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    2010年, 第9期
    刊出日期:2010-09-01

    内蒙古赤峰斑块状分布的天然白桦林秋季景观。陈莎莎等研究了这类森林地表凋落物性质和储量随温度和降水梯度的变化(本期1007–1015页)。(印婧婧摄)

      
    研究论文
    内蒙古东部天然白桦林的凋落物性质和储量及其随温度和降水梯度的变化格局
    陈莎莎, 刘鸿雁, 郭大立
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1007-1015.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.001
    摘要 ( 2278 )   全文 ( 0 )   PDF (855KB) ( 2063 )   知识图谱   收藏
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    作为碳素和养分循环的重要组分, 地表凋落物如何响应全球气候变化日益受到重视。中国北方半干旱地区森林草原过渡带斑块状分布的森林对气候变化引起的水热变化的响应较为敏感, 但是对这些森林地表处于不同分解阶段的凋落物的化学性质和储量的格局及其如何响应温度、降水变化的报道较少。该研究分析了内蒙古东部地区处于年平均气温和年降水量梯度上的12个天然白桦(Betula platyphylla)林不同凋落物层次(最上层的初步分解层L1, 中间的半分解层L2, 最下层的腐殖质层L3)的化学性质及现存量后发现: 1)随着分解的进行(即从L1到L3层), 氮、磷浓度显著增加, 可提取物浓度基本不变, 酸溶性组分(acid soluble fraction, AS)浓度下降, 酸不溶性组分(acid insoluble fraction, AIF)浓度增加。2)各元素现存量均在L3层最高, 表明凋落物分解缓慢, 养分积累。3)年平均气温和年降水量对凋落物有机组分(AS组分和AIF组分)的性质无显著影响, 但L3层元素储量随年平均气温升高而增加, 可能由于年平均气温较高的地点森林生产力更高, 从而导致叶凋落物量增加, 但由于受水分限制(尤其是在夏天), 这些地点的凋落物分解速率不变或更低, 使凋落物积累更为明显。上述结果表明: 腐殖质层是这些白桦林的一个重要的碳及养分库, 未来在降水没有明显变化的情况下, 这一区域的升温可能会增加白桦林地表凋落物储量。

    内蒙古锡林郭勒草原大针茅-克氏针茅群落的种间关联特征分析
    刘珏宏, 高慧, 张丽红, 陈丽萍, 赵念席, 高玉葆
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1016-1024.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.002
    摘要 ( 2737 )   全文 ( 2 )   PDF (537KB) ( 1621 )   知识图谱   收藏
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    内蒙古锡林郭勒草原处于我国典型草原分布区, 但部分地区有戈壁针茅(Stipa gobica)等荒漠成分侵入, 并与大针茅(S. grandis)和克氏针茅(S. krylovii)共同形成斑块状格局分布, 目前尚不清楚群落中优势种之间的相互作用关系。采用2 × 2列联表, 通过方差分析、Pearson相关分析和Spearman秩相关分析等研究方法, 对大针茅+克氏针茅群落的大针茅斑块、克氏针茅斑块和戈壁针茅斑块中的24种主要植物的种间联结动态进行了定量分析。结果表明: 1)群落主要成分总体上种间联结呈无关联, 种间关联松散; 2) 3种针茅斑块的种间关联分析, 验证了由于干扰、竞争、土壤环境与植物相互作用形成的斑块分布格局, 此结果为种对正、负关联理论提供了有力证据; 3) 同一种对的联结性质(正关联或负关联)或关联程度因斑块不同而发生改变, 根据24个优势种群对环境的适应方式和主导生态因素, 可将它们划分为3大生态种组。

    塔克拉玛干沙漠南缘豆科与非豆科植物的氮分配
    朱军涛, 李向义, 张希明, 林丽莎, 杨尚功
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1025-1032.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.003
    摘要 ( 2671 )   全文 ( 0 )   PDF (368KB) ( 1897 )   知识图谱   收藏
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    在豆科与非豆科植物光合特性的研究中发现, 非豆科植物具有更高的光合速率, 与其低的叶氮含量相矛盾。在沙漠中氮素是限制植物生长的关键因子之一, 考虑到豆科植物的生物固氮作用和叶氮大部分分配于光合系统, 我们假设: (1)非豆科植物具有更低的叶氮含量; (2)分配更少的叶氮于光合系统; (3)具有更高的最大净光合速率(Pmax)和光合氮素利用效率(PNUE)。为了验证这些假设, 以塔克拉玛干沙漠南缘的豆科植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和非豆科植物柽柳(Tamarix ramosissima)、花花柴(Karelinia caspica)为研究对象, 比较了它们的叶氮含量、氮分配、PmaxPNUE等。结果表明: (1)非豆科植物比豆科植物确实有更低的叶氮含量, 且差异达到显著水平; (2)非豆科植物分配更少的叶氮于光合系统, 但在光合系统内部具有更高效的氮分配机制; (3)非豆科植物具有更高的PmaxPNUE。在光合系统内部, 非豆科植物分配更多的叶氮于羧化系统, 而豆科植物分配更多的叶氮于捕光系统。对于非豆科植物而言, 其更高的PmaxPNUE、水分利用效率和表观量子产量, 取决于将更多的叶氮投入到羧化和电子传递系统中。这些生理优势决定了塔克拉玛干沙漠南缘非豆科植物高效的资源捕捉和利用能力。

    基于祁连山树轮宽度指数的区域NDVI重建
    王文志, 刘晓宏, 陈拓, 安文玲, 徐国保
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1033-1044.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.004
    摘要 ( 2323 )   全文 ( 3 )   PDF (568KB) ( 1871 )   知识图谱   收藏
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    利用祁连山自东向西5条树轮宽度年表序列和1986-2003年间的归一化植被指数(NDVI), 分析了NDVI的时空变化及其与树轮宽度年表之间的关联。结果表明, 祁连山地区植被的生长主要集中在6-8月。空间上, NDVI值从祁连山东段向西段逐渐减小; 在1986-2003时段内, 东、中和西段生长季的NDVI值分别增长了3.28%、4.82%和7.75%。整个祁连山地区的NDVI变化与5个宽度年表的第一主成分相关性较高(r = 0.74, p < 0.01)。基于此, 利用树轮宽度RES年表的第一主成分重建了1843-2003年间祁连山地区生长季的NDVI变化曲线。重建的NDVI曲线表现出6个高值期和6个低值期, 其中1923-1932的10年间植被生长状况最差。另外, 在1989-2003时段内NDVI年际波动较大, 总体上表现为NDVI低于平均值, 但是从1991年开始, NDVI有上升的趋势。

    川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估
    李宗善, 刘国华, 傅伯杰, 张齐兵, 胡婵娟, 罗淑政
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1045-1057.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005
    摘要 ( 2307 )   全文 ( 2 )   PDF (728KB) ( 1494 )   知识图谱   收藏
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    根据川西卧龙地区岷江冷杉(Abies faxoniana)的年轮宽度资料, 分析了该地区树木生长特征及对气候响应在最近53年(1956-2008年)的异质性特征。结果表明, 在1956-1976年时段, 树木生长速率较快, 晚冬至早春(1月到4月)温度对树木生长有着明显的促进作用, 而春末5月份的高温对于树木生长有限制性影响, 而与日照时数关系不大; 在1977-2008年时段, 树轮生长主要受冬季(11月到1月)低温的限制, 另外, 日照时数对于树木生长的限制性影响明显增强。秋季到早冬(9-12月)降水在两个时段上对树木生长均有一定的限制性影响。树轮指数在1956-1976年时段与温度序列吻合较好, 而在1977-2008年时段树轮指数明显偏低, 与温度序列出现了明显的分离。1977-2008年时段内云层覆盖量增加导致太阳辐射量显著下降, 进而树木可利用的光合有效辐射也相应地降低, 这可能是树木生长速率在此时期明显较慢的主要原因。

    武汉市51种园林植物的气体交换特性
    廖建雄, 史红文, 鲍大川, 段庆明
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1058-1065.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.006
    摘要 ( 2760 )   全文 ( 0 )   PDF (357KB) ( 1598 )   知识图谱   收藏
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    对湖北武汉市5个绿地共51种园林植物的气体交换特性的研究表明: 不同绿地间、灌木与乔木间、落叶与常绿植物间的光合能力(Amax)、蒸腾速率(Tr)和光合水分利用效率(PWUE)均有显著差异。绿地间的气体交换特性差异主要表现在物种间, 不同绿地间的小气候或环境差异影响很小。根据51种植物的AmaxTrPWUE, 可将它们划分为3大类群。其中大部分植物属于低光合低水分利用型(38种), 其次为高光合高蒸腾型(10种), 低耗水高水分利用型最少, 仅有花榈木(Ormosia henryi)、银木(Cinnamomum septentrionale)和黄心夜合(Michelia bedinieri) 3种。

    樟子松人工林细根寿命估计及影响因子研究
    邱俊, 谷加存, 姜红英, 王政权
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1066-1074.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.007
    摘要 ( 2069 )   全文 ( 0 )   PDF (356KB) ( 1595 )   知识图谱   收藏
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    细根寿命的估计是了解细根生产和死亡的关键, 对了解陆地生态系统碳分配格局和养分循环具有重要意义。该研究采用微根管(minirhizotron)技术, 以23年生樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林为研究对象, 对细根生长和死亡过程进行了连续两年的观测。细根寿命的估计采用Kaplan-Meier方法, 计算细根的平均寿命(mean longevity)、中值寿命(median longevity)和累积存活率(cumulative survival rate), 用对数秩检验(log-rank test)比较单一因素, 包括细根直径、根序、出生季节和土层以及菌根侵染对细根寿命的影响。采用Cox比例风险回归分析方法, 同时分析上述因素对细根存活的影响程度。结果表明, 樟子松细根的生产和死亡具有明显的季节性, 春末和夏季(6月和7月)为生产高峰; 而死亡高峰出现在夏末至秋末, 以及冬季。樟子松细根的平均和中值寿命分别为(322 ± 10)天和(310 ± 15)天, 对数秩检验表明, 仅考虑单一因子时, 细根直径、根序、出生季节和土层以及菌根侵染均对细根寿命有显著影响。Cox回归分析表明, 菌根侵染、细根直径和土层是影响樟子松细根寿命的重要因子。细根直径每增加1 mm, 细根死亡危险率就降低99%, 即相当于寿命延长99%; 细根出生土层每增加1 cm, 其寿命延长5%; 而菌根侵染后, 会导致细根死亡危险率增加175%; 但根序和出生季节的影响不显著。这些发现证实: 林木细根寿命受到内在与外在因素的共同控制, 而多变量回归分析的方法有助于我们全面揭示细根寿命变异的潜在机制。

    克隆整合有助于狗牙根抵御水淹
    张想英, 樊大勇, 谢宗强, 熊高明, 李兆佳
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1075-1083.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.008
    摘要 ( 2103 )   全文 ( 0 )   PDF (956KB) ( 1456 )   知识图谱   收藏
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    尽管国内外开展了大量的克隆整合对克隆植物抵御逆境能力影响的研究, 但整合对植物抵御水淹能力的影响研究仍比较缺乏。该文从克隆整合的角度探讨多年生草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)对水淹胁迫的响应。试验模拟了先端分株(相对年幼的分株)分别处于0、5和15 cm三种水淹胁迫环境, 并在每个水淹梯度下实施先端分株与基端分株(相对年长的分株)之间匍匐茎连接或切断处理, 调查水淹一个月后基端分株和先端分株以及整个克隆片段在形态和生理上的表现。研究发现: 切断匍匐茎连接显著降低了狗牙根先端分株的生长, 表现在生物量下降、匍匐茎长度减短和分株数减少等方面; 水淹显著抑制了先端分株的生长, 但对基端分株的生长并未造成显著影响; 在5 cm水淹处理下, 匍匐茎保持连接时, 先端分株和整个克隆片段的生长显著增加; 连接或切断处理在不同水淹梯度下对匍匐茎平均节间长没有显著影响, 对先端分株或基端分株在光化学转化效率上也未表现显著性差异。结果表明: 克隆整合效应促进了狗牙根在水淹胁迫下分株的生长, 并有助于整个克隆片段抵御水淹胁迫。

    华北地区小丛红景天种群的AFLP遗传多样性
    张云红, 侯艳, 娄安如
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1084-1094.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.009
    摘要 ( 2227 )   全文 ( 0 )   PDF (471KB) ( 1811 )   知识图谱   收藏
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    利用扩增片段长度多态性(AFLP)标记, 对分布于华北地区5个山脉的25个小丛红景天(Rhodiola dumulosa)自然种群的776个样品进行了遗传多样性和遗传结构的研究。结果表明: 华北地区小丛红景天种群具有较高的遗传多样性, 4对选择扩增引物共扩增出398条清晰的条带, 其中多态带312条, 种群的平均多态位点百分率为78.46%, 种群总的Nei’s基因多样性为0.364 9, 总Shannon多态性信息指数为0.542 2。华北地区小丛红景天种群间的遗传分化系数Gst = 0.150 7, 基因流Nm = 2.817 9, 表明种群间遗传分化较低, 有一定的基因交流。AMOVA分析结果也表明: 华北地区小丛红景天的遗传变异主要存在于种群内, 地理单元间有一定的遗传分化, 而种群间的遗传分化较低。STRUCTURE的分析和UPGMA聚类分析结果一致, 结果显示地理分布距离相近的种群优先聚在一起。Mantel检验也进一步证实, 华北地区小丛红景天种群的遗传距离与地理距离间呈显著的正相关关系(r = 0.512 9, p < 0.001)。种群的遗传多样性与海拔呈显著的负相关关系(p < 0.05), 而与坡向没有显著相关性。用Dfdist软件分析海拔对遗传多样性的影响, 结果表明没有显著的受选择位点。

    石油烃污染对海洋浮游植物群落的短期毒性效应
    黄逸君, 江志兵, 曾江宁, 陈全震
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1095-1106.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.010
    摘要 ( 2118 )   全文 ( 1 )   PDF (629KB) ( 1731 )   知识图谱   收藏
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    海上溢油和船舶含油废水排放等石油污染给海洋生态环境带来严峻考验。为了解石油污染对海洋浮游植物的短期群落效应, 于实验室对采自浙江省乐清湾海域的四季浮游植物进行了14天的微宇宙实验研究。通过测定不同浓度原油水溶性成分(water accommodated fraction, WAF)胁迫下浮游植物群落各种类的细胞密度, 发现原油WAF对浮游植物群落的种类数、多样性、均匀度和优势种组成及优势度均有极显著影响。原油污染组的种类数均低于对照组, 多样性指数也总体上低于对照组, 但均匀度指数无明显规律。WAF对各季节浮游植物群落优势种的影响存在季节、浓度梯度和种类差异: 1)在高浓度WAF (≥2.28 mg·L-1)胁迫下, 各季节浮游植物群落中中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的优势度均呈升高趋势, 除秋季外, 长菱形藻(Nitzschia longissima)在其余季节的优势度均显著下降, 另外秋季实验中微小原甲藻(Prorocentrum minimum)的优势度呈先升高后下降的趋势, 秋冬季斜纹藻(Pleurosigma sp.)和念珠直链藻(Melosira moniliformis)的优势度呈下降趋势; 2)在低浓度WAF (≤1.16 mg·L-1)胁迫下, 除秋季中肋骨条藻仍为绝对优势种外, 其余季节该种微藻的优势度均呈下降趋势, 春、夏季长菱形藻的优势度逐渐升高, 而冬季则是念珠直链藻的优势度不断增加。原油WAF影响下, 可能r策略种将逐渐取代k策略种, 导致浮游植物群落趋于小型化。

    综述
    农业生物多样性持续控制有害生物的机理研究进展
    高东, 何霞红, 朱有勇
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1107-1116.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.011
    摘要 ( 2310 )   全文 ( 3 )   PDF (293KB) ( 2873 )   知识图谱   收藏
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    农业生物多样性具有重要的生态作用, 对保障全球粮食安全和农业可持续发展至关重要。在现代农业框架下, 是构建持续、稳定、健康、高产的农田生态系统, 持久控制有害生物的金钥匙。应用系统工程的原理和方法调节农田生态系统生物多样性, 进行有害生物的生态控制, 将越来越受到人们的重视。农业生物多样性持续控制有害生物的机理机制涉及多学科交叉理论。该文从植物病理学、农业生态学、植物营养学、植物生理学和植物化感等多学科角度, 对利用农业生物多样性持续控制有害生物的机理进行了总结和分析。

    简报
    酸雨胁迫对苦槠幼苗气体交换与叶绿素荧光的影响
    金清, 江洪, 余树全, 殷秀敏
    植物生态学报. 2010, 34(9):  1117-1124.  doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.012
    摘要 ( 2076 )   全文 ( 0 )   PDF (457KB) ( 1562 )   知识图谱   收藏
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    常绿阔叶树苦槠(Castanopsis sclerophylla)是亚热带地带性顶极群落的建群种之一, 在区域森林资源保护和可持续利用方面具有重要的地位。在该区域日益严重的酸雨胁迫下, 研究其对于胁迫的生理生态响应具有重要的理论价值和实践意义。该文以苦槠幼苗为研究材料, 研究了酸雨胁迫对苦槠幼苗光合生理的影响。结果表明: (1)短时间内, pH 2.5处理下的幼苗叶绿素相对含量最低, 且与pH 5.6处理下的存在显著性差异(p < 0.05); 经过一段时间处理后, pH 4.0处理下的叶绿素相对含量最高, 表明低浓度的酸雨会促进叶绿素相对含量的增加。(2) 2007年4月, 光合速率(Pn)PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)在不同酸雨浓度处理下基本无变化。随着酸雨处理时间的延长, pH 2.5处理下的Pn光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率有显著降低, 且与pH 5.6处理下的存在显著性差异(p < 0.05)。pH 2.5处理组与pH 5.6处理组之间的Fv/FmFv/F0差异性逐渐减小。表观量子效率和气孔导度变化规律不明显。综合来说, 酸雨处理前期, 高浓度的酸雨胁迫对苦槠幼苗叶绿素相对含量、光合生理参数有显著影响, 但随着酸雨处理时间的增加, 酸雨胁迫对苦槠幼苗的影响逐渐减小, 表明其对外界不良环境具有一定的抵御能力和适应能力。


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