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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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    气候因子调节荒漠土壤中丰富和稀有微生物群落的聚集过程

    Qiang SunHang-Yu LiKuan LiXiao-Qing Zhang...
    1-16页
    查看更多>>摘要：土壤微生物由少数的丰富类群和大量的稀有类群组成,它们对生态系统的功能和服务有不同的贡献.本研究采用高通量测序技术对荒漠土壤样品的物种组成进行DNA测序分析,揭示土壤微生物丰富类群和稀有类群的组成结构.采用相关性分析和随机森林方法进一步分析环境因子对丰富和稀有类群群落的影响.最后,利用基于零模型的β-最近类群指数(βNTI)解析土壤微生物的群落构建机制.研究结果表明,在荒漠土壤中,稀有细菌的群落构建几乎完全由确定性的同质选择过程支配;相比之下,随机过程对丰富细菌的影响更为明显.然而,无论是丰富真菌还是稀有真菌都表现出相似的群落构建模式,即确定性过程和随机过程共同决定了真菌的群落构建过程.这些结果表明,随着平均年降水量(MAP)和平均年气温(MAT)的增加,丰富细菌的群落构建过程从随机性转变为确定性.而对稀有真菌来说,随着MAT的增加,群落构建过程从确定性向随机性转变.该研究提供了MAT和MAP调节荒漠土壤中丰富和稀有微生物群落构建过程的明确证据.这些发现为进一步研究土壤微生物群落结构和生态功能奠定了理论基础.

    生物地理学确定性过程随机过程丰富类群和稀有类群气候因素

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    水稻与水生动物共作可促进稻田系统生态集约化

    Zi-Jun JiLu-Feng ZhaoTao-Jie ZhangRan-Xin Dai...
    17-27页
    查看更多>>摘要：物种共作可以增加农业系统的生物多样性,是农业生态过程强化的重要措施.水稻-水产动物共作是农业系统物种共作的类型之一,国内外已开展了大量生产实践和研究.本文综述并定量分析了水稻-水产动物共作(简称共作系统)的最新研究成果,聚焦3个问题:(ⅰ)共作系统能否在维持或提高水稻产量和土壤肥力的同时,减低农药和肥料的使用?(ⅱ)水产动物是如何对稻田生态系统产生正效应的?(ⅲ)如何建立共作系统以实现稻田生态集约化?文献整合分析表明,水稻-水产动物共作产生显著正效应,即与水稻单作系统相比,共作系统的水稻产量增加、害虫和杂草的发生显著下降、土壤有机质和总氮含量显著提高.种间互惠和养分互补利用是水产动物对稻田生态系统产生正效应的主要生态学机理,一方面水稻为水产动物提供有利的环境,促进其在稻田中的活动和生长;另一方面水产动物的取食活动降低了病害草害并改善了土壤条件,有利于水稻生长.此外,水产动物促进了稻田系统养分循环,而且养分可在水稻和水产动物之间互补利用,从而提高了共作系统的养分利用效率.如何构建水稻和水产动物之间相互适应的共作系统,以及如何建立与共作系统相匹配的种养技术策略,是水稻-水产动物共作实现稻田生态集约化的关键.从生物学性状的角度,研究和选育适于共作系统的水稻品种和水产动物品系,是未来应关注的方向之一.

    种间互惠养分循环害虫控制水稻产量土壤有机碳土壤氮素

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    作物多样性实验:理解一年生作物系统物种多样性效应的机理

    Christian Sch?bNadine EngbersenJesús López-AnguloAnja Schmutz...
    28-42页
    查看更多>>摘要：受到草地生物多样性实验研究植物多样性对初级生产力影响的启发,2018年建立的"作物多样性实验"旨在测试自然生态系统生物多样性的效应是否也适用于一年生作物系统,以及作物混合种植(简称作物混作)是否也能实现超产,即作物混作的产量超过作物单作的最高产量.实验的前3年结果表明,作物混作不仅增加了产量,而且通常也比最高产的作物单作产量高.作物多样性效应在环境胁迫下更显著,且通常是在与豆科作物混作时实现超产.然而,我们也观察到在有利条件下和没有豆科植物的混作中,也有超产现象.对产量效应的潜在机制研究发现,作物物种之间存在直接的互补关系和通过其他生物的间接效应.前者包括氮吸收中的化学、空间和时间互补性,水分吸收的根分布互补性,以及光利用的空间和时间互补性.在间接机制中,除了"作物多样性实验"中未研究但在其他研究得到证明的对害虫和疾病的互补抑制之外,我们还证明作物混作中对杂草的互补抑制和植物生长促进微生物的丰度更高.因此,"作物多样性实验"不仅支持了生物多样性实验所证明的生态过程,也支持了作物系统中的生物多样性的生态系统功能假设,而且作物物种多样化的作物系统为可持续生产食物提供了有价值工具.

    间作生物多样性产量竞争促进互补效应混合种植

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    Ecological intensification of agriculture through biodiversity management:introduction

    Bernhard SchmidChristian Sch?b
    43-46页
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    基于生态学原理的作物品种混合种植建立

    Emanuel B.KoppPascal A.NiklausSamuel E.Wuest
    47-61页
    查看更多>>摘要：作物品种混合种植具有很多有益效应,包括抑制病原体和增加产量和产量稳定性.然而,这些效应并不一定在所有作物品种混合种植中都出现,多样性带来的效应可能会因作物异质性的增加而抵消.在田间建立作物品种混合种植,如果没有预先预测组合哪些基因型可以产生表现良好的混合种植,会导致工作量过于庞大.因此,需要有效的工具来缩减有希望的品种混合种植组合,并在实验中确定其中哪些组合会带来最大效应.在这里,我们首先综述已有的关于生态多样性实验和当前农业应用效应及其机理,然后讨论应用这些知识开发良好品种混合种植组合时出现的一些主要困难.我们还讨论了解决其中一些问题的非常规方法.我们特别强调基于性状确定好的品种混合种植伙伴的潜力和局限性,并认为非传统性状和性状衍生的指标可能需要基于性状的方法来充分发挥其潜力.具体而言,我们认为可以使用现代遗传和基因组方法确定良好的混合种植伙伴.或者,可以通过组合对环境变化做出不同反应的品种(这些品种可以在标准品种测试试验中轻松识别)来获得良好的混作组合.初步分析结果表明,解释对不同环境响应的生态位差异,可以指示功能互补性并提高混合种植组合的产量及其稳定性.

    农业生态学品种混合种植作物多样性群落生态学植物育种病原物/疾病控制产量稳定性

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    外源酶添加对人工林凋落物质量残留、养分含量和微生物群落的影响

    Huayue NieChenrui WangMeirong TianJixi Gao...
    62-73页
    查看更多>>摘要：凋落物输入对森林土壤性质和生态系统功能有很大影响.凋落物快速分解可减少人工林农业废弃物,促进养分循环.酶是凋落物分解和元素释放的关键角色.然而,有关外源酶制剂对凋落物分解的影响研究却很少.为了探究外源酶如何影响凋落物质量残留率、营养元素释放(C,N,K)和微生物群落多样性,本研究以人工林枇杷(Eriobotrya japonica)凋落叶为研究对象,将5种外源酶(漆酶、木质素过氧化物酶、亮氨酸氨基肽酶、纤维素酶、酸性磷酸酶)施加于凋落物表面后恒温恒湿分解189天.在分解过程中,测定凋落物质量残留率和主要元素含量,分解结束后测定凋落物表面附着的微生物多样性.研究结果显示,漆酶和木质素过氧化物酶通过影响微生物多样性、氮和钾的含量来促进凋落物的分解.亮氨酸氨基肽酶促进了氮元素的富集,从而降低凋落物质量.但纤维素酶、漆酶和木质素过氧化物酶的施加对凋落物中纤维素和木质素的降解没有影响.这些研究结果证明,外源酶施加可改变凋落物的养分含量和微生物群落,从而影响凋落物的分解.综上,为了有效调控农业废弃物凋落物的分解速率,外源酶对凋落物分解的影响是未来的重点研究方向之一.

    凋落物分解外源酶木质素纤维素微生物群落

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    g1mm.hp包对零膨胀广义线性混合模型与多元回归的扩展

    Jiangshan LaiWeijie ZhuDongfang CuiLingfeng Mao...
    74-80页
    查看更多>>摘要：glmm.hp是一个专为评估广义线性混合模型(GLMMs)中共线预测变量的相对重要性而开发的R包.自从其于2022年1月发布以来,已迅速在生态学界获得认可和流行.然而,先前的glmm.hp包仅限于处理仅来源于Ime4和nlme包的GLMMs.最新的glmm.hp包增加了新功能.首先,它整合了从glmmTMB包获得的结果,使其能够有效地处理零膨胀广义线性混合模型.此外,最新的glmm.hp包添加了基于原始R2和校正R2的普通多元回归的共性分析和层次分割的功能.本文将展示这些新功能,更方便广大的研究人员使用.

    共性分析广义混合效应模型层次分割边际R2多元回归相对重要性方差分解零膨胀模型

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    高山植物花中央的温度比边缘高:来自青藏高原的证据

    Yan ZhangYanhong Tang
    81-94页
    查看更多>>摘要：花表面温度对植物繁殖有重要作用,但花表面温度的空间分布规律仍不清楚,尤其是在高山植物中.为探讨花表面温度空间分布,我们分析了青藏高原东北部冷龙岭海拔3200至4000 m的18种植物的热成像照片,发现在直射辐射环境下花或花序表面温度空间变化很大,大多数花或花序的中央温度比边缘高出约1 ℃,最大可达11 ℃.太阳辐射和花的形状显著影响花表面温度的空间分布,如温度的空间变化范围、空间变化的标准差以及花中心与边缘部分的温度比值.花冠越大,表面温度的空间变异性越高.菊科植物表面花温及其空间变异性都比较高,花中央温度比边缘温度也比其它观测的物种更高更稳定.大多数物种花中央与边缘部分温度的比值随海拔上升而增大.这些结果表明,在高山植物中花或花序中央区域的热积累可能很普遍,其生态和进化意义有待进一步探索.

    花形状花性状青藏高原繁殖成功温度分布

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    人为管理措施诱导土壤微生物磷与土壤微生物碳氮内稳态解耦的代谢证据

    Lihua ZhangLizhi JiaLiyuan HeDavid A.Lipson...
    95-106页
    查看更多>>摘要：微生物化学计量学理论能够预测微生物对碳(C)、氮(N)、磷(P)的同化作用具有比例耦合性.这种耦合性被量化为稳态值,用于计算内稳性系数(H).C、N、P的H值协变量表明,微生物对C、N、P的同化作用是耦合的.因此,在本文中我们利用全球数据集研究微生物C、N、P的H值在不同生物群落中的时空动态变化.研究结果表明,土地利用和人为管理措施导致P与C、N的代谢在时间和空间上解耦,并且我们利用结构方程模型(SEM)分析结果表明,土壤因子主导P的微生物动态平衡,而土壤元素含量则主导C和N的微生物动态平衡.利用机器学习算法得出的微生物P与微生物C和N的对比因子也证实了这一结果.总的来说,我们的研究强调了在营养循环中人为管理措施对微生物角色转变具有重要的影响.

    碳氮磷微生物的内稳性管理措施

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    中国西南热带季风区石灰岩和非灰岩森林蕨类植物叶片性状的种间和种内适应性

    Kittisack PhoutthavongMasatoshi KatabuchiAkihiro NakamuraXiao Cheng...
    107-118页
    查看更多>>摘要：在热带地区,石灰山森林(LFs)和非石灰山森林(NLFs)之间的植物通常表现出不同的分类学和功能型特征.蕨类植物是热带雨林的主要组成成分之一.然而,我们对LFs中分布的蕨类植物的形态和生理特征了解甚少.在本项研究中,我们评估了中国西南热带地区LFs和NLFs中的蕨类植物物种在7个叶片功能性状上的差异.我们测量了25种蕨类植物的叶片水分含量、形态特征(包括叶片大小、叶片厚度、气孔长度和气孔密度),以及生理特征(包括气孔导度和光合速率).研究结果表明,与NLFs相比,LFs中蕨类植物的叶片更厚、更小,气孔密度和气孔导度更低,这可能反映了它们的水分利用策略.然而,当考虑系统发育关系时,这些差异变得不显著了,这表明系统发育保守性影响了LFs和NLFs的性状差异并最终影响了物种组成.在LFs和NLFs中共同出现的一些物种具有一定的种内性状变异,在LFs中气孔密度更低.这些发现表明,只有少数蕨类植物的水分利用策略能够同时适应LFs和NLFs,因此蕨类植物不太可能发生适应性辐射.

    干旱蕨类石灰山森林蕨类植物叶片功能性状西双版纳

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