模拟大气氮沉降对中国森林生态系统影响的研究进展

人类活动加剧了活性氮的生产和排放,并导致氮沉降日益增加并全球化。目前,人类活动对全球氮循环的干扰已经超出了地球系统安全运行的界限。中国已成为全球氮沉降的高发区域,高氮沉降已经威胁到生态系统的健康和安全,并成为生态文明建设过程中亟待理清和解决的热点问题。对国际上和中国森林生态系统模拟氮沉降研究的概况进行了综述,并从生物学和非生物学两大过程重点阐述模拟氮沉降增加对中国主要森林生态系统影响的研究进展。中国自2000年以后才开始重视大气氮沉降产生的生态环境问题,中国科学院华南植物园在国内森林生态系统模拟氮沉降试验研究上做出了开创性的贡献。模拟氮沉降研究表明,持续高氮输入将会显著改变森林生态系统的结构和功能,并威胁生态系统的健康发展,特别是处于氮沉降热点区域的中国中南部。森林生态系统的氮沉降效应依赖于系统的氮状态、土地利用历史、气候特征、林型和林龄等。最后,对未来的研究提出了一些建议,包括加强长期跟踪研究和不同气候带站点之间的联网研究,特别是在森林生态系统对长期氮沉降响应与适应的过程机制、地下碳氮吸存潜力研究、以及与其他全球变化因子的耦合研究等方面,以期为森林生态系统的可持续发展提供理论基础和管理依据。

不同发展模式对城市生态系统调节服务价值的影响

快速城市化加快了城市生态系统格局的改变,导致生态系统服务价值下降,对城市可持续发展造成阻碍。为了探究何种城市发展模式能够创造更高的生态系统服务价值,以深圳为案例,利用2010年、2015年和2020年生态系统类型数据,设置经济、惯性和生态3种不同的发展模式,并使用CA-Markov模型对2025年深圳市各类生态系统变化进行预测。在此基础上创新性地核算了不同模式下的关键生态系统服务价值。结果显示:(1)2015年到2020年,各类生态系统呈现不同变化趋势,人类聚落生态系统快速增长,对各类自然生态系统造成侵占,城区绿地呈现自然减少人工增加趋势。(2)2025年3种发展模式对生态系统类型变化影响显著,惯性发展模式下人类聚落、城区绿地出现扩张,经济发展模式下进一步增长,自然生态系统面积显著减少,生态发展模式下自然生态系统面积得到恢复。(3)3种模式下的生态系统服务价值变化差异显著,惯性和经济发展模式下,生态系统服务价值显著下降,分别较2020年下降2.67%和5.25%。生态发展模式下,生态系统服务价值提高,较经济发展模式提升5.5%,3种模式生态系统调节服务总价值差最高达到38.1亿元。综合来看,未来的发展模式应当选择以生态保护为优先的发展模式,通过制定有效的生态空间保护措施如生态保护红线划定、城市潜在开发区调整,实施生态工程等提高城市生态空间面积和质量,维持和提高生态系统服务价值,实现经济发展与生态保护的协调并行。

两个种源木荷幼苗对干旱-复水的生理生态响应

为探讨不同种源树木对干旱-复水的生理生态响应,该研究以广东与福建种源木荷为对象,通过盆栽控水方式模拟干旱及复水条件,研究两个种源木荷的水力及碳生理特征、脯氨酸(Pro)及超氧化物歧化酶(SOD)对干旱-复水的响应。结果表明:(1)对照情况下,广东种源木荷的茎木质部水势(Ψ_(xylem))、叶片相对含水量(RWC)、光合速率(A_(sat))与气孔导度(G s)均低于福建种源木荷的。(2)两个种源木荷的水力特征、Pro与SOD对干旱-复水的响应呈一致趋势,其中Ψ_(xylem)、RWC与Pro均能较快恢复至对照水平,而茎木质部栓塞程度与SOD未恢复至对照水平。(3)福建种源木荷叶片的A_(sat)对干旱的敏感性较广东种源的高且复水后恢复至对照水平需要更长时间。(4)复水后福建种源木荷非结构性碳水化合物(NSC)的恢复速率高于广东种源木荷。综上认为,福建与广东两个种源木荷均不能通过短期复水(30 d)来修复被栓塞的木质部。尽管广东种源木荷的光合速率能够更快地恢复至对照水平,但其光合速率低于福建种源木荷,并且其NSC的恢复能力较福建种源荷的低。因此,在未来干旱加剧背景下,广东种源木荷的生长及存活可能受到更大威胁。该研究结果有助于了解种源地气候条件对树木抗旱性的影响,为未来森林的经营与管理提供了理论参考。

格氏栲自然保护区22种常见木本植物的生态策略

植物的生态策略是影响群落构建结果的重要因子。以三明格氏栲保护区22种常见木本植物作为研究对象,探讨该区典型植物的生态策略组成、变化规律以及与群落构建结果的一致性,为解释该区植被的演变过程、系统功能变化提供理论依据。结果显示:1)22种常见木本植物的生态策略可分为七类,分别为C/CSR、CS/CSR、S/CSR、CS、S/CS、CSR和SR策略,其中CS/CSR和S/CSR策略为主导策略,所占比例分别达到34.1%和32.3%;2)两类主要的策略变化轴C/CSR-CS-S/CS和C/CSR-CS/CSR-S/CSR都表现为靠近C策略一端选择低构建成本快速收益,倾向于大比叶面积(SLA)与低叶干物质含量(LDMC)、单位面积碳(Carea)、氮(Narea)、磷(Parea)含量的性状组合,靠近S策略一端的性状组合则相反,选择高构建成本缓慢收益;3)与群落建立相关的策略方案,22种植物的竞争能力(C)和压力忍耐能力(S)与物种相对重要值显著相关,相对重要值高的物种压力忍耐力(S)较强。这意味着生境过滤效应使物种聚集S策略可能有更大的生存机会。与C和S策略相比,SR/CSR倾向于维持更快的投资回报和繁殖回报。综上所述,本区植物存在多种经济权衡,但高构建成本缓慢收益的压力忍耐型物种有着更大的生存机遇。

基于土壤线虫群落分析的油页岩废渣地不同植被类型恢复过程中的土壤食物网能流状况

土壤健康与生态系统功能是当前生态学研究的重要课题。土壤线虫是评价生态系统健康状况的指示生物,特别是用于评价土壤污染和恢复的过程。对广东茂名油页岩废渣场人工实施不同生态恢复改造状况下的土壤线虫属的重要值及土壤线虫反映的土壤食物网能量通道进行了分析,以通过污染地土壤食物网内的能量流动状况反映种植不同植物物种相同时间后的土壤养分与健康状况。结果表明在废渣场种植不同植物物种约8年后,乌墨林和大叶相思林下土壤线虫类群数(属)分别为54和45,重要值最高的是食细菌的棱咽属(Prismatolaimus)和拟丽突属(Acrobeloides);而红荷林和荒草地的线虫类群数分别为41和38,重要值最高的是杂食性的真矛线属(Eudorylaimus);废渣地线虫属的数量最少,仅为34个,重要值最高的是食真菌的丝尾垫刃属(Filenchus)和滑刃属(Aphelenchoides)。食物网能流分析表明:细菌能流通道比重最高的是大叶相思林和乌墨林,而真菌能流通道比重最高的是废渣地,红荷林和荒草地居中,各样地植物能流通道比重都比较小,仅为2%—10%之间。总体来讲,在有植被覆盖的生态系统,养分周转更快,特别是乌墨和大叶相思林,而无植被的废渣地,土壤养分周转速率倾向于更慢的真菌能流通道,这表明在养分条件比较差的情况下,真菌通道的食物网可能会起更大的作用。研究还说明了在油页岩废弃地恢复过程中,植物资源的输入不仅仅刺激植物能流通道,同时也会刺激细菌和真菌能流通道,植被是土壤线虫群落发展的主要驱动力。

气候生态位进化与物种多样化的关系——以泛热带植物番荔枝科为例

热带地区较高的物种多样性与其气候条件有关,但气候如何影响热带地区物种的多样化却未有定论。为了解气候对热带植物多样性的影响,本研究以泛热带植物番荔枝科为研究对象,利用系统发育比较分析方法,计算了该科植物气候生态位的进化速率,并与该科的净多样化速率进行了相关性分析。结果显示:(1)番荔枝科气候生态位的进化速率较低,但新近分化类群的进化速率相对较高;(2)气候生态位下界(低温与低降水)的进化速率较上界(高温与高降水)快;(3)净多样化速率与气候生态位的进化速率,尤其是温度生态位的进化速率紧密相关。本研究揭示了番荔枝科植物气候生态位的进化对其物种多样性形成的重要作用,对该科在当前气候变化下的保护具有参考意义。

华南地区固氮与非固氮豆科树种叶片养分利用策略的对比研究

为探究富氮环境中固氮(nitrogen-fixing leguminous trees,NLT)与非固氮豆科树种(non-nitrogen-fixing leguminous trees,n-NLT)的叶片养分利用策略差异,以华南地区5种NLT植物[水黄皮(Pongamia pinnata)、大叶相思(Acacia auriculiformis)、朱樱花(Calliandra haematocephala)、海南红豆(Ormosia pinnata)、台湾相思(Acacia confusa)]和3种n-NLT植物[油楠(Sindora glabra)、中国无忧花(Saraca dives)、银珠(Peltophorum tonkinense)]为对象,测定其单位质量叶片碳(C)、氮(N)和磷(P)含量及其比值、单位面积叶片最大净光合速率(Aarea)和叶片光合氮、磷利用效率(PNUE、PPUE)等功能性状。结果表明,NLT的单位质量叶片N、P含量和Aarea均显著高于n-NLT,而两者PNUE和PPUE无显著差异;尽管两类植物单位质量叶片C含量无显著差异,但NLT的叶片C:N和C:P显著低于n-NLT。因此,这表明华南地区NLT比n-NLT具有更强的养分获取和光合能力,但叶片养分利用效率更低。

土壤动物多样性及其生态功能

土壤无脊椎动物生物量通常小于土壤生物总生物量的10%,但它们种类丰富,取食行为及生活史策略多种多样,且土壤动物之间,土壤动物与微生物之间存在着复杂的相互作用关系。土壤动物的生态功能主要通过取食作用(trophic effect)和非取食作用(non-trophic effect)来实现。原生动物数量大、周转快,故原生动物本身的代谢活动(即取食作用)对碳氮矿化的贡献可以接近甚至超过细菌的贡献;然而大多数中小型土壤动物的本身代谢过程对碳氮矿化的贡献远低于土壤微生物,但它们可以通过取食作用来调节微生物进而影响碳氮的矿化。大型节肢动物中的蜘蛛和地表甲虫等捕食者经常活跃于地表,它们常常会通过级联效应对土壤生态系统产生重要的影响。蚯蚓、白蚁等大型土壤动物除可以通过取食作用以外,还可以通过非取食作用调控土壤微生物,进而显著影响土壤碳氮过程。土壤动物取食行为的多样性和复杂的非营养关系的存在造就了多维度的土壤食物网,给土壤动物的生态功能研究带来了巨大的挑战。介绍了土壤动物的多样性及主要的生态功能,并对研究的热点和前沿问题进行了探讨,以期引起关于土壤动物多样性及其生态功能的深入思考。

增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤有机碳及其组分的影响

全球变暖是当前全球气候变化的主要现象,影响着陆地生态系统的碳循环。森林土壤是陆地生态系统中最大的碳库,森林土壤有机碳及其不同组分的积累受到气候变暖的影响,许多研究普遍发现短期增温减少土壤有机碳及其活性碳组分,但尚不清楚这种负效应在长期增温下是否仍存在和有机碳组分是否变化。以鼎湖山季风常绿阔叶林为研究对象,采用红外辐射模拟增温,探究长期增温对南亚热带森林土壤有机碳及其组分的影响。2017—2021年的连续增温观测结果表明:与对照相比,在表层土壤中,增温处理下土壤有机碳含量显著增加4.5%,其中土壤重组有机碳库显著降低9.1%,轻组有机碳库显著增加9.8%,易氧化有机碳含量显著增加5.8%,但微生物生物量碳、可溶性有机碳、惰性有机碳和络合态碳含量不变。增温持续时间显著影响土壤有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳、轻组有机碳库、重组有机碳库、惰性有机碳和络合态碳。增温处理与增温持续时间的交互作用显著影响微生物生物量碳、易氧化有机碳和重组有机碳库,但对土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、惰性有机碳、络合态碳和轻组有机碳库无显著影响。综上所述,长期增温背景下南亚热带季风林的土壤有机碳因土壤活性有机碳组分的增加而增加,使总有机碳增加的生物调控作用可能比矿物保护作用强,但减少的惰性碳组分和增加的活性碳组分可能会使土壤有机碳稳定性下降。本研究结果探讨了南亚热带森林表层土壤有机碳及其组分对长期增温的响应,与大多数研究所发现的短期增温使表层土壤有机碳含量减少形成对比,结果可为预测未来该地区土壤碳库的变化特征提供科学依据和理论支持。

鼎湖山季风常绿阔叶林不同生境蕨类植物的叶片功能性状研究

为了解不同生境中蕨类植物的叶片功能,对鼎湖山季风常绿阔叶林中的6种优势蕨类植物的比叶面积、光合速率、元素含量、构建成本和水分利用效率等叶片性状进行了测定,研究了它们对环境的适应性。研究结果表明,两种附生蕨类(江南星蕨和崖姜蕨)的叶片具有较低的比叶面积(SLA)和光合速率(Aarea),较高的构建成本(CCarea)和碳同位素比率(δ13C)。而两种林下土生蕨类(扇叶铁线蕨、桫椤)具有较高的Aarea和较低的δ13C。生长在岩石基质上的中华里白具有最高的养分利用效率和较高的δ13C。生长在溪流边的薄叶卷柏具有最高的SLA,最低的CCarea和δ13C。这些揭示了蕨类植物叶片性状与生境之间具有紧密的相关性。由于附生蕨类的叶片具有高的能量投资和低的光合速率,对环境变化的适应能力弱,附生蕨类可能面临较大的生存压力。

植物护理效应研究综述

植物护理效应是指护理植物在其自身冠幅下辅助目标植物生长发育的现象。近年来,植物护理效应被应用于世界范围内多数的退化生态系统的修复与重建。文章综述了当前植物护理效应的主流研究内容主要为护理植物的确定、影响其效应的因素、形成其效应的原因与机理以及护理、竞争及胁迫梯度假说,归纳了样方调查、种子萌发实验、幼苗栽植实验等研究方法,总结了其与生态位、系统发育、全球变化等相关生态学概念的关系,指出未来对植物护理效应的研究不应仅仅局限于中观尺度上,在微观尺度上(目标植物对护理效应的生态适应性的激素效应与分子机制)和宏观尺度上(植物护理效应对全球气候变化的响应)也将大有作为,以期将植物护理效应纳入我国主流的生态学研究领域。

中国喀斯特碳循环

在2015年,全球CO2平均浓度首次达到400×10-6;在2016年,多个大气观察站点的CO2浓度持续保持在400×10-6之上,最高达407.7×10-6（世界气象组织WHO,2016-11-14）;这意味着,因大气CO2浓度升高而引起的全球气温升高、冰盖与冰川融化、极端气候事件频度等气候变化将更加严重。

鹤山不同植被土壤有机碳分布特征

不同植被类型下土壤有机碳(SOC)储量和动态变化是全球变化研究的热点之一。对南亚热带鹤山6种不同植被类型(灌草、马尾松林、桉树林、乡土树林、马占相思林、季风常绿阔叶林)SOC干湿季、空间(0~10,10~20,20~40 cm)变化特征、土壤惰性指数及其与土壤有效氮(TAN)的关系研究表明:(1)6种植被中,干季SOC含量显著高于湿季,SOC含量随土层深度降低,马占相思林SOC含量最高,马尾松林和灌草最低;(2)6种植被SOC储量在0~10 cm土层所占比例最高,占0~40 cm土层SOC含量40%以上;(3)土壤惰性指数随土壤深度增加而下降,常绿阔叶林、乡土树林和马占相思林烷基碳和ROC惰性指数高于桉树林和马尾松林,揭示这3种植被SOC具有更高稳定性;(4)SOC与土壤TAN含量呈显著正相关。结果揭示,在植被恢复过程中,选择豆科植物,辅以乡土树种营造常绿阔叶林,有利于提高森林潜在碳汇功能。

不同林龄杉木人工林药用植物多样性恢复动态

野生药用植物资源是我国中医药事业和产业的重要物质基础,并与生态平衡密切相关,然而药用植物资源和物种多样性在人工林恢复中随林龄的变化知之甚少.以广东省乐昌林场选取近自然经营杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林(5、10、15、20、30和60年林龄)为研究对象,分析药用植物多样性及组成结构随林龄的变化轨迹.结果表明:(1)6个林龄下共有林下植被74科131属和178种,其中药用植物有58科86属105种.(2)杉木人工林林下植被和药用植物物种丰富度随林龄无显著的线性关系,林下植被灌木层物种多丰富度最大值出现在林龄10年(22.33),草本层出现在林龄20年(14.33).灌木层药用植物物种丰富度最大值出现在10年和20年的林龄(16.00),草本层为20年林龄(8.67).(3)杉木林草本层和灌木层的药用植物Jaccard和Morisita-Horn相似性指数比林下植被的草本层和灌木层更高;杉木人工林林下植被灌木层、草本层和灌木层药用植物随林龄间隔Jaccard相似性指数降低,而草本层药用植物增加.综上,近自然经营的杉木人工林可以培育较多药用植物,停止人为扰动后药用植物多样性随着恢复时间会维持一个相对稳定的状态.结合人工林野生药用植物的恢复趋势,可以根据林龄适当地进行野生药材资源的保护性开发.

木兰科植物叶片光合系统耐热性与叶片形态及温度生态位的关系

全球气候变化背景下,极端高温事件日益频繁,对植物的生长、存活造成严重威胁,准确评估植物的耐热性,对物种保育和适应性预测具有重要作用。木兰科是中国亚热带常绿阔叶林的标志类群,也是被子植物基部类群,具有重要的生态价值和演化生物学地位,然而目前对其耐热性尚缺乏了解。该研究以种植于同质园的23种木兰科植物为研究对象,利用叶绿素荧光技术研究了叶片光合系统的耐热性,同时测定了叶片形态性状,并基于这些物种在全球的分布地气候数据,分析了叶片光合系统耐热性与叶片形态及温度生态位的关系。发现木兰科植物光系统II最大光化学效率降低50%时的温度(T50)范围在46.1-56.7℃之间,且常绿物种的T50显著高于落叶物种。叶片形态方面,T50与叶面积显著正相关,与叶片厚度无显著相关关系。温度生态位方面,T50与年平均气温、最冷月最低气温呈显著正相关关系,但与最暖月最高气温无显著相关关系。T50具有较弱的系统发育信号,暗示T50受系统发育影响较小,受叶片形态与环境气候的影响较大。研究结果说明木兰科植物的叶片光合系统耐热性较强,但耐热性的气候适应可能并不受高温环境驱动,未来的高温事件对生活于更炎热地区的木兰科落叶植物威胁较大。

基于功能性状评价5种植物对热带珊瑚岛环境的适应性

植被新建是保护和改善热带珊瑚岛生态系统的关键环节,热带珊瑚岛极端干旱生境是影响植物存活和定居的主要限制因子之一,因此选取适生植物对热带珊瑚岛植被新建至关重要。通过测定在海南省文昌市苗圃和热带珊瑚岛上的草海桐(Scaevola taccada)、厚藤(Ipomoea pescaprae)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、花生(Arachis hypogaea)、椰子(Cocos nucifera)5种植物的光合/水力相关功能性状,探讨植物对热带珊瑚岛生境的适应性。研究发现:与对照(文昌苗圃)相比,热带珊瑚岛上的草海桐、厚藤、木麻黄最大光合速率(A_(max))均显著升高;除椰子外,其余4种植物的比叶面积(SLA)降低,长期水分利用效率升高(其中木麻黄和花生升高显著);5种植物的叶片碳含量(LC)均有不同程度降低。此外,厚藤、木麻黄、椰子的叶片导水率(K_(leaf))显著升高;厚藤和花生的叶片膨压丧失点(Ψ_(tlp))显著降低;厚藤和木麻黄的气孔导度(g_s)显著升高。研究结果表明草海桐、椰子、花生主要通过非气孔调节方式(提高K_(leaf),降低Ψ_(tlp)、SLA等)适应热带珊瑚岛干旱环境;而厚藤和木麻黄同时通过气孔调节(降低g_s)及非气孔调节(提高K_(leaf),降低Ψ_(tlp)、SLA等)两种方式促进植物碳同化和水分利用。综上所述,草海桐、厚藤、木麻黄具有更高的光合能力和水分利用效率,能有效协调碳同化和水分利用,表现出良好的适应能力,适合用于热带珊瑚岛的植被新建。

尾叶桉林下5种植物的耐阴性、生物量及其个体消长

为了解尾叶桉林下不同植物种类的生理生态特性和生长适应性,在鹤山站尾叶桉林中选取分布较多且药用价值和经济价值较高的5种林下植物为研究对象,测定各植物的叶片特征、叶绿素含量和光合-光响应曲线,同时结合2006年和2011年尾叶桉林的样方调查数据分析了5种林下植物生物量的变化和个体数量的消长。结果表明:(1)野牡丹叶片的宽度、厚度、单片叶面积等指标最大,梅叶冬青最小,桃金娘、栀子和山苍子处于两者之间;桃金娘、野牡丹和山苍子的光合速率随光照的增强迅速增大,其光饱和点较高;梅叶冬青和栀子的光合速率也随光照的增强而增大,但其斜率比野牡丹和山苍子大,并很快就达到光饱和点。综合聚类分析植物的耐阴程度,5种植物可分为2类:第1类为耐阴性较强的梅叶冬青、栀子,第2类为耐阴性较弱的野牡丹、山苍子和桃金娘。(2)随着尾叶桉林的生长,5种林下植物的生物量都有不同程度的增加,其中增幅较大的是野牡丹和桃金娘分别增加74倍和18倍,增幅最小的是栀子仅1.3倍。野牡丹、桃金娘和山苍子这3个种生物量的增加主要是由个体高度和地径的增长引起,而栀子和梅叶冬青生物量的增加是其个体数量、株高和地径做出的贡献。(3)在尾叶桉林生长过程中,耐阴种类梅叶冬青随着个体密度、株高和地径的增长,其在林内发展成为主要优势灌木种类;栀子的密度虽然有一定的增大,但其株高和地径增加量小,生物量也小,发展为次要灌木种类。野牡丹、桃金娘和山苍子等3种的个体密度都在下降,虽然其地径、株高和生物量也有一定的增长,但其较强的阳生性不能适应林内的荫蔽环境,只适于林窗或林缘光照较强的地方生长。因此,在桉树林经营管理过程中应适当保护和种植梅叶冬青和栀子;在短轮伐期经营模式下,林窗和林缘也可适当保留野牡丹、桃金娘和山苍子。

国家尺度自然保护地生态系统联网监测指标体系构建与应用研究

自然保护地是维护国家生态安全,提升生物多样性保护成效的重要载体,对保护地生态系统进行实时、高频、多尺度的监测是认知其动态变化的有效手段,也是实现自然保护地生态系统健康管理的基石。由于目前我国没有形成自然保护地生态系统监测网络,缺少统一的联网监测指标体系,导致多数自然保护地生态系统组成家底不清、动态不明,应对生物多样性保护新问题的能力不足,并且在国家尺度上的自然保护地生态系统健康状况及保护成效评估缺乏联网监测数据支撑。因此,亟需构建国家尺度的自然保护地生态系统组成和动态监测网络,以及一套科学、系统、规范的自然保护地生态系统联网监测指标体系。该文针对自然保护地生物多样性和生态系统监测的目标和内容,参考国内外现有的生态系统监测网络的指标体系,确定了自然保护地生态系统联网监测指标体系建立和选取的基本原则,建立了一套适用于国家尺度的自然保护地生态系统联网监测指标体系,并在6个国家级自然保护区进行示范。构建的指标体系针对构成生态系统的6类关键要素(生境要素、生物要素、气象要素、土壤要素、大气和水环境要素、景观要素)制定了30个监测指标,有效应用于森林、草地、荒漠、湿地等生态系统类型的自然保护地,能够实现对不同类型自然保护地生态系统组分和结构的现状和演变特征进行长期、动态化监测,并可为自然保护地保护成效评估和健康管理提供规范化、标准化的基础数据。

南亚热带常绿阔叶林植物不同分类水平上的空间分布格局及空间关联

为探讨中国南亚热带常绿阔叶林植物在科、属、种不同分类水平上空间分布格局、空间关联的共性规律及其成因,加深对中国南亚热带区域群落生态学特性的了解。选取中国南亚热带区域4个不同纬度样地中个体数量排名前3的优势科为研究对象(DBH,diameter at breast height≥1 cm),采用L(t)方程统计科、属、种空间分布格局,并以空间聚集程度指标L10比较各样地科、属、种水平的聚集程度,采用L12(t)方程分析各样地科、属、种间个体的空间关联。结果表明,(1)聚集分布是南亚热带常绿阔叶林群落植物在科、属、种3个分类水平上的最主要空间分布格局类型;各样地在不同分类水平上的聚集分布比例随纬度梯度变化未表现出明显规律,但均表现出分布格局的尺度依赖性,即随着空间尺度增大,聚集分布比例下降,随机分布比例上升这一共性规律。(2)各样地空间聚集程度L10均表现出随科→属→种分类水平细化而增大的规律。(3)独立不相关为各样地不同分类水平空间关联的最主要类型;独立不相关所占比例在科、属、种3个水平的变化规律不一致,但在物种水平,各样地3类亲缘远近的独立不相关占各类种间关联比例表现出同科同属占比>不同科不同属占比>同科不同属占比这一共性规律。(4)亲缘个体在种、属水平表现出独立不相关占比随纬度从高到低逐渐减小的趋势,而在科水平统计数据未能体现此规律。综上,植物分类水平的细化一定程度上可以加强空间聚集程度,亲缘关系越近的个体越趋向于聚集分布;不同分类水平上亲缘个体的空间分布格局及关联性,可以真实地反映不同亲缘关系远近群体对生境的适应性及资源利用特点,亲缘关系是影响群落中物种共存和分布的重要因素。

不同原生境的6种棕榈科植物叶片水力性状的对比研究

为揭示生长在湿润生境和季节性干旱生境棕榈科植物的水分生理生态适应的差异,在中国科学院华南植物园中选取3种原分布于湿润生境(SOMH)植物:澳洲轴榈(Licuala ramsayi)、槟榔(Areca catechu)和所罗门皱籽棕(Ptychosperma salomonense),以及3种原分布于季节性干旱生境(SODH)植物:大丝葵(Washingtonia robusta)、澳洲蒲葵(Livistona australis)和大蒲葵(L.saribus),对叶片和叶柄的结构与功能性状进行测定。结果表明,与SODH物种相比,3种SOMH植物的水力加权导管直径(Dh)、理论导水率(Kth)、膨压丧失点(TLP)、脆弱性指数(VI)和比叶面积(SLA)较高,而其叶脉密度(VD)较低。TLP、VI均与Kth呈显著正相关,说明水力效率和水力安全之间存在权衡关系。可见,SOMH棕榈的叶片水力效率高于SODH棕榈,但叶片水力安全低于SODH,这揭示了生长于不同生境棕榈科植物在水分生理生态策略上的差异。