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    2013年, 第9期
    刊出日期:2013-09-01

    滇西北澜沧江、金沙江、怒江三江并流林区为云南铁杉主要分布区之一, 生态区位重要, 生物多样性富集, 森林资源丰富, 形成了以冷杉属和铁杉属树种为主的亚高山暗针叶林生态景观。李立等对该地区云南铁杉开花结实特性及其与环境因子的关系进行了研究(本期第820–829页) (杨佳妮摄)。

      
    研究论文
    中国东部南北样带暖温带区栎属树种叶片形态性状对气候条件的响应
    李东胜, 史作民, 冯秋红, 刘峰
    植物生态学报. 2013, 37(9):  793-802.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00083
    摘要 ( 1222 )   全文 ( 10 )   PDF (326KB) ( 2270 )   知识图谱   收藏
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    植物叶片的形态性状能够有效地反映生存环境的变化, 并且影响植物的基本行为和功能。该研究通过获取植物标本提供的叶片形态信息, 结合相关分析和标准化主轴分析, 探讨了南北样带暖温带区栎属(Quercus)树种叶片形态性状对气候条件的响应及适应策略。结果表明: 在南北样带暖温带区, 随着气候条件的变化, 栎属树种的叶片形态性状发生显著的变化。随着年平均气温的降低和年日照时数的增加, 栎属树种叶面积增加, 以利于吸收更多的光照辐射, 并增加叶片的边界层阻力, 减少叶片热量的散失; 而叶片分裂程度的增加不仅可以降低热量的散失, 也可以提高叶片液流的波动以增强叶片的生理活动; 叶脉密度随温度的升高、光照强度和降水量的增加而增加, 以响应叶片蒸腾作用的增强, 提高水分的运输能力和叶片的支撑能力。此外, 为适应南北样带暖温带区气候条件的变化, 栎属树种的叶片形成了一系列的形态性状组合, 随着叶面积的增加, 叶柄长度和叶片分裂程度逐渐增加, 而叶脉密度降低; 随着叶片倾向于向长条状发展, 叶柄长度和叶脉密度也随之增加。

    浙江天童常绿阔叶林演替过程中土壤碳库与植被碳归还的关系
    孙宝伟, 杨晓东, 张志浩, 马文济, 黄海侠, 阎恩荣
    植物生态学报. 2013, 37(9):  803-810.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00084
    摘要 ( 1038 )   全文 ( 4 )   PDF (292KB) ( 1294 )   知识图谱   收藏
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    土壤碳固持量随森林演替显著提高, 对减缓全球变暖具有重要意义; 但是, 演替过程中土壤有机碳库与植被碳归还的关系尚无定论。该研究以浙江天童常绿阔叶林次生演替系列为对象, 通过测定前中后3个演替阶段土壤总有机碳(TOC)、可矿化碳(MC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC) 3种活性有机碳的含量与储量, 植被凋落物年凋落量、地表枯落物现存量和细根年归还量及其碳储量, 利用相关分析和多元逐步回归拟合, 分析土壤碳库与植被碳输入的关系。结果表明: (1)土壤TOC、MC、DOC和MBC含量随演替进行均显著增加(p < 0.05); (2)随演替进行, 土壤TOC储量显著增加( p < 0.05), 而MC、DOC和MBC储量并没有出现一致的变化趋势, 其排序为: 中期>后期>前期; (3)凋落物年凋落量及其碳储量随演替显著增加( p < 0.05), 细根年归还量及其碳储量随演替先增后降( p < 0.05), 而地表枯落物现存量与碳储量显著降低; (4) 3种活性有机碳中, MC储量对土壤总有机碳储量解释的贡献率为34.01% ( R2 = 0.388, p < 0.05); (5) TOC和活性碳库(MC、DOC、MBC)受到不同碳归还方式的影响, 但细根的影响最大(分别为28.2%、50.0%、73.4%和68.8%)。总之, 随天童常绿阔叶林演替发生, 土壤总有机碳和3种活性有机碳储量显著增加, 细根生物量和可矿化碳库储量增加是引起土壤碳固持量增加的主要原因。

    不同营林模式下毛竹枝叶的生物量分配: 异速生长分析
    朱强根, 金爱武, 王意锟, 邱永华, 李雪涛, 张四海
    植物生态学报. 2013, 37(9):  811-819.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00085
    摘要 ( 1207 )   全文 ( 3 )   PDF (377KB) ( 1749 )   知识图谱   收藏
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    植物枝、叶的异速生长关系受个体发育的限制, 同时还受到环境因素的影响。该研究应用异速生长分析方法探讨毛竹(Phyllostachys heterocycla‘Pubescens’)枝、叶关系及其生物量分配策略对不同营林模式(钩梢和施肥)的响应。结果表明: 与不钩梢相比, 钩梢(相当于60%的修枝水平)后毛竹枝叶生物量均有显著的下降(枝40.23%、叶41.01%); 施肥显著增加了钩梢和不钩梢毛竹枝、叶生物量(不钩梢枝20.67%、叶46.53%; 钩梢枝19.71%、叶13.95%)。施肥显著改变了毛竹枝、叶异速生长的标准主轴(standardized major axis, SMA)斜率(施肥0.75 vs不施肥0.82;p< 0.05), 表现为与不施肥相比, 叶片的光合产物在施肥处理上相对更多地转移到枝上。钩梢后, 毛竹枝、叶异速生长的SMA斜率显著增加(钩梢1.09-1.10 vs不钩梢0.74-0.83;p< 0.0001), 表现出钩梢引起更多的资源向叶片分配, 且在不施肥处理下, 这种效应更为强烈。光照因素导致了毛竹冠层枝、叶异速生长关系的差异, 并与施肥之间存在显著的交互效应。钩梢作为直接影响因素对毛竹枝、叶异速生长关系具有强烈的影响(p< 0.001), 导致枝、叶异速生长关系斜率变异接近50%, 而施肥或光照条件<10%, 表明枝、叶关系对不同环境或干扰因素的响应存在差异, 且间接因素(如施肥)的影响更多受到自身生长发育的限制。

    云南铁杉开花结实特性及其与环境因子的关系
    李立, 杨佳妮, 崔凯, 李正红, 李根前, 廖声熙
    植物生态学报. 2013, 37(9):  820-829.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00086
    摘要 ( 1235 )   全文 ( 2 )   PDF (404KB) ( 1533 )   知识图谱   收藏
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    以进入生殖阶段的8个天然云南铁杉(Tsuga dumosa)种群为对象, 对开花、结实植株(24个样株)的生长量进行测定, 并采用标准枝法对不同树冠层次与方位的开花及结实数量进行调查, 研究了开花结实规律和对其有主要影响的环境因子。结果表明: 云南铁杉雌、雄球花比为1:2, 雌球花转化为果实的数量仅占28%, 胸径为7 cm (树龄约25年)的植株最早进入开花结实阶段, 胸径为25-30 cm的植株开花结实量最高, 胸径为89 cm (树龄约200年)的植株开花结实最晚; 树冠不同层次与方位上开花结实数量有着明显的差异; 相关性分析得出植株胸径与开花结实量极显著相关(p < 0.01)、与冠幅显著相关, 生境中林分郁闭度与开花结实量、株高、胸径之间均呈负相关关系, 其中与结实量的相关性达显著水平; 主成分分析得出植株开花及结实主要受到温度因子、水分因子、光照因子协同作用的影响。云南铁杉雌雄球花的比例偏雄性、结实周期长、结实方式不经济、灾害性天气的影响是造成该种群逐渐走向濒危的主要原因。因此, 采用人工促进天然更新、建立母树林和种子园以提高种子的质量, 对云南铁杉种群的恢复和保护具有重要意义。

    沙埋对两种沙生植物幼苗生长的影响及其生理响应差异
    赵哈林, 曲浩, 周瑞莲, 李瑾, 潘成臣, 王进
    植物生态学报. 2013, 37(9):  830-838.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00087
    摘要 ( 926 )   全文 ( 4 )   PDF (372KB) ( 1842 )   知识图谱   收藏
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    为了解沙埋对沙生植物生长的影响及其生理响应特征, 比较不同沙生植物耐沙埋能力及其机制, 2010年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同深度沙埋下沙蓬(Agriophyllum squarrosum)和盐蒿(Artemisia halodendron)幼苗的存活率、株高等生长特性及其渗透调节物质含量, 保护酶活性和膜透性的变化, 得到以下结果: 沙蓬和盐蒿幼苗均具有较强的耐沙埋能力, 其中沙蓬幼苗最大耐沙埋深度超过幼苗10 cm, 盐蒿幼苗最大耐沙埋深度超过其株高8 cm; 随着沙埋深度增加, 沙蓬和盐蒿幼苗的存活率和株高均显著下降, 沙蓬的下降幅度显著小于盐蒿; 沙埋处理下两种植物均未表现出受水分胁迫, 沙埋导致其光合面积下降, 幼苗顶土困难, 是影响其存活和高生长的主要生态机制; 随着沙埋深度增加, 沙蓬幼苗丙二醛(MDA)含量显著增加, 盐蒿幼苗MDA含量下降, 虽然二者膜透性均呈增加趋势, 但沙蓬膜透性增加幅度显著低于盐蒿, 说明细胞膜受损是导致二者幼苗存活率下降和生长受到抑制的主要生理机制, 沙蓬膜透性受损程度较低是其耐沙埋能力较强的主要生理机制; 沙埋胁迫下, 虽然两种植物都通过提高过氧化物酶活性和脯氨酸含量减轻细胞膜受损程度, 但沙蓬体内超氧化物歧化酶也表现出重要协调作用, 使之酶促系统在保护细胞膜免受胁迫损伤过程中的作用更有效。

    新疆胀果甘草幼苗耐盐性及对NaCl胁迫的离子响应
    陆嘉惠, 吕新, 梁永超, 林海荣
    植物生态学报. 2013, 37(9):  839-850.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00088
    摘要 ( 1027 )   全文 ( 3 )   PDF (581KB) ( 1954 )   知识图谱   收藏
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    以盐碱荒漠草甸药用植物胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)为材料, 采用水培法研究了盐处理(50、100、200、300 mmol·L-1NaCl) 28天后幼苗株高、生物量、含水量、根粗、甘草酸含量和不同器官的离子含量及离子的选择吸收、运输能力, 并对丙二醛、脯氨酸含量进行测定, 以确定其耐盐范围及耐盐方式。结果表明, 低盐浓度对胀果甘草幼苗生长无显著影响, 只有较高盐浓度(≥200 mmol·L-1 NaCl)使幼苗总生物量、株高、甘草酸含量显著降低; 根据耐盐系数与盐浓度的拟合方程, 确定适宜幼苗生长的盐浓度范围为0-278.17 mmol·L-1。随盐浓度上升, 植株选择性吸收K+、Ca2+、Mg2+, 而抑制Na+进入体内, 幼苗对进入植株体内的Na+在不同盐浓度下采取了不同的分配策略, 低盐浓度下(0-100 mmol·L-1), 植株体内Na+主要积累在根中, 避免了叶中Na+的过多积累, 其盐适应机制以耐盐方式为主; 高盐浓度下(≥200 mmol·L-1 NaCl), Na+主要积累在下部叶, 并通过叶片脱落的方式带走体内的盐分, 其盐适应机制以避盐方式为主。盐胁迫下, 幼苗能促进K+而抑制Na+向上部叶的运输, 使上部叶拒Na喜K, 维持了较高的K+/Na+比值, 有利于幼苗生长; 同时, 地下根系能通过积累Ca2+、Mg2+和合成脯氨酸、甘草酸, 以提高渗透调节能力, 缓解Na+毒害, 使根的生长不受影响, 有利于保证幼苗在盐环境中吸收维持生长的必要养分, 这是胀果甘草幼苗具有较强耐盐性的原因。以上结果说明, 胀果甘草幼苗通过对盐离子的吸收和运输调控、离子区域化和渗透调节, 以耐盐和避盐两种方式适应盐碱荒漠环境。

    贝壳堤岛旱柳光合效率的土壤水分临界效应及其阈值分级
    夏江宝, 张淑勇, 赵自国, 赵艳云, 高源, 谷广义, 孙景宽
    植物生态学报. 2013, 37(9):  851-860.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00089
    摘要 ( 1015 )   全文 ( 1 )   PDF (419KB) ( 1515 )   知识图谱   收藏
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    为阐明黄河三角洲贝壳堤岛旱柳(Salix matsudana)叶片光合效率对土壤水分的适应机制, 明确其水分阈值效应, 以二年生旱柳为材料, 采用人工给水与自然耗水相结合获取系列水分梯度的方法, 测定分析贝壳砂生境下旱柳叶片光合效率参数对土壤水分的响应特征及其生产力分级。结果表明: 旱柳叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及光合光响应参数具有明显的水分临界效应。(1) PnTrWUE和潜在水分利用效率均随土壤水分的降低先升高后下降, 但各指标水分临界值表现不同步, 其中Pn水分气孔限制转折点和水分补偿点分别出现在相对含水量(Wr)为42.9%和14.4%时; PnTr的水分饱和点为73.1%和68.9%, WUE水分高效点为80.1%; (2)水分胁迫下旱柳叶片具有明显的光抑制现象, 可通过减弱对光的利用来适应水分逆境。随土壤水分的增加, 表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)表现为先升高后降低, 但光补偿点(LCP)相反。PnAQYLSPPnmax和暗呼吸速率(Rd)均表现为渍水胁迫明显高于干旱胁迫。Wr为69.1%时, LCP达到较低值(18.6 µmol∙m -2∙s-1), AQY最高(0.05), 利用弱光能力较强。Wr为80.9%时, LSP达到最高(1775 µmol∙m -2∙s-1), 光照生态幅最宽, 光能利用效率最高, 水分对光强的补偿效应显著; (3)采用临界值分类法确定出贝壳砂生境下旱柳光合效率的5级水分阈值, 73.1%<Wr<80.1%范围内为高产高效水, 此时旱柳具有较高的光合能力和高效生理用水特性。贝壳砂生境内旱柳表现出一定的耐水湿而不耐干旱的适应特性, 在干旱缺水的贝壳堤岛滩脊地带栽植时需充分考虑其水分环境。

    东北地区芦苇植硅体的变化特征
    刘利丹, 介冬梅, 刘洪妍, 郭梅娥, 李楠楠
    植物生态学报. 2013, 37(9):  861-871.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00090
    摘要 ( 1133 )   全文 ( 5 )   PDF (747KB) ( 1776 )   知识图谱   收藏
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    深入研究芦苇(Phragmites australis)不同生长期植硅体的形态变化规律, 对提高古植被重建精度、探讨植硅体形成机理具有重要意义。该文对东北地区12个样点的芦苇叶片进行研究, 选取长势相近、叶片大小一致的芦苇叶片, 用湿式灰化法提取植硅体并对其进行分类和命名。研究发现, 芦苇植硅体主要有5种类型, 在不同生长期内和不同温湿度组合下, 其植硅体类型组合基本无变化, 说明同种植物的植硅体类型组合具有稳定性, 据此可以有效地恢复古植被; 同时芦苇鞍型植硅体百分含量的峰值出现在7月份, 随后稍有减少, 而芦苇扇型植硅体百分含量和浓度的峰值出现在8或9月份, 谷值在7月份。由此推测芦苇鞍型植硅体的形成可能更多地受控于植物的光合作用和蒸腾作用, 芦苇扇型植硅体的形成可能与机动细胞的支撑作用关系密切。实验结果还表明芦苇植硅体浓度并不是随着时间逐渐积累的, 其在8月份达到峰值, 9月份达到谷值, 因此推测植物植硅体浓度的变化规律可能与植物在不同生长期其自身对硅的需求规律相一致。鞍型植硅体浓度的峰值也出现在8月份, 谷值也在9月份, 其浓度变化与芦苇植硅体总浓度的变化趋势相似。

    综述
    防护林学研究现状与展望
    朱教君
    植物生态学报. 2013, 37(9):  872-888.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00091
    摘要 ( 1132 )   全文 ( 7 )   PDF (363KB) ( 1850 )   知识图谱   收藏
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    防护林学是研究防护林构建及经营的理论与技术的科学, 其核心内容包括防护林构建理论与技术、防护林经营理论与技术和防护林效益评价。防护林学发展的终极目的是构建与经营防护林, 使其防护功能或生态服务功能高效、稳定并可持续。防护林学是偏重实用的应用基础学科, 其发展始终依托防护林工程建设需求, 特别是以国家运作方式开展的大型防护林工程建设, 对推动防护林学发展做出了巨大贡献。国外著名的防护林工程有美国大平原各州林业工程(罗斯福工程)、前苏联斯大林改造大自然计划、日本的治山治水防护林工程和北非五国“绿色坝”跨国防护林工程等。围绕这些工程, 在防护林规划设计、树种选择、空间配置、造林方法, 结构、抚育、间伐、衰退机制与更新, 以及效益评价等各个方面开展了相关研究, 其中, 以效益评价及效益与结构的关系研究最为广泛与深入。中国幅员辽阔、自然条件复杂、森林资源相对匮乏且分布不均、自然环境恶劣, 对防护林的需求极大, 自“三北”防护林体系建设工程启动以来, 中国防护林建设规模已居世界首位, 防护林学在中国得到了长足发展, 尤其在防护林经营理论与技术研究方面取得突破性进展。防护林学以效益评价为桥梁将防护林构建和经营组合在一起, 效益与结构的关系为防护林构建及现有防护林经营提供了科学依据。未来防护林学研究将以更广泛的生态公益林或防护性森林为对象, 在研究方法上将由以林分尺度为主向更微观和更宏观两个方向拓展; 在防护林构建方面, 仍以林学理论与技术为主体, 并重点与生态系统稳定性原理、景观生态学原理相结合, 开展防护林(体系)区域分异规划设计、营建理论与技术研究; 在防护林经营方面, 将以防护林衰退与恢复机制、带状防护林更新和非带状防护林近自然经营理论与技术为重点开展研究; 在效益评价方面, 将采用遥感等技术, 以防护林(体系)、大规模防护林建设的生态环境效应评价等为主要内容开展研究。

    入侵植物乌桕防御策略的适应性进化研究
    黄伟, 王毅, 丁建清
    植物生态学报. 2013, 37(9):  889-900.  doi:10.3724/SP.J.1258.2013.00092
    摘要 ( 1138 )   全文 ( 10 )   PDF (247KB) ( 1738 )   知识图谱   收藏
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    生长于不同昆虫群落胁迫下的植物地理种群可能进化出不同的防御策略。入侵植物在原产地同时受到专食性昆虫和广食性昆虫的取食危害, 而在入侵地“逃逸”了专食性昆虫的取食危害。入侵植物对不同类型昆虫防御策略的演化可能在其成功入侵的过程中起着至关重要的作用。该文主要以原产中国入侵北美的木本植物乌桕(Triadica sebifera)为例, 并结合其他入侵植物防御策略演化的研究, 从抗性和耐受性、直接抗性和间接抗性、组成抗性和诱导抗性三个方面系统分析不同昆虫选择压力下入侵植物防御策略的演化, 同时探讨入侵植物防御策略演化对生物防治效果的影响, 指出未来的重点研究方向。


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