天童常绿阔叶林不同演替阶段常见种叶片N、P化学计量学特征

对天童常绿阔叶林5个演替阶段的13个种类24个植物个体叶片的N、P化学计量学的研究表明：（1）各演替阶段植物叶片的N、P含量变异较大,N含量的值在6.49~14.69mgg^-1之间,P含量的值在0.66~1.13mgg^-1之间,叶片的N∶P值在7.45~16.38之间;总体平均值N为9.43mgg^-1,P为0.86mgg^-1,N∶P为11.17;（2）演替后期的叶片N含量和N∶P比高于演替前期,叶片N含量的变化趋势与N∶P比的变化趋势协同性较好,N∶P的变化趋势能较好地反映不同演替阶段的群落变化特征;（3）叶片N∶P可以作为植物和演替阶段的限制性营养元素的指标,不同演替阶段的群落生长基本上均是受N而不是受P的限制;演替各阶段绝大多数物种新生叶的N∶P都小于成熟的营养叶的N∶P,两者均受N元素的限制,且氮素对新叶的限制性更强,表明新叶容易缺乏氮素而发育不良。

不同C4植物叶片N、P质量分数变化及科、种间差异比较

为了解不同C4植物叶片中N、P质量分数的变化,对已报道的10科34种植物叶片中的N、P质量分数进行了统计和分析。结果表明:不同科、种间叶片的N、P质量分数存在差异,但呈现一定的规律性分布。N质量分数在1.5%～2.0%的植物种类最多,约占总数的29.41%。N质量分数在1.0%～1.5%和2.0%～2.5%范围内的植物数量相近,分别占总数17.65%和20.59%。而N质量分数在3.5%～4.0%和大于4.0%的范围内的植物种类很少,分别占总数的2.94%和2.91%。叶片中P质量分数在(0.75×10-3～1.25×10-3)范围内的植物数量最多,大约占总数的23.53%,而P质量分数在小于0.25×10-3的范围内植物数量最少,约占总数的2.92%。叶片N/P比值在10～15内,植物数量最多,约占总数的29.41%。不同科之间的比较发现,藜科植物叶片中N质量分数较高,达到3.33×10-2,蒺藜科和豆科植物叶片中N元素平均质量分数次之(3.0%～3.1%),最低的为禾本科,仅有1.557×10-2。叶片中P的平均质量分数在蒺藜科中达到最高,约为2.91×10-3,蔷薇科和禾本科次之,分别为2.32×10-3和1.67×10-3,最低的为莎草科,仅有0.74×10-3。藜科植物的N/P最高,达到44.85,豆科植物叶片中N/P次之,为27.45。而蒺藜科的N/P最小,为10.84。以上结果对于探讨C4植物化学计量生态学差异提供了基础统计数据。

九连山常绿阔叶林不同空间分布的植物叶片N、P化学计量学特征

以九连山常绿阔叶林为实验对象,采用样方取样法对群落中的部分植物叶片N、P元素进行测定,并从不同物种、不同生活型、不同生境类型、不同离地高度等多个空间分布的植物叶片N、P元素化学计量学特征进行统计分析。结果表明:(1)九连山常绿阔叶林群落平均含N量为15.91 mg/g,平均含P量为1.17 mg/g,群落的发展主要受P元素的限制,在物种水平上,不同植物叶片中的N、P元素含量差异较大。(2)群落中蕨类植物通常比被子植物叶片的N、P含量低,不同生活型N、P含量呈现的规律为:草本层>乔木层>灌木层。(3)山谷植物N、P总体含量明显高于山脊,山谷植物群落主要受到N元素的限制,而山脊植物则主要受到P元素的限制;在一定离地高度内,植物叶片N、P含量逐渐升高,达到最大值后逐渐下降。

喀斯特山区无籽刺梨叶片N、P化学计量学特征研究

分析贵州喀斯特山区无籽刺梨叶片全氮、全磷及其化学计量学特征随林龄(2、5、8年生)的变化,为研究无籽刺梨可持续发展提供理论基础。运用空间代时间的研究方法,选取立地条件相近的3个林龄的林分,研究无籽刺梨不同林龄叶片和土壤氮、磷生态化学计量学特征。研究结果表明:不同林龄无籽刺梨叶片氮、磷含量分别为24.27~28.47和1.87~3.17 g/kg;土壤氮、磷含量分别为1.62~2.99和0.25~1.38 g/kg。不同林龄无籽刺梨叶片和土壤氮、磷含量差异显著(P 【0.05),且随林龄的增加氮磷含量呈下降趋势。三个不同林龄无籽刺梨叶片氮磷比分别为8.99、12.33和12.98,均小于14,表明研究区无籽刺梨生长主要受氮限制。研究结果可为贵州石漠化地区的生态功能恢复与植被重建提供科学依据。

丛枝菌根对植物叶片δ^(15) N含量影响的数据挖掘分析

为明确丛枝菌根(AM)对植物叶片稳定氮同位素(δ^(15)N)含量的影响,探索丛枝菌根在调控植物应对全球变化方面的重要功能,通过数据挖掘,建立了AM植物和非AM(non-AM)植物叶片δ^(15)N含量数据库,探究了AM对植物叶片δ^(15)N含量的影响。结果表明:AM植物叶片δ^(15)N含量为0.86‰,显著高于non-AM植物叶片的0.50‰。丛枝菌根针对不同植物功能群而言,将植物的AM状况与植物的固氮状况和生长周期结合作为影响因素时,AM都显著影响着植物叶片的δ^(15)N含量。虽然AM没有显著提高固氮植物叶片δ^(15)N含量,但却把非固氮植物叶片δ^(15)N的含量从0.58‰提高到了0.99‰。AM使多年生植物叶片δ^(15)N含量的增加最显著,从0.49‰增加到了0.82‰。可见,丛枝菌根作为与植物长期共生进化的最广泛共生体,对植物叶片δ^(15)N含量有不同程度的影响。

贺兰山东、西坡群落植物叶N、P化学计量沿海拔梯度的格局及群落构建机制

为了研究贺兰山不同气候类型群落植物叶N、P化学计量沿海拔梯度的格局及群落构建机制,以贺兰山东、西坡沿不同海拔梯度的群落植物为研究对象,分析群落植物叶片N、P质量分数的加权平均值与海拔的关系,并通过构建零模型,探究沿海拔梯度贺兰山东、西坡植物群落构建机制。结果表明:贺兰山东坡植物叶片N质量分数和N、P质量分数比的群落加权平均值随着海拔的升高,呈现先增加后降低的趋势,并在海拔1600~2000 m处最高;东、西坡叶片P质量分数均随海拔升高逐渐增加。贺兰山东坡群落叶片N质量分数在中海拔(2000 m左右)处发散,在中高海拔(2600 m左右)处收敛;叶片P质量分数在中高海拔(2600 m左右)处最收敛,叶片N、P质量分数比在中低海拔(1700 m左右)处最发散。而贺兰山西坡植物叶片N质量分数在中高海拔(2600 m左右)处最发散,叶片P质量分数在中高海拔(2700 m左右)处最发散。环境因子不是贺兰山东坡群落构建的主要驱动因素,而是贺兰山西坡群落构建的主要驱动因素,其中,土壤N、P质量分数显著影响叶片N、P化学性状的群落加权方差。

沙坡头油蒿和柠条叶片δ^13C和N含量的季节变化特征

通过对腾格里沙漠东南缘沙坡头人工固沙区油蒿和柠条叶片稳定碳同位素分辨率（△）和N含量的测定，研究了不同种植方式下油蒿和柠条叶片△和N含量的季节变化及其关系。结果表明：在不同种植方式下，两种植物的△与N含量在不同月份之间均存在显著差异。油蒿叶片△极显著高于柠条的：在不同种植方式下，油蒿单种下△显著高于混种，柠条则反之。油蒿叶片N含量极显著低于柠条的：不同种植方式下柠条叶片N含量无显著差异，而单种油蒿叶片N含量则显著低于混种。在△与N含量的关系中，柠条叶片△与N在两种生境、单种和混种下均极显著正相关，说明柠条叶片N含量可以作为其△的替代指标；而油蒿叶片△与N在单种下为正相关，混种及两种生境分别呈不显著正相关及弱的负相关关系，表明植物叶片△与N含量的季节变化及其关系在不同微生境有所差异。

低N胁迫下巴西橡胶实生苗叶片SPAD值、N素营养及农艺性状的变化

对3个品种(GT1、RRIM600、PR107)巴西橡胶(Hevea brasiliensis)实生苗进行不同N素(0%N,50%N,100%N)处理,分析比较叶片SPAD值、N素营养和农艺性状的变化及其关系。结果表明:(1)缺N胁迫明显降低了叶片SPAD值、叶片N含量和硝酸还原酶活性,缩小了叶蓬距、叶面积,且影响幅度随胁迫强度的加大而增大;(2)不同品种橡胶树实生苗对缺N胁迫的响应程度不同,总体上GT1较为敏感,PR107次之,RRIM600较不敏感;(3)橡胶树实生苗叶片SPAD值、叶蓬距、叶面积与叶片N含量、硝酸还原酶活性之间均呈显著或极显著正相关。因此,有可能采用测定叶片SPAD值、叶蓬距和叶面积等简易方法判断橡胶树新生叶蓬的N素营养状况。

黄土丘陵区燕沟流域典型植物叶片C、N、P化学计量特征季节变化

以黄土丘陵区燕沟流域为例,分析了流域8种典型植物叶片C、N、P化学计量特征的季节变化。结果发现,8种植物叶片C含量分布范围在370.2—566.9 mg/g,N含量在9.2—39.0 mg/g,P含量在0.81—2.35 mg/g,C∶N在10.5—52.9,C∶P在186.8—667.5,N∶P在5.7—23.0。叶片平均C、C∶N和C∶P在5月小于7月和9月(P<0.05),而在7月和9月差异不显著;N在5月大于7月和9月(P<0.05),7月和9月差异不显著;P在7月小于5月和9月(P<0.05),5月和9月差异不显著;N∶P在9月明显小于5月和7月(P<0.05),5月和7月差异不显著。叶片C含量受季节因素影响显著,而在物种间差异不显著;叶片N、P、C∶N、C∶P、N∶P受物种和季节因素影响均显著。因此,8种植物中沙棘、黄刺梅和虎榛子采用防御性的生活史策略;刺槐、柠条和狼牙刺采用竞争性生活史策略,铁杆蒿和茭蒿的生活史策略介于上述二者之间;尽管叶片N∶P随生长季节发生明显变化,但研究区植物生长的限制性元素未随生长季节变化而改变。

青藏高原草地植物群落冠层叶片氮磷化学计量学分析

叶片氮(N)和磷(P)的化学计量学研究涉及到植物生态学的众多领域与多个尺度,然而各个尺度上的化学计量学研究并未同步展开。通过对青藏高原47个草地样地连续3年的调查,分析了当地群落水平上的植物叶片N、P含量及其化学计量学特征,并结合温度和降水气候数据研究了N、P含量及N:P比值与这两个气候因子的相关关系。研究结果显示:青藏高原草地群落水平的叶片N含量变化范围为14.8–36.7mg·g–1,平均为23.2mg·g–1;P含量变化范围为0.8–2.8mg·g–1,平均为1.7mg·g–1;N:P比值变化范围为6.8–25.6,平均为13.5。群落叶片N含量与P含量呈显著正相关关系,叶片的N:P比值与P含量呈显著负相关关系,N:P比值的变化主要由P含量变化决定。另外发现:群落水平叶片N、P含量及N:P比值存在着显著的年际变化,叶片的N、P含量及N:P比值与年平均气温之间存在着极显著的相关关系。通过该研究结果推测:P含量较高的变异系数及其与环境因子表现出的显著相关性,在一定程度上体现了植物群落对当地气候条件的一种适应。

便携式测定仪在测定叶片衰老过程中氮和叶绿素含量上的应用

选取哈尔滨地区本地植物华北紫丁香和山槐，以及华北引进种紫穗槐为研究材料，于2003年秋季对3种植物叶片从夏末叶片盛期到秋末叶片脱水变干脱落全过程进行了连续测定。结果表明：1）2种仪器对于表征单位叶面积上叶绿素和N含量的有效性明显高于表征单位鲜质量上叶绿素和N含量。2）尽管PPW-3000和SPAD-502对于表征单位叶面积N含量和各种叶绿素含量具有一定的普适性（R^2=0．51—0．65），但不能有效表征不同植物的种间差异性。因此，使用2种便携式测定仪准确估计N和叶绿素含量需要首先确定每种植物的标准校正曲线。3）当表征同一种植物不同生长时期叶绿素和N含量变化时，2种仪器都适用于表征本地种华北紫丁香和山槐叶片衰老过程的变化（R^2〉0．82）；而对于外地引进种紫穗槐，叶片衰老脱水过程中叶绿素并未同时分解，表征效果欠佳（R^2〈0．66），甚至相关性不显著。可见，便携式仪器更适用于适应本地气候的正常衰老种的相关测定。4）2种仪器比较而言，PPW-3000对于表征叶片N含量变化，尤其是对于叶片衰老脱水过程叶绿素并未同时分解的叶片（如紫穗槐），效果较SPAD-502好；而对于叶片衰老过程中叶绿素同时降解的叶片（如华北紫丁香和山槐），2种仪器效果没有明显区别。

高山草甸坡向梯度上植物群落与土壤中的N,P化学计量学特征

选择甘南亚高山草甸坡向梯度(阴坡、半阴半阳坡和阳坡)的草地为研究对象,测定植物与土壤中全N、全P等的养分,阐明在不同生境下植物与土壤的N,P化学计量特征.结果显示:1)0～20 cm土壤中ω(N)和ω(有机质)在不同坡向阴坡>阳坡>半阴半阳坡,土壤ω(P)以及土壤水分从阳坡、半阴半阳坡到阴坡逐渐递增,土壤的ω(N):ω(P)在半阴半阳坡最低为6.23;20～40 cm土壤中ω(N),ω(P),ω(有机质),土壤水分,ω(N):ω(P)及pH值在不同坡向的变化趋势与0～20 cm的相同,但ω(N),ω(P),ω(有机质)及ω(N):ω(P)均低于0～20 cm土壤的,20～40 cm土壤水分在不同坡向均高于0～20 cm土壤的,不同土层土壤的pH值变化不大.2)植物叶片ω(P)在阳坡为(0.137±0.033)%、半阴半阳坡为(0.163±0.039)%、阴坡为(0.168±0.045)%,不同坡向差异显著(P<0.05);植物叶片ω(N)在坡向上差异不显著,植物的比叶面积从阳坡到阴坡分别为121.58±35.40,143.80±43.53,153.64±41.19 cm^2/g、阴坡、半阴半阳与阳坡差异显著(P<0.05);植物叶片的ω(N):ω(P)在阳坡为17.10,半阴半阳坡为15.4,而在阴坡为13.22,阳坡明显大于阴坡.植物群落在阳坡是P限制,而在阴坡是N限制,在一定程度上体现了植物群落对不同生境的一种适应.

小浪底低山丘陵区植物N素吸收特征及其与土壤因子的关系

为探寻温带地区山地植物N素保存策略，找出影响植物N素回收率的环境因子，以便了解植物保持所吸收养分的机制，以小浪底库区山地为例，研究该区域3种生活型21种典型植物成熟绿叶中的N素含量、枯叶中N素含量以及N素回收效率（NRE）。结果表明：植物成熟绿叶中的N素含量和枯叶中N素含量有显著的正相关关系；所测定的21种植物NRE在17，4％～50．1％之间，平均值为28-8％，多数种的回收效率低于40％。测定的21种植物都属于N素回收不完全植物。不同生活型的植物其回收效率有显著的差异，一般表现为草本〉灌木〉乔木。植物叶片N素含量与土壤有机质，上壤N素含量和土壤含水量呈显著正相关；而NRE与土壤有机质、土壤N素含量和土壤含水量呈显著负相关关系。说明在研究区不利的土壤条件，可以导致植物NRE的提高，植物在不利的环境条件下。可以通过提高NRE等途径来应对环境的胁迫。

维管束植物桂花树叶片对大气氮沉降的吸收研究

本文通过测定维管束植物桂花树叶片的氮含量和氮同位素组成,分析其对大气氮沉降的截留吸收机制。为期一年(2009.03～2010.03)的监测数据显示,桂花树叶片氮含量为1.33%～3.09%,平均值为2.18%;叶片δ15 N为+0.54‰～+3.78‰,均值为+2.29‰。桂花树叶片N%、δ15 N的季节性变化趋势,总体呈现春、冬高,夏、秋低的规律,这与已有的贵阳市雨水监测数据一致。对比不同树冠厚度的叶片样品,发现叶片N%随树冠厚度增加而降低,顶部叶片N%表现为最高(2.39±0.4%),说明桂花树的树冠层对大气氮沉降有明显的截留吸收作用。桂花树顶部叶片δ15 N最偏负,而上覆树冠层最厚的下方叶片的δ15 N最偏正,反映了树冠层在吸收大气氮沉降过程中存在选择性吸收,引起同位素分馏,即树冠层越厚,穿冠水δ15 N越偏正,且分馏程度与树冠厚度成正比,导致下方叶片δ15 N最高。

宁夏草原植物叶片氮磷化学计量特征及其驱动因素

N、P循环控制着草地生态系统植物生长发育及群落结构和功能。为揭示宁夏草原植物N、P化学计量变化规律及其主要驱动因素,测定111个样地中的优势种植物409个样本叶片N、P含量,分析N、P化学计量特征、空间格局及其与气候因子(年均温度、年均降水量)的关系。结果表明,宁夏草原植物N、P含量的算数平均值分别为22.47和1.83mg·g-1,N/P为14.24,宁夏天然草地生长同时受N、P的限制;宁夏天然草地植物叶片N含量和N/P随纬度、年均温升高而增大,随海拔、年均降水量降低而增大,而叶片P含量随年均降水量升高而升高,N、P含量随经度升高而增大;空间分布和水热条件能够解释N、P含量及N/P方差的70.83%,这表明水热是宁夏天然草地植物叶片N、P化学计量特征的主要驱动因素,研究结果可为宁夏草原的管理和生产力的提升提供理论依据。

祁连山中部祁连圆柏叶片氮、磷化学计量特征时空变化

利用在祁连山中部4个海拔梯度带(3 170、3 220、3 320与3 420 m)并跨越整个生长季(5-9月)所采集的祁连圆柏叶片样品,系统性地研究了祁连圆柏叶片氮、磷化学计量特征的时间(季节)和空间(海拔)变化.结果表明,祁连山中部祁连圆柏主要受N元素的限制,叶片w(P)对w(N)∶w(P)的变化起主导作用.随着海拔升高,叶片的w(N)、w(P)极显著降低, w(N):w(P)先降后升;随着生长季的推移,叶片w(N)显著升高, w(P)与w(N)∶w(P)没有显著变化.叶片N、P特征的海拔变异系数极显著大于季节变异系数,说明具有相对的海拔变异性和季节稳定性.海拔对祁连圆柏叶片N、P特征的影响占主要作用,解释变异量可达26.50%~49.86%.季节对其影响较小,解释变异量只有6.53%~9.81%.海拔和季节的交互作用未达到显著水平.海拔变化对外界环境改变的时间尺度为年代际以上,季节变化对外界环境的改变只达到季节尺度.相对于季节尺度,外界环境对祁连圆柏N、P特征的影响主要在年代际尺度以上.

楸树无性系叶片营养元素含量特征分析

对楸树30个无性系叶片的营养元素含量和树高、地径进行测定,并对各元素含量之间以及与树高、地径之间的相关性进行分析。结果表明,楸树常量元素含量特征表现为N>Ca>K>Mg>P,微量元素含量特征表现为Fe>Mn>Na>Cu>Zn;通过相关性分析,部分营养元素与树高、地径之间存在显著或极显著的正负相关性,N元素与树高、地径呈极显著正相关,与树高呈显著负相关的元素有Ca、Mg、Mn,表明N素的多少直接影响楸树幼树的生长,楸树的生长又受Ca、Mg、Mn元素的制约。营养元素中的P与Mg、Zn之间,Ca与Mg、Mn之间,Zn与Mn、Fe之间,Mg与Mn之间,K与Fe之间,Na与Zn之间,Fe与Mn之间均存在着显著或极显著的正相关关系。N/P与树高和地径之间均存在显著相关,30个无性系的平均N/P为16.51,可以作为辅助选择参考指标。

紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆的化感效应

外来入侵植物可以通过淋溶、自然挥发、根系分泌和植株凋落物分解等途径向周围环境释放化感物质,抑制伴生植物的生长、发育。该研究以不同浓度紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)叶片水浸液处理蚕豆(Vicia faba)种子,研究紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆根尖细胞微核、染色体畸变、细胞凋亡、蚕豆幼苗叶片叶绿素和N含量、光合生理特性、生物量的影响。结果表明:(1)紫茎泽兰叶片水浸液处理显著抑制蚕豆根尖的伸长和细胞的有丝分裂,并诱导蚕豆根尖细胞染色体畸变和细胞微核的产生,有丝分裂指数随着叶片水浸液浓度增加而减小,根尖细胞微核率随叶片水浸液浓度增加而增大,高浓度叶片水浸液处理对蚕豆根尖细胞的凋亡及坏死有明显影响。(2)紫茎泽兰叶片水浸液处理引起蚕豆幼苗叶片的叶绿素和N含量显著降低,并导致蚕豆幼苗最大净光合速率和生物量的显著下降。总之,紫茎泽兰叶片水浸液可能引起蚕豆根尖的氧化损伤和抑制根尖的伸长,且叶片水浸液的抑制作用呈现一定的剂量效应。紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆根尖的损伤和抑制作用可能影响了植株对氮素的吸收,进而对蚕豆幼苗光合生理表现以及生物量积累产生显著负面效应。

施氮量对百喜草产草量、叶片含氮量及含水量的影响

研究施氮量与百喜草(PaspalumnotatumFlügge)产量、叶片含氮量和含水量间的关系。结果表明:施氮450kg/hm2百 喜草增产最高,增产342.16%,施氮量90kg/hm2处理的每千克氮增产量最高(79.9kg);随着施氮量的增加,叶片含氮量上 升迅速,当施氮高于360kg/hm2,叶片含氮量趋于平缓,出现饱和现象;施氮450kg/hm2,叶片含水量最高(69.5%);百喜草 产草量、叶片含氮量和叶片含水量与施氮量间呈极显著相关。

基于高光谱成像技术的甜菜叶片氮素遥感估测

为验证高光谱成像技术在甜菜叶片氮素估测方面的可行性,以田间试验为基础,利用高光谱成像系统获取高光谱图像。通过分析不同预处理(Savitzky-golay平滑(S-G)、标准正态变换(SNV)、多元散射校正(MSC)以及一阶微分(FD))下光谱反射率与叶片ρN的相关关系,确定敏感波段,在此基础上,构建偏最小二乘(PLS)模型,探究不同预处理方法对模型的影响。为简化模型,利用连续投影法提取特征波长并构建光谱参数(RDI),分别以敏感波段范围内的全波长,特征波长和RDI为自变量,建立PLS和支持向量机(SVM)预测模型,研究不同输入变量下的模型预测精度。结果表明:甜菜叶片ρN的敏感波段范围为700～900 nm; SNV预处理后,模型的预测效果最好;利用连续投影算法(SPA)提取的特征波长为716、757、789、822和899 nm;基于RDI的SVM模型对甜菜叶片ρN的预测效果最佳,预测集的决定系数为0.78,均方根误差为3.08 g/kg,相对分析误差为1.47。研究为无损、快速、经济估测甜菜叶片氮素营养提供了理论参考。