高海拔地区自然莼菜叶经济性状对水环境的响应

探究自然莼菜对水环境的响应策略,可以为科学保护莼菜自然群落提供理论依据。本研究以滇西腾冲北海湿地的自然莼菜群落为对象,根据莼菜的生长态势及北海湿地的水环境状况,选择17个采样点,测定莼菜的叶经济性状以及采样点的水环境因子,检测莼菜叶经济性状与水环境参数间的关系,探讨高海拔地区自然莼菜对水环境的响应策略。结果表明:与100%盖度相比,盖度为60%~70%的莼菜具有更大的叶片面积以及更低的氮、磷、铁和锌质量分数(P<0.05)。水体溶解氧含量、氮体积分数、磷体积分数、铵态氮体积分数以及水温是影响莼菜叶经济性状的主要水环境因子。光合速率与水体溶解氧含量、铵态氮含量以及硝态氮含量呈显著正相关(P<0.05)。叶片厚度与生化需氧量呈显著正相关;叶片面积与水体溶解氧含量、铵态氮含量及水温呈显著正相关,而与生化需氧量、化学需氧量以及高锰酸钾指数呈显著负相关(P<0.05)。莼菜叶片氮质量分数与水体的氮体积分数及水体的铵态氮体积分数呈显著正相关(P<0.05);叶片磷质量分数与水体氮体积分数呈显著正相关,而与水体溶解氧含量、水温呈显著负相关(P<0.05);叶片氮磷比与水体溶解氧含量及铵态氮含量呈显著正相关,而与化学需氧量及高锰酸钾指数呈显著负相关(P<0.05)。其余的莼菜元素质量分数,包括钾、镁、硅、钙、铁、锌,主要与水体的溶解氧含量、水温及水体的氮、磷等营养条件相关。本研究结果为莼菜自然群落的保护提供了科学依据。

玉米叶片经济和水力性状及其关联性对氮肥和水分的响应

【目的】研究叶片经济性状和水力性状的变异性及权衡策略是揭示植物适应环境变化机制和水碳模拟的基础。分析不同氮(N)肥和水分供给下玉米叶片经济性状和水力性状的变异性及相关性,及这些叶片性状与整株植物行为间的关系,以揭示同一物种内不同氮、水有效性下叶片经济性状和叶水力性状间的关系,并探讨叶片性状预测整株生物量和水分利用特征的可能性。【方法】采用二因素三水平的盆栽试验,其中氮肥水平包括不施氮肥(N0)、播种前施N 0.2 g/kg干土(N1)、播种前和五叶期各施N 0.2 g/kg干土(N2);水分供应水平包括充分灌水(W2)、中度水分胁迫(W1)和重度水分胁迫(W0),土壤含水量分别维持在田间持水量的75%~80%、50%~55%和30%~35%约3周,共9个处理。主要测定项目包括叶经济性状[比叶质量(LMA)、叶厚度(LT)、组织密度(TD)、质量基础上的氮含量(Nmass)和面积基础上的氮含量Narea]及水力性状[叶脉密度(VD)、气孔密度(SD)、气孔长度(SL)和最大气孔导度(gwmax)]。【结果】施氮显著增加了LMA、Nmass、Narea、VD、SD、SL和gwmax(P<0.05),灌水显著提高了LMA、TD和Narea(P<0.05);在3种氮水平下,W2处理的LMA和TD均较W0处理增加;在N0和N1下,W2处理的SD和gwmax亦较W0处理增加,但在N2下,W2处理的SD和gwmax则低于W0处理,氮、水间的交互作用对LMA、TD、SD和gwmax的影响达到显著水平(P<0.05)。不同氮、水条件下叶经济性状和水力性状间是紧密耦联的,表现在Nmass和SD、gwmax之间、Narea与gwmax之间呈显著正相关(P<0.05)。影响生物量的主要叶性状为Narea、Nmass和VD,影响耗水量的主要为Narea、Nmass、gwmax和LT;影响水分利用效率的主要为Nmass、LMA、LT和VD。【结论】玉米叶片氮含量与气孔密度、最大气孔导度间存在高度协调性,这种协调性增加了玉米对不同资源有效性的适应性;利用叶片性状可预测不同氮、水供给下玉米的生物量和水分利用特征。

石湖园林植物LES性状对水分环境响应的研究

园林植物作为城市绿化主要参与者维护城市生态与环境系统健康与稳定。而园林植物选择往往遵循经验或主观意见,缺乏科学基础理论支撑。叶经济谱作为一种植物资源权衡策略(Trade-off)量化指标,反映植物对外界环境变化响应和植物表现型性状之间关联,可应对不同环境因素时选择合适的植物种类。为探索植物叶经济谱性状对水分环境响应,以石湖风景区内9种典型园林植物为研究对象,从不同角度分析其性状变量因子在水分环境变化下权衡关系。结果表明,香樟、南天竹、红枫、榔榆属于"快速投资-收益"型物种,紫薇、石楠、银杏、桂花、毛鹃属于"缓慢投资-收益"型物种。可知,园林植物对水分环境变化响应具有差异性,为石湖风景区未来植物景观提升策略制定提供理论依据。

中金杨幼苗叶功能性状与碳氮分配对氮添加的响应

氮沉降对森林生态系统产生了重要影响,但树木个体对氮沉降的生理生态响应过程和机制有待进一步明确。为探究杨树幼苗功能叶经济性状、植株生长以及生物量和碳氮分配对氮添加的响应,本文以欧美杂交杨中金杨2号(Populus×euramericana‘Zhongjin2’)幼苗为材料,研究了连续2年氮添加梯度处理(0、3、6和9 g NH_(4)NO_(3)·a^(-1)·plant^(-1))对其叶片光合速率、叶经济性状、生长以及器官间碳氮分配的影响。结果表明:氮添加第一年,随氮添加浓度增加,中金杨叶片变大变薄,叶肉组织厚度显著降低,单位叶面积的净光合速率和气孔导度则随氮添加浓度增加而先升后降,而蒸腾速率、瞬时水分利用效率和光合氮利用效率不变;单株生物量和碳氮元素积累量显著增加,茎器官的碳投资显著增加而根的碳投资显著降低;氮添加第二年,功能叶光合固碳速率随氮添加量增加更快达到饱和,且高剂量氮添加处理表现出氮毒害现象;仅低量氮添加处理的单株生物量积累显著增加,并且进一步增加了对茎器官的碳投资,而中高剂量氮添加的根系生长明显受到抑制。氮添加下中金杨叶片耗水增加导致的茎输水需求增加可能是驱动向茎碳投资的原因之一,而持续降低的根冠比可能会降低其对干旱等逆境的抵抗力。