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    2007年, 第6期
    刊出日期:2007-11-30
      
    专辑名称: 种子生理与生态学专题
    专辑责编:
    论文
    种子重量的生态学研究进展
    于顺利, 陈宏伟, 李晖
    植物生态学报. 2007, 31(6):  989-997.  doi:10.17521/cjpe.2007.0126
    摘要 ( 3399 )   全文 ( 6 )   PDF (312KB) ( 2500 )   知识图谱   收藏
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    作为植物生活史中的一个关键性特征,种子重量与其它许多植物性状和生态因子有关,种子重量的分异与其它一些植物性状及环境的变化关系在进化生物学上已经成为一个非常有意义的研究内容,且具有一定的实践意义。种子重量被发现与下列的一些植物学和群落学性状有关:植物的生活型、种子的散布能力、种子的散布方式、植物的高度、植物的冠幅、植物的比叶面积、植物的寿命、动物的捕食、植被中植物的数量或多度、土壤中种子的数量或多度、种子的休眠、种子在土壤中的持久性和植物的净初级生产力等,另外生态因子如降雨、温度、坡向、海拔、经度、纬度、光强和干扰等都影响种子的重量。种子的重量被认为是在大量小种子和少量大种子之间的进化折衷,在一定的能量限度内,较大重量的种子一般具有较少的数量,而较小重量的种子一般数量较多,这是种子重量和数量方面具有的一种反向关系。与其它性状相比,很多研究都表明种子重量和植物的生活型的关系密切。没有散布结构或风散布的种子比以动物和水作为散布媒介的种子重量要小。种子重量与捕食的关系现发现有3种格局。种子重量和形状与种子在土壤中的持久性的关系有4种格局。在干旱和阴暗的环境条件下,种子有变大的趋势。大重量种子比小种子赋予幼苗较优势的竞争地位,其原理尚有争论,尚不清楚是否是幼苗阶段的竞争决定了世界上大部分植被类型的物种组成。未来的研究方向主要有以下几个方面:1) 种子重量与植物系统学相结合,探索种子重量的变化规律;2)调查群落三向(纬度、经度和海拔)性的种子重量谱变化规律;3) 群落演替与群落种子重量谱的变化;4) 种子重量与群落中植物个体和种子的数量的关系及机理研究;5) 微生境、微地形如坡向、坡位和林间隙等对种子重量的影响;6) 全球气候变化和种子重量变化的关系。

    鼎湖山针阔混交林锥栗种子距离制约研究
    杜彦君, 彭闪江, 徐国良, 黄忠良, 黄玉佳
    植物生态学报. 2007, 31(6):  998-1006.  doi:10.17521/cjpe.2007.0127
    摘要 ( 2764 )   全文 ( 4 )   PDF (482KB) ( 1355 )   知识图谱   收藏
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    Janzen-Connell 距离制约假说认为:扩散到远离母树地点的种子,更容易逃避种子捕食者和病原体侵染。验证锥栗(Castanopsis chinensis)种子是否支持该假说,可以预测锥栗种群分布格局,解释锥栗种群更新不良的原因。在鼎湖山针阔混交林内,选择离成年母树3、10和15 m处,进行种子放置实验,以及种子消毒和未消毒埋土实验。在无覆盖实验中,10 m处大种子的消失数始终最大,种子离母树距离和种子大小两个因素对种子消失数均没有显著性影响。在排除哺乳动物实验中,种子放置第一周,种子消失数均很少。整个试验期,种子离母树距离和种子大小两个因素对种子消失数也没有显著性影响。在病原体实验中,埋土前两个月,经过消毒的种子袋中种子均保存完好,没有病原体侵染。埋土的种子从第三个月到第六个月,不同距离处的种子,以及消毒和未消毒处理的种子,被侵染数之间均有显著性差异;被侵染的种子数到第六个月趋于稳定。因此,锥栗种子被脊椎动物取食,不呈现距离制约(Distance-dependent)格局;而被病原体侵染的种子命运则支持距离制约假说。

    种子植物的选择性败育及其进化生态意义
    赵学杰, 谭敦炎
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1007-1018.  doi:10.17521/cjpe.2007.0128
    摘要 ( 3670 )   全文 ( 11 )   PDF (606KB) ( 2144 )   知识图谱   收藏
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    种子植物的选择性败育是指植株在花粉源、传粉次序、果实在植株上的位置和发育果实中的种子数目等因素或者这些因素综合作用的基础上对发育中的幼果或种子选择性败育的现象。植株可以选择性地败育位于果序顶部或基部的果实以及位于果实基部、中部或柱头端的种子。此现象在被子植物中比较普遍,特别是在豆科、十字花科和紫草科中最为常见。导致植物选择性败育的主要原因主要有资源限制和遗传因子两个方面。植物通过选择性败育部分自交或基因型较差的果实或种子,不仅可以提高母本和后代的适合度,而且还可以提高果实或种子的扩散效率。因此,对选择性败育的研究在深入了解植物的结实结籽格局、探讨其进化式样与机制等方面具有重要意义。该文系统总结了国际上有关植物选择性败育的研究工作,重点介绍了选择性败育发生的式样、导致选择性败育的因素、选择性败育的进化生态意义,以及目前研究选择性败育现象的主要方法,并对该领域今后研究前景进行了展望。

    24种十字花科短命植物的扩散体特征与扩散对策
    刘晓风, 谭敦炎
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1019-1027.  doi:10.17521/cjpe.2007.0129
    摘要 ( 3096 )   全文 ( 3 )   PDF (620KB) ( 1875 )   知识图谱   收藏
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    对准噶尔荒漠中24种十字花科短命植物的扩散体特征与扩散对策的观测结果表明:种间果实和种子的形态各异,角果开裂与否与其木质化程度有关。木质化程度较高的角果不开裂。其中长角果以果节为扩散单元自体扩散。而短角果有两种扩散单元,以果实为扩散单元的无辅助扩散结构或具翅或绵毛,分别进行自体或风媒扩散;以果序的一段为扩散单元的果实具坚硬呈勾状的喙,通过果序梗断裂或附在动物体表散布,兼具自体扩散和动物体外传播的二重性。木质化程度较低的角果开裂,以种子为单元扩散。其中微尘状种子无辅助扩散结构,在果皮开裂时产生的张力或风力的作用下散布;粘液种子以水媒为主,兼具风媒和动物传播的特点;粘液和翅并存的种子具有风媒和水媒扩散的二重性。果翅等辅助扩散结构有利于长距离散布,绵毛及种皮粘液使果实或种子与地表能更好地粘附,木质化结构及种皮粘液还具有保水和保护作用。从扩散的时空特征看,24种植物在扩散持续时间上有集中扩散和持续扩散两种方式,前者避免了种子干旱失水和被捕食,属逃逸对策;后者形成空气种子库逐批扩散,属保护对策。从空间上,异果芥(Diptychocarpus strictus)果序上、下部果实的开裂方式与时间、种子形态完全不同,导致其扩散时间与距离不同;离子芥(Chorispora tenella)等类群果实不同部位的果节非同步脱落以及爪花芥(Oreoloma sulfureum)果实上、下部木质化程度及开裂方式不同,导致其果节或种子的扩散时间不同。以上这些特征对于它们在荒漠环境中成功地扩散、定居,抵御干旱、逃避捕食,避免同胞种子间的竞争、保障物种延续并扩大种群等,具有重要的生态学意义。

    光对热带雨林冠层树种绒毛番龙眼种子萌发及其幼苗早期建立的影响
    于洋, 曹敏, 郑丽, 盛才余
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1028-1036.  doi:10.17521/cjpe.2007.0130
    摘要 ( 2890 )   全文 ( 2 )   PDF (526KB) ( 1553 )   知识图谱   收藏
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    绒毛番龙眼(Pometia tomentosa)为西双版纳热带季节雨林标志树种,被列为中国珍稀濒危植物。对其开展种子及幼苗生态学研究可为珍稀濒危树种的保护及当地森林恢复提供科学依据。试验采用遮荫试验和野外试验相结合的方法,研究光对绒毛番龙眼种子萌发及幼苗早期建立的影响。结果表明:在遮荫试验30%(林窗中心光)、10%(林窗边缘光)和3.5%(林下光)3个光处理及森林3种生境(林窗中心、林窗边缘和林下)条件下,种子萌发率差异无显著性差异,均达到95%以上,且平均萌发周期小于6 d。3个光处理下的幼苗生长、生物量分配模式及气体交换参数差异显著。30%光下绒毛番龙眼幼苗的根重比(RMR)和茎重比(SMR)最高,10%和3.5%光下幼苗的叶重比(LMR)最高,3.5%光下的叶面积比(LAR)显著高于30%光下。30%光下绒毛番龙眼幼苗的最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)和光饱和点(Isat)在3个光处理中均最大,光补偿点(Icomp)则无显著性差异。绒毛番龙眼幼苗具耐荫性,能够在低光环境下长期存活且能缓慢生长;同时具有适应林窗光环境生长的能力,如高的质量相对生长速率(RGRM)和高度相对生长速率(RGRH)。林窗的出现是绒毛番龙眼进行成功更新的必要条件,水分可能是限制其幼苗生境选择的另一环境因子。

    中、旱生植物萌发特性及其与种子大小关系的比较
    王桔红, 崔现亮, 陈学林, 杜国祯
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1037-1045.  doi:10.17521/cjpe.2007.0131
    摘要 ( 3333 )   全文 ( 3 )   PDF (418KB) ( 2184 )   知识图谱   收藏
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    不同生境的植物有不同的生活史对策。该文对分布于河西走廓的42种常见中生植物和22种常见旱生植物种子的萌发特性以及种子大小对萌发能力的影响进行了比较。结果显示,64种植物中最终萌发率超过90%的有9种: 虎尾草(Chloris virgata)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)、腺独行菜(Lepidium apetalum)、膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、沼生蔊菜(Rorippa islandica)、白草(Pennisetum centrasiaticum)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)和黑果枸杞(Lycium ruthenicum),占14.06%,其中黑果枸杞、腺独行菜、膜果麻黄、虎尾草的萌发在10 d内完成; 萌发率达到80%~90%的有5种: 毛果群心菜(Cardaria pubescens)、窄叶小苦荬(Ixeridium gramineum)、牛蒡(Arctium lappa)、鞑靼滨藜(Atriplex tatarica)和苣荬菜(Sonchus brachyotus)占7.8%; 萌发率达到60%~80%的有16种,占25%;萌发率在20%~60%的有17种,占26.56%; 萌发率不足20%的有17种: 柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、野苜蓿(Medicago falcata)、扁蓄(Polygonum aviculare)、苦参(Sophora flavescens)、河西沙拐枣(Calligonum potanini)、白刺(Nitraria tangutorum)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、骆驼蓬(Peganum harmala)、画眉草(Eragrostis pilosa)、多裂骆驼蓬(Peganum multisectum)、老瓜头(Cynanchum komaroviil )、骆驼蒿(Peganum nigellastrum)、田旋花(Convolvulus arvensis)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、卷茎蓼(Polygonum convolvulus)、蝎虎驼蹄瓣(Zygophyllum mucronatum),占25.56%。有26种植物的萌发持续在30 d以上,15种植物在15 d内完成萌发,有31种植物在1~3 d内开始萌发,4种植物在10 d以后才开始萌发。主成分分析和聚类分析显示,中、旱生植物的萌发主要有爆发型、过渡型、缓萌型和低萌型,以过渡型和缓萌型为主;中生植物中萌发率不足20%的有6种,占14.28%, 旱生植物中萌发率不足20%的有11 种,占50%,显示了较多的旱生植物有延迟萌发的行为,这种萌发的延迟及萌发时间的异质性可使物种在不可预测、高死亡风险的环境中仍能确保种的延续。中生植物的种子大小对萌发能力有显著的影响,小种子的物种有较高的萌发率和较快的萌发速率,并且完成萌发所需要的时间较短,而旱生植物的种子萌发不受种子大小的影响。以上结果说明中生植物和旱生植物长期适应于不同的湿、旱生环境,在不同的选择压力下,生活史对策也出现了较明显的差异。

    散枝猪毛菜的种子多型性及其萌发行为
    王宏飞, 魏岩, 黄振英
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1046-1053.  doi:10.17521/cjpe.2007.0132
    摘要 ( 2762 )   全文 ( 0 )   PDF (429KB) ( 1595 )   知识图谱   收藏
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    散枝猪毛菜(Salsola bracchita)主要分布于新疆准噶尔荒漠,具有很强的抗干旱和抗盐碱能力。该文对散枝猪毛菜的果实进行了观察,表明散枝猪毛菜具有4种类型的散布单位和果实,这4种果实在形状、大小、颜色和着生方式上均有显著差异。A型果实绿色、球形、大,着生方式为横生,宿存花被革质,背部有紫红色翅状附属物,直径为(2.161±0.138) mm,单粒重为(3.810±0.113) mg;B型果实绿色、大、扁平、长圆形,着生方式为直立,宿存花被革质,背部有翅状附属物,长为(2.062±0.188) mm,宽为(1.720±0.148) mm,单粒重为(2.665±0.113) mg;C型果实绿色、大、扁平、长圆形,着生方式为直立,宿存花被膜质,背部无翅状附属物,长为(2.239±0.277) mm,宽为(1.844±0.150) mm,单粒重为(2.723±0.559) mg;D型果实黄色、小、扁平、长卵形,着生方式为直立,宿存花被膜质,背部无翅状附属物,长为(1.678±0.163) mm,宽为(1.390±0.110) mm,单粒重为(0.928±0.025) mg。A型、B型和C型种子(果实)在5 ℃/15 ℃、5 ℃/25 ℃、15 ℃/25 ℃(暗12 h/光12 h)变温条件下萌发率>68%,且B型和C型种子比A型种子有较高的萌发率和萌发速率。D型种子在3种变温条件下萌发缓慢,最终萌发率始终维持在较低水平(<20%),划破果皮和种皮能够显著提高D型种子的萌发率和萌发指数,表明D型种子处于生理休眠状态。散枝猪毛菜的种子多型性是对荒漠异质环境的一种适应。

    中国北方草原植被对气象因子的时滞响应
    李霞, 李晓兵, 陈云浩, 莺歌
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1054-1062.  doi:10.17521/cjpe.2007.0133
    摘要 ( 3046 )   全文 ( 4 )   PDF (339KB) ( 1592 )   知识图谱   收藏
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    利用1982~1997年的气温、降水和1983~1997年生长季的NOAA/AVHRR的归一化植被指数(Normalized differential vegetation index, NDVI)遥感数据,分析了中国北方温带草原植被生长对气象因子的时滞响应。根据4个时间尺度(1~4个月)和4个时滞期(前0~3个月)将降水数据进行16种组合方式,计算了植被的NDVI与同期及前期(前1~6个月)降水之间的相关系数。同时,计算了植被的NDVI与同期和前一个月气温之间的相关系数。结果表明:1)中国北方温带草原植被的NDVI与同期降水和气温的显著相关。2)植被的NDVI对前一个月降水的时滞响应最强烈,植被的NDVI与当月降水和前两个月降水的累积量相关性最强。3)在生长季的起始阶段,去冬、今春的降水总量对草甸草原植被的生长有重要的作用。在生长季的中期和后期,当月和前一、二个月的降水对典型草原和荒漠草原的植被有显著影响。4)在草甸草原、典型草原区,生长季早期的气温均对植被生长的影响较为显著。在荒漠草原区,气温不仅在生长季初期与植被的NDVI呈现正相关,而且在生长季的中后期,气温与植被的NDVI呈现负相关性。

    受损沙地生态系统景观变化分析——以内蒙古浑善达克沙地为例
    刘海江, 程维明, 龙恩
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1063-1072.  doi:10.17521/cjpe.2007.0134
    摘要 ( 2497 )   全文 ( 2 )   PDF (1226KB) ( 1081 )   知识图谱   收藏
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    生态系统变化会引起景观结构及格局的改变,而景观格局及其演化可以作为评价环境变化的指标。为了揭示浑善达克沙地生态系统变化特征,该文使用陆地卫星(Landsat 5、7)的TM/ETM+资料及地面调查数据来分析沙地景观变化特征。通过计算机监督分类,获得了研究区1987和2000年景观类型数据,研究区的景观类型有草地、固定沙地、半固定沙地、流动沙地、灌木林及水体。通过对两期景观数据的基本特征、变化检测及转移矩阵分析发现:1)从1987到2000年,草原、固定沙地、半固定沙地都在减少,斑块破碎,而流动沙地显著增加,成为主要景观类型,同时斑块相互联合形成两条流动沙带;2)类型转移上,草原转为沙地,固定沙地主要转为半固定沙地,半固定沙地以绝对优势转为流动沙地,水体转为流动沙地及草原;3)变化监测显示,流动沙地增加面积远远大于减少的面积,而草原、固定沙地、半固定沙地呈现相反趋势,变化区域的空间分布也不尽相同。结果表明研究区沙地生态系统已经退化比较严重,特别是流动沙带的出现,需要采取积极有效的防治措施,防止进一步扩大。

    高寒草甸土地退化及其恢复重建对植被碳、氮含量的影响
    王文颖, 王启基, 王刚, 景增春
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1073-1078.  doi:10.17521/cjpe.2007.0135
    摘要 ( 2859 )   全文 ( 1 )   PDF (270KB) ( 1257 )   知识图谱   收藏
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    以青海省达日县高寒草甸原生高寒嵩草(Kobresia)草甸封育系统为对照,研究了土地退化对植被生产力的影响,检验了不同人工重建措施(两个人工种植处理:混播(HB)、翻耕单播(DBF)和1个退化草地封育自然恢复处理(NR)及1个退化草地自然状态(SDL))对植被生产力的相对影响程度。结果表明,原生植被封育处理(YF)地上总生物量为265.1 g·m-2,混播(HB)和翻耕单播(DBF)处理中地上总生物量分别为原生植被封育处理的116%和68%。退化草地封育自然恢复处理(NR)和重度退化自然状态下地上总生物量分别为原生植被封育的76%和53%。YF处理根系生物量远大于其它处理。原生植被封育系统中植被地上部分碳储量为 110.14 g·m-2,地下根系(0~30 cm)碳储量为2 957 g·m-2,植被总碳储量为 3 067.14 g·m-2;重度退化草地系统中植被地上部分碳储量为 57.07 g·m-2,地下根系(0~30 cm)碳储量为 357 g·m-2,植被总碳储量为 414.07 g·m-2。由此可见,高寒草甸严重退化后,通过植物组织流失的碳达到2 653.35 g·m-2,即86.5%的碳损失;原生植被封育系统植被总氮储量为 56.85 g·m-2,而重度退化草地植被总氮储量为 18.02 g·m-2,高寒草甸严重退化使植物组织68.30%氮损失。与重度退化地相比,由于恢复重建措施增加了植物的生物量输入和群落组成,除翻耕单播处理外,其它恢复重建措施均能恢复系统植被的碳氮储量。这些恢复重建措施将会逐步改善土壤的物理和化学特性,最终使这些生态系统逐步由碳源向碳汇方向的转变成为可能。

    海南岛霸王岭热带天然林景观中主要木本植物关键种的潜在分布
    张志东, 臧润国
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1079-1091.  doi:10.17521/cjpe.2007.0136
    摘要 ( 2938 )   全文 ( 2 )   PDF (563KB) ( 1561 )   知识图谱   收藏
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    在较大的空间尺度上生态位模型是预测物种潜在分布的有效途径之一。为了探讨在热带天然林景观中木本植物(限于乔木和灌木)主要关键种的潜在分布,在对海南岛霸王岭的热带天然林进行按公里网格样方调查的基础上,采用演替地位和最大潜在高度两个功能性指标对物种进行了功能群划分,并在功能群框架下运用优势度指数法进行了关键种的确定;采用基于地理信息系统(Geographic information system, GIS)的基于规则集合预测的遗传算法(Algorithm for rule-set prediction, GARP)生态位模型对主要关键种的地理分布进行了预测,并应用受试者工作特征分析进行了模型精度验证;应用多元线性回归分析对影响各关键种潜在分布的关键因子进行了确定。结果表明:除了顶极次林层乔木功能群和顶极主林层乔木功能群外,在先锋种功能群、顶极灌木种功能群和顶极超冠层乔木功能群中采用优势度指数法划分出的关键种较为理想;一般来讲,在进行预测的8个关键种中,除了先锋主林层乔木种海南杨桐(Adinandra hainanensis),其它3个先锋种毛稔(Melastoma sanquiueum)、银柴(Aporosa chinensis)和枫香(Liquidambar formosana) 在研究区北部、西部以及西南部均具有较高的发生概率,而顶极种除了顶极超冠层乔木种南亚松(Pinus merkusii)外,九节(Psychotria rubra)、高脚罗伞(Ardisia quinquegona)和海南椎(Castanopsis hainanensis)具有相似的潜在分布格局,在研究区中部、东南部和南部地区具有较高的发生概率;相关分析表明极端最低温、年均温、极端最高温、年均降水量、海拔和坡向6大因子是影响研究区关键种潜在分布的关键因子;精度检验表明,GARP模型对8个关键种的潜在分布预测效果均较好,而其中又以银柴和海南椎的预测精度最高。

    海南岛霸王岭热带天然林景观中木本植物功能型分布的影响因素
    张志东, 臧润国
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1092-1102.  doi:10.17521/cjpe.2007.0137
    摘要 ( 2720 )   全文 ( 2 )   PDF (433KB) ( 1329 )   知识图谱   收藏
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    为了探讨在热带天然林景观中不同因素对木本植物(限于乔木和灌木)功能型分布的影响,在对海南岛霸王岭的热带天然林进行样方调查的基础上,运用数量分类方法对热带天然林的木本植物进行了功能型划分,并运用冗余度分析(Redundancy analysis, RDA)分别探讨了功能型出现与否、功能型物种丰富度和功能型木本植物多度3个矩阵与环境、空间和干扰因素之间的关系。运用偏冗余度分析对影响功能型分布变化的环境、干扰、空间及其交互作用等因素进行了定量分解。结果表明:利用木材密度和潜在最大高度两个指标划分出的9个功能型,能较好的区分功能型间对生境的适应响应差异;因子分解表明,纯环境、纯人为干扰和混合的环境-人为干扰是影响3个功能型矩阵分布变化的主要因素,纯空间和与空间位置相耦合的因素相对较低;在诸多因子中,干扰类型、地形因子、土壤类型、砂砾含量、土层厚度以及经纬度坐标是影响功能型分布变化的主导因子;RDA排序分析表明,一般来讲,硬木功能型多在生境条件好和远离人为干扰的立地高发生。软木功能型则更多地出现于生境条件恶劣和人为干扰频繁的立地。而中等硬度功能型则生态幅度较宽。但除了软木灌木功能型外,其它功能型物种丰富度和木本植物多度多在土层深厚和生境条件较好的立地较高。

    中国西南地区热带季节雨林及山地常绿阔叶林热值及能量分配格局
    林华, 曹敏, 张建侯
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1103-1110.  doi:10.17521/cjpe.2007.0138
    摘要 ( 2791 )   全文 ( 5 )   PDF (415KB) ( 1522 )   知识图谱   收藏
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    能量分配格局是研究生态系统能量流动的基础,但是由于热带森林结构的高度复杂性和物种多样性,对它的热值和能量分配格局的全面研究还很少。该文研究的热带季节雨林位于西双版纳,是分布于热带亚洲北缘的一种森林类型;山地常绿阔叶林位于云南省中部的哀牢山,属于我国西部亚热带地区的山地常绿阔叶林。该研究的目的是探讨这两种重要森林类型的热值和能量分配格局,验证Golley(1961,1969)提出的世界范围内植被的热值由低纬度向高纬度、由低海拔向高海拔升高的规律。热值的测定采用SDCM-Ⅲa氧弹测量仪。两个森林样地面积都是1 hm2,能量分配格局及年固定量根据生物量和生物量增量计算。研究结果表明,热带季节雨林样地的热值低于山地常绿阔叶林,乔木层的热值>灌木层>草本层,所有器官中叶片的热值较高。由于以前种植砂仁(Amomum villosum)的影响,热带季节雨林样地的能量现存量小于山地常绿阔叶林,但是因为地处高温高湿、光照充足的地区,热带季节雨林的能量年固定量高于山地常绿阔叶林。对于热带季节雨林样地来说,97%的能量储存在乔木层中;山地常绿阔叶林样地的乔木层储存了88%的能量,可见乔木层是维持森林能量结构的关键层。研究结果为Golley的结论提供了更加丰富的实验证据。

    我国落叶松林生物量碳计量参数的初步研究
    罗云建, 张小全, 侯振宏, 于澎涛, 朱建华
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1111-1118.  doi:10.17521/cjpe.2007.0139
    摘要 ( 2662 )   全文 ( 2 )   PDF (441KB) ( 1480 )   知识图谱   收藏
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    通过整理归纳落叶松(Larix)天然林和人工林的生物量文献数据,研究探讨了有关生物量碳计量参数,结果表明:1) 落叶松生物量转化与扩展因子(Biomass conversion and expansion factor, BCEF)的平均值为0.683 4 Mg·m-3 (n=113, SD=0.355 1),其中天然林为0.555 1 Mg·m-3 (n=56, SD=0.058 2),明显小于人工林的0.809 5 Mg·m-3 (n=57, SD=0.465 0)(p<0.05);生物量扩展因子(Biomass expansion factor,BEF)的平均值为1.349 3 (n=134, SD=0.384 4),其中天然林为1.176 3 (n=63, SD=0.039 9),也明显小于人工林的1.502 9 (n=71, SD=0.478 0)(p<0.05)。天然林与人工林的BCEFBEF随林龄(Stand age, A)、平均胸径(Diameter at breast height, DBH)和林分密度(Stand density, D)的增加呈现相反的变化趋势。天然林的BCEFBEFADBH的增加而增加,随D的增加而呈降低趋势。人工林随ADBH的增加呈指数降低并趋于稳定值,随D的增加而呈增加趋势。2) 根茎比(Root∶shoot ratio,R)的平均值为0.245 6 (n=156, SD=0.092 6),其中天然林为0.237 6 (n=64, SD=0.061 8)),人工林为0.251 1 (n=92, SD=0.109 0),二者无明显差异(p<0.05)。天然林的RADBH的增加分别呈明显的指数和幂函数增加,而随D的增加呈幂函数下降,而人工林的RADBHD没有显著相关性(p<0.05)。3) 群落生物量扩展因子(Community biomass expansion factor,CBEF)的平均值为1.079 2 (n=49, SD=0.100 5),其中天然林为1.103 9 (n=29, SD=0.114 9),明显大于人工林的1.043 4 (n=20, SD=0.061 4) (p<0.05)。由于天然林和人工林的某些碳计量参数(如BCEFBEFCBEF)间存在明显差异,在进行落叶松林生物量碳计量时需分别天然林和人工林计算,在使用有关参数时还需考虑ADBHD等因素,有利于降低计量中的不确定性。但是人工林的有些参数(如人工林BCEFBEFD的关系、天然林和人工林的CBEF等)尚需进一步研究。

    基于EALCO模型对中亚热带人工针叶林CO2通量季节变异的模拟
    米娜, 于贵瑞, 王盘兴, 温学发, 孙晓敏, 张雷明, 宋霞, 王树森
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1119-1131.  doi:10.17521/cjpe.2007.0140
    摘要 ( 2383 )   全文 ( 1 )   PDF (940KB) ( 1495 )   知识图谱   收藏
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    EALCO模型是一个基于生理生态学过程,模拟生态系统下垫面与大气之间水、热和碳通量交换的综合模型。将该模型应用在亚热带常绿针叶林,对其生态系统过程进行了模拟,以深入探讨季节性干旱对生态系统过程的影响。对EALCO模型进行了参数化与初始化并对模型的光合作用时段和落叶机制进行了改进,以更好地模拟亚热带人工针叶林生态系统。千烟洲通量观测站自2002年底开始应用涡度相关技术对中亚热带人工针叶林生态系统进行通量观测,该站点2003年经历了一次较严重的季节性干旱(由高温与少雨综合作用造成),降水量仅为多年平均值的65%,而2004年的年降水量与多年平均值较为接近,利用该站点2003和2004年特殊的气候条件,使用其通量观测数据对模型的模拟效果进行检验。从模拟结果的总体趋势来看,模型能较好地从半小时、日及年尺度上反映两年内土壤-植被-大气之间的碳交换状况。总初级生产力(Gross primary production, GPP)在一年中呈现单峰型变化,遇高温及干旱胁迫GPP值下降。由于受到干旱胁迫的影响,2003年GPP值比2004年偏低12.9%。模拟结果显示,2003年GPP值比2004年偏低11.2%。观测数据与模拟结果均显示,水分胁迫期间净碳交换量(Net ecosystem production, NEP)模拟值与实测值的日变化均呈现一种“偏态",即一天中生态系统碳交换量最大值出现在上午某一时刻,之后逐渐降低。模拟结果显示,水分匮缺对光合能力的影响比对生态系统呼吸作用的影响更为强烈,因而导致了净生态系统生产力的降低。进一步分析表明,水分匮缺期间,晴天正午之前,深层土壤(>20 cm) 水分的匮缺抑制了光合作用能力,正午之后,高温与深层土壤水分匮缺共同削弱光合作用能力,影响各占一半。

    玉米农田水热通量动态与能量闭合分析
    李祎君, 许振柱, 王云龙, 周莉, 周广胜
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1132-1144.  doi:10.17521/cjpe.2007.0141
    摘要 ( 2798 )   全文 ( 2 )   PDF (859KB) ( 1679 )   知识图谱   收藏
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    基于锦州农田生态系统野外观测站玉米农田涡度相关系统近2年的水热通量观测数据,分析了玉米农田水热通量的日际、年际变化特征及其能量平衡状况。结果表明: 1)玉米农田水热通量日变化与年变化均呈单峰型二次曲线,峰值出现在12∶00~13∶00左右,与净辐射的日变化、年变化同步,潜热通量最大可达到655 w·m-2(出现在2004年7月8日13∶00),显热通量最大值大约为369 w·m-2(出现在2004年5月31日13∶00)。2)玉米农田水热通量强度与局地的环境条件密切相关:显热通量与大气压的年变化呈负相关,潜热通量与气温年变化呈正相关。水热通量受降水的影响较大,对降水的反应较敏感。其中,潜热通量(LE)不仅与降水的强度有关,而且随着降水的季节分布的不同而出现不同的响应,即使同样量级的降水在夜间与白天对LE的影响也是不同的。3)玉米农田通量观测呈现能量不闭合现象,主要原因可能是未包含0~5 cm土壤热储量与冠层热储量,造成大约15.5%的能量损失。

    油蒿演替群落密度对土壤湿度和有机质空间异质性的响应
    王海涛, 何兴东, 高玉葆, 卢建国, 薛苹苹, 马迪
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1145-1153.  doi:10.17521/cjpe.2007.0142
    摘要 ( 2674 )   全文 ( 3 )   PDF (594KB) ( 1436 )   知识图谱   收藏
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    如何用环境属性空间异质性解释植被动态是生态学中的一个重要问题。在该项研究中,选择油蒿(Artemisia ordosica)演替群落为研究对象,在小区面积相同、样方数目和面积相同的条件下,将统计学方法和地统计学方法结合起来,讨论分析了土壤湿度和有机质与油蒿和冷蒿(A. frigida)密度空间异质性变化趋势的相关性,结果表明:在块尺度上(80 m × 80 m),油蒿和冷蒿密度的空间异质性都与土壤湿度的空间异质性有关,其中与冷蒿密度呈现为单调递增,与油蒿密度不呈单调变化,说明土壤湿度与油蒿密度空间异质性的相关性已逐渐减弱,但与耐旱的冷蒿依然较强;土壤有机质的空间异质性也与两种植物密度的空间异质性有关,其中与油蒿密度呈现为单调递增,与冷蒿密度不呈单调变化,说明油蒿的长期定居增加了土壤有机质含量,并促进了冷蒿的侵入;进一步分析表明,该群落中油蒿种群和冷蒿种群均呈集群分布,这种集群分布使得油蒿或冷蒿的密度与土壤湿度或有机质空间异质性之间的关系增强,这从一定程度上说明了冷蒿和油蒿之间的竞争替代关系。因而,土壤空间异质性的变化是半荒漠带油蒿群落演替的基础。

    基于Huffman编码的群落结构复杂性
    金森
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1154-1160.  doi:10.17521/cjpe.2007.0143
    摘要 ( 2544 )   全文 ( 0 )   PDF (395KB) ( 1182 )   知识图谱   收藏
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    Anand和Orlóci (1996)提出用Huffman编码的平均码长来衡量群落结构总复杂性,用12阶Rényi熵测度群落无序结构复杂性,用两者之差测度群落有序结构复杂性。这是一种与基于生物多样性的复杂性测度完全不同,至少在思路上不同的结构复杂性测度,但对于这种测度的性质研究还不多。该文模拟建立了具有代表性的各种结构的群落400多万个,计算了这些群落的复杂性测度,对其性质进行了研究。结果表明:1)群落结构总复杂性、无序结构复杂性和有序结构复杂性受群落多样性、变异程度、优势种组成等影响。其中,群落结构总复杂性与Shannon-Wiener指数高度相关(决定系数>0.99),完全可由群落组成的多样性决定。群落无序结构复杂性与群落优势种对数比例或变异系数关系最大,与群落优势种对数比例之间的决定系数>0.99。2)该群落有序结构复杂性可表示为群落生物多样性和优势种对数比例的线性组合。在生态意义上可看作主要由群落中非优势种的组成比例决定,而组成多样性能解释41%~46%的群落有序结构复杂性。3)群落组成物种总数的增加会导致群落复杂性的测度有所增加,但没有像文献(Anand & Orlóci,1996)中描述的那么大,且组成总数对结构复杂性与多样性和优势种的关系等没有影响。

    科尔沁沙地3种草本植物根系生长动态
    黄刚, 赵学勇, 苏延桂
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1161-1167.  doi:10.17521/cjpe.2007.0144
    摘要 ( 3308 )   全文 ( 2 )   PDF (307KB) ( 1546 )   知识图谱   收藏
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    利用微管对狗尾草(Setaria viridis)、黄蒿(Artemisia scoparia)和沙米(Agriophyllum squarrosum)根系生长动态进行了观测。结果表明:1)在观察期内,狗尾草和黄蒿的根系生长表现出先增后减的“抛物线”型,而沙米的根系成指数生长。在7月末至8月初狗尾草、黄蒿和沙米根系具有最高的生产量,其根量密度分别为4 690.91、2 975.76和2 354.55条·m-2;在8月末,狗尾草和黄蒿根系都表现出不同程度的衰减,沙米根数保持增加。2)狗尾草优先生长表层根系,根系主要生长在0~30 cm的土层内,根长密度最大时为2.23 cm·cm-2;黄蒿生长前期表层根长密度大,生长后期下层根长密度开始增加;沙米优先发展下层根系,快速生长期后,地下30~50 cm处的根长密度增加高于上层。3)生长前期和快速生长期,0~50 cm狗尾草根长密度最大,黄蒿次之,沙米最小,生长末期,沙米根长密度大于狗尾草。

    苔藓新老组织及其根际土壤的碳氮元素含量和同位素组成(δ13C和δ15N)对比
    刘学炎, 肖化云, 刘丛强, 李友谊
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1168-1173.  doi:10.17521/cjpe.2007.0145
    摘要 ( 2853 )   全文 ( 2 )   PDF (272KB) ( 1677 )   知识图谱   收藏
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    对细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)新老组织及其根际土壤的碳氮含量和同位素组成进行了分析,探讨了苔藓衰老过程控制元素和同位素变化的机制以及苔藓对土壤的贡献。同种组织碳氮含量之间的相关性反映了苔藓固碳能力和氮需求的相互联系。新生组织碳氮含量明显高于衰老组织且存在相关性,反映了苔藓衰老过程体内碳氮物质向新生组织迁移的生理特征。两种组织之间同位素组成(δ13C和δ15N)没有明显差异,说明组织间的物质迁移没有产生明显的同位素分馏,其原因可能在于细叶小羽藓形态结构简单,体内物质迁移对碳氮同位素组成的影响较小。相反,苔藓组织与根际土壤之间的有机碳/氮信息没有相关性,这可能与苔藓植物长期滞留营养物质、缓慢的分解和成土速度有关,反映了该研究区苔藓层对土壤碳氮累积的贡献较小。

    两种短命植物春萌秋萌个体生态生物学特征比较
    张涛, 孙羽, 田长彦, 冯固
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1174-1180.  doi:10.17521/cjpe.2007.0146
    摘要 ( 2734 )   全文 ( 1 )   PDF (337KB) ( 1202 )   知识图谱   收藏
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    短命植物是新疆北部荒漠生态系统中重要组成部分,对稳定该区沙漠生态系统、丰富物种多样性具有重要的意义。以往对短命植物的研究多集中在春季萌发的短命植物,秋季萌发的短命植物研究很少,对秋季萌发短命植物和春季萌发短命植物的生态生物学特征的异同以及它们对稳定荒漠生态系统的意义缺乏了解。选择小车前(Plantago minuta)和尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)为研究对象,采用野外定点标记观测和室内分析结合的方法,研究了两种短命植物春季萌发和秋季萌发两种表现型在冠幅、生物量、物候期、菌根侵染率等生态生物学特征方面的差异性。结果表明:秋季萌发的小车前和尖喙牻牛儿苗能够在覆雪下越冬,其单株的冠幅、叶片数量、干重等均远远大于同一时期生长的春季萌发的小车前和尖喙牻牛儿苗,尤其是单株结种数量更是比春季萌发小车前和尖喙牻牛儿苗的高13.0和4.4倍;秋季萌发的小车前和尖喙牻牛儿苗的花期分别比春季萌发小车前和尖喙牻牛儿苗早14和7 d,植株黄枯期和成熟期分别提早3和4 d;此外,秋季萌发小车前和尖喙牻牛儿苗各时期的菌根侵染率也显著高于同期春季萌发小车前和尖喙牻牛儿苗。本研究得到以下结论:秋季萌发的小车前和尖喙牻牛儿苗在稳定和扩大其后代种群繁衍能力、提高防风固沙能力、稳定荒漠生态系统等方面具有重要意义。

    鄂尔多斯高原不同生境条件下中间锦鸡儿植物叶片表皮特征及遗传多样性变化分析
    杨明博, 杨劼, 杨九艳, 梁娜, 清华
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1181-1189.  doi:10.17521/cjpe.2007.0147
    摘要 ( 2577 )   全文 ( 4 )   PDF (457KB) ( 1106 )   知识图谱   收藏
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    该研究在鄂尔多斯高原从东到西按照降雨量逐渐减少的梯度选取了5个地区,对中间锦鸡儿(Caragana davazamcii)叶片的表皮结构进行了比较观察,发现不同生境条件下的中间锦鸡儿由于环境的长期作用表皮表现出一定的差异性,主要表现在随着多年平均降雨量的减少叶片表皮毛密度、气孔密度、气孔指数均有所增加,气孔深陷程度逐渐加深,角质层由光滑变得粗糙,但并不是线性增加,因此本研究对不同生境的中间锦鸡儿植物叶片做了遗传多样性分析,发现随着生境由东向西的变化,中间锦鸡儿种群遗传多样性有增加的趋势,与表皮形态特征变化一致,说明中间锦鸡儿呈现明显的表现型可塑性,可塑性反应比较高。

    不同地理分布区紫椴种群的遗传多样性变化
    穆立蔷, 刘赢男
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1190-1198.  doi:10.17521/cjpe.2007.0148
    摘要 ( 2497 )   全文 ( 1 )   PDF (366KB) ( 1777 )   知识图谱   收藏
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    该文运用ISSR分子标记技术,研究不同纬度、不同海拔紫椴(Tilia amurensis)天然种群的遗传多样性变化规律,探讨紫椴种群的濒危机制,为紫椴遗传资源的有效保护和合理利用提供理论依据。14个ISSR引物扩增结果显示:紫椴种群多态位点百分率(P)为93.85%,基因多样性指数(H)和Shannon多样性指数(I)分别为0.243 3和0.380 3。不同纬度紫椴种群的遗传多样性由高到低依次为:CBS种群>BL种群>NA种群>LS种群>FHS种群>DYS种群;不同海拔紫椴种群的遗传多样性由高到低依次为:H1种群>H2种群>H3种群>H4种群>H6种群>H5种群。紫椴种群的遗传多样性没有随纬度的升高而呈现规律性的变化,但随海拔的升高呈现遗传多样性逐渐降低的趋势。用AMOVA进行分子方差分析表明,紫椴种群间遗传分化较大,遗传变异主要来自种群内部。紫椴种群间遗传距离与地理距离没有相关性,但随着海拔的逐渐增高种群间遗传距离增大。该研究结果揭示,紫椴种群具有较高的遗传多样性,遗传多样性不是导致其种群濒危的主要原因,导致其濒危的主要原因可能与人为采伐、生境破坏和生境退化及其自身生物学特性所导致的自然更新不良有密切关系。因此,应加强对紫椴生境的保护,防止人为因素对紫椴天然种群的进一步破坏。

    银杉花粉生命力及其变异
    王红卫, 邓辉胜, 谭海明, 覃琨, 张定亨, 葛颂
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1199-1204.  doi:10.17521/cjpe.2007.0149
    摘要 ( 2561 )   全文 ( 3 )   PDF (264KB) ( 1053 )   知识图谱   收藏
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    中国特有植物银杉(Cathay argyrophylla)是最濒危的松杉类植物之一。研究表明,受精前胚珠的高败育率是银杉生殖效率低的重要原因之一,但迄今对银杉花粉活力及其变异仍不得而知。由于花粉活力对授粉、受精、种子产量和质量以及后代适合度都有直接影响,该研究采用TTC染色和体外萌发法测定了来自大瑶山(Dayaoshan, DYS)和花坪(Huaping, HP)两个地区7个种群16个个体52份银杉花粉样品的生活力。结果表明银杉花粉的活力水平(93.3%)与其它裸子植物相当,干燥低温条件下银杉的花粉活力比较稳定,体外萌发的适宜蔗糖浓度在13%左右。ANOVA分析揭示种群内个体间的花粉活力差异不大(p>0.05),而地区内的种群间及地区间的花粉活力有显著差异(p<0.05)。银杉花粉活力与其生殖成功没有相关性。在上述基础上,从控制授粉的角度讨论了银杉的保护策略和复壮的可能性。

    植物的臭氧污染胁迫效应研究进展
    许宏, 杨景成, 陈圣宾, 蒋高明, 李永庚
    植物生态学报. 2007, 31(6):  1205-1213.  doi:10.17521/cjpe.2007.0150
    摘要 ( 2505 )   全文 ( 2 )   PDF (376KB) ( 1707 )   知识图谱   收藏
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    近地面空气中的臭氧(O3)属于二次污染物,是由氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)等前体物在一定的环境条件下形成的。近年来,全球受O3污染的区域增加,污染程度也日趋严重。O3污染对植物的危害引起了国内外研究人员的广泛关注。众多研究发现,不同植物对O3的敏感性不同,其大小主要取决于植物自身的特性及环境因素;O3污染降低植物的净同化作用,减缓植物生长,改变同化物的分配,可对物种间的相互关系以及生态系统结构产生深远影响。该文在综述了国内外研究进展的基础上,提出我国在O3污染研究领域应深入研究以下几个方面:1)选育具有对O3污染抗性较强的植物尤其是作物品种;2)深入研究减轻O3污染对植物危害的栽培管理措施;3)加强研究O3污染对我国自然生态系统的影响;4)研究植被在治理O3污染中的积极作用。


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