边缘种群指地理分布边缘可检测到的一定数量的同种个体集合, 准确评价其遗传多样性对于理解第四纪冰期后气候变化对物种边缘扩展或收缩、遗传资源保护与利用以及物种形成等有重要意义。该文探讨了维持植物边缘种群遗传多样性的进化机制, 分析交配系统对物种边缘及其遗传多样性的影响, 比较了边缘与中心种群遗传多样性的差异及其形成的生态与进化过程, 并探讨了边缘种群遗传多样性与其所在的群落物种多样性的关系及理论基础。该文提出今后研究的重点是应用全基因组序列或转录组基因序列研究前缘-后缘种群之间或边缘-中心种群之间的适应性差异, 边缘种群与所在群落其他物种之间相互作用的分子机制, 深入解析边缘种群对环境的适应及边缘种群遗传多样性与群落物种多样性关系的生态与进化过程。

苔藓植物参与岩溶作用的过程是生物岩溶的重要内容。开展苔藓植物岩溶作用研究可为石漠化裸岩的生态恢复及其综合治理提供理论依据和技术支撑。该文系统论述了苔藓植物岩溶作用的过程(溶蚀与沉积)、机理及其与生境互作机制的最新研究进展。苔藓植物及其生物结皮在干湿交替下发生膨胀、卷缩、冻融等物理机械力, 以及其代谢分泌物和因呼吸作用而产生的H₂CO₃与岩石中矿物反应, 破坏矿物晶体结构, 导致矿物裂解、使岩面崩解脱落而改变岩面形态, 塑造岩溶地貌, 形成原始土壤。苔藓植物岩溶作用驱动力的大小与植物功能性状、基岩性质与生存环境密切相关。此外, 生物岩溶作用需要长时间尺度的监测, 研究周期长, 建议建立野外长期监测基地, 加强对其内在机制与过程以及与生境间互作机制, 苔藓植物的生理代谢过程及其生物酶等与岩溶作用的相互关系, 岩溶地区苔藓植物环境适应性特征及其生物多样性维持机制等方面的研究。

内蒙古草原是我国北方的重要生态屏障和绿色畜牧业基地, 放牧是草原生态系统的主要利用和管理方式, 在放牧管理中充分发挥生态系统某一项或几项服务和功能最大利用价值时, 往往会与其他服务(功能)发生冲突, 需要权衡多项生态系统服务和功能, 制定合理的放牧管理制度。该研究以内蒙古锡林郭勒典型草原为例, 通过设置不放牧、轻度放牧、中度放牧以及重度放牧的放牧梯度, 从多项生态系统服务和功能权衡的角度比较了最适放牧管理强度。结果显示, 在放牧管理的草地生态系统服务和功能的权衡中, 权衡、协同、不相关关系同时存在, 如土壤呼吸速率与植物群落净生长量、生物多样性与植物群落净光合速率表现为权衡关系, 植物群落净生长量分别与土壤含水量、植物群落净光合速率及草地蒸散速率存在协同关系, 土壤有机碳含量与其他服务或功能间呈不相关关系; 放牧能不同程度地削弱多项生态系统服务及功能间的权衡关系(冲突对立关系); 中度放牧条件下的多项生态系统服务及功能的协同性最佳。

物种-多度格局研究是揭示群落组织结构和物种区域分布规律的重要手段。该研究以青藏高原东北部的甘南高寒草甸为研究对象, 基于野外调查和室内分析, 研究了不同坡向的环境因子、植物群落分布, 并利用RAD软件程序包对其进行了拟合分析。结果显示: 在南坡-北坡上, 土壤含水量从南坡(0.18 g·g ^-1)到北坡(0.31 g·g ^-1)呈现递增的趋势, 土壤温度从南坡(22.33 ℃)到北坡(18.13 ℃)以及光照强度从南坡(744.15 lx)到北坡(681.93 lx)均呈逐渐减小的趋势。物种-多度分布曲线的斜率从南坡向北坡依次减小。随着坡向由南向北转变, 物种-多度和物种多样性都呈递增的趋势。通过6个模型对坡向梯度的物种-多度分布进行拟合发现, 甘南高寒草甸区的物种-多度分布主要是以生态位模型为主, 其次是随机分布模型。青藏高原高寒草甸微生境梯度上的物种在总体上的资源分配模式是以固定分配模式为主, 稀有种的资源分配模式是以随机性模型为主, 常见种的资源分配模式则是以确定性模型为主。

大气氮(N)沉降增加加速了土壤N循环, 引起微生物生物量碳(C):N:磷(P)生态化学计量关系失衡、植物种丧失和生态系统服务功能降低等问题。开展N添加下植物群落组成与微生物生物量生态化学计量特征关系的研究, 可为深入了解N沉降增加引起植物多样性降低的机理提供新思路。该文以宁夏荒漠草原为研究对象, 探讨了N添加下植物生物量和群落多样性的变化趋势, 分析了微生物生物量C:N:P生态化学计量特征独立及其与其他土壤因子共同对植物群落组成的影响。结果表明: N添加下猪毛菜(Salsola collina)生物量呈显著增加趋势, 牛枝子(Lespedeza potaninii)生物量呈逐渐降低趋势, 其他植物种生物量亦呈降低趋势但未达到显著水平; 沿N添加梯度, Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Patrick丰富度指数均呈先略有增加后逐渐降低的趋势; N添加提高了微生物生物量N含量和N:P, 降低了微生物生物量C:N; 植物群落组成与微生物生物量N含量、微生物生物量C:N、微生物生物量N:P、土壤NO₃ ^--N浓度、土壤NH₄ ⁺-N浓度以及土壤全P含量有较强的相关关系; 微生物生物量C:N:P生态化学计量特征对植物种群生物量和群落多样性变化的独立解释力较弱, 但却与其他土壤因子共同解释了较大变差, 意味着N添加下微生物生物量C:N:P生态化学计量特征对植物群落组成的影响与其他土壤因子高度相关。

喀什霸王(Zygophyllum kaschgaricum)是生长于中国新疆南部荒漠环境的稀有种及二级保护植物。当前, 该物种在自然种群中呈分散式及片段化分布, 且种群密度低, 种群老龄化较严重。因此, 为了了解该物种种子萌发特性及其对荒漠环境的响应, 该文采用室内控制实验方法, 对该物种的自然坐果率、结籽率、种子吸水特性、种子休眠和萌发特性及对干旱胁迫的响应进行了比较研究。结果表明: 喀什霸王在自然种群中的坐果率及结籽率较低, 且种子的败育率较高。不同干藏时间种子的吸水速率间存在显著差异; 随着干藏时间的延长, 种子的吸水率逐步增强。刚成熟的种子在不同温度及光周期下均可萌发; 其中高温(10/20 ℃, 20/30 ℃)及黑暗条件下的萌发率比低温(10/5 ℃, 5/2 ℃)及光照条件下的萌发率高。不同干藏时间的种子在不同浓度赤霉素(GA₃)下的萌发率均较高; 但低温储藏时间对该物种种子的打破休眠及萌发率没有促进作用。以上结果说明该物种存在非深度生理休眠; 而干藏时间、高温且黑暗及高浓度(50 mmoloL ^-1) GA₃是打破休眠及促进种子萌发的最合适条件。高温条件下的干旱胁迫对喀什霸王种子萌发具有抑制作用; 春季和秋季降水量决定种子的萌发率。总之, 喀什霸王种子在物候上表现出的春秋季萌动及非深度生理休眠以提高幼苗存活力及保障种群稳定性, 是一种对新疆南部干旱及高温胁迫荒漠环境的适应策略。

探究地形变化对不同生活型植物叶功能性状的影响有助于深入理解森林群落物种组成的维持特征。该研究以湖北星斗山常绿落叶阔叶混交林为研究对象, 测量了50个样地中224种木本植物的叶面积、叶厚度、叶干质量、叶干物质含量和比叶面积, 运用单因素方差分析揭示了乔木、灌木和木质藤本的叶功能性状变异特征, 并采用偏曼特尔检验分别从群落水平和物种水平分析了地形变化对不同生活型木本植物叶功能性状的影响。研究发现: 不同生活型植物叶性状变异系数分布范围为23.42%-110.45%; 不同生活型之间的植物叶功能性状差异明显。群落水平上, 海拔与乔木叶干质量、灌木叶面积和木质藤本叶厚度显著正相关, 坡度仅对灌木和木质藤本比叶面积具有显著影响, 坡向与灌木叶厚度、叶干质量和比叶面积显著正相关。物种水平上, 海拔比坡度和坡向对植物叶功能性状影响更为显著, 且不同物种对地形变化的敏感度不一致; 在控制空间结构影响后, 地形因子对植物叶功能性状的影响降低。该研究结果表明, 不同生活型植物的叶功能性状对地形变化的响应格局不同, 这可能是星斗山常绿落叶阔叶混交林植物多样性的主要维持机制。

为了清楚了解不同林龄杉木(Cunninghamia lanceolata)组织迁移养分(氮、磷、钾、钙、镁)再利用特征, 为人工林丰产的经营管理提供科学依据, 该文利用湖南会同杉木林不同林龄段的活的枝叶与枯死枝叶养分浓度及其差异和枝叶枯死量, 估算枝叶枯死前的养分迁移量。用某林龄段开始和结束时的杉木器官的养分浓度差异, 估算那些在某林龄段开始前林分生产的, 在林龄段结束时仍存活的器官(干、皮、枝、叶、根), 即仍存活物质, 在该林龄段的养分迁移量。将枝叶枯死前迁移的养分和这些仍存活物质中转移的养分与从土壤中吸收的养分相结合, 根据森林生产的生物量, 综合分析森林物质生产的养分利用特征。研究表明: 1-7年生林分, 利用枝叶枯死前迁移的养分生产的生物量及占总生产生物量的比例, 分别为217 kg·hm ^-2·a ^-1和3.52%; 20-25年生林分则分别上升到2 540 kg·hm ^-2·a ^-1和17.50%。枝叶枯死前迁移的养分生产的生物量及占总生产生物量的比例都随林龄增加而增大。林分在12-16、17-20、21-25年林龄段, 由这些仍存活物质中迁移出的养分生产的生物量分别为385、561和450 kg·hm ^-2·a ^-1, 分别占总生产生物量的3.40%、3.40%和3.11%。这些仍存活物质中迁移出的养分量随林龄增加呈现先上升后下降的变化, 由这些养分生产的物质量占总生产物质量的比例随林龄增加呈下降趋势。结果显示, 只要有枝叶枯死发生, 就有枝叶枯死前迁移出养分用于物质再生产。林分郁闭后, 才会发生这些仍存活物质中迁移出的养分再利用。杉木体内养分再分配及贮备机制、杉木生长规律和不同生长发育阶段对养分的需求和利用效率等, 共同调节控制着枝叶枯死前迁移的和这些仍存活物质中迁移出的养分再利用的年变化。