谢会成[1]2002年在《栓皮栎光合生理生态的研究》文中研究指明栓皮栎是我国重要的造林树种之一。本文应用Licor-6400便携式光合作用测定系统和LI-188B光量子、光照强度和辐照度积分仪测定了栓皮栎林光合作用的日动态、季节动态、对Co_2倍增的响应及林内的光照特点和群落主要植物种的光合特性,并比较了栓皮栎与同区域其他树种的光合特征,还通过盆栽实验分析了栓皮栎幼苗对水分胁迫的生理和生长响应,最后用主成份分析和通径分析方法分析了栓皮栎光合作用与生理生态因子的关系。本研究为预测栓皮栎林的光合生产力、估算它的碳平衡、认识群落内物种间的整体性、了解森林对全球变化的响应及为以苗木和幼林的管理提供了理论基础。主要结论如下: 1.栓皮栎叶片具有较高的CO_2补偿点和光饱和点说明栓皮栎是喜光的C_3植物。 2.栓皮栎叶片净光合速率的日变化在生长初期和生长盛期为单峰曲线,而在生长末期为双峰曲线。在一年中,净光合速率在生长盛期(7月)最大,生长初期(4月)次之,生长末期(10月)最小。 3.栓皮栎叶片在生长初期和生长末期的暗呼吸速率日变化呈单峰曲线;在生长盛期,栓皮栎叶片暗呼吸速率的日变化呈双峰曲线。 4.栓皮栎叶片晴天的蒸腾速率明显高于阴天。一年中,栓皮栎在生长盛期的蒸腾速率明显高于生长初期和生长末期。—年中,栓皮栎的水分利用效率在生长初期最高,在生长盛期最小,在生长末期居中。 5.生长初期,温度是限制净光合速率的主要因子,在生长盛期和末期,光强和胞间CO_2浓度对净光合速率有主导作用。在生长盛期,影响栓皮栎叶片净光合速率的主导因子晴天为光强和胞间CO_2浓度,多云天气为光照和气孔导度,阴天为光照和饱和蒸汽压差。全年中影响栓皮栎叶片净光合速率的主导因子是温度和湿度。 6.各生长季节影响栓皮栎叶片暗呼吸速率的主要因子是温度,其它因子如饱和蒸汽气压差、湿度、胞问CO_2浓度也会影响到暗呼吸速率。 7.各生长季节影响蒸腾速率的主要因为湿度、温度、饱和度蒸汽压差、气孔导度和光照。一年中,温度、光照,相对湿度通过影响气孔导度而调控蒸腾速率。 8.麻栎的光合能力最大,栓皮栎次之,枫香较小,而杉木的最小。麻栎最喜光,其次为栓皮栎,杉木喜光程度居中,枫香的喜光程度较低。 9.生长盛期,麻栎和枫香净光合速率的日变化为双峰曲线,栓皮栎和杉木净光合速率的日变化呈单峰曲线。杉木的水分利用效率最高,麻栎的水分利用效率最低。栓皮栎和枫香的水分利用效率居中。 10.同林冠层上方相比,林冠层下的光强明显减弱,光合有效辐射减弱的幅度更大。植物光饱和点和光补偿点均表现为乔木>灌>草本。 11.对50年生栓皮栎的研究表明,CO_2增长能显着提高叶片的净光合速率、水分利用效率和光饱和点,降低气孔导度、蒸腾速率及暗呼吸。 12.随土壤含水量的降低,栓皮栎叶片的净光合速率、蒸腾速率下降,而水分利用效率提高。随着土壤含水量的降低,苗高、地径和生物量均有下降的趋势。
翟元杰[2]2008年在《伏牛山国家级自然保护区栓皮栎林植物功能群及其动态机制》文中认为2006年5月和2006年11月进行野外群落调查。采用法瑞学派植被生态学的研究方法调查研究区主要森林生态系统类型特征。调查指标包括:乔木层的盖度、种类、个体数量、树高、枝下高、冠高、冠幅、基径、胸径等;灌木层的盖度、种类、个体数量、树高、冠幅、基径;草本层的盖度、种类、个体数量、高度、冠幅、基径(丛径)。同时调查群落的年龄结构及人为影响程度等。根据优势种间的联结性及其在海拔梯度上的变化异同来划分植物功能群。在具有栓皮栎林植物群代表性山体上从低海拔到高海拔每隔100m确定1个400㎡的样地。确定栓皮栎林植物功能群乔木层、灌木层、草本层各层次所需要测的主要种。从2007年7月份到同年10月份,分别用Licor-6400便携式光合作用测定系统和FMS植物便携调制式荧光仪来测定乔木层、灌木层、草本层各层所需要测定的主要种的生理生态学特性,为研究栓皮栎林植物功能群及其组成与水热环境梯度相关性的生理生态机制提供依据。研究结果如下:在北坡白云山,1000m以下的山体,以栓皮栎为绝对优势种,最大的伴生种为槲栎;在南坡宝天曼,1200m以下的山体,栓皮栎基本是优势种,1200m上下短柄枹分布比较多整个山体上来看,1000m以下以栓皮栎为主要建群树种;短柄枹的分布随?纬逝孜锵哐根据这个结果在宝天曼设置8块样地,在白云山设置5块样地,共设置13块样地。从文中对同一优势种在同一坡向研究样地间叶片叶绿素含量的比较和栓皮栎林与其他栎林的混交林样地中不同优势种叶片叶绿素含量的比较研究发现,优势种叶片中叶绿素含量的高低,一方面受其本身的生物学特性的影响,另一方面受环境因素的影响。优势种叶片叶绿素含量的高低是植物截获光量子并进行光合作用的基础,是反映植物潜在光合作用能力大小的指标之一,但现实光合作用速率的大小又受多种因素的影响。从文中对同一优势种在同一坡向研究样地间叶片ΦPSⅡ日进程的比较和栓皮栎林与其他栎林混交林样地中不同优势种叶片ΦPSⅡ日进程的比较研究发现,除个别层次的优势种在个别样地叶片ΦPSⅡ日进程呈上升、下降趋势或“单峰”曲线外,各层次的各优势种叶片ΦPSⅡ日进程在研究样地中总体呈“V”曲线,即早晚高,中午或午后降低。中午优势种叶片荧光降低表明中午的实际光能转化效率降低,进而说明了中午发生光合作用光抑制。就不同优势种而言,荧光参数ΦPSⅡ数值较高的优势种其在群落中就更加占据主导地位,这是因为优势种的叶片荧光参数ΦPSⅡ数值升高,才有可能将吸收的光能有效的转化为化学能,提高光合电子传递速度,形成更多的ATP和ENDPH,为光合碳同化提供充分的能量和还原能力。通过相关分析,优势种光合作用速率Pn与光合有效辐射PARi的关系极显着,说明光强对优势种光合作用影响极大。又通过优势种光合作用速率Pn与其他诸光合生理生态影响因子的关系进行相关分析发现,光合作用速率Pn与生理因子(Cond、Ci、Trmmol)、生态因子(VpdL、Tair、CO2R、RH)相关显着,说明优势种光合作用除了受光的影响之外还受众多生理因子和外界生态因子的共同影响和制约。
范玉龙, 胡楠, 丁圣彦, 卢训令[3]2015年在《伏牛山自然保护区不同生长阶段栓皮栎(Quercus variabilis)的光合生理生态特性》文中研究说明光合作用是自然生态系统能量流动的基础,植物光合特性决定了生态系统初级生产力的高低。植物不同生长阶段光合特性既对生态系统能量的输入有重要影响,也是种群更新发育的主要驱动因子。在森林生态系统中,优势种的光合生理生态特性影响着整个生态系统的结构和功能。伏牛山自然保护区地处北亚热带到南暖温带交错地带,保存着完整的森林生态系统类型。栓皮栎(Quercus variabilis)作为低海拔区域的主要优势种,更新良好,分层明显。采用Li-6400光合仪和荧光仪等对不同生长阶段栓皮栎植株(乔木、灌木与幼苗)进行野外光合测定,并分别测定其叶绿素含量。结果表明:(1)与栓皮栎乔木和灌木相比,栓皮栎幼苗的表观量子效率最高,叶片叶绿素含量最高,暗呼吸速率最低,光补偿点最低;(2)与栓皮栎灌木和幼苗相比,栓皮栎乔木对高光的适应能力最强,叶绿素含量最低,栓皮栎的"光合午休"现象并不存在,各层净光合速率日变化主要受光强控制;(3)栓皮栎乔木的PSⅡ最大光化学量子效率最高,幼苗最低;(4)栓皮栎乔木、灌木和幼苗的气孔导度和蒸腾速率均表现为上午高于下午,栓皮栎灌木和幼苗的水分利用效率表现为上午高于下午,而栓皮栎乔木水分利用效率则表现为下午高于上午。不同生长阶段栓皮栎植株光合生理生态特性的这种差异化使它们能适应不同的环境。栓皮栎各层长势良好,更新力强,具有正向演替的内在驱动力。
杜启燃[4]2013年在《不同种源栓皮栎幼苗对CO_2增加和N增加的生理生态特性响应》文中提出栓皮栎(Quercus variabilis)在我国分布极为广泛,是研究植物对环境变化的响应的理想树种。本研究采集栓皮栎分布的北界(辽宁)、中部(湖北)和南界(云南)栓皮栎种子,培育成幼苗。在人工气候室内研究CO2增加和N沉降对1年生栓皮栎幼苗的影响,实施如下4种处理：①对照(ACCK);②施氮(120kgN/hm2)(ACN)；③CO2倍增(700μmol/mol)(ECCK)；④CO2倍增(700μmol/mol)+氮(120kgN/hm2)(ECN),一个生长季后,在室外进一步观测CO2增加、施氮及C-N交互作用处理后对叁个种源2年生栓皮栎幼苗的时滞效应。通过研究栓皮栎幼苗对CO2增加、N沉降及两者交互作用的生理生态响应,探索南界、中部和北界种源栓皮栎对环境变化的生理生态适应机制。主要结论如下：1.CO2增加、施氮及C-N交互作用均会促进1年生栓皮栎幼苗的生长,产生很多“复利效应”,如枝数会明显增多、生物量增大,且这种效应会持续,使得2年生栓皮栎幼苗的生长也大于对照。其中,C-N交互作用的促进作用最为显着。2.CO2增加、施氮及C-N交互作用对栓皮栎叶片形态影响较小,后两种处理使辽宁栓皮栎叶片长、宽和面积增加,但是长宽比和比叶面积不变,而湖北和云南栓皮栎幼苗叶形态在各种处理下均无显着变化。3.营养元素在幼苗各器官中的分配格局在各处理中表现一致,均表现为N和K含量叶>根>茎,P含量茎=叶>根。C02增加、施氮会改变栓皮栎幼苗的营养元素含量,其中叶N含量变化较为一致,各种源1年生幼苗均表现为C02增加处理下降低,施氮处理下增加,C-N交互处理下仅南界栓皮栎表现出降低。叶P和K均表现为不变或降低。营养元素的降低可能是因为叶片生物量的增加量大于叶片营养元素的积累量,从而产生了“稀释效应”。施氮使栓皮栎对N含量吸收增加,可能会降低对P和K的吸收利用,且影响会长期延续(2年生幼苗也表现出P和K含量降低或不变)。4.C02增加降低了栓皮栎幼苗叶片的光合色素含量,施氮使其增加,而两者交互作用表现为“中和效应”,即与对照无显着差异。本文中CO2增加和施氮处理下叶N含量和光合色素含量表现为同步变化。但是,C-N处理下南界栓皮栎叶N含量降低,光合色素含量并没下降,表明光合色素不只受N含量的影响。5.CO2增加、施氮及C-N交互作用使1年生栓皮栎幼苗光合能力增强,具体表现在各光合特征参数的增大。去除C02增加和施氮处理后,2年生栓皮栎幼苗光合能力又恢复至原来的水平,与对照比无显着差异。C02短期增加(30天)栓皮栎幼苗光合增强,长期(100天)处理下,栓皮栎幼苗的最大羧化速率(Vcmax)和最大电子传递效率(Jmax)较对照低(差异不显着),即出现了略微的“光合下调”,施氮处理能解除这种下调效应,表现为C-N交互作用的栓皮栎幼苗V cmax和Jmax与对照无差异。“光合下调”效应会延续,2年生栓皮栎幼苗在自然条件下J cmax和Jmax仍然低于对照(差异不显着)。6.叁个种源非结构性碳水化合物(NSC)含量对环境响应的差异较大,这可能是因为不同区域栓皮栎由于长期在不同环境中生长,对环境的适应机制产生了一定的分化,表现出差异,而且NSC在植物体内处于不断被同化生产和异化消耗的平衡作用中,本身就具有较大的变动性。NSC含量影响植物的生长和植物对环境的耐受性(抗寒性等),因此,它可能是影响植物分布的重要因子之一。经C02增加、施氮及C-N交互作用处理后的北界栓皮栎2年生幼苗,生长季末“汇”(茎和根)器官中NSC均增加,表明其抗寒性增强。总之,C02增加、氮沉降会对栓皮栎幼苗产生较大的影响,表现为生长速度和一系列生理生态特征参数的变化。不同种源栓皮栎幼苗对环境变化的响应存在一定差异,即对环境的适应机理所有差异,这与它们长期处于不同环境中有关。其中,北界栓皮栎对环境变化更为敏感。在未来全球变化中,栓皮栎的分布界限可能会发生移动,分布范围会扩大。
衣英华, 樊大勇, 谢宗强, 陈芳清[5]2008年在《模拟淹水对池杉和栓皮栎光合生理生态过程的影响》文中认为池杉(Taxodium ascendens)和栓皮栎(Quercus variabilis)是我国亚热带河岸带和库塘消落区常见的植物,对于河岸带和库塘消落区的水土保持和水源涵养具有十分重要的作用。研究通过测定二者的最大净光合速率、光饱和曲线、二氧化碳饱和曲线、根/茎/叶的可溶性糖含量、叶片的比叶重(leafmass perunitarea,LMA)和根系活力等指标研究了模拟淹水(50d)对两年生栓皮栎和池杉树苗生理生态过程的影响。在淹水过程中,栓皮栎的最大净光合速率不断下降,到试验结束时淹水处理的最大净光合速率降低为对照的9%,而且处理与对照差异极显着;而在整个淹水过程中池杉则在处理和对照间没有显着差异。淹水胁迫下:(1)淹水导致栓皮栎表观量子效率(φ)不断下降,淹水第6天降为对照的59.9%左右(P<0.001),第26天降为对照的40.9%左右(P<0.001),而26d的淹水对池杉的光饱和曲线却影响不大;(2)淹水导致栓皮栎羧化效率(CE)的不断下降,在正常生长条件下栓皮栎的CE为(0.331±0.075)μmolm-2s-1Pa-1。淹水第10天栓皮栎的CE下降到对照的22.1%,淹水第30天降到对照的16.8%,且差异均显着(P<0.001)。淹水对池杉的二氧化碳饱和曲线没有造成显着影响;(3)淹水导致两个种的根/茎/叶可溶性糖含量呈现动态变化。50d的淹水导致栓皮栎叶片可溶性糖含量相比于对照略有上升,茎和根可溶性糖含量显着上升。而池杉根/茎/叶可溶性糖含量对照和处理之间差异不显着;(4)淹水导致栓皮栎的比叶重持续升高,池杉的与对照没有显着差异;(5)淹水导致栓皮栎的根系活力持续下降,池杉则开始时下降后又升高,这可能与池杉在淹水过程中产生了有利于吸收氧气的不定根,而栓皮栎没有产生不定根有关。以上实验结果说明相对池杉,栓皮栎应属于对淹水较敏感的树种。短期淹水(1～10d)导致栓皮栎光合速率下降的生理生态原因应该至少包括表观量子效率和羧化效率下降两个原因。而长期淹水条件下,叶片碳水化合物的积累(LMA升高)导致的负反馈效应也可能是光合速率下降的原因之一。
王小菲[6]2016年在《栓皮栎防御策略的纬向分异规律》文中认为植物在长期进化过程中,不断抵抗周围环境胁迫,形成了多种防御策略,如通过改变形态结构作为物理防御策略,或在生理生化做出响应作为化学防御策略。当前研究往往只注重单一防御策略(尤其化学防御)而忽略了多种防御策略间的相互关联,同时,对于植物化学防御特性的地理分异及环境解释其结论不一。因此,本文以东亚广布种——栓皮栎(Quercus variabilis Blume)为研究对象,从物理防御和化学防御两个角度,首先,分析植物防御特性随纬度的变化格局,以及在不同发育阶段和生长季不同时期的差异;其次,探索植物地理分异规律与环境因子(虫食作用、气候条件和土壤营养)的关系,试图辨别影响植物防御功能的主导因子;最后,通过控制实验进一步分析土壤养分和地理种源对植物化学防御特性的影响。从植物防御角度出发,我们可以更深层次地理解和发掘植物与环境的内在联系并提供新的思路,为全面认识植物区域环境适应、抗虫种质资源选育以及科学营林等相关研究提供理论参考。研究的主要结果如下:(1)基于酚类次生产物的化学防御特性及其纬度变化格局不论成年树还是幼树,酚类物质总酚(TP)和总缩合单宁(TCT)含量以叶片最高,其次是枝皮和根,枝中含量最低;总黄酮(TF)则以枝皮和叶片最高,其次是根,枝中含量最低。各器官的酚类物质含量均随纬度增加而减少,并且不因个体发育阶段和生长季节而异。因此,我们的结果表明,越靠近赤道或是在低纬度地区植物体内化学防御性物质含量越高,可认为栓皮栎在低纬度地区总体上表现出较强化学防御能力。该结果支持低纬度/高防御假说。个体发育对栓皮栎各器官酚类物质含量产生了显着影响。具体表现为,对于叶片而言,生长季中期(7-8月)幼树TP和TCT含量显着高于成年树,而对于枝、枝皮和细根而言,3个生长时期酚类物质含量基本表现为成年树高于幼树。栓皮栎酚类物质含量因生长时期而异。叶片、枝皮中TP和TCT含量为生长季初期(4-5月)高于生长季中期(7-8月);枝中TP和TF含量总体上呈现非生长季(12-翌年1月)高于生长季中期;细根中TP、TCT和TF含量为生长季中期高于生长季初期和非生长季。(2)基于挥发性物质的化学防御特性及其纬度变化格局通过热脱附-气质联用(tdt-gc/ms)方法分析了我国六个纬度带天然林栓皮栎枝叶机械损伤前、后挥发性气体(vocs)组分及其相对含量,结果表明:1)栓皮栎枝叶中的挥发性物质涵盖酯类、烷烃类、萜烯类、芳香烃类、醛酮类、醇类、烯烃类以及其他含氮、硫等物质等8大类,其中酯类和烷烃类含量最多,约占总物质含量的22.64%~44.34%和22.72%~44.24%。2)各纬度带枝叶vocs相对含量大于5%的组分包括:4-己烯-1-醇乙酸酯、酞酸二丁酯、2,6,10-叁甲基十四烷、二十七烷、d-柠檬烯、3-亚甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基环己烷等;这些组分的存在不受机械损伤的影响。3)机械损伤后,栓皮栎枝叶vocs组分及其含量均产生了不同程度的变化:除了河北临城以外,vocs总含量均有明显的增加;其中明显增加的组分有:萘、d-柠檬烯、4-己烯-1-醇乙酸酯、酞酸二丁酯、乙酸己酯、苯甲酸丁酯、3-亚甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基环己烷等化合物。4)枝叶各大类vocs随纬度并没有呈现明显的变化趋势;但萜烯类物质的主要组分d-柠檬烯(24.89%~38.44%)在城步地区(低纬度)含量较高;且不论机械损伤前后,酯类物质酞酸二丁酯在低纬度地区含量较高。这些物质对昆虫具有一定的驱避作用,这可能是栓皮栎应对虫食等胁迫的一种化学防御策略。(3)栓皮栎物理防御特性及其纬度变化格局比较分析了不同地理种群栓皮栎的物理防御特性,包括纤维素、半纤维素、木质素以及干物质含量在植物叶片中的分配及差异。方差分析结果表明,纤维素、木质素以及干物质含量在不同纬度带之间存在显着差异(p<0.05);但线性回归模型结果表明,物理防御特性随纬度没有呈现显着的变化趋势。其次,通过对栓皮栎物理防御和化学防御指标进行降维处理(主成分分析),进一步分析物理防御与化学防御的关系,结果发现栓皮栎物理防御与化学防御呈显着负相关,即认为二者存在权衡(trade-off)关系。(4)栓皮栎虫食特征及与气象因子关系昆虫对叶片的取食是植物群落的普遍特征,为了探讨纬度和气象因子对虫食作用的影响,本文调查了我国纬向7个地理区域栓皮栎叶片虫食特征及分布格局,结果表明:1)不论成年树还是幼树栓皮栎,叶片虫食率和虫食频度随纬度的减小呈显着增加的趋势(p<0.05);2)比较各地理区域虫食结构特征发现,随纬度的减小,成年树和幼树栓皮栎其未受虫食叶片的比例逐渐减少,甚至趋于0,而受中、强度虫食(>25%)的叶片的比例逐渐增加;即低纬度地区具有更强的虫食作用;3)除了低纬度样点(湖南城步)外,其余各区域栓皮栎叶片其虫食程度主要集中在0.5~5%之间;4)双因素方差分析表明栓皮栎在不同个体发育阶段受虫食作用存在显着差异,总体表现出幼树叶片虫食率显着高于成年树(p<0.05);5)不同地理区域栓皮栎成年树及幼树叶片的虫食率、虫食频度与年降雨量呈显着正相关(p<0.05),而与年均温无显着相关关系;同时,成年树和幼树叶片的虫食频度与极端最低温呈显着正相关(p<0.05)。(5)栓皮栎防御特性与环境因子的关系本文对化学防御和物理防御各指标进行降维处理,并分析了化学防御和物理防御、以及综合防御水平与叶片虫食率、气候因子和土壤因子间的关系。结果表明:1)叶片综合防御水平(pc1)随着叶片虫食率的增加而显着增加(p<0.05);同时叶片综合防御水平与极端最低温和年降雨量呈正相关关系,而与年均温和极端最高温没有明显的关系。2)冗余分析(rda)结果表明:9个环境变量(包括4个气候变量、4个土壤变量和叶片虫食率)对成年树和幼树的总解释率分别为69.27%和61.11%。在大区域尺度上,不论是成年树还是幼树,影响植物防御特性的地理变异的主要因子是气候条件(主要为极端最低温和年降雨量)和叶片虫食率,而与土壤养分的关系较弱。上文发现大尺度区域环境上,土壤因子对植物防御特性地理变异表现出较低的解释率,可能是土壤因子的作用被气候和虫食等作用所掩盖。因此,通过氮磷控制实验分析各种源栓皮栎幼苗化学防御的差异,进一步探讨土壤养分和地理种源对化学防御特性的影响。结果表明:1)各种源幼苗不同器官(根、茎、叶)在低氮环境下均表现出较高的总酚、缩合单宁和类黄酮含量,支持生长分化平衡假说和碳素/营养平衡假说;2)在各养分水平下,当栓皮栎幼苗净光合速率(an)、相对叶绿素含量(spad)、总生物量(bt)等较高时,酚类物质tp、tct、tf含量相对较低;栓皮栎幼苗综合防御水平与an、spad和bt均呈显着的负相关关系,即认为生长与防御之间存在权衡关系,支持资源有效性假说和服从蛋白质竞争模型的预测。3)在各养分水平下,幼苗综合化学防御水平与其种源地的纬度呈显着负相关关系,且与极端最低温、年均降雨量正相关,与极端最高温负相关,但与年均温无显着相关;这与栓皮栎天然林的取样分析结果一致。综上,本文研究了不同地理种群栓皮栎防御特性及其与环境的关系,发现:1)在低纬度地区栓皮栎表现出较高的化学防御能力,而物理防御特性没有一定的纬度变化趋势;以及二者间存在权衡关系。2)栓皮栎防御特性地理变异的驱动因子主要为气候和虫食压力,而不是土壤养分。我们的研究证明了植物能根据环境的变化而改变其防御特性,在生长和防御之间达到协调和平衡,从而使其在各种生境中具有最佳的适应性。
侯娜[7]2012年在《3种乔木树种的叶温和叶绿素荧光参数对土壤水分胁迫的响应》文中研究说明本文采用德国Walz公司生产的调制式荧光仪Mini-PAM以及CID北京公司生产的热电偶测温仪，在自然条件下测定比较了太行山低山丘陵区3个先锋树种侧柏、刺槐和栓皮栎的叶温和叶绿素荧光参数，同时对空气温度、太阳总辐射、空气相对湿度、风速等环境因子进行了同步监测，系统分析了3种树木在水分胁迫下叶温和叶绿素荧光参数的日变化规律与响应机制，及其与环境因子之间的关系，提出了测试植物的抗旱性指标，并采用逐步回归分析方法，建立了叶温与环境因子的回归模型。主要研究结果如下:（1）在土壤水分胁迫下，3种树木叶温的日变化趋势相似，都是早晚低，午间高，随着水分胁迫的加剧叶温逐渐升高。在重度水分胁迫下，叶温值在各个时段均最高。一天当中，3种树木在不同水分处理下,叶温受环境因子的影响十分明显，并且3种树木的叶温与气温随时间变化的趋势是一致的，影响3种树木叶温的首要因子和关键因子均是空气温度。除了在重度水分胁迫下10:00-16:00之间栓皮栎的叶温高于气温之外，在不同程度的水分胁迫下侧柏、刺槐和栓皮栎的叶温日变化曲线均低于气温的日变化曲线。（2）清晨3种树木F_0、F_m、F_v、F_v/F_m和F_v/F_0对水分胁迫的响应十分敏感。在水分胁迫下，F_0表现为逐渐上升的趋势，上升幅度从小到大依次为：侧柏＜刺槐＜栓皮栎；而F_m、F_v、F_v/F_m和F_v/F_0均表现为逐渐下降的趋势，且以栓皮栎的下降幅度最大。（3）在水分胁迫下，3种树木的Yield、ETR和NPQ参数的日变化有一定规律性。3种树木的Yield的日变化曲线在各个水分处理下都为凹型曲线，并且水分胁迫程度越重Yield值就越低，其中以栓皮栎的Yield降低最为明显，刺槐次之。（4）3种树木在不同的水分处理下ETR日变化曲线呈现近似的单峰曲线或双峰曲线。在正常供水下3种树木ETR值高于其余的水分处理，并且随着水分胁迫的加剧ETR值下降十分明显。水分胁迫使侧柏、刺槐和栓皮栎PSII反应中心的电子传递效率下降，并且栓皮栎下降最为显着。（5）3种树木的NPQ的日变化对水分胁迫表现出相同的变化规律，都为明显的单峰型曲线，在午间达到最大值，并且随着水分胁迫的加剧而逐渐增大，其中侧柏的NPQ上升最为显着。（6）F_0、F_m、F_v、F_v/F_m、F_v/F_0、Yield、ETR和NPQ可作为判断这3种树木抗旱性的指标。侧柏在抗旱能力和适应性方面均表现较好，刺槐次之，栓皮栎最弱。（7）在不同程度的水分胁迫下3种树木的叶温和叶绿素荧光参数与环境因子均具有显着的相关关系,并且3种树木的叶温与ETR、NPQ和Yield均具有显着相关性，说明叶温与光合作用关系密切，对叶绿素荧光参数具有一定程度的影响。
范玉龙[8]2008年在《伏牛山自然保护区森林生态系统植物功能群分类研究》文中进行了进一步梳理植物功能群(Plant Functional Groups, PFGs)把植物的功能特性与环境变化明晰地联系在一起。目前陆地生态系统植物功能群研究主要以草原和森林为主。植物功能群的提出和研究,为研究复杂的植物生态系统提供了一个良好的方法和途径。现在对植物功能群研究的广度和宽度已经远远超过了这个概念本身。植物功能群整合了功能及对环境响应相似的一类植物,但植物功能特征不是绝对的、单一的,所以对植物功能群就会有不同的理解,会有不同的定义及划分方法。许多研究者从不同的角度、尺度来对植物功能群进行研究,这些研究结果有不同的针对方向和目的,使我们可以从不同的角度更全面的理解复杂的陆地生态系统。学者们在研究生态系统时,或多或少地总要与植物功能群相联系,这大大拓宽了植物功能群的应用范围。所有前人的研究使植物功能群的概念、划分、方向和应用等诸方面越来越清晰。这要求我们能有一个规范、统一和明确的植物功能群研究方案,这样能使对植物功能群的研究更加深入,能整合全球所有植物功能群的相关研究。森林生态系统结构复杂,植物种类丰富。对森林生态系统复杂多样的植被进行功能群划分可以深化了解森林生态系统的结构和功能。优势种左右着森林生态系统的结构与功能,以优势种为主体划分森林生态系统功能群,可以对森林生态系统的功能、框架结构及类群分布有一个明确的认识。伏牛山国家级自然保护区是中国东部森林样带中的亚热带和暖温带的结合点,具有南北气候过渡带的典型特征,群落的优势种突出,随着环境梯度(海拔)的变化,优势种变化明显,能较好的反映出植被与环境的动态关系。采用群落生态学的调查方法,对伏牛山南北坡植被进行调查。根据调查结果,通过计算重要值等方法选择优势种,进而进行植物功能群划分。(1)确定37个乔木树种为研究对象,以X2(卡方)检验为基础,结合联结系数AC和共同出现百分率PC来测定乔木优势种间的联结性。根据优势种间的联结性及其在海拔梯度上的变化异同来划分植物功能群,结果表明,栓皮栎(Quercus variabilis)、短柄枹(Quercus glandulifera)、锐齿栎(Quercus acutidentata)、华山松(Pinus armandi)依海拔升高分别具有最大的优势势性。以这四个优势种为主体将伏牛山自然保护区乔木层划分为四个植物功能型,第一组功能型为:栓皮栎,槲栎(Quercus aliena),山槐(Aldizzia kalkora),茅栗(Castanea seguinii()1100m以下);第二组功能型为:短柄枹，化香(Platycarya strobilacea),黄连木(Pistaciachinensis)(1100~1400m);第叁组功能型为:锐齿栎,千金榆(Carpinus cordata),漆树(Toxicodendron vernicifluum) ( 1400~1800m );第四组功能型为:华山松,油松(Pinus tabulaeformis),六道木(Abelia biflora),白桦(Betula platyphylla),红桦(Betula albo-sinensis)(1800m以上)。分析各功能群沿水热梯度的动态变化及其内在联系。可以十分清楚的发现在这四个植物功能群内有一些重要的形态特征是有相似之处的,功能群间的形态特征也有明显的区别,如叶片的大小、树干的栓皮等。它们在进化的过程中也有着某些关联与差异。(2)草本植物对环境的反应较为敏感,能较好的反映出植被与环境的动态关系。以同样的方法研究了林下草本植物,共划分七组草本植物功能群:Ⅰ“伴人型”,Ⅱ“高山型”,III“阴湿型”,Ⅳ“耐旱型”,Ⅴ“林隙型”,Ⅵ“基础型”,Ⅶ“原始型”。这七种草本植物功能群基本上反映了不同环境条件下不同结构与功能的草本植被的分布情况。用Li-6400便携式光合测定系统在典型样地测定优势种的光合日变化及光响应,分析不同植物功能群优势植物的光合特性,结果表明:在森林生态系统中,乔木和草本植物由于适应机制不一样,光合特性主要是受有效光合辐射的影响;同样的光强下,在短时间内草本与乔木物种光合速率相差不大;植物对光强的适应范围比人们想象的要大;受森林生态系统各种外界条件的影响,植物“光合午休”现象并不明显。森林土壤的pH值、有机质含量、有效氮含量、速效钾含量及有效磷含量基本代表了土壤的养分状况,这些因素与植物功能群关系也最为密切。不同植物功能群(乔木、灌木、草本)的分布与数量与森林土壤有着一定的规律:南坡的pH值、有机质含量、有效氮含量、速效钾含量及有效磷含量基本上高于北坡;pH值在海拔上的变化不大;有机质含量、有效氮含量、速效钾含量随海拔上升而上升;有效磷含量在中低海拔含量较高;土层越深,有机质含量、有效氮含量、速效钾含量及有效磷含量越低,pH值变化不明显。森林土壤与植物功能群的分布密切相关,有机质及有效氮、速效钾含量总体水平表现出随海拔升高而增加的规律性,其中变化的明显程度依次为:有机质>速效钾>有效氮;有效磷含量在中低海拔较高。说明乔木和草本植物的种类、组成和多少对森林土壤养分含量具有决定作用,这是由于植被的归还作用引起的。
衣英华[9]2006年在《淹水对叁峡库区几种植物的生理生态影响》文中指出自然界木本植物在某些情况下可能面对淹水带来的胁迫伤害,木本植物对淹水的生理生态响应及适应机制的研究,不仅可以从机理上解释河岸带和消落区树种分布的规律,对于大型水库消落区的治理也能起到理论依据的作用,因此,木本植物对淹水的生理生态响应及适应机制历来是植物生理生态研究领域的热点问题之一。叁峡水库蓄水造成库区部分陆地岛屿化,这将对岛屿优势植物带来深远影响。短柄枹栎(Quercus glandulifera)、栓皮栎(Quercus variabilis)、马尾松(Pinus massoniana)是这些岛屿上的叁种优势树种。在岛屿形成初期,应用生理生态学手段,在7月和9月分别对其水势和叶绿素荧光进行了野外测定,从而为岛屿化对植物生理生态影响的研究和监测提供重要的本底数据。研究结果表明马尾松较其它两种植物更耐旱。水势和Fv/Fm在清晨高中午低,经过一个晚上可以基本恢复,因此就目前状况看岛上的叁种优势植物均生长健康。但是库区蓄水后,在淹水胁迫下植物的生理生态过程将如何变化,还需要后期的连续观测。枫杨(Pterocarya stenoptera)、池杉(Taxodium ascendens)和栓皮栎(Quercus variabilis)是叁峡库区河岸带和库塘消落区常见的植物,对于河岸带和库塘消落区的水土保持和水源涵养具有十分重要的作用。通过设计模拟淹水实验,研究了这叁种植物对淹水的生理生态响应及适应机制。淹水对枫杨和栓皮栎生理生态过程的早期影响是快速降低了二者的最大净光合速率、气孔导度、最大光化学量子效率(Fv/Fm)。但经过最初的下降后,枫杨的最大净光合速率、气孔导度和最大光化学量子效率逐渐恢复,而栓皮栎的则持续下降。在试验过程中,枫杨和池杉均产生了有利于吸收氧气的不定根和肥大的皮孔,而栓皮栎没有产生不定根。随淹水时间的增加枫杨的叶绿素含量与对照没有显着差异;而栓皮栎的叶绿素含量在第33天后大幅降低,Chla/Chlb的比值下降。淹水后第10天和70天测定的清晨水势,受淹栓皮栎比对照高,而受淹枫杨比对照低。淹水导致池杉和栓皮栎的根/茎/叶膜质过氧化状态均呈现动态变化。淹水处理的栓皮栎根的MDA含量低于对照而池杉的高于对照,比如:淹水24天后,栓皮栎根的丙二醛含量是对照的73%;而池杉是对照的111.5%。淹水处理第10天和第24天两个种的叶和茎MDA含量均高于对照但第50天则略低于对照。淹水导致池
王小菲, 高文强, 刘建锋, 倪妍妍, 屈璐[10]2016年在《不同生境对栓皮栎幼苗光合生理特性的影响》文中指出以栓皮栎天然分布的北界(北京,NP)、中心(陕西,CP)和南界(云南,SP)3个种源的实生苗为试验材料,通过在北缘(北京)和南缘(云南)的交互移植试验,探讨不同种源幼苗光合生理性状的差异及其来源。结果表明:(1)各种源在北缘生境下的潜在最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、羧化效率(CE)、光呼吸速率(Rp)、光化学猝灭系数(PQ)均显着高于南缘生境(P<0.05);(2)南界种源(SP)则具有更高的CE、Rp、PSⅡ原初光能转换效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)(SP>CP>NP);北界种源(NP)具有更高的非光化学猝灭系数(NPQ)(NP>CP>SP);(3)生境和种源的交互作用对最大羧化速率(A_(max))和LSP影响显着,Amax在南北缘生境下均以当地种源的最高;而LSP在北缘生境下以中心种源(CP)最高,在南缘生境下以北界种源(NP)最高。不同生境对表观量子效率(AQY)、CO2补偿点(CCP)、暗呼吸速率(Rd)以及叶绿素荧光参数如F_v/F_m、F_v/F_o以及NPQ影响不显着,其中AQY和Rd不受生境变化及其与种源的交互影响,这可能与栓皮栎自身遗传因素有关;(4)生长表现方面,栓皮栎幼苗在南、北不同生境下生长表现出明显差异,各种源在北缘生境下生长状况均明显优于南缘生境,且均以南界种源(SP)生长优势明显。
参考文献：
[1]. 栓皮栎光合生理生态的研究[D]. 谢会成. 南京林业大学. 2002
[2]. 伏牛山国家级自然保护区栓皮栎林植物功能群及其动态机制[D]. 翟元杰. 河南大学. 2008
[3]. 伏牛山自然保护区不同生长阶段栓皮栎(Quercus variabilis)的光合生理生态特性[J]. 范玉龙, 胡楠, 丁圣彦, 卢训令. 生态与农村环境学报. 2015
[4]. 不同种源栓皮栎幼苗对CO_2增加和N增加的生理生态特性响应[D]. 杜启燃. 华中农业大学. 2013
[5]. 模拟淹水对池杉和栓皮栎光合生理生态过程的影响[J]. 衣英华, 樊大勇, 谢宗强, 陈芳清. 生态学报. 2008
[6]. 栓皮栎防御策略的纬向分异规律[D]. 王小菲. 中国林业科学研究院. 2016
[7]. 3种乔木树种的叶温和叶绿素荧光参数对土壤水分胁迫的响应[D]. 侯娜. 河南农业大学. 2012
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[9]. 淹水对叁峡库区几种植物的生理生态影响[D]. 衣英华. 中国科学院研究生院（植物研究所）. 2006
[10]. 不同生境对栓皮栎幼苗光合生理特性的影响[J]. 王小菲, 高文强, 刘建锋, 倪妍妍, 屈璐. 生态学报. 2016