短花针茅(Stipa breviflora)叶片δ~(13)C对载畜率的响应

叶片δ~(13)C值、养分含量等特征体现了植物为获取最大碳收获所采取的生存适应策略,同时δ~(13)C值还可以指示植物的长期水分利用效率,了解荒漠草原短花针植物的水分及资源利用策略有助于人们掌握其生长机制,对分析短花针茅应对干扰的生态对策有重要意义。采用稳定性碳同位素技术,通过测定荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)叶片稳定性同位素值(δ~(13)C),结合植物叶片碳(C)、氮(N)、碳氮比(C/N)、水分含量(LWC)等生理指标,探讨不同载畜率下短花针茅叶片的适应机理。结果表明,短花针茅叶片δ~(13)C值随放牧强度的增大而显著减小(P=0.041),其中对照处理为-26.8‰,轻度放牧处理为-27.2‰,中度和重度放牧处理分别为-27.4‰和-27.5‰,表明随着放牧强度的增大,植物的水分利用效率降低。随着放牧强度的增大,短花针茅叶片N质量分数增大(P=0.003),从对照到重度放牧处理依次为2.1%、2.3%、2.5%和2.7%;C质量分数减小,但不显著(P=0.076),从对照到重度放牧处理依次为46.3%、46.1%、46.1%和45.3%;C/N显著降低(P=0.004),对照到重度放牧处理依次为26.1%、20.7%、19.6%、18.5%,表明随着放牧干扰的增强,植物积累有机物质及资源利用能力下降。相关分析发现短花针茅叶片δ~(13)C值与N质量分数呈显著负相关(r=-0.690,P0.05),与C质量分数、C/N呈显著正相关(r=0.565,r=0.668;P0.01);叶片δ~(13)C值可指示植物有机物质的积累和资源利用能力。     

黑河下游绿洲—过渡带—戈壁荒漠群落优势种叶片性状和生态化学计量特征

植物性状是植物与环境共同作用的结果,研究不同生境条件下植物叶片性状和生态化学计量特征,有助于揭示植物对环境变化的响应及生态适应策略.以黑河下游河岸绿洲、绿洲—戈壁过渡带和戈壁荒漠群落优势种为研究对象,分析荒漠优势种在生长旺季叶片干物质含量、比叶面积以及碳(C)、氮(N)和磷(P)的生态化学计量特征.结果显示:不同生境条件下叶片干物质含量和比叶面积均值分别为0.30±0.01和31.19±1.75 cm2/g;叶片C、N、P、C:N、C:P和N:P均值分别为316.51±20.04 mg/g、16.63±1.00 mg/g、1.10±0.18 mg/g、19.77±1.31、434.64±45.88和22.07±2.06;与区域、全国以及全球尺度相比,黑河下游荒漠优势种总体表现出较低的叶片C含量和比叶面积,较高的C:P和N:P.在不同生境条件下,叶片性状和化学计量特征存在显著差异性,河岸绿洲和绿洲—戈壁过渡带荒漠优势种叶片N:P大于16,表明河岸绿洲和过渡带荒漠优势种可能倾向于受P元素控制,具有保守性特点;而戈壁荒漠优势种叶片N:P小于14,表明戈壁荒漠优势种可能倾向于受N元素控制,具有较强的适应能力.上述研究表明,在生长旺季,N和P元素是黑河下游荒漠植物生长的限制性营养元素,与戈壁荒漠地区相比,河岸绿洲和过渡带可能受到P限制作用更为强烈,结果可为荒漠绿洲和戈壁荒漠植被恢复和管理提供科学依据.(图1表3参44)     

吉兰泰盐湖周边荒漠植物养分、叶片功能性状及适应策略研究

为分析叶片功能性状与养分质量分数的相关关系,探究荒漠植物通过叶片功能性状、养分特征表现出的对环境胁迫的适应策略,以阿拉善盟吉兰泰盐湖区固定沙地生长的荒漠植物为研究对象,对植物叶片的水分与功能性状指标、养分元素质量分数进行测定,运用单因素方差分析、相关性分析等方法对叶片功能性状、养分质量分数以及二者的关系进行分析。结果表明,(1)荒漠植物通过较高的干物质质量分数(LDMC,0.125—0.329 g·g~(-1))、较低的比叶面积(SLA,1.071—23.291 m2·kg~(-1))和叶片含水量(LWC,53.271%—87.102%)来抵御荒漠环境的胁迫,可将这3个指标结合作为荒漠植物筛选的主要性状指标。(2)通过与其他相关研究结果对比,得出荒漠植物叶片通过高水平的N、K、Mg、Na质量分数进行调节,提高植物对水分的利用效率,保证正常生理功能。不同种植物生长受N、P限制的表现不同。(3)荒漠植物通过较高的叶片N、P质量分数来满足植物生长对养分的需要,比叶面积与N质量分数呈正相关,比叶面积高的植物生长速率高,易取得竞争优势;N、P、Na质量分数与叶片干物质质量分数呈极显著负相关,而与叶片含水量呈正相关;Ca、Mg、Na的质量分数与叶片相对含水量和叶片厚度均呈显著正相关关系,Ca、Mg、Na作为植物叶片细胞稳定性及渗透压调节元素在发挥作用。     

不同放牧强度上内蒙古短花针茅草原植物功能群水分和氮素利用效率相关分析

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,设置4个不同的放牧梯度:无牧区、轻度放牧、中度放牧、重度放牧,载畜率依次为0、0.91、1.82和2.71 sheep·hm~(-2)·0.5 a~(-1);根据生活型划分植物功能群(多年生杂类草,多年生禾草,一年生草本,小半灌木),利用稳定性碳同位素测定植物叶片的碳同位素值,结合植物叶片C/N,探讨放牧对植物功能群水分及氮素利用效率的影响,分析不同植物功能群面对干扰时的生理生态应对策略,为放牧条件下荒漠草原植物资源利用对策的选择提供参考。结果表明:(1)随着放牧强度的增大,一年生草本植物的水分利用效率增大(P=0.000 7),而多年生杂草和多年生禾草水分利用效率降低(P=0.000 9,P=0.000 02),小半灌木的水分利用效率没有显著差异(P0.05);(2)随放牧强度的增大,植物功能群的N素含量普遍增大,而C/N普遍降低,植物的资源利用效率降低;(3)在一年生草本植物中,δ~(13)C与C/N呈极显著负相关(r=-0.865,P0.01),而在多年生禾草、杂类草和半灌木中,二者呈显著正相关(r=0.699,r=0.593,r=0.642,P0.05);δ~(13)C与C/N之间的关系因植物体内N的分配而异,不同植物具有不同的资源利用策略。     

喀纳斯泰加林林下72种植物叶片的碳、氮、磷化学计量特征

喀纳斯泰加林由于常受火干扰的影响,形成了自身独特的生理生态和生态化学计量特征。为探究喀纳斯泰加林林下植物的化学计量特征,阐明其变化规律,对喀纳斯泰加林林下72种植物叶片的碳、氮和磷的化学计量特征进行了分析,为喀纳斯泰加林的可持续经营提供科学依据。结果表明,林下植物叶片的C、N和P质量分数变幅较大,均值分别为(401.26±104.91)、(9.51±4.74)、(5.51±1.73) mg·g~(-1),变异系数分别为51%,50%和31%;C:N、C:P、和N:P分别为(46.28±23.48)、(74.94±39.55)、(1.86±0.95)。元素之间的相关分析表明,C和P,N和P呈显著正相关关系(P0.05),C与N不存在显著相关关系(P0.05)。从植物生长类型角度,草本植物对N、P的利用率比灌木高。就植物功能群而言,一二年生植物具有较低的C:P和N:P比值,生长速度快,寿命短;常绿灌木为了维持常绿和抵抗寒冷的冬季,保持了低矮的状态和较慢的生长速度,C:P和N:P最高。与全球和中国尺度的研究相比,喀纳斯泰加林林下植物的C、N、P含量和N:P较低,说明喀纳斯泰加林土壤缺N。林下植物叶片的N:P小于14,表明喀纳斯泰加林下林植物生长受到N的限制,与其他研究区域研究结果受N、P共同限制不同,这是由于喀纳斯泰加林遭受频繁的火干扰导致大量的N损失。     

放牧强度对短花针茅荒漠草原植物群落组成及种间关系的影响

探究不同放牧强度对短花针茅荒漠草原群落植物组成以及种间关系的影响,可为短花针茅荒漠草原制定合理科学的放牧制度提供理论依据。将短花针茅荒漠草原作为研究对象,以围封为对照(CK),设置轻度(LG)、中度(MG)及重度放牧(HG)处理进行植物群落调查,对总体关联指数(VR)和种间联结系数进行分析,结果表明:(1)CK、LG、MG和HG样地中物种数分别为39、34、32、25,表明植物物种数随放牧强度增加而减少;(2)CK和LG的VR指数小于1,MG和HG的VR指数大于1,围封和轻度放牧处理下植物群落整体呈负关联,表现为竞争关系,中度放牧和重度放牧处理下群落整体呈正关联,表现为亲和关系;(3)短花针茅(Stipa breviflora)-无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿(Artemisia frigida)-银灰旋花(Convolvulus ammannii)在CK样地中呈正关联,在MG样地中呈负关联,在LG、HG样地中无关联;无芒隐子草-木地肤(Kochia prostrata)在CK样地中呈负关联,在MG、HG样地中呈正关联,在LG样地中无关联;短花针茅-木地肤、无芒隐子草-银灰旋花在MG样地中呈正关联,在CK、LG及HG样地中无关联,说明中度放牧可以使物种间的关系由负关联转变为正关联,也可使物种间的关系由正关联转变为负关联。该文可为短花针茅荒漠草原种间竞争、群落稳定性以及生态位的研究提供重要参考。     

黔中天然次生林主要优势树种叶片生态化学计量特征

叶片生态化学计量是研究植物生长速度、植物氮和磷的利用效率的有效方法,采用此法研究典型植物叶片C、N、P、K养分元素及其各元素计量比特征,可为退化喀斯特地区植被恢复演替的合理配置和适生植物的限制性养分元素诊断提供理论依据。以黔中喀斯特地区24种常绿、落叶优势乔木和灌木树种为研究对象,开展叶片生态化学计量分析与研究。结果表明,(1)研究区植物叶片的碳、氮、磷和钾质量分数变幅较大,分别为(515.64±36.36)、(17.16±3.84)、(1.34±0.40)、和(12.25±3.91)mg·g-1。(2)当N/P16时,植物生长主要受P元素的限制,当N/P14时,受制于N元素,当14N/P16时,则植物受N、P的共同限制,本研究区的植物叶片N/P均值为13.13,主要受N限制;当N/K2.1,K/P3.4时,植物的生长受K限制;研究区的植物叶片N/K=(1.55±0.11),K/P=(9.49±0.77),整体上表现为K含量富足,而N、P养分受限。(3)不同生活型植物叶片的养分吸收利用率不同,对C、N、K吸收利用率分别是:乔木树种灌木树种,落叶树种常绿树种、阔叶树种针叶树种,阔叶树种针叶树种;而对P的吸收利用率则没有差异;(4)C/P、C/K、C/N、P/K、和N/K是植物生长的重要生理指标,不同生活型植物叶片的C/P和C/N比值表现为常绿树种落叶树种;C/K和P/K则为针叶树种阔叶树种;乔木和灌木树种间的元素比值关系差异不显著。(5)植物叶片C、N、P和K的相关性为:C与K呈负相关(P0.05),C与P、N均不相关(P0.05),P与K、N呈极显著正相关(P0.01),K与N相关性不显著(P0.05)。     

放牧对短花针茅荒漠草原建群种与土壤团聚体特征的影响

以内蒙古农业大学苏尼特右旗荒漠草原的放牧调控实验为平台,通过分析荒漠草原建群种种群结构及土壤团聚体特征,揭示放牧调控下荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)与沉积土壤的潜在联系。结果显示:(1)短花针茅幼龄与成年植株密度显著大于幼苗、老龄前期、老龄期密度;各年龄短花针茅种群密度、生物量均呈现重度放牧处理最高、适度放牧次之、重度放牧最低的规律;(2)短花针茅荒漠草原土壤团聚体分布受团聚体粒径及其与放牧强度的交互作用影响(P0.05);同一放牧处理中,100~250μm植物沉积团聚体含量最高,50μm与50~100μm团聚体含量次之、500μm团聚体含量最小;而裸地土壤团聚体以50μm团聚体含量最高;(3)50μm裸地土壤团聚体含量与50μm植物沉积土壤团聚体含量呈正相关(P0.05),而50μm植物沉积土壤团聚体含量与各年龄短花针茅种群密度、生物量呈负相关,各100μm植物沉积土壤团聚体含量与各年龄短花针茅种群密度、生物量呈正相关。研究认为,放牧降低了各年龄短花针茅种群密度和生物量,削弱了荒漠草地抵抗风蚀和沉降风沙的能力,降低了短花针茅改善基部土壤结构的生态功能,这可能是放牧草地退化过程的重要机制之一。     

春季休牧后放牧强度变化对短花针茅荒漠草原主要植物种群空间分布的影响

为揭示春季休牧后放牧强度变化对短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原主要植物种群空间分布形式、生态位变化和种内个体关系的影响,引入多重分形理论进行分析。结果表明,主要植物种群短花针茅、碱韭(Allium polyrhizum)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)在各处理区的空间分布均存在多重分形特征(计盒维数D0信息维数D1关联维数D2)。短花针茅种群空间分布主要受低密度分布区影响(多重分形谱Δf0),碱韭受高密度分布区影响(Δf0),无芒隐子草空间分布的主导因素由低密度区(Δf0)转为高密度区(Δf0)。春季休牧+夏季重牧+秋季适牧(SA2)处理下的主要植物种群空间分布较春季休牧+夏季适牧+秋季重牧(SA1)处理复杂(多重分形谱宽Δα表现为SA2SA1)。春季休牧能够使短花针茅植物种群生态位宽度、个体间竞争强度增加(分形维数均较CK增大),且增加程度SA2SA1;SA1有利于碱韭和无芒隐子草生态位宽度、个体间竞争强度增加(分形维数D0、D2更趋近于2)。     

青海省4种常见树木碳氮磷生态化学计量特征

生态系统的养分循环和养分供求平衡影响植物生态化学计量特征,碳(C)、氮(N)、磷(P)含量和计量比反映植物生理过程.青海省位于青藏高原东北部,了解该地区森林乔木各器官C、N、P含量及差异与养分分配机制对高原生态环境及其功能的维持有重要作用.以青海省不同地区森林中4个优势树种为对象,野外采集树种不同器官(叶片、树枝、树干、树根和树皮)测定C、N、P含量,分析青海省优势树种C、N、P含量分配及其生态化学计量特征.结果显示:(1)尖扎地区叶片中C含量和树枝中C、N、P含量都显著高于其他地区;而互助、大通、循化和祁连树皮中C含量最高;(2)门源地区树根N、P含量最低,叶片对N、P利用效率高;(3)高海拔地区树种叶片P含量高于低海拔地区,N含量则相反;(4)各地区优势树种各器官N/P 14,主要受N元素限制.综上所述,植物在不同环境条件下采取的适应性机制不同,门源、尖扎地区植物叶片中C含量高,光合作用强,对N、P需求大且利用效率高;互助、大通、循化和祁连地区树皮中C含量最高,说明植物为抵御严寒气候采取保守生长策略;各地区植物生长在N元素限制条件下有较高的养分利用效率.(图2表4参57)     

不同碳氮比有机肥对沙泥田烤烟根际土壤碳氮转化及酶活性的影响

针对华南沙泥田烟区因土壤碳氮比失调而导致烟叶香气质稍差、香气量不足的问题,通过比较不同w(C)/w(N)比有机肥配施对烤烟各生育期根际土壤碳、氮转化及酶活性的影响,阐明不同碳氮比有机肥介导的土壤酶催化反应对根际土壤养分转化的调控机理。在田间条件下,研究了不同碳氮比的花生饼肥和猪粪配施有机肥对沙泥田烤烟根际土壤Nmin、微生物C、N转化及酶活性的影响。结果表明:w(C)/w(N)=15-36的有机肥能显著提高烤烟生育前期对氮素吸收和累积,降低生育后期氮素吸收和累积;w(C)/w(N)=25处理时烤烟根际土壤NH4+-N含量在整个生育期内呈降低趋势,而硝态氮呈增加趋势,且在团棵期、旺长期时显著高于现蕾期和成熟期,而土壤Nmin随生育期呈降低趋势,这与烟株吸氮规律较吻合。与对照相比,施用有机肥显著增加大田烟株根际土壤微生物碳、氮含量。w(C)/w(N)=25、36处理在烟株旺长期-成熟期时根际土壤微生物量氮显著高于w(C)/w(N)=15、52处理,表明w(C)/w(N)=25~36处理显著提高后期氮固持,减少后期氮供应,抵御氮的奢侈吸收。w(C)/w(N)=25、36时烟株根际土壤转化酶活性随生育进程降低,但团棵期和旺长期时高于其他处理;w(C)/w(N)=25、36处理烟株根际土壤脲酶活性在团棵时较高,根际氮素转化较为活跃,而后逐渐降低;各处理过氧化氢酶活性在团棵-现蕾期随生育进程增强;w(C)/w(N)=25、36处理现蕾期和成熟期时过氧化氢酶活性显著高于其他处理。从整个生育期来看,在同等施氮量下,w(C)/w(N)=25~36的有机肥处理的烤烟根际土壤脲酶活性呈现先上升后下降,之后趋于稳定的变化趋势,有利于烟株前期的旺盛生长和后期氮代谢及时向碳代谢转化。该研究表明增施有机肥可不同程度提高烤烟团棵期-成熟期时根际Nmin含量,有机肥在w(C)/w(N)=25~36时能增加烤烟生育前期对氮素的吸收与累积,而降低生育后期N的过量吸收,从而有助于烟叶后期的品质建成。     

短花针茅生长和繁殖策略对载畜率的响应

生长和繁殖是植物的两个最基本的生命过程,二者之间的资源分配是植物生活史策略的核心问题。为了响应家畜放牧的干扰,草原植物需要不断地在营养生长和生殖生长之间进行调节。试验以内蒙古荒漠草原为研究对象,采用4个载畜率水平完全随机区组试验设计,研究荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)生长和繁殖策略对不同载畜率的响应,对揭示短花针茅应对放牧干扰的响应策略有重要的生态学意义,也可为荒漠草原生态系统的保护和放牧利用提供参考。结果表明:(1)短花针茅种群盖度在轻度放牧区显著增大,在重度放牧区显著降低(P0.000 1),其种群和株丛地上生物量、高度均随载畜率的增大而显著降低(P0.000 1),但密度随载畜率的增大而增大(P0.000 1);(2)轻度放牧区短花针茅的分蘖数(P=0.048)和株丛径(P=0.023)显著高于其他处理,且分蘖节深度随着载畜率的增大而显著变浅(P=0.042);(3)轻度放牧显著增加了短花针茅的种子产量,重度放牧使之显著降低(P0.000 1),且种子生物量占植株地上生物量的比例在轻度放牧区最高(P0.000 1);(4)短花针茅总分枝数和生殖枝数在轻度放牧区最多(P0.000 1),随着载畜率的增大而显著减少,重度放牧显著降低了生殖枝所占比例而显著提高了营养枝的比例(P0.000 1)。短花针茅的生长、分蘖(无性繁殖)和有性生殖在轻度放牧区均显著升高,而随着载畜率的增大而显著降低,说明轻度放牧(载畜率为0.91sheep·hm-2·0.5 a-1)是短花针茅种群的最适载畜率,也是其生长和繁殖的载畜率阈值。     

从生态化学计量学的角度初探五爪金龙（Ipomoea cairica）的入侵机制

五爪金龙（Ipomoea cairica）是一种入侵性极强的外来杂草,在我国华南地区已造成严重危害。前人从传粉、种子萌发特性、再生能力、光能利用能力、土壤肥力利用等方面,对五爪金龙成功入侵华南地区进行研究,文本旨在从生态化学计量学的角度,进一步揭示五爪金龙成功入侵华南地区的机制。本研究通过对华南农业大学校园内10个五爪金龙严重入侵样地进行调查,收集样方中（0.5 m2）的全部植物样品,及植物所在样地20 cm表层土,调查五爪金龙的常见伴生种,测定五爪金龙及伴生种的含水率、叶绿素 SPAD 值,生物量、以及植物、土壤样品的 C、N、P、K 含量,并计算得出植株及土壤的化学计量学指标。结果表明,五爪金龙常与本地种鸡矢藤（Paederia scandens）形成共生群落,共生群落中五爪金龙和鸡矢藤的生物量比值稳定,在5？1~6？1间波动。共存群落中,五爪金龙植株的N、P、K质量分数显著高于鸡矢藤,但C质量分数、w（C）/w（N）、w（C）/w（P）则显著低于鸡矢藤。更有趣的是,共存群落中五爪金龙与鸡矢藤的生物量比值与土壤全量w（N）/w（P）、速效（N）/w（P）呈显著正相关关系,既在五爪金龙生物量在共生群落中的优势程度,随土壤 w（N）/w（P）在5？1~15？1这个范围内的提高而提高。此外,在五爪金龙严重入侵的样地中,五爪金龙植株w（C）/w（P）、w（C）/w（P）、w（N）/w（P）、w（N）/w（K）、w（P）/w（K）等化学计量学特征相比鸡矢藤,也与土壤对应化学计量学特征更为接近。以上4个结果暗示着,在五爪金龙可入侵新样地时,可能通过改变入侵地土壤矿质元素比例,使其更加适合自身吸收,从而促进其成功入侵。本研究将为解释五爪金龙入侵机制提供新的理论参考。     

福建漳江口4种红树植物叶片碳氮磷化学计量及养分重吸收特征

以福建漳江口红树林的秋茄(Kandelia candel)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、白骨壤(Avicennia marina)和木榄(Bruguiear gymnorrhiza)为研究对象,对其成熟叶和衰老叶的C、N、P含量、生态化学计量比及重吸收效率进行分析,探讨不同树种养分限制格局及养分高效利用策略,结果显示:(1)成熟叶C、N、P含量范围分别为483.57-568.87、8.53-26.15、0.74-1.56g/kg,衰老叶为441.33-512.67、2.59-8.93、0.28-0.74g/kg,表现为成熟叶衰老叶;成熟叶的C:N、C:P、N:P变化范围为21.11-69.39、310.96-735.87、11.11-34.86,衰老叶为49.51-207.42、563.03-1 878.98、7.20-11.38,成熟叶C:N、C:P小于衰老叶(白骨壤的C:P除外),而成熟叶N:P大于衰老叶,4种红树植物C、N、P含量和化学计量比差异均达显著水平(P 0.05);成熟叶片C:N:P比范围为311:12:1-736:35:1,衰老叶为563:11:1-1 879:9:1;(2)N重吸收效率(NRE)范围为47.97%-84.64%,表现为木榄秋茄白骨壤桐花树;P重吸收效率(PRE)范围为18.39%-76.81%,表现为木榄秋茄桐花树白骨壤;4种红树植物N重吸收效率均大于P;(3)相关分析表明,NRE与成熟叶的C:N和C:P显著负相关(P 0.05),PRE与成熟叶P含量极显著正相关(P 0.01)、与成熟叶C:P极显著负相关(P 0.01).成熟叶片N:P阈值(14)指示秋茄、桐花树和木榄生长受N限制,白骨壤生长受P限制,受N限制的秋茄、桐花树和木榄具有较高的NRE,而受P限制的白骨壤并不具有较高PRE.综上可知,高效的NRE是红树植物适应低N环境的重要养分利用策略,而红树植物可能采取其他适应机制来响应低P胁迫.(表5参38)     

川西亚高山针叶林云杉和冷杉生长季和非生长季叶片碳氮磷化学计量特征

以川西亚高山针叶林主要优势树种粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)为研究对象,通过比较叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)浓度及其化学计量比在生长季(8月)和非生长季(1月)的特征,分析其变化规律并对碳氮磷进行相关性分析.结果显示,云杉和冷杉叶片C、N、P浓度及其计量比均受到采样季节的显著影响,云杉和冷杉叶片C浓度均表现为生长季显著高于非生长季,生长季云杉N浓度显著低于非生长季,生长季云杉和冷杉P浓度均显著低于非生长季.C:N、C:P以及N:P均表现为生长季显著高于非生长季.生长季云杉和冷杉叶C:N:P质量比分别为407:13:1、447:14:1,非生长季C:N:P质量比分别为274:11:1、235:9:1.仅C浓度存在显著的树种间差异,表现为非生长季云杉叶片C浓度显著低于冷杉.两树种叶C、N、P浓度相关性分析结果表明云杉和冷杉叶片C浓度与N浓度、P浓度呈显著负相关,N浓度和P浓度呈显著正相关.本研究表明云杉和冷杉叶中C、N、P化学计量特征主要受生长季节影响,但若要全面了解川西亚高山针叶林C、N、P化学计量特征,还需长期研究并与林下土壤C、N、P化学计量比结合起来讨论分析.     

天津独流减河河口不同植物群落的生态化学计量学特征

以独流减河河口及其潮上带区域的互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)、芦苇[Phragmites australis (Cav.)Trin. ex Steud.]和盐地碱蓬[Suaeda salsa (Linn.) Pall.]群落为研究对象,探究该区域不同植物群落碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)化学计量学特征及其驱动因素.结果显示,互花米草和芦苇地上部分C含量显著高于盐地碱蓬,而根系中的C含量则反之,显示了植物不同的C分配策略. N、P主要分布在植物地上部分光合器官,N含量与全国湿地植物和全球植物的含量水平相当,但P含量显著高于全国湿地植物和全球植物的含量. S在芦苇和盐地碱蓬体内主要分布在地上部分,而互花米草的S则主要分布在根系中,这有利于互花米草拓展地下空间,从而加速其入侵.互花米草的C/P和芦苇的C/N均显著高于其他植物,说明前者具有较高的P利用效率,而后者的N利用效率较高.河口潮上带芦苇和盐地碱蓬叶片N/P分别为7.32和8.90,而潮间带互花米草叶片N/P为14.45,根据生长速率假说,认为生长速率并不是互花米草与芦苇和盐地碱蓬竞争的有效手段,而高的P利用效率为互花米草种群的扩张创造了条件.相关性分析表明,在独流减河河口地区土壤P和盐度是植物体内元素平衡和生态化学计量变化的重要影响因子.综上,天津独流减河河口湿地正经历着由N限制向P限制的转变,P元素在该区域植物生长和演替方面起着重要作用.(图5表2参36)     

内蒙古羊草草原植物营养元素的含量特征

植物对营养元素的吸收利用是生态系统物质循环的关键过程,同时也是退化草地生态系统恢复和重建的重要问题。为探讨草原生态系统植物对元素的吸收利用规律,在内蒙古锡林河流域的羊草草原选取羊草(Leymus chinensis、冰草(Agropyron cristatum)、大针茅(Stipa grandis)、西伯利亚羽茅(Achnatherum.sibirica)、芯芭(Cymbaria dahurica.)、洽草(Koeleria cristata)等11种主要植物为研究对象,分析比较了10种营养元素的含量特征。结果表明,(1)研究区主要植物各元素含量特征属于w(K)w(Ca)w(Mg)型。元素的变异系数均小于1,元素种间差异不显著。(2)相关性分析表明,C和Fe、C和Cu、N和K、N和Mg、P和K、P和Mg、Ca和Mg、Fe和Cu均为极显著相关(P≤0.01),C和Fe、C和Cu是负相关,其它均为正相关;N和P、N和Ca、K和Mg显著正相关(P≤0.05)。(3)禾本科植物具有低N-P-K-Ca特征,Fe、Cu元素含量较高,非禾本科物种Mn、Zn、P、Mg、Ca、K、N、C元素含量较高,其中Ca、K、Mg元素达到极显著差异(P≤0.01),N达到显著差异(P≤0.05)。(4)利用主成分分析法对植物营养元素水平进行综合评价,表明芯芭、洽草、菊叶委陵菜的营养元素含量水平较高,吸收营养元素的能力较强。     

内蒙古荒漠草原短花针茅叶片功能性状对不同草地经营方式的响应

植物叶片功能性状对不同草地经营方式的适应是一种有效地生态对策。短花针茅(Stipa breviflora)是亚洲中部暖温性荒漠草原的主要建群种,通过调查生长良好的不同龄级短花针茅叶性状,试图揭示荒漠草地利用模式与植物生态响应机制。该研究测量自然叶高(LNH,leaf natural height)、叶长(LL,leaf length)、叶鲜质量(LFW,leaf fresh weight)、叶干质量(LDW,leaf dry weight)、自然叶宽(LW,leaf width)、叶缘距(LED,leaf edge distance)、叶直立度(leaf erection index,LEI)、叶卷曲度(leaf rolling index,LRI)和叶干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)等叶性状指标。结果表明,(1)短花针茅的LNH、LL、LFW、LDW、LW、LED等叶性状在灌溉草地几乎都显著大于放牧草地和围封草地。(2)LEI、LFW为生境干扰响应的敏感性状;LW、LDMC为生境干扰响应的惰性性状。(3)Pearson相关分析结果可知,放牧对短花针茅叶性状影响最大。研究认为,短花针茅叶片功能性状对不同草地经营方式的的适应对策,是通过对不同性状的权衡,充分利用环境资源来完成的。     

无芒隐子草叶片解剖结构对荒漠草原不同退化梯度的响应

以荒漠草原优势种无芒隐子草(Cleistogenessongorica)叶片解剖结构为研究对象,根据荒漠草原退化程度,在内蒙古鄂尔多斯鄂托克旗境内选择轻度退化区(LD)、中度退化区(MD)、重度退化区(HD)和对照(CK)4种试验区,对不同试验区无芒隐子草叶片解剖结构中的上表皮和下表皮细胞厚度、上角质层和下角质层厚度、中脉厚度、叶片厚度、叶片宽度、泡状细胞厚度、机械组织厚度、维管束直径、维管束鞘细胞厚度、花环细胞厚度等12个指标进行观测,应用方差分析和对应分析法,研究无芒隐子草对干旱生境的适应性,探讨其解剖结构参数与由干旱胁迫引起的荒漠草原退化梯度之间的相关性。结果表明,随着荒漠草原退化程度的加剧,叶片宽度(1 083.54～1 067.08μm)呈显著减少趋势(P0.05),上表皮细胞厚度(5.43～6.69μm)、下表皮细胞厚度(6.04～7.32μm)、上角质层厚度(2.17～2.74μm)、下角质层厚度(1.79～2.42μm)、中脉厚度(114.52～165.36μm)、叶片厚度(87.90～106.44μm)、泡状细胞厚度(35.43～46.03μm)、机械组织厚度(21.60～39.39μm)、维管束直径(44.61～58.52μm)呈显著增加趋势(P0.05),维管束鞘细胞厚度、花环细胞厚度在草原退化4种不同梯度中无显著差异。与草原退化相关性显著的解剖性状主要是叶片宽度、叶片厚度、中脉厚度、上表皮和下表皮细胞厚度、上角质层和下角质层厚度、泡状细胞厚度、机械组织厚度和维管束直径。在由干旱胁迫引起的荒漠草原不同退化程度下,无芒隐子草叶片形成了与生境相适应的解剖结构,部分结构指标与草原退化呈相关性显著。研究结果可为无芒隐子草的保护利用和荒漠草原退化程度的监测提供理论依据。     

氮添加和干旱对呼伦贝尔草原5种植物性状的影响

植物功能性状能够反映植物对环境变化的响应,但是很少有研究同时考虑多个气候变化因子交互对植物功能性状的影响。基于氮添加(0 g·m~(-2)·a~(-1)和10 g·m~(-2)·a~(-1))和干旱(减少66%生长季(5—8月)降水量)模拟实验,测量了呼伦贝尔草原5种优势植物的叶片形态学特征、叶片化学计量学特征以及植被高度等多个指标,探讨了呼伦贝尔草原植物对于土壤养分和水分变化的响应。结果表明,(1)干旱能够促进氮添加对土壤可利用氮特别是硝态氮含量的提升。(2)氮添加显著增加叶片N含量,降低叶片P含量,增加叶片氮磷比;干旱降低叶片N含量和叶片P含量,对叶片氮磷比影响不显著;植物叶片N、P含量受氮添加和干旱交互作用的显著影响,并在氮添加情况下施加干旱能够进一步增加P素对植物生长的限制作用。(3)氮添加处理下植物倾向于采取资源获取型策略,增加高度和比叶面积(SLA),降低叶片干物质含量(LDMC);干旱处理下植物倾向于资源保守型利用策略,降低高度和SLA,增加LDMC和叶片C含量;而植物高度、SLA、LDMC和叶片C含量不受氮添加和干旱交互作用的显著影响。研究表明,草地生态系统氮、水循环之间存在偶联关系,两者共同影响了植物养分吸收,决定植物叶片化学计量特征;而氮添加对植物资源利用策略影响更多的受到土壤水分调节。该研究强调在未来的气候变化研究中,需要同时考虑多个气候变化因子及其交互作用对植物功能性状的影响,并且需要考虑不同维度的功能性状的响应,才能更全面更准确地评估并预测生态系统功能的变化。