPSII达到最低值, 而Jia的值于14:30时达到最低(Jia>P64); 光合系统的闭合程度(L)在14:30时均出现一个短暂回落, 全天平均闭合程度无显著差异(p>0.05)。非光化学猝灭系数(NPQ)在16:30同时达到最大值(Jia>P64), 两者NPQ全天相差31.7%。叶片转化吸收太阳能热能耗散(E.D)和光化学反应转化的光能量(E.P)进行估算表明: 在PFD较低的环境条件下, 两种杂交杨将吸收的光能50%以上用于光化学猝灭; 在PFD较高的环境条件下, P64的E.P值比例大于Jia, 两者全天的E.P值没有太大的差异, P64的E.D值显著大于Jia的E.D值(p>0.01), 而P64的E.D值占全天转化能量的比例小于Jia。P64和Jia的E.P达到最大的估算值时, 其E.D也达到了最大。分析结果表明: 两种杂交杨对高光能形成不同的适应机制, P64利用更多的太阳能进行光化学猝灭反应, 而Jia利用更多的太阳能进行非光化学猝灭反应, 减缓强太阳辐射伤害; 两种杂交杨用于光化学能量分配的比例P64大于Jia, 而Pn值在强辐射阶段和全天平均值、累积值均出现Jia>P64。结果证明, 仅通过杂交杨本身叶绿体对光的荧光特性反应计算接收到的光能中有多少能量被利用与实际植物光合速率的转化的干物质存在一定的差异, 两种杂交杨光化学实际固定碳和转化光能的多少的内在关系需进一步的研究。

    青藏高原晚期开花植物线叶龙胆的传粉生态学
    侯勤正, 段元文, 司庆文, 杨慧玲
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1156-1164.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.016
    摘要 ( 2208 )   全文 ( 3 )   PDF (818KB) ( 1492 )   知识图谱   收藏
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    线叶龙胆(Gentiana lawrencei var. farreri)主要分布在青藏高原, 在晚秋和早冬开花。为了探明线叶龙胆繁育系统特点, 探讨其对环境的繁殖适应特征, 对其传粉生态学过程进行了连续3年的观察。线叶龙胆自然状态下的结籽率很低, 存在严重的花粉限制。雌雄异位和不完全雌雄异熟的花特征表明其结实必须依赖昆虫传粉。繁育系统实验表明, 部分套袋花也能结实, 这可能主要是由蓟马(Thripidae spp.)和蚂蚁(Formica spp.)等小昆虫协助自交所致。克什米尔熊蜂(Bombus kashmirensis)和苏氏熊蜂(B. sushikini)是线叶龙胆的有效传粉昆虫, 但其访花频率非常低, 分别为0.006和0.005 time·flower-1·h-1。线叶龙胆花持续期和柱头可授能力都长于其他已报道的龙胆类植物, 从而在温度低、传粉昆虫少的情况下提供了更多传粉机会。线叶龙胆同时具有协助自交和杂交的繁殖现象, 以及较长的花持续期和柱头持续能力, 这可能是其在青藏高原地区赖以存活和延续的一个重要原因。

    内蒙古草原3年生小叶锦鸡儿根瘤特征及其对环境变化的响应
    张灿娟, 吴冬秀, 张琳, 展小云, 周双喜, 杨云霞
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1165-1176.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.017
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    小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)是氮素匮缺的内蒙古草原的灌丛优势种, 研究其根瘤性状及其对不同环境因子的响应特征, 可以进一步了解草原生态系统共生固氮过程及其对全球变化的响应机制。在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站, 利用开顶式生长室(Open-top chamber, OTC)控制实验模拟环境变化, 研究了3年生小叶锦鸡儿播种苗根瘤特征, 及其对氮素添加、干旱和加水和大气CO2浓度升高的响应。结果表明: 1) 3年生小叶锦鸡儿明显有根瘤着生, 多着生于侧根。根瘤形状多样, 以浅黄色的梨状和球状根瘤为主(占根瘤总数的68%); 另有少数棕褐色棒状和纺锤状根瘤(占根瘤总数的30%); 还有极少数较大的Y状根瘤。2)添加氮素极显著地抑制根系和根瘤的生长发育: 根系有发白现象, 且着生在其上的几乎都是干瘪根瘤。这种抑制效应随着水分增加和CO2浓度升高有所减缓。3)干旱抑制根系和根瘤生长, 而加水促进二者生长。与干旱和正常水分相比, 加水时根系更发达, 根瘤形态多样, 出现掌状和珊瑚状等大型根瘤。随着水分增加, 根瘤着生部位由主根渐向侧根再向须根发展。与正常水分相比, 减水时根瘤平均长度降低了50.4% (p<0.05); 在加水条件下根瘤生长状况最为良好, 单株根瘤数量和重量以及根瘤平均重量均显著增加。4) CO2浓度升高对根瘤生长有促进作用, 但未达到显著。5)根瘤数量对环境因子的变化比根瘤大小更敏感; 氮素和水分对单株根瘤数量和重量具有交互作用; 对于水分和氮素相对缺乏的内蒙古草原, 水分是限制小叶锦鸡儿根瘤菌侵染根系形成根瘤的关键因子。

    东北红豆杉雌雄植株径向生长对邻体竞争和气候因子的响应
    张春雨, 高露双, 赵亚洲, 贾玉珍, 李金鑫, 赵秀海
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1177-1183.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.018
    摘要 ( 2150 )   全文 ( 3 )   PDF (1227KB) ( 1483 )   知识图谱   收藏
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    通过树木年轮学方法, 研究了树木性别、大小、邻体竞争和气候因子(温度和降水)对东北红豆杉(Taxus cuspidata)径向生长的影响。研究表明, 性别和树木大小对东北红豆杉径向生长影响显著, 雄株的径向生长速率显著大于雌株(p=0.023)。东北红豆杉雌、雄植株径向生长速率均与邻体竞争强度显著负相关(p<0.05), 并且邻体竞争对雌株径向生长的负效应更大。树木气候学分析表明, 东北红豆杉雌、雄植株径向生长对气候因子的响应不同。雌株径向生长量与前一年8月、前一年10月平均温度显著负相关, 雄株径向生长量与月平均温度不显著相关。雌株径向生长量与当年1月的降水量显著负相关, 而雄株径向生长量与当年8月的降水显著负相关。

    地黄对芝麻的化感作用及其化感物质的分离鉴定
    王明道, 陈红歌, 刘新育, 高玉千, 吴坤, 贾新成
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1191-1198.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.020
    摘要 ( 2468 )   全文 ( 3 )   PDF (734KB) ( 1567 )   知识图谱   收藏
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    通过分离地黄(Rehmannia glutinosa)组织中抑制芝麻(Sesamum indicum)生长发育的化感物质, 以弄清地黄茬种植芝麻造成芝麻严重减产的原因。以芝麻为受体的生物测定为检测跟踪手段, 通过浸提、萃取、硅胶柱层析分离方法及气相色谱-质谱(GC-MS)鉴定方法, 分离鉴定了地黄组织影响芝麻的化感物质。对地黄不同组织的浸提液进行的生物测定结果表明: 影响芝麻生长发育的化感物质在地黄叶中含量高。地黄叶浸提液的不同有机相萃取组分的生物测定结果表明: 乙酸乙酯相化感活性最强, 乙酯乙酯相通过硅胶柱层析分离获得的洗脱组分Fr7化感活性最强。通过GC-MS及验证试验证明: 地黄抑制芝麻生长的化感物质是月桂酸和2,6-二叔丁基苯酚。研究表明地黄他感作用与自毒作用的化感物质是不同的。

    施水和钾素添加对元宝枫和女贞木质部栓塞的影响
    黄菊莹, 余海龙, 张硕新
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1199-1207.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.021
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    通过干旱胁迫处理(土壤含水量为田间持水量的30%~40%)和正常水分供给(土壤含水量为田间持水量的70%~80%)两种盆栽控制试验, 研究了耐旱树种元宝枫(Acer truncatum)和中生树种女贞(Ligustrum lucidum)枝条木质部栓塞(以导水率损失百分数(Percentage loss of hydraulic conductivity, PLC)衡量)和水势(Water potential, WP)对钾(K)素添加的响应。结果表明: 两个树种PLC的日变化均呈现先升后降的规律, 而WP呈现相反的变化趋势; 添加K素显著提高了两个树种的PLC, 除了干旱胁迫下的元宝枫, 其他树种和处理的PLC随K素含量的增加而增加; K素显著降低了干旱胁迫下元宝枫和女贞的WP,但对正常水分供给下两个树种的WP无显著影响; 元宝枫的平均PLC高于女贞, 平均WP低于女贞。以上结果表明, K素可能通过降低枝条的WP, 促进树种木质部栓塞的形成, 达到限制水分进一步丧失的目的。K素在调节气孔运动、渗透作用等方面的作用, 可能是树种木质部栓塞形成的诱 因。

    陆地生态系统凋落物分解对全球气候变暖的响应
    徐振锋, 尹华军, 赵春章, 曹刚, 万名利, 刘庆
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1208-1219.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.022
    摘要 ( 2921 )   全文 ( 5 )   PDF (409KB) ( 2342 )   知识图谱   收藏
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    陆地生态系统凋落物分解是全球碳收支的一个重要组成部分, 主要受气候、凋落物质量和土壤生物群落的综合控制。科学家们普遍认为全球气候变化将对陆地生态系统凋落物分解产生复杂而深远的影响。该文结合凋落物分解试验的常用方法——缩微试验、原位模拟实验和自然环境梯度实验, 归纳现有研究结果, 意在揭示全球气候变化对陆地生态系统凋落物分解的直接影响(温度对凋落物分解速率的影响)和间接影响(温度对凋落物质量、土壤微生物群落及植被型的影响)的普遍规律。各种研究方法都表明: 在水分条件理想的情况下, 温度升高往往能加快凋落物的分解速率; 原位模拟实验中, 凋落物分解速率因物种、增温方法和地理方位而异; 全球气候变化能改变凋落物质量, 但可能不会在短期内影响凋落物的分解速率; 凋落物质量和可分解性的种间差异远大于增温所引发的表型响应差异, 那么, 气候变化所引发的植物群落结构和物种组成的变化将对陆地生态系统凋落物分解产生更强烈的影响; 土壤生物群落如何响应全球气候变化, 进而怎样影响凋落物分解过程, 这些都还存在着极大的不确定性。

    一年生盐生植物耐盐机制研究进展
    张科, 田长彦, 李春俭
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1220-1231.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.023
    摘要 ( 2378 )   全文 ( 7 )   PDF (456KB) ( 2187 )   知识图谱   收藏
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    盐生植物是一类能够在盐土上完成生活史的天然植物, 在与盐土协同演化过程中形成了一系列适应盐生环境的特殊生存策略。其中一年生盐生植物因其生活史短、方便培养和观察、易于基因转化和后代繁殖, 已成为耐盐机制研究的主要对象。一年生盐生植物面临多变的生境胁迫, 具有更大的生存风险, 所以具有不同于多年生盐生植物的更稳妥的适应机制, 主要体现在种子的高盐休眠、复水速萌、形态和萌发的多态性、存在持久种子库及调节资源分配等方面。种子萌发后的生长、发育和繁殖等生活史的各阶段都要经受严峻的盐生胁迫环境。通常所说的耐盐机理是指成株对盐分的调控, 按照植物种类不同而分为稀盐、泌盐和拒盐3种耐盐形式。该文在对国内外相关文献进行分析归纳的基础上, 首先介绍了一年生盐生植物的常见类型, 然后分别从种子特征、形态结构、生理生化和生态习性等方面综述了一年生盐生植物的耐盐机制。

    CO2浓度倍增、高氮沉降和高降雨对南亚热带人工模拟森林生态系统土壤呼吸的影响
    邓琦, 周国逸, 刘菊秀, 刘世忠, 段洪浪, 陈小梅, 张德强
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1023-1033.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.002
    摘要 ( 2352 )   全文 ( 1 )   PDF (953KB) ( 1367 )   知识图谱   收藏
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    土壤呼吸响应全球气候变化对全球C循环具有重要作用。应用大型开顶箱(Open-top chamber, OTC)人工控制手段, 研究了大气CO2浓度倍增、高氮沉降和高降雨处理对南亚热带人工森林生态系统土壤呼吸的影响。结果表明: 对照箱、CO2浓度倍增处理以及高氮沉降处理下土壤呼吸速率都具有明显的季节变化, 雨季(4~9月)的土壤呼吸速率显著高于旱季(10月至次年3月) (p<0.001); 但高降雨处理下无明显的季节差异(p>0.05)。CO2浓度倍增能显著提高土壤呼吸速率(p<0.05), 其他处理则变化不大。大气CO2浓度倍增、高氮沉降、高降雨处理和对照箱的土壤呼吸年通量分别为4 241.7、3 400.8、3 432.0和3 308.4 g CO2·m-2·a-1。但在不同季节, 各种处理对土壤呼吸的影响是不同的。在雨季, 大气CO2浓度倍增和高氮沉降的土壤呼吸速率显著提高(p<0.05), 其他处理无显著变化; 而在旱季, 高降雨的土壤呼吸速率显著高于对照箱(p<0.05), 氮沉降处理则抑制土壤呼吸作用(p<0.05)。各处理的土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度之间具有显著的指数关系(p<0.001); 当土壤湿度低于15%时, 各处理的土壤呼吸速率与地下5 cm土壤湿度具有显著的线性关系(p<0.001)。

    海南岛霸王岭热带天然林景观格局与动态
    张志东, 臧润国
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1034-1043.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.003
    摘要 ( 2269 )   全文 ( 1 )   PDF (3669KB) ( 1277 )   知识图谱   收藏
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    热带森林是陆地上物种最丰富和结构最复杂的森林生态系统, 同时也是受景观破碎化影响而生物多样性丧失最严重的植被类型。在对海南岛霸王岭热带天然林进行公里网格样方调查的基础上, 采用栅格途径及统计方法对三期遥感影像数据进行了景观格局和动态规律分析。结果表明: 霸王岭热带天然林景观由4个处于不同恢复阶段的林分斑块(I、II、III和IV)组成; 在1986~1998年, 除林分斑块IV外, 大多数斑块类型都发生了显著的变化, 而在1998~2002年, 大多数斑块类型变化不显著。在1986~2002年, 大多数斑块类型破碎化趋势明显, 表现为斑块数、边缘密度持续增加, 以及斑块平均大小和核心区面积不断减小; 恢复较早期阶段的次生林(I、II和III)与恢复较后期林分(IV)之间的距离显著相关。随着与IV距离的增加, 恢复时间短的次生林所占比例逐渐增加。

    不同碱度条件下中华水韭昼夜CO2气体交换的特征
    顾舒平, 尹黎燕, 李洁琳, 李伟
    植物生态学报. 2009, 33(6):  1184-1190.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.06.019
    摘要 ( 2145 )   全文 ( 3 )   PDF (484KB) ( 1155 )   知识图谱   收藏
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    运用pH-drift的方法研究了在不同碱度条件下中华水韭(Isoetes sinensis)的沉水叶片昼夜CO2吸收的特征。结果表明中华水韭的沉水叶片具有昼夜吸收水中CO2的能力, 而不具备利用水中的HCO- 3的能力, 进一步证明了水生植物中华水韭的光合碳同化途径具有景天酸代谢(CAM)的特征。中华水韭沉水叶片光照条件下对水中CO2的吸收速率在一定的浓度范围内正相关于水中的CO2浓度。光照条件下, 中华水韭的pH-drift实验的pH补偿点分别为(8.1±0.3)和(7.9±0.1) mmol·L-1, 最终[CT]/Alk值为(1.009±0.01)和(1.022±0.004)。碱度对中华水韭夜晚CO2的吸收速率有显著的影响(F = 38.73, p< 0.000 1)。总碱度1.70 mmol·L-1溶液中的中华水韭沉水叶片在相对较低的CO2浓度(0.04±0.001 mmol·L-1)水平下即表现出对CO2的净吸收。调查了野外一处中华水韭沉水种群的生境pH值及CO2浓度的昼夜变化, 发现水体碱度约为1.59 mmol·L-1, 一昼夜的pH值波动不大, 平均为(6.1±0.04), 昼夜CO2浓度存在波动, 午夜水中的CO2浓度是午后的近3倍。


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