黄土高原典型小流域草地群落功能性状对土壤水分的响应

植物功能性状可以响应生境的变化并决定生态系统的功能,探究植物功能性状间的关系及其随土壤有效水分梯度的变化规律,对认识不同水分条件下植被在群落水平碳水代谢关系和维持水分平衡的生理生态学机制具有重要意义。以甘肃定西典型半干旱黄土小流域草地群落为研究对象,采用排序分析和回归拟合方法,分析了30个代表性草地样地中7个植物功能性状加权均值对土壤有效水分的响应以及响应性状间的相关关系。结果显示:(1)7个性状中,除叶宽与土壤有效水分无明显相关外,叶长、株高、叶面积、比叶面积、叶厚和叶干物质含量均与土壤有效水分显著性相关,可识别为草地在群落水平对土壤水分的响应性状。(2)草地群落通过降低株高,减小叶长、叶面积和比叶面积,增加叶厚和叶干物质含量以适应土壤有效水分减少;其中叶干物质含量的解释度最大,是土壤水分的最优响应性状。(3)除叶厚与叶长无显著相关外,其余功能性状均存在显著相关,说明草地群落的功能性状在土壤水分梯度上已基本形成了一个相互权衡或协同变化的功能性状组合。

荒漠草原植物在氮磷添加下叶功能性状特征及其可塑性

探究荒漠草原植物在N、P添加下叶功能性状特征及其变异,对揭示植被对环境的响应机制至关重要。以宁夏盐池县荒漠草原植物群落为研究对象,分析了N、P添加对植物群落叶片形态和化学性状的影响。结果表明:植物群落叶片氮磷比<14,表明研究区植物生长受到N限制,P添加对植物群落叶片功能性状无显著影响,N+P共同添加显著增加了叶片碳磷比,N添加下植物群落叶面积、比叶面积、叶组织密度和叶片氮含量显著上升,反映了植物在环境的变化下采取了较快的养分循环策略;根据可塑性指数排序结果可知,植物群落叶面积、比叶面积、叶片干物质含量、叶组织密度、叶片碳含量和叶片氮含量为响应N、P添加的敏感性状(PI>0.5),其中变异性较大的性状为叶面积、比叶面积和叶组织密度,表明植物群落主要通过改变自身形态来应对环境的变化;相关性分析结果表明,植物群落叶片性状之间存在显著的相关性,并且表现出应对养分环境变化的协同作用。本研究为预测植物和生态系统对全球变化因素的反应提供了理论依据,对探讨区域植被分布、恢复进程至关重要。

氮添加对宁夏荒漠草原植物初级生产力的影响机制

许多研究探索了与全球变化相关的生态系统功能的变化,但对生态系统功能变化的机制与途径了解较少。初级生产力是生态系统功能的重要组分,但关于氮(N)添加下荒漠草原植物群落初级生产力如何变化以及变化机制尚未明确,N是否通过影响生物多样性来影响荒漠草原初级生产力?为此,本研究在荒漠草原开展了为期4年的N添加控制实验(2018—2021年),试验处理包括对照和4个N添加水平(5、10、20和40 g m^(-2)a^(-1)),研究了N添加对荒漠草原物种多样性、功能多样性、初级生产力及其关系的影响。结果表明:(1)N添加处理(2018—2021年)改变了植物物种多样性及功能多样性,但年际间变化趋势不同。N添加处理第四年(2021年)荒漠草原植物功能多样性(Rao指数)、群落加权平均值-株高、功能均匀度和功能离散度均显著增加,而荒漠草原植物物种丰富度和Shannon-Wiener指数均显著降低。(2)N添加可以通过影响物种丰富度和功能多样性进而间接地促进荒漠草原初级生产力,但群落加权性状值-株高对初级生产力的影响是正效应,而物种丰富度和功能离散度对初级生产力的影响是负效应。(3)生物量比率假说更能解释荒漠草原植物群落初级生产力的变异。我们的研究表明了N添加主要通过改变群落内优势物种的功能性状来调节荒漠草原植物初级生产力。

中国森林叶片功能属性的纬度格局及其影响因素

为了探究森林植物叶片功能属性的地理格局及其影响因素，在2013年7-8月期间系统调查了中国东部南北样带9个森林生态系统的847种植物的叶片面积（LA）、叶片厚度（LT）、比叶面积（SLA）和叶片干物质含量（LDMC），并结合群落结构计算了各属性的群落加权平均值（LACWM、SLACWM、LTCWM和LDMCCWM）。结果显示：847种植物的LA、LT、SLA和LDMC的平均值（士标准误）分别为2860．01±135．37mm2、0．17±0．003mm、20．15±0．43ms蝇。和316．73±3．81mgg^-1.SLA和LDMC表现出了明显的纬度格局，随着纬度增加，SLA逐渐增加，LDMC降低；然而，LA和LT沿纬度的变化趋势不明显（R^2=0．02～0．06）。不同植物类型之间叶片属性的差异是影响LA、LT、SLA和LDMC空间变化的主要因素；叶片功能属性的群落加权值表现出了更加明显的纬度分布格局（R^2=0．46～0．71），这主要受到了气候因素和土壤N含量的影响。本文结果完善了中国区域森林生态系统叶片功能属性地理分布的数据库，同时强调了在研究植物属性空间格局时，考虑群落结构在尺度扩展中的重要性。

Leaf litter decomposition characteristics and controlling factors across two contrasting forest types

Plant leaf litter decomposition provides a source of energy and nutrients in forest ecosystems.In addition to traditional environmental factors,the degradation process of litter is also affected by plant functional traits and litter quality.However,at the community level,it is still unclear whether the relative importance of plant traits and litter quality on the litter decomposition rate is consistent.A year-long mixed leaf litter decomposition experiment in a similar environment was implemented by using the litterbag method in seven typical forest types in Dongling Mountain,Beijing,North China,including six monodominant communities dominated by Juglans mandshurica,Populus cathayana,Betula dahurica,Betula platyphylla,Pinus tabuliformis and Larix gmelinii var.principis-rupprechtii and one codominant community dominated by Fraxinus rhynchophylla,Quercus mongolica and Tilia mongolica.The results showed that there were considerable differences in the litter decomposition rate(k-rate)among the different forest types.The community weighted mean(CWM)traits of green leaves and litter quality explained 35.60%and 9.05%of the k-rate variations,respectively,and the interpretation rate of their interaction was 23.37%,indicating that the CWM traits and their interaction with litter quality are the main factors affecting the k-rate variations.In the recommended daily allowance,leaf nitrogen content,leaf dry matter content,leaf tannin content and specific leaf area were the main factors affecting the k-rate variations.Therefore,we suggest that future studies should focus on the effects of the CWM traits of green leaves on litter decomposition at the community level.