植物功能性状网络:概念体系发展与应用进展

自然界中,任何植物都具有多种多样的功能性状,这些功能性状协同或互补地帮助植物适应外界复杂多变的环境。因此,多种功能性状间的复杂关系变化规律,很大程度上可以体现植物生存、生长和繁殖等方面的适应策略及其对环境的响应机制。目前,大多数研究局限于单一或特定几个性状间的简单关系,多维度思维及其量化方法在植物功能性状研究中还非常罕见,制约了人们对植物多维度适应机制的深入认知。传统的分析方法,如相关分析、主成分分析、通径分析、结构方程模型等,都难以阐明多种功能性状间的复杂关系。针对该科学难题,科研人员创新性地引入多维度网络分析理念、发展了“植物功能性状网络”的理论体系(Plant trait networks,PTNs),拓展了从功能性状网络的角度揭示植物适应策略的新方法。植物功能性状网络被定义为由多种功能性状间相互关系构成的多维度网络,它采用其自身的整体特征或节点特征来表征植物性状之间的复杂关系、以及植物个体、功能群、群落对环境变化或干扰等的响应与适应途径。在此基础上,科研人员发展了PTNs的5个网络整体参数和4个核心节点参数,并定义了其生理生态意义。植物功能性状网络分析具有多维度捕获和可视化植物多性状间关系的潜力,为揭示植物对环境或资源变化响应与适应策略提供了全新的视角。本文在介绍PTNs的概念、理论、参数和方法的基础上,结合中国东部南北森林样带数据和全球叶片功能性状数据等,从多个角度阐述了PTNs的科学性与适应性。在深入解读先前植物功能性状网络概念体系、理论意义和潜在挑战的基础上,结合最新应用进展进行了补充,希望通过广泛讨论,完善植物功能性状网络概念体系,为探究植物不同尺度的多维度适应机制、及其对全球变化的响应等问题提供新的解决方案,切实推动植物功能性状领域的发展。

植物功能性状对环境的响应及在森林经营中的应用

植物功能性状被概括为能够影响生态系统功能并且能够反映植物对环境响应的核心植物性状,是植物因为遗传特性或基于可塑性与环境耦合,形成特定的生理、形态方面的性状,更强调植物与生态系统和环境的关系,植物功能性状能够反映植物对环境变化的响应,在环境与植物间以核心植物属性发挥着中介作用。植物功能性状研究在生态学领域取得了丰硕成果,其对环境响应的规律逐渐明晰,但目前研究主要集中于生态学基础理论上,其应用研究较少且分散,缺少系统的梳理与总结。本研究对植物功能性状的发展与分类进行回顾与整理,在剖析植物功能性状定义的基础上,总结出常见的分类依据包含植物的器官或部位、功能性状获得的难易程度、植物的生存策略、性状与环境的关系、形态和生理特征5大类,并指出植物功能性状的分类系统有待补充与调整;进而结合森林经营的需要,考虑到直观性与可操作性的要求,采取器官分类的方式,对研究较为集中的功能性状进行论述,包括叶功能性状、枝干功能性状、根功能性状与繁殖性状对环境的响应;最后探讨植物功能性状在森林经营中具有为森林更新的树种选择提供依据、为森林采伐的结构调整提供指导、为森林防火与生态保护提供预警、为森林生产力提供有效预测4方面的应用,并从森林经营角度对植物功能性状的应用进行思考与展望。以期为植物功能性状对环境的响应研究以及其在森林经营中的应用提供一定的理论指导。

亚热带次生常绿阔叶林植物功能性状及多样性对人工抚育的响应

亚热带次生常绿阔叶林普遍存在生长滞缓、固碳功能和经济价值低下等问题,迫切需要通过人工抚育提高其生态系统功能。对植物功能性状及其多样性的深入研究,能够找寻植物共存与群落稳定发展的内在机制,为提升森林生态系统功能的实践提供基础。为了探究人工抚育对亚热带次生常绿阔叶林质量提升的影响,以杭州午潮山国家森林公园内的次生常绿阔叶林为研究对象,实施了不同强度的抚育措施,通过群落植被复查,分析群落植物功能性状以及功能多样性对不同强度人工抚育的响应。结果发现:抚育2年后,群落最大潜在树高与叶片氮、磷、钾含量显著上升,而叶片干物质含量和叶片叶绿素含量均有显著下降,比叶面积有下降趋势,两种强度的抚育之间差异不显著;叶片干物质含量、叶绿素含量与叶片氮含量间的相关性由不显著变为了显著负相关,而叶片干物质含量与叶片叶绿素含量,叶片磷、钾含量与叶片氮含量,叶片磷含量与叶片钾含量间的相关性由不显著变为显著正相关;在20%强度抚育下,功能丰富度指数均值从对照的0.52显著下降为0.16,功能均匀度指数与功能分离度指数的均值则分别上升到0.61和0.67,显著高于对照组的0.51和0.56;在10%强度抚育下,功能丰富度有所下降,功能均匀度与功能分离度均有所上升,但差异不显著。研究表明,人工抚育在一定程度上改变了群落水平的植物功能性状与功能多样性,提高了群落植物利用资源的能力和效率;而适度的抚育强度更能解放资源空间,对群落产生的影响更加明显。该结果为亚热带次生常绿阔叶林的经营与管理提供依据与参考。

红树植物功能性状对盐和铜胁迫的响应

目前,室内通过人工控制方式开展红树林对环境胁迫的响应研究,忽视了不同红树植物物种的生长习性,且以单一胁迫为主。通过野外生长与人工控制相结合方式,研究5个时期(2018.6—2020.8)盐和铜胁迫对3种红树植物(秋茄、拉关木和木榄)11种功能性状的影响,使用单因素和双因素方差分析研究不同时期不同树种下盐和铜胁迫对叶片功能性状的影响,回答红树植物功能性状对盐和铜单一及复合胁迫响应的科学问题。结果表明,不同时期下,三种红树植物功能性状具有明显差异。随着时间增长,三种植物的碳含量和冠层高度均呈升高趋势,其他功能性状因物种不同而表现出不同趋势;与乡土红树植物(秋茄和木榄)相比,外来入侵物种(拉关木)具有更快的生长速度。不同时期下,拉关木比秋茄和木榄具有更好耐盐性,三个物种的植物生长发育对铜胁迫的响应均不敏感。大部分时期下,单一盐胁迫对拉关木的植物功能性状无显著影响(P<0.05),对秋茄和木榄的碳含量、冠层高度和比叶面积有显著影响(P<0.05);单一铜胁迫对三个物种的绝大多数功能性状无显著影响。另外,盐-铜复合胁迫对秋茄叶片碳、磷、氮磷比及冠层高度有显著影响(P<0.05),对拉关木叶片碳、铜含量、冠层高度、比叶面积有显著影响(P<0.05),仅对木榄SPAD值有显著影响(P<0.05)。在红树林保护修复工作中,研究成果可为红树林退化原因和机理阐释、红树林生长监测评估、生境治理以及树种选择提供一定的理论依据。

基于植物功能性状的土壤侵蚀退化修复框架

当前,我国水土保持林草措施正在积极向提升生态功能为目标转变。为实现这一目标,管理者和工程师需要明确的生态学理论和方法作为指导。通过综述植物功能性状对侵蚀胁迫的响应和对土壤功能的影响机制,验证基于性状响应-影响的生态修复框架在土壤侵蚀治理中的2个关键理论:1)植物性状的变异体现植物对侵蚀退化环境的适应性;2)植物性状显著影响土壤生态过程。进而提出基于植物性状响应—影响的侵蚀退化修复框架。该框架将植物性状对环境变化响应纳入性状对生态系统影响的分析,根据恢复的水土保持服务目标,选择具有影响上述功能的特定植物性状,选择不受侵蚀(或物种间相互作用)胁迫或具有抗逆性的性状进行植物配置。该框架能扩宽当前土壤侵蚀植被治理的研究思路和实践领域,对提升我国的水土保持林草措施具有重要参考意义。

热带云雾林植物功能性状对环境变化的年际响应

为了研究植物功能性状对环境变化的响应有助于理解植物对环境的适应策略,以海南热带雨林国家公园霸王岭片区的热带云雾林为研究对象,在2011年及2021年对21个20 m×20 m固定样地内DBH≥5 cm木本植物进行群落学调查,测定个体、物种和群落水平的植物功能性状及环境因子,分析植物功能性状和环境条件的变化,探讨环境因子对功能性状的影响规律.结果表明:(1)与2011年相比,2021年热带云雾林土壤全氮(TN)、有效氮(AN)含量显著增加,土壤有机质(SOM)、全磷(TP)、有效磷(AP)含量显著减少.空气最高温呈上升趋势,平均空气相对湿度、最低空气相对湿度呈下降趋势.对环境因子进行主成分分析,2011年负荷值较大的环境因子分别为土壤全氮、土壤全磷、土壤有效氮及最低空气相对湿度,2021年负荷值较大的环境因子为土壤有机质、土壤全磷、最高空气温度及最低空气相对湿度;(2)与2011年相比,2021年植物叶绿素含量和叶片厚度在个体水平显著增大,比叶面积显著减少;叶片厚度、叶绿素含量、茎全氮含量、叶片全氮含量在物种水平显著增大,茎可溶性糖含量、叶全磷含量显著减少;叶绿素含量、叶片厚度、茎全氮含量、茎全磷含量、叶全氮含量在群落水平显著增大,茎密度、茎可溶性糖含量、叶全磷含量显著减小;(3)多元逐步回归分析发现,土壤养分含量(如土壤有机质、全磷含量、有效氮含量等)和气候因子(如最高空气温度、最低空气相对湿度等)共同影响植物个体、物种及群落水平功能性状变化,土壤养分因子作用较大,土壤磷胁迫的加剧是影响各个群落组织水平功能性状变化关键因子.

系统发育和植物功能性状对新疆木本植物开花物候变化的影响

为揭示系统发育和植物功能性状对新疆木本植物开花物候的影响,以新疆乌鲁木齐、伊宁和喀什三地典型植物园或公园的木本植物为研究对象,利用系统发育信号值和系统发育广义最小二乘模型(Phylogenetic Generalized Least Squares, PGLS),探究开花物候分布特征、谱系保守性以及功能性状的贡献率。结果表明:(1)新疆木本植物开花期集中在3月31日至4月20日,持续时间为(13.03±0.38)d。乔木、肉质果、彩色花和风媒植物分别比灌木、非肉质果、非彩色花和虫媒植物的开花早。(2)亲缘关系越近的物种开花物候特征越相似,系统发育信号值Pagel’sλ为0.67~0.74。(3)果实类型、花色和传粉方式与开花物候最相关,解释度为17.4%~31.6%。本研究证明系统发育和植物功能性状均能影响新疆木本植物开花物候,研究结果对阐明干旱区生物多样性维持机制和虫植关系具有重要意义。

内蒙古典型草原植物功能性状对刈割与氮添加响应的年际间差异性

植物功能性状调控植物响应环境条件变化,但也因受其影响而具有生态系统间和年际间差异。本研究基于内蒙古典型草原4年的刈割与氮添加试验,分析探讨了植物功能性状对刈割与氮添加的响应及年际因素和试验处理对其的影响强度。研究对象包括羊草(Leymus chinensis)、克氏针茅(Stipa krylovii)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)3种优势植物的植株高度、叶面积、叶片碳氮含量等10种功能性状。结果表明,刈割显著降低了植物的植株高度,且刈割、氮添加及二者结合的处理均提高了植物叶片的氮含量并降低了碳氮比。然而,刈割和氮添加对植物功能性状的可塑性影响很小。同时,研究发现植物功能性状及其对处理的响应存在显著的年际间变异性,这主要是由于降水量年际差异的潜在影响。这表明,增强的降水量年际波动会增加预测植物功能性状和植物功能响应的难度,而考虑土地利用方式背景有助于实现准确预测。

天山森林不同功能型植物功能性状沿海拔梯度的变化规律

植物功能性状是联系植物个体特性、生态系统功能以及群落结构的桥梁。为探讨不同海拔梯度下天山森林不同功能型植物功能性状的一系列改变,本文分析了43个固定样地内的草本层以及木本层(包含灌木和乔木)的植物功能性状特征。结果表明:不同功能型物种叶片碳含量、植株高度、叶干物质含量、细根碳含量均表现为乔木最大、灌木次之、草本最小,叶片氮含量、叶片氮磷比、叶绿素含量、细根氮含量均表现为草本>灌木>乔木。灌木和乔木叶片碳氮比、细根干物质含量2个性状差别较小,但均明显高于草本。叶片磷含量和比根长在各功能型物种间无明显差异。在海拔梯度上,由于土壤、气候及种间交互等因素的筛选过滤,不同功能型物种随着海拔变化呈现出的变化模式存在很大差异,且大多呈直线和多项式分布。本研究结果可为天山森林的经营管理提供参考。

锡林河流域滨河带湿地植物功能性状及差异研究

作为河流景观重要组成部分的滨河带,是河流水体系统与相邻陆地之间的界面或生态过渡区。湿地植物及其群落在维系湿地生态系统稳定性及功能方面具有重要作用。本文通过对比锡林河流域滨河带上游、中游、下游以及放牧干扰下湿地植物20种功能性状,在流域尺度上探究滨河带湿地植物功能性状对环境和放牧强度的响应,研究表明:锡林河流域滨河带不同河段湿地植物各功能性状变异系数波动范围较大,其中叶片碳含量(LCC,Leaf Carbon Concentration)变异系数最小为0.05,变异系数最大的是光合速率(Pn,Photosynthetic Rate),其值为2.64;湿地植物的结构性状与生理性状之间通过互补与替代、在功能上的平衡实现对环境的适应;湿中生草本、中生草本、旱生草本植株高度在退化样地显著低于轻微退化样地;植物株高、叶片LCC/LNC(Leaf Carbon Concentration/Leaf Nitrogen Concentration)、LNC/LPC(Leaf Nitrogen Concentratio/Leaf Phosphorus Concentration)在五种共有植物种芦苇(Phragmites australis)、扁穗草(Blysmus rufus)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)、小糠草(Agrostis alba)、疗齿草(Odontites vulgaris)群落之间均存在显著差异;锡林河流域滨河带湿地植物在不同放牧梯度下,无论是在功能群水平还是植物共有种水平,对退化程度均表现出不一致的响应。

不同刈割高度对人工草地植物功能性状的影响

刈割是草地利用和管理中的一种重要方式,而刈割技术,包括刈割高度一直是草地生态学和草地管理学研究和关注的热点论题。研究刈割高度对于优化草地管理、提升牧草产量与品质、维护草原生态系统健康以及促进畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究以混播人工草地为研究对象,开展了不同刈割高度(CK:不刈割;M14:留茬高度14 cm;M10:留茬高度10 cm;M6:留茬高度6 cm;M0:留茬高度0 cm)对羊草(Leymus chinensis)、无芒雀麦(Bromus inermis)和杂花苜蓿(Medicago varia)3种混播牧草植物功能性状影响的研究,旨在对混播人工草地的混播牧草组合进行选择,对草地的科学管理及其可持续利用具有理论意义和实践价值。结果表明:不同刈割高度对混播人工草地的禾本科牧草(羊草和无芒雀麦)功能性状有不同的显著影响,而对豆科牧草(杂花苜蓿)功能性状无显著影响。留茬高度10 cm下,羊草的植株高度显著增加(P<0.05),无芒雀麦植株地上生物量、茎质量、叶总长、总叶面积和总叶质量显著降低(P<0.05);羊草植株高度、地上生物量、茎质量、总叶质量、总叶面积和叶总长在留茬高度10 cm下显著高于留茬高度0 cm处理(P<0.05)。羊草和无芒雀麦的茎质量、总叶质量、地上生物量、总叶面积等性状在响应刈割处理时为敏感指标。羊草和无芒雀麦性状对刈割响应的可塑性指数与其变异性之间的关系随着响应程度增大,变异性先减后增;而杂花苜蓿随着刈割响应程度的增大,其变异性减小。3种牧草个体地上生物量与总叶面积、总叶质量、茎质量等性状之间均表现出极显著正相关关系(P<0.01)。总的来说,留茬6~10 cm对3种牧草多个功能性状有积极作用。针对内蒙古半干旱地区,羊草、无芒雀麦与草原2号杂花苜蓿的混播旱作人工草地中进行割草利用时,建议将留茬高度设定在6~10 cm。

石蒜属植物功能性状的系统发育信号及黄花石蒜对环境变化的响应研究

石蒜属(Lycoris)为多年生草本植物,该属植物全世界约20种,其中中国的种类最多,约15种,主要在我国南方的阴湿山坡地区有分布。其全草含有的石蒜碱可作为治疗小儿麻痹症的重要药物。由于石蒜属植物独特的生理习性以及花形,常被用作林下地被花卉和理想的切花材料。然而,在以往的研究多关注于石蒜属植物的经济和药用价值,对于植物本身的功能性状系统发育研究及其对环境变化的响应尚缺少较为系统的评估。因此,本文主要介绍石蒜属植物功能性状及其对环境变化的响应,将从石蒜属植物功能性状、系统发育信号和全国分布3方面来阐述中国石蒜属植物功能性状的系统发育信号及其对环境变化的影响,在今后的研究中将着重探讨以下几个问题:1) 不同种石蒜植物受不同进化历史影响是否也会表现出系统发育信号呢?2) 植物功能性状的发生和发展是否受到环境因素的显著影响?3) 黄花石蒜受环境影响在空间上的生态策略。

植物功能性状与森林生态系统服务的关系研究综述

植物功能性状途径是揭示生物多样性与生态系统服务关系的重要视角,尽管植物功能性状与生态系统服务的关系在单一地点的研究取得突出进展,但对于植物功能性状与生态系统服务的关系仍缺乏整体认识。以森林生态系统为对象,通过系统文献检索及筛选,收集了216篇文献,应用整合分析和二分网络分析等方法,探讨了植物功能性状对森林生态系统服务及其权衡与协同关系的影响。结果表明:植物叶片功能性状关注最多,占研究性状数量的48%,生态系统服务中关注最多是生物量、土壤肥力、病虫害控制和固碳服务;81.1%的植物功能性状与生态系统服务关系组表现为稳定的正向或负向关系,而关联植物功能性状多的生态系统服务(生物量、固碳服务、土壤水分、土壤肥力和病虫害控制)往往与植物功能性状表现为不稳定关系;森林生态系统中存在6组"植物功能性状-生态系统服务簇(简称"性状-服务簇"):水循环相关的性状-服务簇、土壤保持相关的性状-服务簇、物质生产相关的性状-服务簇、灾害控制相关的性状-服务簇、养分循环相关的性状-服务簇和授粉相关的性状-服务簇,揭示了各性状-服务簇内生态系统服务的权衡或协同关系以及与各性状-服务簇关系密切的植物功能性状。该研究从总体上阐明了植物功能性状与森林生态系统服务关系的研究重点和进展、揭示了植物功能性状对森林生态系统服务影响效应的方向和强度,可为深化森林生态系统服务形成机制认识以及协调生态系统服务权衡关系提供科学依据。

植物功能性状与环境和生态系统功能

植物性状反映了植物对生长环境的响应和适应,将环境、植物个体和生态系统结构、过程与功能联系起来(所谓的“植物功能性状”)。该文介绍了植物功能性状的分类体系,综述了国内外植物功能性状与气候(包括气温、降水、光照)、地理空间变异(包括地形地貌、生态梯度、海拔)、营养、干扰(包括火灾、放牧、生物入侵、土地利用)等环境因素,以及与生态系统功能之间关系的研究进展,探讨了全球变化(气候变化和CO2浓度升高)对个体和群落植物功能性状的影响。植物功能性状的研究已经取得很多成果,并应用于全球变化、古植被恢复和古气候定量重建、环境监测与评价、生态保护和恢复等研究中,但大尺度、多生境因子下的植物功能性状研究仍有待于加强,同时需要改进性状的测量手段;我国的植物功能性状研究还需要更加明朗化和系统化。

围封与放牧管理对高寒草甸植物功能性状和功能多样性的影响

植物功能性状能够响应生存环境的变化并直接决定着生态系统功能。为了揭示围封与放牧管理对物种共存和驱动群落构建的影响机理,该研究以青藏高原东缘高寒草甸为对象,分析了围封与放牧处理对植物功能性状和功能多样性的影响。结果显示:(1)在群落水平,放牧显著降低了比叶面积和植物高度;在物种水平,放牧群落中多数杂类草比叶面积减小,而莎草类和禾草类的比叶面积在处理间无显著差异。(2)叶干物质含量与比叶面积在围封和放牧处理中均呈显著负相关关系,在放牧处理中,叶干物质含量与植物高度呈显著的二次函数关系,即随着叶干物质含量的增大,植物高度先减小后增大;在同等比叶面积的情况下,与围封相比,放牧降低了叶干物质含量;在相同叶干物质含量的情况下,与围封相比,放牧降低了植物高度。(3)放牧在总体上降低了种间性状的平均差异,植物性状表现出趋同响应,具体表现为放牧减小了叶干物质含量和植物高度的种间差异;与围封相比,放牧显著提高了功能均匀度,减小了功能分离度。研究表明,不同植物种对放牧的响应模式存在差异,放牧降低了种间对光资源的竞争,可能增加了对土壤养分的竞争,放牧驱动群落构建的过程中,土壤养分是非常重要的作用因子,说明放牧影响物种共存依赖于对多种资源的竞争。

植物功能性状对环境的响应及其应用

综述植物功能性状对环境因子(降水、温度、光照、土壤肥力及大气成分)的响应、植物功能性状之间的关系及其对环境的响应,探讨植物功能性状在全球叶片经济型谱、生态系统结构与功能、干扰响应与恢复、模型模拟、植物功能型/群及系统发育与进化等研究中的应用。提出植物功能性状研究的方向及所面临的问题。

黄土丘陵区植物功能性状沿气候梯度的变化规律

选取黄土丘陵区延河流域147个物种,对10个与植物形态、生理相关的叶片和细根功能性状(叶大小、叶长宽比、叶厚度、叶干重、比叶面积、叶组织密度、叶氮含量、细根比根长、细根组织密度和细根氮含量)进行了测定,并对功能性状与气候因子的关系进行了分析。结果表明:(1)水热条件是影响研究区植物功能性状的重要因子,其中降雨为主导因子。物种水平上,植物功能性状随着环境的变化而变化,如叶氮含量随着温度指标(最冷月均温、生长季均温、年均温、最热月均温、温度季节变化的增加而增加;(2)不同生长型功能性状在环境梯度下存在差异,表现为草本植物相对木本植物有更小的叶组织密度以及更大的叶面积、比叶面积、叶片氮含量、根氮含量和比根长,表明不同生活型植物对环境的适应能力明显不同;(3)不同类群植物对环境条件变化的响应不同,表现为适应方式的分异和趋同。该结果为探究黄土高原植物对环境的适应机制提供理论依据。

植物功能性状及其叶经济谱对城市热环境的响应

【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。

陕北黄土高原刺槐植物功能性状与气象因子的关系

为阐明刺槐植物功能性状在黄土高原不同环境下的变异规律,探明刺槐对黄土高原环境的适应策略,对陕西省境内从中部向北的14个县(市、区)的刺槐植物功能性状进行测定与统计分析。研究了不同生境刺槐植物功能性状的种内差异、刺槐功能性状间的相关关系及气象因子对刺槐植物功能性状的影响。结果表明:(1)除叶氮含量(LNC)、根组织密度(RTD)和根氮含量(RNC)在各采样点之间的差异不显著之外,其他8个性状在各采样点之间均表现出显著的差异(P<0.05)。(2)刺槐植物功能性状相互之间都有一定的相关关系,比叶面积(SLA)与叶厚度(LT)、叶组织密度(LTD)和比根长(SRL)呈极显著负相关关系,根磷含量(RPC)与叶磷含量(LPC)和比根长(SRL)呈显著正相关关系,根组织密度(RTD)与比根长(SRL)呈极显著负相关关系。(3)逐步回归分析结果表明,不同的气象因子对刺槐植物功能性状的影响是不同的,对刺槐植物功能性状影响最大的气象因子是年均降水量(MAP)、年均温度(MAT)和年日照时数(ASR)。

西藏草地植物功能性状与多项生态系统服务关系

针对植被功能性状与生态系统服务功能之间的相互关系,构建了西藏草地株高和可食性两种功能性状的9项指标,并基于土壤和植物采样,分析了9项植物功能性状指标和5项生态系统服务指标间的相关性,探讨了4种机制(Mass ratio,Selection,Niche complementarity及Insurance)在西藏草地的适用性。结果表明,9项功能性状指标中,株高Rao和可食种与所有种株高CWM比分别与土壤有机碳、土壤全氮和土壤含水率3项生态系统服务指标呈显著负相关及显著正相关。说明群落植被对光能竞争的互补性及可食性状植株在群落中的光能资源相对竞争力,与土壤固碳、肥力供给及水源涵养有显著相关关系。而群落可食种、优势种、优势种与次优势种对光能资源竞争力水平,可食植株多样性、可食植株在群落中的优势度及其光能资源竞争力均值,对草地生态系统服务无显著影响。西藏草地植物功能性状对多项生态系统服务的影响机制从光能资源竞争角度更符合Niche complementarity和Insurance理论,而从可食功能性状角度更符合Mass ratio和Selection理论。