极端干旱区绿洲植物叶功能性状及其对土壤水盐因子的响应     

钟悦鸣  王文娟  王健铭  王雨辰  李景文  袁冬  蕃芸芸  魏新成 《北京林业大学学报》2019,41(10):20-29

目的极端干旱区绿洲是全球变化的敏感区域,特别是由于水资源短缺及水文过程的改变,绿洲土壤环境因此产生了强烈异质性。植物如何适应高度土壤异质性是绿洲植物多样性维持的关键性科学问题。而探究植物叶片这一对土壤异质性敏感器官的功能性状及其对土壤水盐因子的响应,有利于揭示全球变化背景下绿洲植物适应的根本策略。方法本研究以额济纳这一典型荒漠绿洲的常见植物叶片为研究对象,选择25种植物的8种叶功能性状,包括叶片厚度（LT）、叶干物质含量（LDMC）、比叶面积（SLA）、叶碳含量（LCC）、叶氮含量（LNC）、叶磷含量（LPC）、叶片碳氮比（C/N）、叶片氮磷比（N/P）,分析了功能性状之间的相关性及其在群落水平上的特征,并探讨了叶功能性状对不同土壤水盐环境的响应。结果（1） 在不同土壤水盐环境中,各个叶功能性状具有不同程度的变异幅度,其中SLA最大,LCC最小。（2） 部分功能性状之间表现出显著的协同或权衡变化趋势。LT与SLA、LDMC与SLA、LPC与LDMC、LNC与C/N、LPC与N/P呈极显著负相关（P < 0.01）;LCC与LT、LNC与LCC、C/N与N/P呈显著负相关（P < 0.05）。LDMC与C/N、SLA与LPC、LCC与C/N、N/P与LCC、LNC与N/P呈极显著正相关（P < 0.01）;LDMC与LCC、SLA与LNC呈显著正相关（P < 0.05）。（3） 叶功能性状对土壤水盐因子的响应具有显著的差异。在低水低盐环境中,叶片通过提高LDMC、LNC、N/P,降低LPC、C/N来适应干旱胁迫为主的土壤环境。在低水高盐环境中,叶片通过降低LDMC、C/N、N/P,提高LNC、LPC来适应盐胁迫为主的土壤环境。在（相对）高水高盐环境中,叶片主要通过降低LNC、N/P,提高C/N来适应盐胁迫相对较低、水分含量相对充足的土壤环境。结论在额济纳绿洲区域内,植物群落叶功能性状通过一定程度的变异和某种协同?权衡的功能组合形式适应极端干旱的环境,并对土壤水盐因子的响应具有一定程度的差异,其中盐分含量对该环境下的群落叶功能性状的影响更为关键。本研究为进一步探究极端干旱区绿洲植物对土壤水盐因子的适应机制研究提供了科学依据。   相似文献   

岷山摩天岭北坡木本植物功能性状的变异特征     

《甘肃农业大学学报》2019,(6)

【目的】以木本植物为研究对象,对植物叶性状的变异特征及其与植物科类群、高度、生活型、繁殖性状、分布区的关系进行研究,揭示摩天岭北坡植物叶性状的种间分异特征及其植物功能性状的变异规律,为植物功能性状的深入研究提供参考依据.【方法】对摩天岭北坡邱家坝保护站(海拔2338～2916 m)木本植物的植物功能性状进行研究,包括比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶氮含量(LNC)、叶碳含量(LCC)、叶磷含量(LPC)的变异特征及其与科类群、植物高度、生活型、花序、花色、果型和分布区的关系.【结果】摩天岭北坡邱家坝山地森林为针阔叶混交林带,共有木本植物37种,其中乔木21种,灌木和竹类16种.1)37种木本植物的SLA平均为14.22 m~2/kg、LDMC平均为0.43 g/g,LNC、LCC、LPC平均为23.69、458.94、36.30 g/kg;变异幅度依次为:SLA(103.45%)LDMC(61.61%)LPC(20.76%)LNC(20.38%)LCC(4.86%).2)相关分析显示,植物的高度与LCC呈极显著正相关关系(P0.01),LNC与LPC呈显著正相关关系(P0.05),LCC与LDMC呈显著负相关关系(P0.05);方差分析显示,不同科类群的植物间LCC差异极显著(P0.01),LNC差异显著(P0.05),科类群能解释SLA、LDMC、LNC、LCC和LPC变异的42.4%、50%、63.3%、74.1%和32.4%;不同高度的植物间LDMC差异显著(P0.05),LCC差异极显著(P0.01);不同生活型的植物间LNC和LPC差异极显著(P0.01);不同花序类型植物之间的LDMC(P0.01)和LCC(P0.001)差异极显著.不同花色的植物LNC差异显著(P0.05).不同果实类型的植物间SLA(P0.001)和LCC(P0.01)差异极显著,其间LDMC差异显著(P0.05).植物的分布区对叶性状无显著影响(P0.05).【结论】植物功能性状并不是孤立发挥作用的,植物在长期适应环境过程中,其形态和功能性状的特征不仅受环境的影响,也可能受植物生活史和物种系统发育史的影响.  相似文献   

北京松山油松叶功能性状沿海拔梯度的变化及其环境解释     

刘思文  艾也博  刘艳红 《北京林业大学学报》2021,43(4):47-55

  目的  本研究探讨油松叶功能性状沿海拔梯度的变化规律,量化地形因子和土壤因子在驱动植物种内性状变异方面的贡献,为预测未来气候变化背景下植物叶片性状时空变异及其机制提供科学依据。  方法  以北京松山南坡油松为研究对象,通过相关性分析和冗余分析等方法,研究其8种叶功能性状沿海拔梯度的变化规律及其与地形和土壤因子的关系。  结果  （1）油松叶面积（LA）、比叶面积（SLA）及单位质量的磷含量（M_P）随海拔梯度升高呈降低趋势,而叶干物质含量（LDMC）、单位质量的氮含量（M_N）、单位面积的氮含量（A_N）及叶氮磷比（L_N:P）沿海拔梯度升高呈增加趋势,单位面积的磷含量（A_P）沿着海拔梯度没有明显的变化趋势。其各叶性状存在较大的种内变异（10.33% ~ 27.59%）,大小顺序为LA > A_N > A_P > SLA > L_N:P > M_N > M_P > LDMC。（2）部分叶功能性状之间沿海拔梯度表现出显著的协同或权衡变化趋势,油松SLA与LDMC呈显著负相关（P < 0.05）,与A_N、A_P呈极显著负相关（P < 0.001）。（3）控制油松各叶性状变异的主要环境因子各不相同,油松LA、SLA及L_N:P主要受到海拔高度和土壤全磷的影响,LDMC主要受到土壤氮磷比和土壤含水率的影响,M_N、A_N主要受到土壤pH和土壤全磷影响,M_P主要受到海拔和坡度的影响。（4）海拔与土壤因子两组变量只能解释油松叶功能性状6.28% ~ 41.10%的变异。  结论  研究区域内,油松叶片功能性状通过一定的性状变异和性状组合适应海拔梯度的变化,其中控制油松各叶性状变异的主要环境因子和程度各不相同。   相似文献   

植物功能性状及其叶经济谱对城市热环境的响应   总被引：2，自引：2，他引：0  

朱济友  于强  刘亚培  覃国铭  李金航  徐程扬  何韦均 《北京林业大学学报》2018,40(9):72-81

目的了解植物功能性状及叶经济谱对城市热环境的响应,有助于从功能生态学角度理解植物对城市环境的适应机制。方法以北京热环境高温点和低温点常见绿化树种国槐、栾树和洋白蜡为研究对象,测定地表温度、土壤含水量及叶功能性状指标。结果(1) 城市热环境地表温度表现为高温点(HTR)显著高于低温点(CTR)(P < 0.05);土壤含水量则表现为CTR相对大于HTR,但未达到显著水平。(2)城市热环境对不同树种影响存在一定差异,其中对国槐、栾树的影响主要源于高温胁迫,对洋白蜡的影响主要源于干旱胁迫。(3)在城市热环境中,叶性状关系与全球尺度基本一致,比叶面积(SLA)与叶绿素含量(CHL)、叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LTD)呈极显著的负相关关系(P < 0.01);CHL与LDMC、LTD间存在极显著的正相关关系(P < 0.01);LDMC与LTD间呈现显著的正相关关系(P < 0.05)。气孔密度(SD)与气孔面积(SS)、气孔开度(SA)、SLA之间分别呈负相关关系,但差异不显著(P>0.05)。(4) RDA结果显示,植物功能性状指标中SLA主要受地表温度的正向影响(R2=0.97,P < 0.05),但土壤水分含量对它们具有负向影响(R2=0.75,P < 0.05);地表温度对LDMC、LTD、CHL有正向作用,但土壤含水量对它们有负向作用。结论全球叶经济谱在城市热环境中也同样存在,总体上向“快速投资-收益”型一端偏移,在HTR植物具有低的SLA,小的SS和SA,高的CHL、LDMC、LTD和SD,以适应高温、干旱的特殊生境。因此,在城市绿化植物配置时,在热环境高值区应选择耐高温、耐旱的树种,同时采取降温、灌溉等措施来降低高温的影响。   相似文献   

微山湖红荷湿地主要植物种比叶面积和叶干物质含量研究     

张治国  魏海霞 《江西农业学报》2021,33(5):63-69

初步探讨了微山湖红荷湿地16种植物间比叶面积(SLA)和叶干物质含量(LDMC)的差异.结果表明:SLA和LDMC在16种植物间存在显著差异(P<0.001),16种植物SLA和LDMC的变异范围分别为162.3～532.5 cm2/g和0.12～0.35 g/g;SLA和LDMC在不同生活型间也存在显著差异(P<0.001),一年生草本植物的SLA显著高于多年生草本植物和木本植物的(P<0.001),而木本植物的LDMC显著高于一年生和多年生草本植物的(P<0.005);SLA和LDMC在挺水植物和陆生植物间差异均不显著;跨越16个物种,SLA和LDMC之间呈显著负相关关系(P<0.05).  相似文献   

五大连池火山山杨叶功能性状的变异特征     

黄庆阳  谢立红  曹宏杰  杨帆  倪红伟 《北京林业大学学报》2021,43(2):81-89

  目的  探讨五大连池火山山杨叶功能性状特征，揭示植物对火山生境的适应，以及对不同坡向的生存策略，为特殊生境和微地形生境下植物的适应机制提供参考依据。  方法  以5座火山共有植物山杨为对象，测定叶面积（LS）、叶厚度（LT）、比叶面积（SLA）、叶干物质量（LDMC）、叶碳含量（LCC）、叶氮含量（LNC）、叶磷含量（LPC）和叶氮磷比（LNP）等8种功能性状在坡向间、火山间的变化规律和变异特征，分析叶功能性状间相互关系和主成分。  结果  （1）除LCC外，其他7种功能性状在南北坡向间均具有显著差异，LT、LDMC、LNC、LNP表现为南坡大于北坡，而LS、LCC、LPC表现为南坡小于北坡。（2）山杨SLA、LCC、LPC在新、老期火山间差异显著，但在老期火山间差异不显著。（3）火山南坡、北坡山杨LT与LDMC呈显著负相关，南、北坡向及火山间山杨LNP与LNC均呈极显著正相关、与LPC呈极显著的负相关关系。（4）火山环境中山杨LNP、LPC、LNC和LS在叶功能性状分化中起到主要贡献作用。  结论  五大连池火山山杨叶功能性状的变异与火山喷发的特殊性有关，山杨通过调节自身功能性状形成不同的生存策略来适应南、北坡向和不同火山环境，在生长过程中更容易受到氮元素缺乏的限制。火山森林生态系统是一个特殊环境，研究火山植被演替和植物功能性状等问题需要结合火山喷发的特殊情况深入讨论。   相似文献   

云南松比叶面积和叶干物质含量随冠层高度的垂直变化规律   总被引：1，自引：1，他引：1  

张林  罗天祥  邓坤枚  李文华 《北京林业大学学报》2008,30(1):40-44

比叶面积（SLA）和叶干物质含量（LDMC）综合反应了植物利用资源的能力,是植物适应环境所体现出的关键叶性状。为深入了解SLA和LDMC沿冠层高度的垂直变化规律,该文对云南省永仁县万马乡2株云南松（树高14.4 m,树龄29年;树高30.2 m,树龄138年）不同冠层高度叶片SLA和LDMC进行调查研究,分析了不同年龄树木、不同叶龄SLA和LDMC的差异,初步探讨了SLA和LDMC在云南松冠层中的垂直空间分布。结果表明:①对于SLA,29年生云南松当年叶和1年叶比138年生云南松分别高27.66%和16.71%;对于LDMC,138年生比29年生分别高14.67%和5-10%;②SLA与LDMC成负相关;③各龄叶SLA随冠层高度的增加均具有对数递减趋势;④约在22 m高度以下,LDMC随冠层高度的增加而增加;22 m以上,当年叶LDMC呈现下降趋势,但1年叶变化不明显。研究结果指出,光照和水分资源在冠层不同高度的分配,共同导致SLA和LDMC沿冠层垂直方向发生变化。   相似文献   

乌兰布和沙漠绿洲两种农作物叶片性状特征研究     

《吉林农业科学》2016,(1):38-42

农作物叶片性状特征反映了其利用自然资源的能力。以乌兰布和沙漠绿洲最主要的两种农作物(向日葵和玉米)为研究对象,通过测定叶面积、叶饱和鲜重及干重,计算了比叶面积(SLA)和叶干物质含量(LDMC)。结果表明:两种农作物叶面积和叶重的关系均为极显著线性相关关系(P0.0001),因此用叶重推算叶面积是可行的。其中,通过叶饱和鲜重推算的叶面积值准确度更高、误差更小。两种农作物的SLA、LDMC均存在极显著差异(P0.0001),向日葵和玉米的SLA分别为(17.77±5.41)m2/kg、(11.29±2.22)m2/kg,LDMC分别为(170.93±31.15)mg/g、(266.85±43.91)mg/g。SLA和LDMC之间呈极显著负相关关系(r=-0.9005,P0.0001),可用幂函数y=ax-b来表述。SLA和LDMC较好地反映了农作物利用资源的能力。  相似文献   

毛竹向阔叶林扩展过程中的叶功能性状研究   总被引：5，自引：0，他引：5  

刘希珍  封焕英  蔡春菊  范少辉  刘广路 《北京林业大学学报》2015,37(8):8-10

为探明毛竹在异质生境下的适应特性和生存对策,开展毛竹向阔叶林扩展过程(1号样方为毛竹纯林,2号样方为毛竹占优势的竹阔混交林,3号样方为阔叶林占优势的混交林,4号样方为阔叶纯林)叶功能性状特性研究,并探讨不同年龄(Ⅰ~Ⅳ度)毛竹的叶功能性状在扩展方向的变化特征。结果表明:1)不同扩展样方间的叶干物质含量(LDMC)、叶C含量(C)、叶N:P比(N:P)差异显著,其中2号样方内LDMC显著高于4号样方,1号样方内C含量显著低于3号和4号样方,1号和2号样方内N∶P显著高于3号和4号样方。比叶面积(SLA)、叶N含量(N)、叶磷含量(P)及叶C∶N比(C∶N)在不同样方间差异不显著。说明毛竹对不同生境做出一定的适应性判断。2)不同年龄毛竹的SLA和LDMC在1号样方内出现显著差异,I度竹显著不同于III度和IV度竹;C含量和N含量在2号样方内不同年龄竹间产生显著性差异。C∶N仅在2号样方内不同年龄竹间差异达显著水平;N∶P在1~3号样方中差异显著,均表现为II度竹中最低,I度竹次之。说明不同年龄毛竹叶功能性状在1号样方内差异性较突出,2~4号样方内叶功能性状的特性可能是由于环境因素的作用消弱了毛竹自身发育间的差异。3)不同扩展样方内SLA与LDMC呈显著负相关关系、N与P呈显著正相关关系,SLA与C、N和P均呈正相关关系,而LDMC与C、N和P呈负相关关系。随SLA和LDMC变化,C变化最大,N次之,P变化最小,说明毛竹叶功能性状间的权衡关系沿扩展方向发生了适应性调整。   相似文献   

干旱胁迫对5个楸树无性系渗透调节物质的影响（英文）     

董蕾  李吉跃  王军辉  谢堃  苏艳 《农业科学与技术》2013,(9):1335-1343

[目的]了解干旱胁迫对楸树（Catalpa bungei）无性系叶片渗透调节物质的影响。[方法]采用盆栽塑料薄膜封盆法,通过土壤含水量与叶水势变化对干旱胁迫程度进行划分,并研究5个楸树无性系在不同干旱程度下叶片渗透调节物质（游离脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白）含量的变化。[结果]通过土壤含水量与叶水势的变化,将干旱胁迫过程分为正常（CK）、轻度（LD）、中度（MD）和重度（SD）干旱,其区间为正常干旱（土壤含水量97.49%,叶水势-0.54MPa）、轻度干旱（土壤含水量59.96%,叶水势-1.28MPa）、中度干旱（土壤含水量34.19%,叶水势-2.32 MPa）、重度干旱（土壤含水量14.52%,叶水势-2.99 MPa）;5个楸树无性系土壤含水量与叶水势拟合关系均以指数拟合最佳,平均R2达到0.989 3（P〈0.001）;5个楸树无性系叶片游离脯氨酸含量随干旱胁迫程度的加剧显著上升（P〈0.01）,其中无性系015-1和无性系7080在SD下分别达到正常状态的34.39倍和33.41倍,达极显著水平（P〈0.001）;无性系1-3则在LD时快速上升,迅速达（855.46±227.52）μg/g Fw;叶片可溶性蛋白含量表现出不同趋势,无性系7080在各阶段均最低,正常状态仅为（1.644±0.137）mg/g Fw,而无性系1-3在CK时可溶性蛋白含量较高,在LD时迅速下降,体现出不同的响应模式。[结论]5个楸树无性系叶片渗透调节物质对干旱胁迫均有一定的响应,以游离脯氨酸为最主要渗调物质,可溶性蛋白为辅,未见可溶性糖有显著贡献;其中无性系7080在各渗透调节物质含量变化上表现出较高的能力,体现出较好的抗旱性,而无性系1-3则对于干旱胁迫响应最迅速。  相似文献   

松嫩草地66种草本植物叶片性状特征     

宋彦涛  周道玮  王平  李强 《勤云标准版测试》2013,33(1):79-88

植物叶片功能性状及其相互关系越来越受到关注.以松嫩草地66种草本植物为研究对象,测量叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量,检验性状间的相互关系,比较不同功能群(多年生根茎禾草,多年生丛生禾草,多年生杂类草,1年生或2年生草本)间性状的差异性.结果表明,叶片厚度变异系数最大,比叶面积、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量之间存在显著的正相关关系;叶片于物质含量与叶片磷含量没有显著的相关关系,与其它叶片性状呈显著的负相关关系;叶片厚度只与叶片干物质含量和比叶面积呈显著的负相关关系,与其它叶片性状不相关.叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮、磷含量在4个功能群间差异显著,叶绿素含量和类胡萝卜素含量在各个功能群间差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草叶片的7个性状差异不显著;多年生根茎禾草和多年生丛生禾草的叶片干物质含量高于多年生杂类草和1年生或2年生草本,其它性状小于这两个功能群.  相似文献   

东灵山主要树种在不同环境梯度下的叶功能性状研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

李颖  姚婧  杨松  侯继华 《北京林业大学学报》2014,36(1):72-77

以不同发育阶段的辽东栎和五角枫为对象,研究了其5 种叶功能性状在不同海拔和不同坡位上的变化。结 果表明:1)2 个树种的比叶面积和叶干物质含量在不同坡位上都表现出显著的差异,比叶面积为下坡位 上坡位, 叶干物质含量与之相反,且不同发育阶段的比叶面积和叶干物质含量随坡位变化的规律性相同,表明不同发育阶 段个体的比叶面积和叶干物质含量对坡位变化的响应相同。叶的氮、磷含量和氮磷比在不同坡位间没有显著差 异,表明坡位对叶的氮、磷元素影响不大。2)树种不同发育阶段的比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量和叶磷含量 随着海拔梯度的变化都有显著差异,且变化规律不同;表明不同树种各发育阶段的叶功能性状对海拔梯度变化的 响应机制不同。氮磷比在不同海拔高度没有显著差异,可能是因为在较小的生境范围内,海拔对其影响较小。   相似文献   

干旱胁迫对苗木蒸腾耗水日变化的影响   总被引：29，自引：4，他引：29  

招礼军  李吉跃  于界芬  Sophie Bertin 《北京林业大学学报》2003,25(3):42-47

采用BP340 0精密电子天平 ,于 2 0 0 2年夏季研究了在不同水分胁迫条件下 ,4种北方主要造林树种苗木的日蒸腾耗水速率及实际耗水量变化规律 .结果表明 ,在正常水分条件下 ,各苗木的日最大耗水速率出现在 10 :0 0— 14 :0 0之间 ,阔叶树种的蒸腾耗水速率远远大于针叶树种 ,是针叶树种的 5～ 7倍 ,苗木的耗水速率排序为 :黄栌 >火炬树 >侧柏 >油松 ;1年生的黄栌和火炬树与 5年生侧柏的日耗水量相差不大 ,是油松的 1倍 .当苗木受到干旱胁迫后 ,苗木的日最大耗水速率会提前 ,蒸腾速率迅速下降 ,但下降幅度不同 ,耗水速率排序为 :火炬树 >黄栌 >油松 >侧柏 .在中等干旱胁迫下 ,油松、火炬树、侧柏、黄栌的日平均耗水速率分别下降了 5 4 0 %、6 8 6 %、87 2 %和 90 2 % ;侧柏和黄栌之间 ,油松和火炬树之间的日耗水量基本相同 ,但侧柏和黄栌只有油松和火炬树的一半 ;干旱胁迫继续加重后 ,油松、火炬树、侧柏、黄栌的日平均耗水速率只有水分正常条件下的 15 7%、12 1%、4 3%和 9 2 % ,日耗水总量下降到 5 %～10 % ,4个树种间相差不大 .  相似文献   

大穗型小麦叶片性状、养分含量及氮素分配特征     

王丽芳  王德轩  上官周平 《勤云标准版测试》2013,33(17):5219-5227

采用田间试验研究了8个大穗型小麦新品系和西农979不同生育期比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)与养分含量的差异性,并对其不同器官氮素积累和分配情况进行了探讨。结果表明,大穗型小麦的SLA和LDMC平均值小于西农979;小麦叶片养分含量由大到小依次为全氮(N)、全钾(K)和全磷(P);成熟期大穗型小麦品系各器官平均氮素积累能力都高于对照,氮素积累量及分配比例的大小顺序为籽粒>茎+鞘>穗草(穗轴+颖壳)>旗叶>倒二叶>余叶;大穗型小麦平均转移率和贡献率较西农979低;抽穗期旗叶SLA和LDMC呈负相关关系,SLA和N含量呈不显著的正相关,和P、K呈极显著的负相关。小麦叶片结构性状与养分含量影响体内有机物质的积累与转运,通过水肥调控措施来提高大穗型小麦养分利用效率的研究需进一步加强。  相似文献