不同光合型植物气体交换参数与环境因子的关系

以昆仑山前山低山群自然生长的塔里木沙拐枣(Calligonum roborovskii)和驼绒藜(Ceratoides latens)为研究对象,通过观测分析,探讨了干旱区山地生态系统不同光合型植物气体交换参数特征及其对环境因子的响应,结果如下:①塔里木沙拐枣光合速率、蒸腾速率不同月份变化不明显,对海拔高度升高的响应更积极,驼绒藜光合速率、蒸腾速率呈下降趋势,对海拔高度变化的响应不明显;②两种植物午间光合速率下降归因于叶片光合酶活性下降,气孔调节作用不明显;③塔里木沙拐枣光合速率主要受光合有效辐射强度和温度影响,蒸腾速率与饱和水汽压差负相关性不明显,驼绒藜气体交换参数与环境因子相关性不明显;④水分条件改善是促使塔里木沙拐枣向高海拔迁移的主要因素,温度提高有利于其良好生长。     

三江平原12种湿地植物光合特性与叶功能性状的关系研究

采用野外气体交换测量和实验室分析等方法,对三江平原湿地12种优势草本植物的光合生理指标、植物叶功能性状指标及其关系进行了研究.结果表明,12种草本植物的净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、比叶面积、叶干物质含量等指标,在不同植物科、种间表现出了一定的差异性;12种植物中,有10种植物的植物气孔导度介于0.15～0.40 mol/(m2·s)之间;胞间CO2含量在植物间的变异相对比较平缓(250μmol/mol左右);燕子花(Iris laevigata)的叶绿素含量最大,毛苔草(Carex lasiocapa)的最小,前者的叶绿素含量是后者的24.4倍;12种植物中,有9种植物叶片氮含量介于1.5～2.0 mg/g之间.Pearson相关和线性回归分析表明,12种植物叶片的平均比叶面积值与其相应的平均氮含量有显著正相关关系(R2=0.73,p<0.01),平均含水量与其相应的平均叶绿素含量、平均比叶面积也呈显著正相关关系(前者R2=0.615,p<0.05;后者R2=0.664,p<0.05).同时,12种植物的叶功能性状指标与光合生理指标关系密切,最大光合速率与其相应的单位干质量水平上的平均叶片氮含量、平均比叶面积之间存在着显著的正相关关系(前者R2=0.571,p<0.05;后者R2=0.861,p<0.01).     

甘肃省摩天岭北坡木本植物叶性状变异及关联

调查了摩天岭北坡以常绿阔叶林带与落叶阔叶混交林为主的低海拔区(700~1 500m)和针阔叶混交林与亚高山针叶林为主的高海拔区(2 100~3 400m)的21个木本植物群落组成,测定了104种植物的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶片全磷含量(TPC)、叶片全氮含量(TNC)、叶片全碳含量(TCC)以及叶片厚度(LT)等6个植物功能性状。采用相关性分析对6个植物功能性状的变异和关联进行分析。结果表明:(1)SLA、LT和TCC在高海拔区明显高于低海拔区,而LDMC和TNC表现出高海拔区低于低海拔区;(2)SLA均随海拔的升高表现出降低的趋势,而LDMC和LT都随海拔的升高呈现增加的趋势。低海拔区TCC和高海拔区TCC都随海拔的升高呈增加的趋势;低海拔区TNC和TPC随海拔的变化与高海拔区相反,TNC和TPC在低海拔区随着海拔的升高表现出增加的趋势,而在高海拔区随海拔的增加呈现降低的趋势。(3)在高、低海拔区,SLA与LDMC、LT和TCC均呈极显著的负相关关系(P<0.01),LDMC与LT和TCC呈极显著的正相关关系(P<0.01)。摩天岭北坡不同海拔区木本植物叶片功能性状与海拔的关系,反映了该区域木本植物的不同叶片功能性状对海拔决定的环境异质性的协同响应和适应。     

东祁连山高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被特征的关系

为了探索高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被的关系,以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了7个海拔和2个坡向高寒草甸的土壤养分含量和生态化学计量比变化规律及其与植被的关系。结果表明：（1） 土壤含水量、电导率、有机碳、全氮、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量、碳磷比（C/P）和氮磷比（N/P）随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,土壤容重、全磷和碳氮比（C/N）呈先降低后升高的趋势。（2） 同一海拔,大部分海拔梯度阳坡的土壤土壤容重、速效钾、电导率和全磷高于阴坡,阳坡的土壤含水量、速效磷、C/P和N/P低于阴坡,海拔3200 m梯度以下阳坡的土壤有机碳、全氮、碱解氮和C/N低于阴坡。（3） 不同海拔和坡向的高寒草甸土壤C/N、C/P和N/P处于14.55~38.13、12.61~87.94和0.27~5.01之间。（4） 冗余分析（RDA）发现,土壤容重、全氮和速效磷是影响高寒草甸植被的关键土壤因子,聚类分析发现海拔3200~3400 m的阴坡和阳坡聚为一类。综上所述,东祁连山高寒草甸土壤养分和生态化学计量比随海拔和坡向的变化呈规律性变化,基于对N/P比的分析发现,该区域高寒草甸类草原的初级生产力主要受土壤氮限制且低海拔和高海拔区域尤为明显,基于聚类分析发现,海拔3000 m和3400 m是该区域草地植被和土壤特征发生变化的临界线。建议在高寒草甸类草原的管理过程中,应该充分考虑海拔和坡向的分异性特征。     

祁连山中段青海云杉林土壤肥力质量评价研究

以祁连山排露沟流域青海云杉林为研究对象，研究了海拔梯度上土壤肥力因子的分布特征及变化规律，并运用主成分分析法对青海云杉林土壤肥力状况进行了评价。结果表明：（1）研究区土壤呈碱性，pH值均大于8.0；高海拔地区（3 300 m）含水量达到过饱和状态，各土层含水量均大于100%；随海拔升高，全氮含量呈增大趋势，全钾含量呈减小趋势，而全磷含量呈先减小后增大趋势；不同海拔梯度速效磷含量差异不显著（P>0.05），海拔3 300 m处速效钾含量显著高于其他海拔段（P<0.05）。（2） 不同海拔梯度下土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量都有明显的“表聚效应”，其中3 300 m处0~10 cm土层有机质含量高达325.93 g·kg^-1，是本海拔段其他土层的1.6~1.8倍，是同土层其他海拔段的1.3~2.0倍。（3） 土壤肥力因子间关系密切，土壤含水量与有机质、全氮呈极显著正相关关系，与土壤容重、pH和全钾呈极显著负相关关系，土壤养分含量之间存在不同程度的显著正相关关系。（4） 不同海拔梯度土壤肥力质量为：3 300 m>3 200 m>3 100 m>3 000 m>2 900 m。     

鄱阳湖沙山单叶蔓荆(Vitex rotundifolia)叶性状沿沙化梯度变化特征

在鄱阳湖湖滨沙山沿沙化梯度测定了单叶蔓荆(Vitex rotundifolia)叶面积、比叶面积、叶氮、叶磷等指标,以阐明单叶蔓荆主要叶性状特征,探讨叶性状对沙化程度的响应。结果表明:单叶蔓荆叶面积1.58~13.14cm~2,与湖岸线距离没有显著相关性,不能指示沙化程度对单叶蔓荆的影响。比叶面积81.6~206.3cm~2·g~(-1),种内差异显著(P0.05);单位质量的叶氮、磷含量分别为16.0~23.2mg·g~(-1)、0.82~2.20mg·g~(-1),种内差异不显著。比叶面积与叶片氮含量显著正相关(P0.05),与叶片磷含量无显著相关性。比叶面积对沙化梯度响应敏感,随沙化程度的增加而降低;叶片氮、磷含量及其化学计量比值对沙化程度的变化不敏感,保持了相对稳定性。依据叶片氮磷比值判断,单叶蔓荆在沙山生境中更多地受磷的限制。     

科尔沁沙地52种植物叶片性状变异特征研究

研究严重沙化生境中植物叶片性状的变异特征,不仅有助于了解植物对区域环境变化的适应特征,而且还可以为群落分类、群落结构特征的揭示等提供重要的依据。本研究以科尔沁沙地52种植物为对象,比较不同功能群植物叶片性状的变异特征,分析植物各叶片性状之间的关系。结果表明,科尔沁沙地52种植物比叶面积在6.9～34.4 m2·kg-1之间变动,与其他区域的研究结果相比,该区域植物比叶面积偏小,说明该区域植物能较好地适应贫瘠环境。52种植物中,大多数植物的氮磷比小于14,说明科尔沁沙地植物主要受氮制约。研究结果还表明,不同功能群植物的叶性状存在显著差异。固氮植物叶片氮含量最高,杂类草的叶干物质含量（平均值为0.22±0.06 g·g-1）显著小于其他功能群植物,但是植物叶片磷含量和比叶面积在不同功能群之间差异不显著。相对于多年生植物,一年生草本植物的比叶面积显著偏大,但是叶干物质含量显著偏小。科尔沁沙地52种植物叶干物质含量分别与比叶面积和叶片氮含量呈显著负相关,叶片磷含量和氮含量之间呈显著正相关。     

土壤氮磷供应变化条件下盐地碱蓬叶片碳、氮和磷的化学计量特征

于2015年5~9月,在黄河三角洲滨海湿地生态试验站设置的野外控制实验,分析土壤氮磷供应比例、氮磷供应量及生长阶段下,优势植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)叶片碳、氮和磷的化学计量特征。研究结果表明,随着土壤氮磷供应量增大,盐地碱蓬叶片氮、磷含量都显著增加,碳氮比和碳磷比显著减小;在土壤氮磷低供应量条件下,叶片氮磷比显著低于中、高供应量条件下;随着土壤氮磷供应比例增大,叶片全氮含量、碳氮比和氮磷比显著增大,全磷含量减小,叶片碳磷比在土壤氮磷供应比例最大时才显著增大。在9倍土壤氮磷供应比例和供应量条件下,盐地碱蓬生长阶段是影响其叶片碳、氮和磷化学计量特征的重要因子。     

不同生长季节光照强度和温度对柠条叶片光合作用和呼吸作用的影响

表观光合速率在夏季高于秋季并随光照强度增加递增，光饱和点、光补偿点和饱和光下的ＣＯ２补偿点夏季高于秋季，而呼吸作用和叶绿素的含量则较低。这表明秋季叶片光合速率降低与叶绿素含量无关，除部分受呼吸作用影响外，可能还受其它因素的影响。表观光合速率和真光合速率在２５℃时最高，随处理温度升高迅速递降，而呼吸速率则递增。延长温度的处理时间，光合作用和呼吸作用的变幅增大，秋季比夏季明显。这些结果表明，柠条叶片的光合作用和呼吸作用对温度敏感而不耐高温。     

贺兰山西坡不同海拔梯度上土壤氮素矿化作用的研究

采用封顶埋管法对贺兰山西坡不同海拔梯度上土壤铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)以及Ｎ净矿化速率进行了研究。结果表明：①在海拔1 370～2 940 m的范围内,土壤铵态氮和硝态氮含量随海拔高度的降低而降低。②土壤N净矿化速率随海拔高度的降低呈现出明显的“V”字型变化规律,在海拔2 940 m 处最高（平均为0.272 mg·kg-1·d-1）,在海拔2 100 m处最低（平均为0.001 mg·kg-1·d-1）,之后又随海拔高度的降低而上升,在海拔1 370 m处达到0.136 mg·kg-１·d-１的水平。③回归分析显示,土壤矿化氮含量（NH+4-N +NO-3-N）与土壤含水量、全氮、有机质、群落中植物密度、地上生物量呈极显著正相关,与土壤容重、pH值呈极显著负相关。但土壤N净矿化速率与土壤含水量、全氮、有机质、容重、pH值之间却没有相关性。     

植物叶片性状沿海拔梯度变化研究进展

由于在海拔梯度上各种环境因子表现出连续的梯度性变化,以海拔梯度为平台研究植物叶片性状的适应特征有助于揭示植物对气候变化的响应,进而可以为研究全球变化与陆地生态系统的关系提供研究基础。本文重点分析了植物的叶寿命、比叶面积、叶氮含量、叶绿素含量等叶片结构性状和气孔导度、叶片羧化效率、水分利用效率和叶片δ^18C等叶片功能性状随海拔梯度的变化规律和特点,探讨了植物叶片性状的研究不足及未来发展方向,以便为国内相关研究的开展提供参考。     

4树种主要生理指标对模拟水分胁迫的响应

比较了白毛锦鸡儿、荒漠锦鸡儿、驼绒藜和霸王的主要生理指标叶片含水量、自然饱和亏、超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖和丙二醛（MDA）含量,在不同生长期（夏季和秋季）对不同浓度聚乙二醇（PEG=10%、20%、30%）及不同胁迫时间（0 h、12 h、24 h）模拟水分胁迫的响应差异。结果表明：①霸王、驼绒藜抗干旱损伤的能力总体比两种锦鸡儿强;②同样处理水平下,种间SOD活性差异不显著,各指标夏秋响应差异显著,秋季较夏季敏感,树种抗旱能力与生长期及生理状态有密切的关系;③相关性分析表明,水分胁迫后水分亏缺大的树种,质膜受伤重,SOD保护酶与可溶性糖对树种抵抗水分胁迫起到一定的保护作用,调节协同机制及响应时间存在差异。     

内蒙古荒漠草原沙生针茅(Stipa glareosa)、碱韭(Allium polyrhizum)和骆驼蓬(Peganum harmala)叶形态性状对土壤水氮耦合的响应

研究降水和氮沉降对荒漠草原植物叶形态性状的影响,对于预测未来全球变化下荒漠草原植物的生态适应具有重要意义。对增减雨(±50%)和氮添加(10 g·m^-2·a^-1)及其交互作用对乌拉特荒漠草原区优势植物叶形态性状的影响研究结果表明:(1)沙生针茅(Stipa glareosa)、碱韭(Allium polyrhizum)和骆驼蓬(Peganum harmala)比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)对增减雨和氮添加的响应存在差异。增雨处理下仅碱韭的SLA显著降低,减雨处理下骆驼蓬的SLA显著降低,LDMC显著增加(P<0.05);氮添加处理下仅骆驼蓬的LDMC显著降低(P<0.05)。(2)水氮交互作用仅对骆驼蓬有显著影响(P<0.05),氮添加使减雨处理对其SLA和LDMC无显著影响(P>0.05)。(3)减雨、氮添加和增雨与氮添加的交互作用处理下SLA和LDMC显著负相关(P<0.05)。沙生针茅叶性状较稳定,碱韭SLA对增雨响应较敏感,骆驼蓬叶性状对减雨敏感,而增氮可降低减雨对其叶片的胁迫,荒漠草原区不同的植物通过不同的可塑性和生态策略响应和适应区域环境变化。     

3种驼绒藜属植物种子萌发期耐盐性试验研究

用0.3％,0.6％,0.9％,1.2％,1.5%、1.8%的NaCl溶液对3种驼绒藜属植物种子进行处理,观测它们的发芽率、发芽势、幼苗长度指标来研究驼绒藜属3种植物种子的耐盐性。试验研究表明:以1.2%或1.5%的NaCl溶液鉴定驼绒藜属植物耐盐性较为合理,3种驼绒藜属植物种子耐盐性存在明显差异。以NaCl溶液为培养液,随着浓度的增加,种子发芽率降低,种子发芽高峰的出现延迟,同时幼苗长度随盐分浓度的递增而呈减小趋势。综合分析发芽率、发芽势及幼苗长度,认为3种驼绒藜属植物种子的耐盐顺序为:华北驼绒藜最强、绵毛优若藜次之,驼绒藜最差。     

阿拉善荒漠典型植物功能群氮、磷化学计量特征

氮（N）、磷（P）作为荒漠生态系统重要的养分元素和限制性因子,在维持植物功能群组成及结构稳定、生态系统内养分循环中发挥着重要的作用。本研究沿水热梯度从东至西在阿拉善荒漠设置52个调查样地,通过对优势植物的调查取样,分析了荒漠植物不同功能（类）群N、P元素的生态化学计量特征,并就N、P含量及N：P值对荒漠植物的限制性作用进行了检验和讨论。结果显示：（1）所调查阿拉善荒漠区植物叶片的N、P含量分别为10.65±7.91 mg·g^-1和1.04±0.81 mg·g^-1,N：P值为11.53±5.06,叶片N含量与P含量及N：P值均显著正相关,P含量与N：P值显著负相关;通过对比分析认为该区植物同时受到N、P双重制约,且更易受N限制。（2）从植物生活型比较,认为草本植物叶片N、P含量均高于灌木植物叶片,而灌木植物叶片的N：P值大于草本植物;对光合作用途径分析发现,C₃植物叶片N含量高于C₄植物叶片,而C₄植物叶片P含量高于C₃植物叶片;从系统发育类型方面分析,认为单子叶植物叶片N含量低于双子叶植物叶片N含量,而P含量则高于双子叶植物叶片P含量。     

毛乌素沙地丘间低地主要植物叶片性状及其相互关系

以毛乌素沙地丘间低地30种主要植物为研究对象,比较不同功能群植物叶片性状的变异特征,分析植物叶片各性状之间的关系。结果表明:30种植物的比叶面积的变异系数最大,比叶面积与叶片干物质含量呈现极显著的负相关关系,叶片干物质含量与叶片碳含量呈显著的正相关关系,叶氮含量与叶片碳氮比呈极显著负相关关系,叶面积与其他所有的叶片性状都无相关性。比叶面积、叶片干物质含量、叶面积、叶氮含量和叶碳含量在不同功能群之间存在显著差异,叶片碳氮比在不同功能群之间没有显著差异。研究结果有助于了解毛乌素沙地丘间低地环境变化对植物种群的作用,增进对丘间低地植被演变特征的认识。