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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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    磷不是内蒙古温带典型草原地上净初级生产力的主要限制因素

    Yumeng GuoMeng ZhouJun ShengYujia Yuan...
    1-10页
    查看更多>>摘要：磷是植物生长所必需的营养元素,然而,温带典型草原地上净初级生产力(ANPP)是否受到磷的限制仍存在争议.为探讨磷添加在自然条件和氮添加条件下对温带典型草原ANPP和不同功能群植物地上生物量的影响,本研究利用位于内蒙古温带典型草原的中国科学院植物研究所多伦恢复生态学试验示范研究站的16年氮磷添加实验平台,对植物群落ANPP、禾草和杂类草地上生物量以及土壤有效氮、磷含量进行了连续5年(2016-2020)的测量.研究结果表明,在自然条件下添加磷对ANPP和禾草、杂类草的地上生物量没有显著影响.而在添加氮的条件下,添加磷显著增加了ANPP和杂类草的地上生物量.线性回归分析的结果表明,ANPP与土壤速效磷浓度无显著相关,而与土壤速效氮浓度呈显著正相关.这些结果表明,磷不是内蒙古温带典型草原初级生产力的主要限制因素,但在添加氮的条件下添加磷可以提高温带典型草原的ANPP并改变植物群落组成.本研究为指导温带典型草原的管理提供了有价值的信息.

    地上净初级生产力植物群落组成磷植物功能群温带典型草原

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    基于不同养分策略的亚热带常绿与落叶树种的共存机制

    Xiaoping ChenXingui LeKarl J.NiklasDandan Hu...
    11-21页
    查看更多>>摘要：常绿和落叶树种共存于中国东南部的亚热带森林中.为探究常绿和落叶树种应对亚热带磷限制所采用的碳获取策略,我们选取阳际峰常绿阔叶林中75种共存的木本植物,包括44种常绿树种和31种落叶树种,测定了其叶片的光合和呼吸速率,以及与碳(C)、氮(N)和磷(P)利用效率和再吸收效率的相关性状.落叶树种的光合氮利用效率(PNUE)、单位氮和磷的呼吸速率(Rd,N和Rd,P)均显著高于常绿树种,但光合磷利用效率(PPUE)在二者之间无显著差异.对于任意给定的叶片P,常绿树种的碳利用效率(CUE)高于落叶树种.此外,落叶和常绿植物的氮再吸收效率(NRE)、磷再吸收效率(PRE)和N:P均无显著差异.这些结果表明,常绿树种维持高CUE使其在P限制的亚热带森林中成为优势树种.这些结果对其他生物群落中落叶和常绿物种的养分策略比较具有重要意义,也为未来的气候变化下的亚热带森林的群落动态建模提供了新见解.

    光合养分利用效率碳利用效率氮吸收效率磷吸收效率物种共存

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    旱区小麦植株竞争导致的公地悲剧,是源自遗传性状还是源自可塑性性状?

    Li ZhuJun XiangDa-Yong ZhangWei Wang...
    22-33页
    查看更多>>摘要：作物的生长冗余,也就是营养器官的过度生长,常常对作物产量不利,因此被称为作物的'公地悲剧'.作物品种内相邻植株之间的资源竞争也会导致可塑性的营养器官的过度生长,因此被称为可塑性的公地悲剧.然而,目前有关这种可塑性的公地悲剧如何响应不同作物品种和不同的资源水平的研究较少.本研究设计了盆栽实验来探索这一问题.为设置根系竞争和无竞争两种处理,把同品种两个植株栽种在同一花盆中,分别用尼龙和塑料进行隔离;采用了两个小麦品种(古老品种和尚头和现代品种92-46),设置了两个资源水平处理.研究结果表明,与92-46相比,和尚头品种把资源更多地分配给茎叶,更少地分配给种子.异速生长数据显示,在24对尼龙隔离和塑料隔离处理的比较中,只有4对显示出程度很小的差异.异速生长数据还显示,相比和尚头品种,92-46品种对增加资源的响应程度更小.基于有限样本大小,本研究揭示了作物地上部分营养生长和繁殖生长之间的权衡关系.正是这种权衡关系,导致了和尚头小麦品种的'公地悲剧'式生长,同时也使得92-46小麦品种的种子产量得以提升.小麦的公地悲剧更可能是源自遗传性状(比如古老品种的生长冗余),而不太可能是源自植株的可塑性冗余生长.现代小麦品种92-46可能采用了节约型的资源利用方式,而古老品种则采取的是消耗型策略.综上所述,本研究表明育种工作者应当选育个体竞争力低的基因型.

    根系竞争资源分配生长冗余公地悲剧权衡

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    绿药淫羊藿的花特征与传粉生物学研究

    Yi-Fan QianWen DuLan-Ying ChenQiu-Mei Quan...
    34-47页
    查看更多>>摘要：植物花部特征的表达和进化是对生长环境长期适应的结果,生长环境的不同虽然会导致花部特征出现显著的差异,但是并不影响花在植物繁殖方面发挥的作用.淫羊藿属(Epimedium)植物具有雌雄异位和雌雄异熟机制,能有效地避免自交现象的发生,而恶劣的生长环境是否会使自交不亲和性发生改变?本文以生长于夜雨频发和潮湿环境中的绿药淫羊藿(Epimedium chlorandrum)为研究对象,通过野外观察绿药淫羊藿的花部特征和访花者,测定花粉数、胚珠数、花粉活力、柱头可授性、花蜜量和糖浓度以及人工授粉实验等方法,探究绿药淫羊藿的花部特征对其生长环境的适应性,以及花在传粉和繁殖中发挥的作用.研究结果表明,绿药淫羊藿的花朵向地生长,内萼片和高度弯曲的距共同形成了一把保护伞,保护花药和柱头免受雨水的冲刷,同时防止花蜜被雨水稀释;绿药淫羊藿的访花者共有6种,以花蜜为食的三条熊蜂(Bombus trifasciatus)是唯一的有效传粉者,其传粉效率与花蜜的含糖量呈正相关关系;绿药淫羊藿的每朵花能够分泌花蜜约17.06±0.57 µL,花蜜含糖量约为29.19±0.22 g/100 mL;花粉胚珠比约为7701.30±116.85,表明绿药淫羊藿的繁育系统为专性异交类型;人工异交授粉和人工自交授粉处理均能结出可育种子,表明绿药淫羊藿是自交亲和的.综上所述,绿药淫羊藿受到夜雨频发和传粉者短缺的生长环境限制,自交亲和机制在一定程度上能够缓解花粉短缺的限制.

    夜雨花特征距状花瓣三条熊蜂(Bombustrifasciatus)自交亲和性雄蕊先熟花蜜

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    温带半干旱草原克隆禾草叶性状对氮沉降铵硝比输入的响应:叶序不可忽略

    Ruoxuan LiuJungang ChenZhengru RenXu Chen...
    48-60页
    查看更多>>摘要：叶片是植物光合作用的主要器官.叶片可塑性在很大程度上决定了植物对富氮环境的适应.然而在自然条件和富氮环境中,测定植物叶片性状时需要采集的最佳数量或比例是否一致并不明确;同时大气氮沉降主要组分铵态氮与硝态氮比例变化是否会改变叶片最佳测量数量缺少实验证据支撑.因此本研究依托自2014年在中国北方温带草原开展的铵硝比添加实验(即对照和5:1、1:1和1:5的NH4+-N/NO3--N比例),于2020年8月(植物群落生物量高峰时期)测量了两个形态相似的优势多年生禾本科物种(即羊草和冰草)在叶序水平的叶面积、叶厚度和叶绿素含量.我们发现在对照处理(自然条件),除羊草叶面积需要测定5片(占单株总叶片数的78.82%),其它性状通过测量两片完全展开叶即可代表整株该叶性状的单叶平均特征.铵硝比添加处理显著改变了叶性状最大值所在叶序,导致需要增加叶片测定数才能代表整株叶片的单叶平均特征.铵硝比添加显著改变了受叶序调控的叶性状间权衡关系,即叶片虽变大却变薄.因此,本研究结果表明,通过测量全部完全展开叶或者提供一个合适的尺度推绎参数方能更好地评估氮沉降效应下植株叶片性状的响应特征.

    物种共存叶龄氮素形态光合能力植物功能性状权衡策略

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    寒带森林中最大冠层高度与群落系统发育结构相关

    Ling-Feng MaoYu-Ran DongBing-Bing XingYou-Hua Chen...
    61-74页
    查看更多>>摘要：了解最大冠层高度和森林群落构建的关系至关重要,但相关研究较少.最大冠层高度受到不同生态过程(如生态位分化和环境过滤),以及历史和随机因素的影响.然而,对影响冠层最大高度的生态过程的实证研究仍较少.本研究旨在揭示最大冠层高度与群落系统发育结构之间的关系.首先,我们从一项加拿大阿尔伯塔省东北部北方森林样方调查数据集(466个50 m×50 m的采样点)中调查了最大树冠高度.在此基础上,以净谱系亲缘关系指数(NRI)和净最近种间亲缘关系指数(NTI)表征样方中种子植物的系统发育结构,探讨了机载激光雷达测量的最大冠层高度与群落系统发育结构的关系.研究结果表明,最大冠层高度越高,主要进化分枝间的系统发育越聚集,这说明北方森林中存在非生物因子驱动的环境过滤.然而我们也发现,在每个主要演化分支内部,最大冠层高度更高的群落中系统发育结构更发散,这意味着其生态位分化更强烈.总之,最大冠层高度越高的群落可能经历了更强烈的历史非生物环境过滤和近期的生态位分化.这些发现将有助于森林生物多样性的监测和管理.

    森林群落系统发育结构生态位分化竞争层次结构环境过滤随机过程群落构建

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    草地植被调查中的观测者误差:物种多样性指标和物种丰度关系的影响

    Lloyd W.MorrisonSherry A.LeisMichael D.DeBacker
    75-87页
    查看更多>>摘要：我们研究了观察者误差对4种常用物种多样性度量的影响:物种丰富度、香农-威纳多样性指数、香农-威纳均匀度指数和辛普森多样性指数.我们还评估了观察者误差如何影响由非度量多维尺度(NMS)排序确定的物种丰度关系的多变量分析得出的推论.3位不同的植物学家在美国密苏里州和堪萨斯州的两个国家公园对草原植被进行了采样.其中的两名植物学家对相同的地块进行了采样,编制了物种组成清单并估计了叶面覆盖率,然后比较了数据记录的差异.伪转换率(即由于观察者错误导致的表观转换率)在17.1%到22.1%之间,覆盖类别估计的差异在21.5%到30.5%之间.观察者对物种多样性测量值的百分比差异取决于数据的总结方式,但总是<20%,而且通常<10%.基于这些研究结果,与周转指数相比,物种多样性指标受观察者误差的影响相对较小.然而,周转指数包含更多信息,因为它们追踪的是单个物种,而在大多数物种多样性指数中,物种是可以互换的.因此,由于物种多样性指数的计算方式,识别出的错误较少.NMS排序显示,虽然不同观察者对某些地块的描述相似,但观察者对其他地块的记录之间的差异导致排序空间的分离更大.与另一个观察者相比,代表一个观察者记录的点通常在相同方向上在排序空间中移动.

    估计误差观察者误差伪周转率物种多样性度量排序植被调查

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    利用MaxEnt模型和CIMP6数据预测构树在中国的潜在适生区

    Meiquan WangQingwei Guan
    88-103页
    查看更多>>摘要：构树(Broussonetia papyrifera)具有适应性强、分布广泛、经济价值高等特点,是中国重要的乡土树种.气候变化被认为是对生态过程和全球生物多样性的主要威胁.开展气候变化情境下构树的潜在地理分布研究将为我国的生态恢复提供科学依据.本研究主要采用主成分分析法(PCA)和皮尔逊相关性分析法筛选环境变量.其次,利用最大熵模型(MaxEnt)和CIMP6数据集预测了2041-2060年构树潜在适宜区的分布和变化.研究结果表明,当前构树的高适宜区主要位于广东(5.60×104 km2)、广西(4.39×104 km2)、台湾(2.54×104 km2)和海南(2.17×104 km2)等省份.影响构树适宜区分布的主要环境因子为最冷季均温(11.54-27.11 ℃)、最干季降水量(51.48-818.40 mm)和最湿季降水量(665.51-2302.60 mm).未来2041-2060年期间,构树高适宜区和总适宜区的多模式平均值在SSP5-8.5情景下分别为111.42×104 km2和349.11×104 km2,而在SSP1-2.6情景下为87.50×104 km2和328.29×104 km2.在未来气候变化情景下,构树适宜区分布将向我国西部和北部地区延伸.此外,除去农田范围内的构树适宜区分布,多模型平均结果显示,构树潜在可种植面积在SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下分别为212.66×104 km2和229.32×104 km2.

    最大熵模型潜在适生区构树(Broussonetiapapyrifera)CMIP6中国

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    群落时间稳定性对刈割和养分富集的响应随时间的变化

    Heng LiJiajia ZhangJingyi RuJian Song...
    104-118页
    查看更多>>摘要：土地利用和养分富集能对生物多样性和生态系统功能产生巨大的影响.然而,群落时间稳定性对土地利用和养分富集的响应是如何随时间变化的尚不清楚.作为历经15年(2005-2019)野外实验的一部分,本研究旨在探索在蒙古高原温带草原上,刈割、氮添加和磷添加对群落时间稳定性的效应.经过15年的实验,氮添加和磷添加均降低了群落时间稳定性,尤其是灌木和半灌木功能群的时间稳定性.刈割仅在实验早期(2005-2009)增加群落时间稳定性.氮添加在实验早期和末期(2015-2019)降低了群落时间稳定性,但在实验中期(2010-2014)反而提高了群落时间稳定性.磷添加在实验早期只轻微降低群落时间稳定性,但在实验末期显著降低群落时间稳定性.氮添加引起的群落时间稳定性变化的波动主要归因于其对物种异步性和种群时间稳定性的不同影响.我们的发现强调了植物功能群和物种异步 性在调控群落时间稳定性方面的重要作用,以及仍然需要进行更长期的研究,以准确预测全球变化背景下的生态系统响应模式.

    多样性土地利用养分富集植物稳定性温带草原

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    西北温带荒漠典型短生植物对积雪变化的响应

    Jin-Fei YinXiao-Bing ZhouNan WuYuanming Zhang...
    119-132页
    查看更多>>摘要：温带荒漠生态系统积雪变化影响植物的多样性、丰富度及其分布.这些生态系统中草本植物的生长和分布与积雪深度密切相关,积雪由于旱季缺水而成为生长期最重要的水资源.然而,温带荒漠植物对冬季积雪变化的响应仍不清楚.本研究旨在探讨积雪变化对草本植物根系生长的影响.以古尔班通古特沙漠为研究对象,研究了冬季4种积雪深度处理下荒漠典型短生植物尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrhinchum)的生长情况.4种积雪深度处理分别是:移除积雪(-S)、自然降雪、加2倍深度积雪(+S)和加3倍深度积雪(+2S).研究结果显示,积雪深度的增加提高了草本植物的丰度和生长速度,同时也提高了这些植物的生物量(包括总生物量和个体生物量).雪的添加显著增加了尖喙牻牛儿苗的叶面积,而叶干物质含量则对雪的添加呈现相反的响应.这些结果表明,该植物的地上部分比地下部分对积雪变化更敏感.积雪深度的变化也影响根系形态.积雪移除使侧根增多,增加积雪深度促进主根伸长,有助于其吸收更多的水分和养分.这些结果解释了冬季积雪深度的变化如何改变温带沙漠生态系统生长期间的植物生长、群落结构和生态系统功能.

    积雪覆盖植物生长根系形态温带荒漠短生植物

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