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    2025年, 第化学计量与功能性状期
    刊出日期:2026-01-20
      
    不同纬度滨海湿地植物根与土壤生态化学计量特征及其内稳态分析
    张竟文 李晶 王汝苗 王贺年 崔丽娟
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  0-0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0441
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    明确湿地植物在纬度梯度下的内稳态特征,对反映湿地植物随环境变化的适应性和了解湿地生态系统的养分循环规律具有重要意义。本研究采集7个不同纬度(19.87°- 41.03°N)滨海湿地的植物和土壤样品,测定植物地上部分和地下根部以及土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,比较其在不同纬度间的变异程度。研究发现:(1)与地上部相比,植物根部C、N、P含量及其化学计量比随纬度变化较大,对环境变化的响应较为敏感。(2)植物根化学计量特征对纬度变化的响应存在显著种间差异:随纬度升高,红树植物根N含量显著降低,根C含量、P含量以及C、N、P化学计量比的变化在两种红树植物间呈相反趋势;盐沼植物中,互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)根部C含量显著降低,而海三棱藨草(×Bolboschoenoplectus mariqueter (Tang & F. T. Wang) Tatanov)根部的C含量增加。(3)纬度升高导致高纬度地区土壤C、N含量及C:P、N:P比显著低于全国均值,植物根N:P比普遍小于14,植物根生长受N限制。(4)基于内稳态指数分析,6种植物根化学计量内稳性强弱顺序依次为:海榄雌(Avicennia marina (Forsk.) Vierh.)>芦苇(Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.)>互花米草>海三棱藨草>蜡烛果(Aegiceras corniculatum (L.) Blanco.)>盐地碱蓬(Suaeda salsa (L.) Pall.)。其中,盐地碱蓬根系内稳性最弱,随机森林模型表明,气候要素和土壤含水率显著影响了根P含量、C:P比和N:P比的稳态特征,而盐地碱蓬根N:P比的稳态特征主要土壤盐度的调控。该结果有助于揭示了纬度梯度下植物-土壤系统的养分动态与适应策略,为滨海湿地生态系统植被恢复奠定理论基础。
    氮添加和增温对天山高寒草地群落性状的影响
    张永军 李敬东 安琦 洪翎桂 任正炜 张蕊 周小龙
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  0-0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0411
    摘要 ( 5 )   知识图谱   收藏
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    研究植物功能性状对氮沉降和气温升高的响应对于理解环境变化背景下植物的生长与群落构建具有重要意义。然而,关于氮沉降与气温升高对群落性状的影响差异与作用机制仍缺乏清晰的认识。为此,本研究以位于天山南部的巴音布鲁克草原为研究对象,通过设置氮添加和增温实验(10g/m2 和OTC增温),测定了氮添加和增温对调查群落物种组成和五种功能性状(植株高度、叶面积、叶片碳含量、叶片氮含量及叶片磷含量)的影响,探究了氮添加和增温对群落性状的影响规律与驱动机制。结果表明:1)与对照相比,氮添加后群落水平植株高度、叶片碳含量显著增加,分别增加52.89%和28.65%,叶片磷含量显著降低32.23%,而叶面积和叶片氮含量均无显著变化。对植株高度而言,氮添加后群落物种周转的相对贡献超过种内变异;而在叶片化学性状方面(叶片碳含量、叶片氮含量及叶片磷含量),种内变异的影响显著大于物种周转。2)在增温处理中,群落水平叶面积、叶片氮含量和叶片磷含量均显著降低,与对照相比分别降低44.53%、25.07%、42.06%,植株高度和叶片碳含量无显著变化。植株高度的变化主要由物种周转和种内变异的共变(covariation)引起;在叶片形态(叶面积)和叶片化学性状(叶片碳含量、叶片氮含量及叶片磷含量)方面物种周转的影响远大于种内变异。3)增温+氮添加处理中,群落水平叶片磷含量显著降低52.19%,高度、叶面积、叶片碳含量和叶片氮含量都无显著变化。植株高度和叶片碳氮磷含量的变化主要受物种周转影响,而叶面积受种内变异影响。本研究表明氮沉降和增温可以通过不同的机制改变高寒草地群落的功能组成。氮沉降后,种内性状变异通过增加个体间的功能差异,增强了群落对环境变化的响应能力和稳定性;增温和增温+氮添加条件下物种周转通过改变物种组成,直接影响群落的物种多样性和结构,从而显著影响天山高寒草地的群落功能。
    不同生活型植物叶片氮重吸收效率的差异
    王蓉钧 吴福忠 吴秋霞 朱晶晶 倪祥银
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  0-0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0373
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    植物叶片对氮的重吸收可以减少经凋落物分解后根系对土壤氮吸收的依赖, 但叶片氮重吸收效率是否受叶片初始氮含量、土壤氮含量的调控并不明晰, 这种关系在不同生活型的植物之间是否存在差异也不清楚。本研究沿中国亚热带森林样带采集了92种常见木本植物新鲜叶和衰老叶, 进一步整理了全球已发表的54篇相关文献数据, 分析了不同生活型植物叶片氮重吸收效率及其与叶片初始氮含量和土壤氮含量的关系。结果发现, 1)在亚热带森林样带和全球尺度上, 常绿木本与落叶木本植物叶片氮重吸收效率无显著差异, 被子和裸子植物也无显著差异; 全球尺度上, 乔木叶片氮重吸收效率显著高于灌木; 外生菌根木本植物叶片氮重吸收效率显著高于丛枝菌根木本植物。2)常绿木本植物、乔木和灌木叶片氮重吸收效率均与叶片初始氮含量显著相关, 被子与裸子植物、丛枝菌根与外生菌根木本植物则无显著相关性。3)常绿木本植物、被子植物和丛枝菌根木本植物叶片氮重吸收效率与土壤氮含量显著相关, 落叶木本植物、裸子植物和外生菌根木本植物则无显著相关性。这些结果表明, 植物叶片氮重吸收效率在不同生活型之间存在差异, 这种差异主要受养分获取策略的影响, 这对于揭示不同生活型植物差异化的养分利用策略具有重要意义。
    不同生长季阶段和枝龄对常绿针叶树种枝性状变异及相关性的影响
    郝雅昕 金光泽 刘志理
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  0-0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0022
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    以往研究表明不同生长季阶段和枝龄是影响植物枝性状变异的关键因素,但少有研究同时探究植物枝性状以及性状间关系随生长季阶段和枝龄的变化规律。该研究以我国东北典型常绿针叶树种红松(Pinus koraiensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)和臭冷杉(Abies nephrolepis)为研究对象,通过测定生长季前期(7月)、生长季中期(9月)、生长季后期(11月)三个时期共135株样树当年生和多年生枝的比枝长、枝干物质含量、木质密度、髓面积占比、木质部面积占比、韧皮部面积占比和树脂道面积占比7个性状,探讨不同生长季阶段和枝龄对枝性状及性状间相关性的影响,结果表明:在生长季前期,枝干物质含量和木质密度显著低于生长季中期和后期,而树脂道面积占比则显著高于其他两个时期。木质部面积占比和韧皮部面积占比随着枝龄的增加而显著增大。木质密度与枝干物质含量的负相关性在生长季前期当年生枝中较低,比枝长与枝干物质含量的负相关性仅存在于生长季前期当年生枝中。生长季前期及当年生枝表现为高比枝长和低干物质含量,这证实生长季前期当年生枝采取“快速投资-收益”型生存策略,而生长季后期以及多年生枝与之相反,采取“缓慢投资-收益”型生存策略。研究结果有助于深入了解植物如何通过调控枝性状来适应生境变化。
    亚热带森林不同菌根真菌树种叶片和细根的C、N、P化学计量特征
    王梦雪 胡明艳 储诚进 陈阳 罗文启 马子龙
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  0-0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0374
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    【目的】菌根真菌与宿主植物的碳(C)、氮(N)、磷(P)及C、N、P化学计量特征紧密相关。然而,亚热带森林中不同菌根真菌树种叶片和细根的C、N、P化学计量特征是否具有显著相关性尚不清楚。因此,本研究旨在阐明丛枝菌根(AM)和外生菌根(ECM)树种叶片和细根的C、N、P化学计量特征有何差异以及AM和ECM树种叶片和细根的C、N、P化学计量比是否协同变化。【方法】本研究依托广东省黑石顶自然保护区森林动态监测样地,采取81个AM树种和16个ECM树种的叶片和细根样品并测定其C、N、P浓度。通过计算Blomberg's K统计量以检验系统发育信号,利用线性混合模型检验不同菌根类型树种之间叶片和细根的C、N、P浓度和化学计量比的差异,利用皮尔逊相关系数检验不同菌根类型树种叶片和细根中C、N、P浓度之间以及化学计量比之间的相关性,最后利用标准化主轴回归分析不同菌根类型树种叶片和细根之间C、N、P浓度及化学计量比的关系。【主要结果】AM树种细根的P浓度高于ECM树种,但是C:P低于ECM树种。AM和ECM树种叶片和细根的N浓度和P浓度之间,C:N和C:P之间均具有显著正相关性。AM树种叶片和细根的C、N、P浓度及化学计量比之间都存在显著相关性,而ECM树种叶片和细根N浓度、C:N、N:P之间存在显著相关性。本研究结果表明菌根真菌定殖会影响植物的化学元素组成及化学计量比,但是AM和ECM树种叶片和细根间的C、N、P化学计量比都具有显著相关性。
    毛榛“小枝系统”生长与防御策略的季节动态和器官差异
    李新貌 金光泽 刘志理
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  0-0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0361
    摘要 ( 3 )   知识图谱   收藏
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    探究不同季节毛榛 “小枝系统”(老枝、新枝和叶)的生活策略差异可为野生毛榛的保护和管理提供理论基础, 同时促进对植物多器官联动响应气候变化的理解。本研究以阔叶红松林中灌木层优势种--毛榛(Corylus mandshurica)为例, 分别在春、夏和秋季采集了毛榛的老枝、新枝和叶, 测量了化学性状(碳、氮和磷)、非结构性碳(可溶性糖、淀粉和总非结构性碳水化合物)、防御性状(总酚、单宁和类黄酮)3类性状以探究植物“小枝系统”生长与防御策略。结果表明:除器官对淀粉的影响不显著外(p >0.05, 偏 Eta 平方值=0.016), 季节、器官及其交互作用对毛榛功能性状均具有较显著的影响(p <0.05)。春季时叶的6个性状网络整体特征参数中分别有5个和4个参数(节点数量、边数量、直径和边密度等)高于新枝和老枝, 叶的6个性状网络整体特征参数中有4个参数(节点数量、平均路径长度、模块度等)低于新枝和老枝。春季时, 在毛榛“小枝系统”(老枝、新枝和叶)中, 叶和新枝趋向“生长”策略, 老枝趋向“防御”策略; 在夏季时, 叶趋向“生长”策略, 而新枝和老枝趋向“防御”策略。在秋季时, 叶趋向“防御”策略, 新枝和老枝趋向“资源回收”策略。研究结果揭示了毛榛“小枝系统”的生长与防御策略存在差异, 这有利于促进关于植物如何响应环境变化的理论研究向系统化和精细化的方向发展。
    三峡回水扰动增强了入库小流域河岸带典型草本植物功能性状的局域分化
    戴丽君, 向玲艺, 蹇陈, 王晓锋
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  1.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0394
    摘要 ( 6 )   知识图谱   收藏
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    【目的】三峡水库蓄水导致大量自然河岸带转变为反季节水位涨落的水库消落带,形成了局域范围内生境的彻底转变,对植物性状分化产生重要影响。本研究旨在探讨三峡回水扰动下入库小流域“河岸-消落带”生境转变对适生草本植物功能性状分异的影响及植物的适应策略。【方法】研究以三峡库区入库小流域-白家溪为例,选取了狗牙根、狼杷草、苍耳、水蓼等4种主要适生草本植物为对象,分析了上游河岸带向下游消落带生境转变中植物17个功能性状指标的空间分异特征,采用Pearson相关性分析植物各功能性状间的协同演变关联,利用RDA分析生境因子对植物功能性状分异的影响。【主要结果】(1) 随着自然河岸带向消落带转变,4种植物形态性状变异明显,植株高度均增加,地上部增长而地下部变短,这主要与消落带生境的生长期限制以及植物群落结构相对单一、竞争减弱有关;同时,大部分植物叶片厚度增加,叶面积增大,主要受夏季消落带干旱环境加剧的驱动;三峡回水扰动显著增加了物种在局域范围内的形态变异。(2) 4种植物叶片的叶绿素含量和净光合速率在消落带明显高于自然河岸带,表明植物在消落带生境的生长期限制下可能形成了光合效率提高、生长速度加快的适应策略。(3) 在三峡回水的环境筛选作用下,4种植物形成了独特的“生长-耐旱”的权衡策略,并表现出明显的趋同适应;但狗牙根的性状变异性较强,尤其是其光合性状变异性强于其他三种植物,表明狗牙根对生境转变具有更强的适应能力;相比之下,狼杷草、苍耳和水蓼形成了较为保守的适应对策。(4) RDA分析显示,4种植物功能性状的变异特征在上游自然河岸带主要与土壤水分有关;而在中游过渡带和下游消落带,则主要受淹水深度、土壤pH、土壤温度有关,表明淹水环境差异对植物功能性状的分异起到了促进作用。
    南亚热带针阔混交人工林植物生物量比较及其影响因子分析
    张静 陈洁 李艳朋 盘李军 许涵 李意德 何海生
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  0-0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0398
    摘要 ( 3 )   知识图谱   收藏
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    【目的】热带亚热带是我国人工林分布的重要区域,明确该区域内典型人工林林分生物量现状及其影响因子有利于揭示人工林生产力的限制性因素,为人工林经营管理提供理论指导。【方法】本研究选取广东省佛山市云勇林场内由杉木纯林改造形成的针阔混交林为对象,首先对比了恢复初期(8到16年)不同树种配置模式之间人工林植物各器官生物量以及总生物量的差异;其次解析了不同树种配置模式下,土壤理化性质和群落水平植物功能性状的变化;最后分析了树种配置模式、土壤性质及植物性状对生物量变异的相对贡献及影响路径,探讨了南亚热带人工林生物量变化的关键驱动因子。【主要结果】研究发现植物各器官生物量以及总生物量均随树种配置模式的变化而存在显著差异。树种配置模式主要通过调节植物叶片功能性状和土壤养分含量间接影响植物生物量,其中叶片功能性状对树叶和树枝生物量的影响较大,而土壤养分含量的差异是导致树干、树根以及总生物量变化的主要因子。具体地,具有较高叶片氮磷比和叶片功能多样性的树种配置模式其群落生物量较高。土壤总磷增加对群落生物量的增长具有显著的促进作用,而土壤总钾含量过多却会抑制生物量的增长。这些结果初步比较了不同树种配置模式下,叶片功能性状和土壤理化性质对南亚热带典型针阔混交人工林植生物量的相对影响,并解析了各器官及总生物量的关键影响因子,为南亚热带人工林植被恢复、经营与管理提供了理论支撑。
    藏东南色季拉山高山树线乔灌地上-地下养分分配策略
    陈刚刚 朱思洁 郭亮娜 付芳伟 刘昱灼 李江荣
    植物生态学报. 2025, 49(化学计量与功能性状):  0-0.  doi: 10.17521/cjpe.2024.0383
    摘要 ( 5 )   知识图谱   收藏
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    通过探究藏东南色季拉山高山树线上优势树种方枝柏及雪层杜鹃灌木在不同互作强度下的植物体地上-地下养分分配策略,为该地区的生态保护及生态修复提供理论依据及支持。本研究以色季拉山高山树线方枝柏群落(盖度60%)、以方枝柏为主的群落(盖度20%)、以雪层杜鹃为主的群落(盖度56%)、雪层杜鹃群落(盖度75%)为研究对象,于2022年8月采集4种植物群落中的优势种的叶、根及树冠范围内的土壤,测定所得样品的养分元素含量,通过生态化学计量及偏最小二乘法路径模型(PLS-PM)分析不同互作强度下的方枝柏、雪层杜鹃地上-地下养分及化学计量特征变化,进而明确色季拉高山树线地区两种优势乔灌植物在不同互作强度下的养分策略差异。结果显示:(1)方枝柏群落叶片C高于以方枝柏为主的群落,N、P、K含量则反之;方枝柏群落根系C含量低于以方枝柏为主的群落,N、P、K含量则反之。以雪层杜鹃为主的群落叶片C、K含量高于雪层杜鹃群落,N、P含量则反之;以雪层杜鹃为主的群落根系C、N含量高于雪层杜鹃群落,P、K含量则反之;四种植物群落叶片C、N、P、K含量远高于根系,这是由于植物其他器官的营养库将养分输送给叶片用以维持植物正常的生命活动所致。(2)与方枝柏群落相比,以方枝柏为主的群落更偏好将养分输送至叶片而这种养分策略属激进类型;与雪层杜鹃群落相比,以雪层杜鹃为主的群落则将养分更多的输送至根系,这种养分策略显得较为保守,同时研究区植物群落对土壤养分存在正向作用机制。

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