新生桑枝的枝条和叶片性状关系研究

枝、叶的性状及二者间的关系是植物生态学研究的重要内容之一。采用雾化栽培技术控制环境变化,以桑品种农桑14号的2年生实生苗供试,研究遗传背景下新生桑枝的枝条和叶片性状之间的关系,结果发现:新生桑枝的粗细可以显著影响枝、叶性状,即随着桑枝粗细等级的增大,枝条的长度、基径、横截面面积和体积,桑叶的数量、叶面积和生物量都表现出逐渐增加的趋势;除了叶片均质量外,新生桑枝粗细对不同空间位置上的叶片数量、枝条生物量的影响具有显著差异;枝条的纵向生长和径向生长为异速生长关系,枝条上桑叶的数量与总叶面积为等速生长关系,枝条的总生物量与桑叶的总生物量为等速生长关系。上述研究结果暗示桑树枝、叶性状关系的遗传差异由新生桑枝粗细所表征,即新生桑枝粗细决定着枝条上的叶片数量和叶片的生物量。

热解温度和生物炭粒径对苹果树枝生物炭吸湿性的影响

在300,500和700℃的热解温度下制得苹果树枝生物炭,通过逐级筛分获得<0.15 mm、0.15~0.25 mm和0.25~0.43 mm的小、中和大3种粒径,研究了在不同环境温度(20,30,40℃)条件下热解温度和粒径对苹果树枝生物炭吸湿性能的影响。结果表明,热解温度的升高能够显著(p<0.05)提高生物炭的平衡含水率(EMC),尤其是中等粒径(PGC)生物炭。环境温度对生物炭的EMC也有一定的影响,低环境温度有利于提升生物炭的吸湿性。动力学研究表明,Weibull模型比Peleg、扩散模型、准一级和准二级模型更能预测生物炭的吸湿过程(R2>0.9960,RSS≤0.03)。模拟获得的动力学参数α和β的数值大小表明,热解温度和粒径对苹果树枝生物炭的吸湿速率的影响较小,但环境温度的影响较为显著(p<0.05)。因此,在利用生物炭进行实际土壤水分改善的过程中,应合理的选择生物炭的热解温度和粒径,此外还要考虑环境温度影响。

梭梭和多枝柽柳的末端小枝异速生长特征研究

荒漠植被柽柳和梭梭的叶退化,以绿色的同化枝来进行光合作用,目前对于荒漠植物的小枝和其支撑的非形态学意义上的叶(即绿色同化枝)之间的关系的研究非常缺乏,本文以柽柳和梭梭的末端小枝为对象,给出了小枝尺度上的生物量和同化枝面积估算方程,并对小枝的茎、同化枝生物量分配格局以及小枝大小和同化枝面积大小之间的关系进行研究,旨在探讨2种植物适应荒漠生境的小枝-同化枝大小关系的差异。结果显示:以茎径为自变量,利用幂函数构建的枝生物量和同化枝面积估算方程具有较高的相关性,柽柳方程的幂指数要比梭梭大,表明随着茎径增大,柽柳同化枝面积和枝重的增长幅度大于梭梭。柽柳枝重与茎重、同化枝重以及茎重和同化枝重之间均呈现极显著的等速生长的关系,小枝大小对同化枝、茎的生物量分配没有影响;而梭梭枝重与同化枝重、茎重以及茎重和同化枝重间均存在极显著的异速生长关系,随着小枝增大,茎在生物量分配中更占优势,这表明梭梭对于起到支撑和水分传输作用的茎的需求更大。柽柳的同化枝面积与茎截面积、茎重分别呈现大于1和小于1的极显著的异速生长关系,表明分别以茎截面积和茎重代表小枝大小,小枝支撑的同化枝面积比例随小枝增大有两种不同的变化趋势;而梭梭同化枝面积和茎截面积、茎重间均存在小于1的极显著的异速生长关系,表明小枝越大,小枝支撑的同化枝面积的比例越小。这些结果有助于在小枝尺度上了解柽柳和梭梭这两种植被适应干旱、高温的荒漠环境的功能结构特征。

胡杨异形叶枝叶大小关系对干旱胁迫的响应

【目的】分析胡杨在干旱胁迫下胡杨异形叶枝叶变化,为阐明异形叶形成机制以及对胡杨个体的保育提供参考。【方法】以新疆艾比湖湿地自然保护区内胡杨3种异形叶(卵形叶、近卵形叶和披针形叶)为研究对象,测定18棵胡杨上当年生枝条的横截面积和其上着生叶片的面积、叶片塑型特征以及其余7个水力学性状和叶片解剖性状,并比较它们在不同异形叶之间的差异;采用标准主轴回归比较胡杨异形叶枝叶大小关系的不同,对胡杨枝叶大小关系与水力学性状和叶片解剖性状进行复相关分析。【结果】1)小枝的横截面积和总叶面积呈显著等速生长关系,两者的回归斜率在0.65~1.06之间,与1相比无显著性差异(P>0.05)。2)标准主轴回归结果表明,在3种异形叶间,叶片总面积对枝横截面积的回归存在共同斜率(a=0.83)。共同斜率条件下,回归截距(b)在3种异形叶间存在差异:卵形叶(1.41)>近卵形叶(1.35)>披针形叶(1.25)。3)叶长、叶宽、叶长宽比、最大蒸腾速率、胡伯尔值、气孔大小、气孔密度和栅栏组织厚度在3种异形叶之间存在显著差异(P<0.05),相反,黎明前叶水势和枝比导率没有显著差异(P>0.05)。4)枝叶大小关系与胡伯尔值、气孔大小、气孔密度、栅栏厚度、最大蒸腾速率和黎明前叶水势呈显著复相关(P<0.05)。【结论】胡杨当年生小枝与其上着生总叶面积在营养分配上比例相当,是一种维持水分运输和机械支撑之间平衡的适应策略。在小枝横截面积相同的条件下,其上着生卵形叶的总面积高于近卵形叶,更高于披针形叶。胡杨枝叶大小关系在异形叶之间的变化有利于改善胡杨的水力学特性,从而提高水分运输能力,降低干旱胁迫。

高寒草地狼毒枝-叶性状对坡向的响应

叶大小与小枝大小关系反映了植物对木质部同其所支持的光合作用面积的配置比例关系,不同生境中其生长关系的变异体现植物对异质环境的适应方式。在祁连山北坡高寒草地,利用ArcGIS建立研究区域的数字高程模型(DEM),并提取样地坡向数据,采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation,SMA)方法,研究了不同坡向狼毒(Stellera chamaejasme)种群叶与枝的生长。结果表明:随着坡向由南坡向东坡、西坡和北坡转变,狼毒叶面积、叶片数和枝长度均呈逐渐增加趋势;狼毒叶片数、叶面积与枝长度均呈异速生长关系,枝长度增加的速度大于叶片数和叶面积增加的速度;随着坡向由北坡向东坡、西坡和南坡转变,狼毒叶片数与枝长度的异速斜率逐渐增大,叶面积与枝长度的异速斜率逐渐减小。生境对狼毒枝条与叶片的生长具有显著影响,北坡具有更适宜狼毒生长的生境条件,南坡土壤水分匮乏等不利影响使狼毒枝条与叶片变小,并且单位长度枝条支持更多的叶片。

祁连山北坡霸王枝-叶性状关系的个体大小差异

枝与叶片权衡关系的个体大小差异性,是物种形成不同冠层结构充分利用空间资源的一种策略,有利于植株通过构型调整自身的光合效率和增强竞争力。在祁连山北坡荒漠草地,根据体积将霸王(Zygophyllum xanthoxylum)分为3个大小等级(I级:(植株体积的立方根(d)≤60 cm)、II级(60 cm<d≤120 cm)和III级(d>120 cm)),采用标准化主轴估计方法,研究了不同大小等级霸王种群枝长度与叶面积、叶数量的生长关系。结果表明:随着植株大小等级增大,霸王的枝长度、叶面积、枝横截面积逐渐增大,叶数量呈逐渐减小趋势;霸王枝长度的增长速度大于或等于叶面积的增长速度,枝长度的增加速度大于叶数量的增加速度;随着个体大小等级的增加,霸王枝长度与叶面积的异速斜率、枝长度与叶数量回归方程的y轴截距均显著减小,即植株叶面积与枝长度比值、叶数量的投入均显著降低。为提高资源利用效率,霸王小个体植株倾向于短枝上着生大量的小叶,大个体植株趋向于长枝上着生少量的大叶,随植株大小等级增加,叶面积增加而叶数量降低,对小枝的资源配置具有一定的影响。

薰衣草枝叶性状关系的个体大小依赖

植物枝叶性状的个体大小差异,是植物适应异质性环境所形成的冠层构建策略,对于理解枝叶构建机制及光合生理代谢具有重要意义。于2017年7月下旬,在金水湖湿地公园选择一块薰衣草样地,根据体积将薰衣草(Lavandula angustifolia)分为3个大小等级[I级:植株体积的立方根(d)≤60 cm、II级(60 cm<d≤90 cm)和III级(d>90 cm)],采用一元线性回归方法,研究了薰衣草种群枝叶性状的个体大小依赖。结果表明:随着薰衣草植株大小等级增大,薰衣草的叶面积、枝长度、枝数量和枝横截面积逐渐增大,而叶数量、叶厚度和分枝角度逐渐减小。薰衣草叶面积、枝长度和枝数量与个体大小呈极显著的正相关(P<0.01),枝横截面积与个体大小呈显著的正相关(P<0.05),叶数量和叶厚度与个体大小呈极显著的负相关(P<0.01),分枝角度与个体大小呈显著的负相关(P<0.01)。为提高资源利用效率,大个体薰衣草选择生长少量大而薄的叶片以及分配更多的生物量用于小枝的生长;而小个体薰衣草选择生长多数小而厚的叶片以及短而细的枝条,体现了不同大小等级薰衣草枝叶表型可塑性。