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植物生态学报（英文版）
植物生态学报（英文版）

1752-9921

植物生态学报（英文版）/Journal Journal of Plant EcologyCSCD北大核心SCI
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    重度干旱降低两种菊科入侵植物凋落物共同降解的速率

    Youli YuHuiyuan ChengCongyan WangDaolin Du...
    135-145页
    查看更多>>摘要：当前,中国已分布的入侵植物隶属于菊科的种类数量最多.更关键的是,两种入侵植物可以在同一生境中形成共同入侵.此外,干旱可以影响入侵植物的凋落物降解和土壤酶活性.基于此,本研究旨在解析干旱背景下两种菊科入侵植物鬼针草(Bidens pilosa)和加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)对凋落物降解和土壤酶活性的单一影响和复合影响.本研究主要通过聚乙烯凋落袋实验完成,其中每一个凋落袋装入5 g入侵植物鬼针草的凋落物,或装入5 g入侵植物加拿大一枝黄花的凋落物,或装入5 g两种菊科入侵植物鬼针草和加拿大一枝黄花等比例混匀的凋落物.干旱处理水平设置为:对照、轻度干旱和重度干旱.实验结束后测定两种菊科入侵植物凋落物单一降解速率和共同降解速率以及土壤酶活性.两种菊科入侵植物凋落物共同降解对土壤脲酶活性的影响为叠加效应.两种菊科入侵植物凋落物共同降解速率以及入侵植物鬼针草凋落物单一降解速率显著高于入侵植物加拿大一枝黄花凋落物单一降解速率.轻度干旱显著增加土壤脲酶活性,但重度干旱显著降低土壤脲酶活性.重度干旱显著降低两种菊科入侵植物凋落物共同降解速率以及入侵植物鬼针草凋落物单一降解速率,但干旱处理未显著影响入侵植物加拿大一枝黄花凋落物单一降解速率.因此,重度干旱可能通过减缓营养循环速率显著影响两种菊科入侵植物共同入侵进程以及入侵植物鬼针草单一入侵进程,但并未显著影响入侵植物加拿大一枝黄花单一入侵进程.

    鬼针草(Bidenspilosa)共同入侵凋落物降解速率土壤酶活性土壤理化性质加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)

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    中国典型草原植被高度组合的普适性规律与区域差异

    Jihua HouQiuyue LiPu YanLi Xu...
    146-156页
    查看更多>>摘要：详细测定每株植物高度是精细评估草地生态系统中植物群落高度结构的重要方法,并经常用来分析草地植被生长与环境因子关系的普适性和区域差异.本研究在我国青藏高原、内蒙古高原和黄土高原,分别沿降水梯度布设了3条从草甸-草原-荒漠的典型草地生态系统样带.研究结果发现,我国3大高原的草地生态系统植被平均高度为30.38±22.44 cm,其中黄土高原最高,内蒙古高原次之,青藏高原最低.这3个高原草地生态系统的植被聚合高度分布都呈现偏正态分布(0.91,3.60),而且从青藏、内蒙古到黄土高原,该分布逐渐趋于正态(0,3).然而,在青藏高原的草甸和荒漠生态系统中分别呈现出指数分布和均匀分布.在3大高原中,气候和土壤营养对植被平均高度解释率超过70%,然而对植被聚合高度的解释率最高仅为29%(青藏高原).从青藏高原、内蒙古高原至黄土高原,植被平均高度对环境综合响应强度逐渐增强,具体表现为气温、降水的影响逐渐增强,而辐射、风速和营养物浓度影响逐渐减弱.我们的研究表明,正态分布是草地植被高度构建的普适性原则,而环境因素的协同作用在不同区域存在差异.

    草地植被高度群落结构环境变化样带

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    岷江冷杉和紫果云杉对增加温度和CO2浓度的物种特异性的生长、形态和生理响应

    Haojie DongZongdi HuangWen LiLei Yu...
    157-171页
    查看更多>>摘要：尽管许多研究评估了植物对增加的大气二氧化碳浓度(CO2)和增温的生理生态响应,但探究这两个因素交互作用的研究较少,尤其是更敏感的高海拔树种.为了解决这个问题,我们选用岷江冷杉(Abies faxoniana)和紫果云杉(Picea purpurea)幼苗来评估增加CO2浓度(CeTa,700 ppm)、增温(CaTe,高于环境温度2 ℃)以及增加CO2浓度和增温(CeTe)交互作用对植物生长、形态和生理的影响.我们的研究发现CaTe处理下,这两种针叶树总干重、比根长、净光合速率以及15NH4+和15NO3-的转运速率均升高,但CeTe处理下植株的响应更强烈(岷江冷杉的净光合速率除外).这些结果表明,增加CO2浓度加剧了增温对植物生长和生理反应的影响.此外,CeTe对紫果云杉生理特征的影响更大,其总干重、比叶面积、水分利用效率(δ13C)、δ15NO3--N水平、15NH4+和15NO3-的转运速率和非结构碳水化合物浓度均高于岷江冷杉.总体而言,这些研究结果表明,在评估针叶树种对未来气候的响应时,应考虑CO2×温度的交互作用.

    增温增加CO2浓度非结构性碳水化合物15N示踪针叶树

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    入侵植物粗毛牛膝菊根际土壤和根系真菌群落会沿海拔扩散路径发生变化

    Rui-Ling LiuWen-Gang ZhangBenjamin R.LeeGang Liu...
    172-189页
    查看更多>>摘要：与入侵植物相关的真菌群落可能会随着海拔发生变化,这可能会影响入侵植物的表现和入侵力.我们最近的研究表明,入侵植物粗毛牛膝菊(Galinsoga quadriradiata)的根系AMF侵染率随着海拔的升高而下降.然而,尚不清楚这是否与真菌群落沿海拔的变化相关.为此,我们采用高通量测序技术、功能分组和线性分析等方法,研究了秦巴山区的粗毛牛膝菊根际土壤和根系真菌群落组成与结构沿海拔的变化趋势.研究结果表明,粗毛牛膝菊根际土壤和根系真菌群落物种多样性和种类组成随海拔升高发生了显著变化.在根际土壤中真菌群落香农-威纳多样性指数随着海拔升高呈上升趋势,而在根系中则呈下降趋势.同时,在根际土壤中共生真菌的相对丰度随海拔高度没有发生显著变化,而在根系中呈下降趋势;在根际土壤中病原真菌的相对丰度随着海拔呈下降趋势,而在根系中呈上升趋势.这些研究结果暗示,该种在向研究区域高海拔地区入侵时,土壤共生真菌的供给并不会缺乏,但其与这些真菌之间建立并维持共生关系的能力降低了;在向高海拔扩张过程中,该种倾向于在根系中积累更多的病原真菌,而减少对共生真菌的依赖.这些研究结果说明,入侵植物与真菌群落之间的相互作用会沿着海拔梯度发生显著变化,植物地下部分与真菌的相互作用可能是我们理解外来种如何在高海拔环境中入侵成功的关键.

    入侵植物范围扩张真菌多样性真菌丰度共生菌病原菌

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    树种菌根类型通过细根生物量和凋落物动态影响土壤呼吸和土壤碳储存

    Guodong ZhangGuiyao ZhouXuhui ZhouLingyan Zhou...
    190-201页
    查看更多>>摘要：热带森林是高生产力但同时也是脆弱的生态系统之一.一些全球范围的造林项目计划未来十年在热带地区种植数百万棵树.树种菌根类型影响森林土壤碳储存已成为共识,但在热带地区,树种菌根类型如何影响土壤呼吸(Rs)和碳储存,目前仍知之甚少.为研究树种菌根类型对Rs和土壤碳储存的影响,本实验在一个近30年热带同质园的3种丛枝菌根(AM)树种和3种外生菌根(EM)树种的单种林中,测量了其Rs和表层20 cm的碳含量,以及有关的生物因子(如根生物量、凋落物动态、土壤微生物)和非生物因子(如微气候).研究结果表明,AM单种林的Rs、土壤碳含量,以及凋落物周转速率和细根生物量显著高于EM单种林.分析表明,与其他生物和非生物因子比较,树种菌根类型对Rs和土壤碳含量的影响最大.进一步分析表明,菌根类型是通过细根生物量和凋落物动态(凋落物产量、凋落物现存量、凋落物周转速率)直接和间接影响Rs和土壤碳含量.本研究结果强调了树种菌根类型对森林碳循环的影响,表明在热带地区种植AM树种可能比种植EM树种更能促进土壤固碳.

    菌根土壤呼吸热带森林碳储存造林

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    江西常绿阔叶林分类及其分布格局

    Yizhen LiuHaihua ShenGang GeAijun Xing...
    202-213页
    查看更多>>摘要：常绿阔叶林是中国东部的演替顶极植被.江西省位于中国亚热带东部湿润常绿阔叶林区的腹心,拥有该区第二大面积的常绿阔叶林.尽管江西常绿阔叶林已有大量的研究,但其主要类型和分布格局与主要驱动因素仍不清楚.本研究采用植物群落清查法调查了205个常绿阔叶林样方,样方包含了江西常绿阔叶林主要群系类型.采用双向指示种(TWINSPAN)和去趋势对应分析(DCA)进行了数量分类,确定各群落类型的标志种、指示种.使用Kruskal-Wallis非参数检验比较了不同群落类型的地形和气候差异,并采用冗余分析(RDA)和变差分解的方法,区分地形、气候以及样方间距离对不同类型群落分布的影响.研究结果表明,江西常绿阔叶林可分为丘陵常绿阔叶林、沟谷季雨林、山地典型常绿阔叶林和山地云雾常绿阔叶林.这4类常绿阔叶林的分布受地形和气候条件的驱动,其分布格局也反映了这4类常绿阔叶林类型间的生物地理差异.本研究为构建中国东部湿润区常绿阔叶林的高级分类系统提供基础资料和重要参考.同时,本研究还发现丘陵常绿阔叶林易受人为活动干扰,沟谷季雨林和山地典型常绿阔叶林拥有非常丰富的第三纪孑遗植物等,这些特征都暗示江西常绿阔叶林亟需开展更严格的保护实践.

    亚热带常绿阔叶林指示种诊断种森林分类排序

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    机械损伤和昆虫取食对紫茎泽兰与本地同属植物防御表达和补偿作用的差异

    Rui-Fang WangZhi-Yong LiaoWei-Tao LiChun-Hua Zhang...
    214-224页
    查看更多>>摘要：入侵地群落中的本地草食昆虫取食可以影响植物生长的适合度,从而有助于抵抗外来植物入侵.紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是一种入侵性很强的外来物种,在中国南方许多省份已形成密集的单优群落.很多学者认为天敌逃逸是外来植物入侵的一个重要原因,但前期研究发现当地的几种广谱天敌能够取食紫茎泽兰.因此,本研究通过与本地同属植物异叶泽兰(E.heterophyllum)比较,来评估是否低水平的防御表达和高的生物量补偿促进了紫茎泽兰的成功入侵.本文分别比较了在广谱天敌棉铃虫(Helicoverpa armigera)取食和机械损伤情况下紫茎泽兰和异叶泽兰早期防御信号茉莉酸(JA)和茉莉酸-异亮氨酸(JA-Ile)、叶绿素荧光、非靶代谢组学特征以及补偿生长等方面的差异.研究结果表明,机械损伤和模拟取食能立即启动入侵植物紫茎泽兰和本地同属植物异叶泽兰的天敌防御,诱导两种植物特异性的生理反馈.异叶泽兰对组织损伤更为敏感,相比于入侵植物紫茎泽兰产生了更丰富的防御化合物.棉铃虫取食比机械损伤对防御诱导的影响更大;与异叶泽兰相比,紫茎泽兰具有较高的补偿生长能力,可以抵消生物量损失和防御成本的投入,受到的影响相对较小.较低的代谢防御和较高的补偿生长可能有助于紫茎泽兰的入侵成功.

    食草动物取食荧光代谢防御补偿紫茎泽兰

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    土地利用方式对黄河漫滩土壤微生物群落结构和多样性的影响

    Xiongde DongLeyun YangLaura Sofie HarboXinyu Yan...
    225-236页
    查看更多>>摘要：土壤微生物群落及其多样性是土壤碳和养分循环的重要生物指标.土地利用变化是影响漫滩生态系统土壤微生物群落组成的主要决定因素.然而,土壤微生物群落的结构和多样性如何响应土地利用变化,以及这些变化的主要驱动因素是什么,仍不清楚.本研究在黄河漫滩进行,以检验土地利用变化对土壤微生物群落的影响.选取了4种土地利用类型(灌丛、农田、草地和森林),其中以灌木地为对照,用磷脂脂肪酸测量了土壤微生物组成和多样性.研究结果表明,土地利用变化显著影响了总细菌、真菌和革兰氏阳性/阴性细菌.与灌丛相比,农田的总磷脂脂肪酸和细菌较高,森林的真菌较高.土壤pH值和全磷是微生物组成的最佳预测因子,分别解释了37%和26%的变异性.土壤全氮和硝态氮是影响微生物多样性的主要因素.花生农田的土壤碳含量、土壤碳储量、磷脂脂肪酸总量和微生物多样性最高,表明漫滩具有巨大的碳汇潜力.这些研究结果表明,黄河漫滩的农田对于维持土壤微生物群落和土壤碳固存至关重要.

    细菌真菌黄河漫滩微生物多样性土壤碳储量土地利用类型

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    20世纪后期气候加速变暖促进了北半球树木径向生长

    Jie LiuZong-Shan LiMaierdang KeyimuXiaochun Wang...
    237-251页
    查看更多>>摘要：20世纪后期全球加速变暖导致北半球森林衰退事件频发,并增加了树木生长-气候关系的复杂性.然而,关于气候加速变暖前后北半球不同地区树木生长对气候因子响应的异质性研究仍较为缺乏.本研究利用北半球3大洲9个地区共计229条温度敏感型树轮宽度年表分析了气候加速变暖前后不同地区树木生长趋势和气候响应的异质性表现.结果表明:(ⅰ)1977-2000年期间,气候加速变暖显著促进了北半球不同地区树木的径向生长,但在1950-2000年期间,不同地区的树木径向生长表现出异质性特征.(ⅱ)1976年后,除北美中部和欧洲北部,北半球树木生长和温度的相关性均显著增加,亚洲地区最为明显.(ⅲ)在1977-2000年期间,9个地区的树木年轮指数与温度均出现了短暂的分离(2-5年).在1950-2000年期间,各地区树木生长能够更好地追踪到北半球平均温度的变化趋势而不是区域温度.

    气候变暖北半球树轮树木生长-气候关系分离效应

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    季节性干旱驱动亚热带森林的碳积累

    Brian NjorogeYuelin LiDennis OtienoShizhong Liu...
    252-267页
    查看更多>>摘要：本研究旨在表明处于南亚热带的鼎湖山生物圈保护区的干旱频率和强度正在增加,并说明季节性干旱对亚热带森林碳积累的影响.这是为了应对全球气候变化导致的干旱加剧所带来的威胁开展的一项研究.我们使干旱指数(标准化降水指数、标准降水蒸散发指数、降水距平百分率及自校准帕尔默干旱指数)准确确定干旱期和降水量增加期.此后,将2003至2014年(12年)监测采集的实测涡动通量和土壤含水量数据在干旱期和湿润期之间进行比较,以确定干旱对生态系统碳积累的影响.在本研究所选择的12年期间,干旱的发生时间约占比20%,最强干旱事件和严重程度发生于2012至2013年.研究期间的年平均降水量和气温分别为1404.57±43.2 mm和22.65±0.1 ℃,与30年记录(1990-2020)相比较,年降水量减少量可达523 mm,而气温则增加了2.55 ℃.与全球针对大多数森林生态系统研究所发表的数据呈相反趋势,处于中国南亚热带区域的鼎湖山生物圈保护区在60%的干旱期内所监测的森林生态系统记录到显著的碳积累趋势,说明季节性干旱驱动了森林的碳积累.

    干旱气候变化碳积累鼎湖山生物圈保护区涡动通量

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