小五台山天然青杨林雌雄群体的生长差异

通过对小五台山天然青杨种群的野外调查,并使用胸径与株高的异速生长模型来分析其雌雄群体间的生长差异,以探究雌雄异株植物青杨在性成熟条件和形态特征中是否存在性间差异。结果表明:(1)在青杨生长过程中,胸径随年龄呈指数型增长,而株高随年龄呈对数型增长;(2)雌雄植株的性成熟条件不同。雌株进入性成熟阶段的最低年龄和胸径都小于雄株;(3)青杨高径生长过程存在性别差异。雌株的异速生长指数显著大于雄株(P=0.024)。表明天然青杨种群中雌株一般性成熟较早,成熟后营养生长偏重于胸径增粗;而雄株性成熟较晚,营养生长偏重于植株增高。相对于雄株,雌株具有较高的树干机械强度。     

Gender-specific characteristics of tree-ring growth and differential responses to climate change in the dioecious tree Populus cathayana in Xiaowutai Mountains,China

近年来逆境导致植物雌雄幼苗的生长出现差异被许多控制实验所证实, 而有关气候变化对雌雄异株植物成树生长的潜在影响尚未引起人们广泛的关注。为进一步揭示气候变化对雌雄植株树木径向和密度生长的不同影响, 该文通过树轮生态学的研究方法, 选择小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群为研究对象, 对青杨雌雄植株近30年(1982-2011)的树轮生长特性及其与气候的相关性进行了分析。结果显示: 1)在近30年当地气温不断升高的气候条件下, 雌株的年轮最大密度和晚材平均密度均高于雄株(p < 0.05), 但雌雄植株的径向生长无显著差异; 2)雌雄植株年轮最大密度和宽度差值年表的变化趋势具有一致性, 但在年轮最大密度差值年表的变化上雄株波动幅度大于雌株; 3)青杨雌雄植株年轮密度差值年表对温度响应的月份明显不同。雌株年轮最大密度与当年8月的月平均最高气温显著正相关, 而雄株年轮最大密度与当年1月和4月的气温负相关; 4)生长季前的气候变化对青杨雌雄植株的径向生长均有明显的限制作用。此外, 当年6月的高温对于早材生长的限制作用特别明显。上述结果表明, 雌雄异株植物在树木年轮生长方面对全球气候变暖可能具有不同的响应机制, 雌株比雄株更侧重于密度生长。     

脊椎动物雌雄生长差异的研究进展

综述了有关脊椎动物雌雄生长差异的研究,分别从摄食消化、生长与生殖能量配置、物种遗传、基因型与表现型、类固醇激素水平和生长轴基因表达等几个方面分析了脊椎动物雌雄生长差异的原因.     

葎草雌雄植株开花物候和花器官对干旱的响应差异

摘要：以蓓草（Humulusscandens）为实验材料,在控制土壤水分的条件下探究干旱对雌雄异株植物开花物候和花器官形态的影响,结果表明：干旱胁迫将导致蓰草雌雄种群花期提前．花期持续时间延长,雌花将比雄花提早开放;干旱胁迫下雄花的花序轴长、花序轴直径和花药粒径长均分别显著减小24．81％。29．07％和5．14％（P〈0．001,P=0．003,P=0．024）,花粉活力和花粉含量显著下降：干旱胁迫导致雌花的花序轴长、柱头长度和花序的平均花数量显著增大9．78％,70．62％和57．04％（P=0．039．P〈0．001．P〈0．001）;干旱胁迫下种子粒径长、种子粒径宽、种子单粒重和种子千粒重分别显著下降12．12％、12．59％、43．43％和15．38％（显著度水平均为P〈0．001）;干旱胁迫下雌雄植株的地上部分生物量均显著降低（P=0．002,P=0．020）,且雌株的生殖投入在干旱胁迫下显著高于雄株（P=0．049）。研究结果表明了蓰草雌雄植株开花物候及花器官对干旱的响应明显不同。与雄株相比．雌株在干旱胁迫下增加了生物量向生殖器官的分配,从而最大程度地减轻胁迫对其繁殖能力的影响。     

长白山不同海拔树木生长对气候变化的响应差异

以长白落叶松和红松为例,探讨了长白山地区不同海拔树木生长对气候变化的响应。利用长白山北坡不同海拔4个长白落叶松样点和6个红松样点的树轮宽度资料建立差值年表,通过聚类分析、相关分析和响应分析等方法,研究树木生长特征及其气候响应。结果表明:两个树种年表的平均敏感度、树轮宽度指数的年际变率、信噪比等特征值较高,反映年表含有较强的环境信息。随海拔升高,长白落叶松年表特征值呈先下降后增加的趋势,红松年表特征值则呈先增加后下降的趋势。聚类分析将长白落叶松年表分成高、低海拔两类,红松年表分成高、中、低海拔三类。树木生长对气候响应存在海拔差异。高海拔长白落叶松生长受当年气温影响;低海拔长白落叶松生长对气候存在"滞后响应"。高海拔红松不仅受降水限制,且对气温有"滞后响应";中海拔红松不仅受气温限制,且对降水有"滞后响应";低海拔红松生长主要受气温限制。     

树轮灰度与树轮密度的对比分析及其对气候要素的响应

通过对比新疆巩乃斯地区艾肯达坂采样点雪岭云杉5种树轮灰度年表与其对应4种密度年表的特征参数、年表曲线及其在全频域、高频域及低频域上的相关系数,发现早材平均灰度和晚材平均灰度的变化能够较好的反映早材平均密度和晚材平均密度的变化,而年轮最大灰度和年轮最小灰度的变化对年轮最小密度和年轮最大密度的变化则反映较差.与这一地区气象资料的相关分析结果表明,当年5月至8月平均最高气温与年轮平均灰度年表的相关性最好且具有明确的树木生理学意义,最高单相关系数为-0.542 (P＜0.0001,n=51).证明了树轮灰度在历史时期气候变化研究中的应用潜力,同时也为将来在这一地区开展利用树轮灰度重建历史时期气候变化打下了基础.     

新疆阿尔泰山不同海拔西伯利亚落叶松径向生长对气候变化的响应稳定性评价

随着全球变暖加剧,北半球高纬度和高海拔地区树木径向生长对气候变化产生了明显的不稳定、非线性分异响应的现象.在西北地区,阿尔泰山不同海拔优势针叶树种对气候因子响应的稳定性也存在不确定性.以阿尔泰山中段的高、中、低海拔西伯利亚落叶松(Larix sibirica)为研究对象,分析了3条树木年轮宽度序列年表的特征以及树木径向...     

河北小五台山青杨种群中雌雄群体的空间分布及其成因

为揭示雌雄异株植物种群的空间分异现象的内在原因, 以河北小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群为研究对象, 采用平均最近邻指数、核密度、方差分析等方法分析了青杨雌雄群体的聚集程度、群体密度和分布格局以及其与到河岸的距离(河距)、海拔和土壤理化性质间的内在关系。结果显示: 1)青杨种群总体上沿金河沟呈狭长带状集聚分布, 中海拔区域个体数量最多, 密度最大; 2)随海拔增加, 雌雄个体数与密度均表现“先增后减”的特点, 而平均胸径的变化正好相反; 3)海拔对性比具有显著影响: 低海拔区域(1 300-1 400 m)偏雌, 中低海拔区域(1 400-1 500 m)偏雄, 其他海拔段的性比接近1:1; 4)随河距增加, 雌雄个体数、密度和平均胸径均表现出逐渐减少或减小的特点, 并且雌株优势分布区内的土壤有机质和全氮含量显著高于雄株优势分布区; 5)局部区域由于海拔和河距改变了土壤理化性质和生长环境, 导致了该区域内的性比发生偏倚。上述结果表明, 青杨雌雄群体的空间分布、动态变化以及性比受海拔、河距以及所在区域的土壤理化性质的综合影响, 雌雄植株在资源需求和环境适应力方面存在的差异会导致局部区域内的性比发生偏倚。     

大兴安岭兴安落叶松和樟子松径向生长对气候变化的响应差异

大兴安岭是我国气候变化最为显著的地区之一,兴安落叶松和樟子松是该地区最为重要的树种,研究它们径向生长对气候变化的响应差异,可以为预测气候变化下我国北方森林动态提供科学依据。在大兴安岭地区选择6个样点共采集兴安落叶松树轮和樟子松树轮样芯451个,建立了12个标准年表。比较了1900年以来树木径向生长趋势,利用Pearson相关分析法分析各样点兴安落叶松和樟子松生长对气候因子的响应,运用线性混合模型探讨温度和降水对兴安落叶松和樟子松年径向生长的影响,通过滑动相关对比两个树种生长-气候关系的时间稳定性。结果表明: 兴安落叶松径向生长与3月平均温度呈负相关,与上一年冬季和当年7月降水呈正相关。樟子松径向生长与当年8月温度呈正相关,与当年生长季(5—9月)降水呈正相关。冬季降雪对兴安落叶松径向生长起到重要的促进作用,夏季过多降水对樟子松径向生长起到显著的限制作用。兴安落叶松和樟子松生长对气候变化的响应存在明显差异,因此,气候变化可能会影响北方森林生态系统的树木生长、物种组成以及空间分布等。     

小兴安岭红松径向生长对未来气候变化的响应

基于SRES A1B温室气体排放情景,由全球气候模式(MPI_ECHAM5)产生的逐日气候模拟数据驱动TREE-RING树轮生态机理模型,模拟了小兴安岭红松(Pinus koraiensis)树木径向生长变化.结果表明:在A1B情景下,随着大气CO2浓度的不断增加以及局地气温的不断升高,红松树木生长开始和结束时间显著提前,2011-2060年比1961-2010年径向生长开始时间平均提前约5d左右,生长结束时间平均提前约3d左右.红松树木的径向生长量不断增加,2011-2060年比1961 -2010年径向生长量平均增加约35％,径向生长量的增加主要是CO2施肥作用的结果,在不考虑CO2施肥效应下,只考虑降水量变化使树木径向生长量增加约2％,而未来50a的气温变化使树木径向生长量相对于1961 -2010年减少约23％.     

Sex-specific responses of tree-ring growth to climate in the dioecious tree Populus cathayana

Aims Radial growth in response to climate has been reported in many trees, but the sex-specific responses of tree-ring growth associated with altitude in dioecious trees are still poorly known. This study aims to examine whether (i) there are sex-related responses of tree-ring growth to climate in dioecious trees; (ii) these responses could be changed with altitude elevation.     

小五台山森林落叶层对天然青杨种群更新方式的影响

通过野外样方调查和室内种子萌发实验两种方法, 对河北小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群的更新方式进行了研究, 以揭示落叶层的化感作用和机械阻挡作用对青杨种子萌发的干扰机理。结果显示: 1)种群样方中的幼苗都为无性繁殖的克隆分株, 种子繁殖的幼苗年自然存活率为0%; 2)落叶层对种子幼苗的存活率有显著影响。50 mg·mL^-1浓度的落叶水浸液可使青杨种子发芽率降低41%, 使主根长度减少95%, 100 mg·mL^-1浓度的落叶水浸液则完全抑制种子萌发; 单层和多层落叶对种子萌发产生的影响差异不显著, 都能完全阻碍种子的根系正常生长, 导致幼苗脱水干枯死亡。结果表明, 在高海拔山区的青杨天然林中, 由于不断积累的落叶层通过化感作用和机械阻挡作用严重影响种子的萌发、定根以及正常生长, 从而导致种子更新的途径受阻, 而只能通过无性繁殖来完成正常的种群更新。     

Spatial distribution of male and female Populus cathayana populations and its drivers in Xiaowutai Mountains,Hebei, China

为揭示雌雄异株植物种群的空间分异现象的内在原因, 以河北小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群为研究对象, 采用平均最近邻指数、核密度、方差分析等方法分析了青杨雌雄群体的聚集程度、群体密度和分布格局以及其与到河岸的距离(河距)、海拔和土壤理化性质间的内在关系。结果显示: 1)青杨种群总体上沿金河沟呈狭长带状集聚分布, 中海拔区域个体数量最多, 密度最大; 2)随海拔增加, 雌雄个体数与密度均表现“先增后减”的特点, 而平均胸径的变化正好相反; 3)海拔对性比具有显著影响: 低海拔区域(1 300-1 400 m)偏雌, 中低海拔区域(1 400-1 500 m)偏雄, 其他海拔段的性比接近1:1; 4)随河距增加, 雌雄个体数、密度和平均胸径均表现出逐渐减少或减小的特点, 并且雌株优势分布区内的土壤有机质和全氮含量显著高于雄株优势分布区; 5)局部区域由于海拔和河距改变了土壤理化性质和生长环境, 导致了该区域内的性比发生偏倚。上述结果表明, 青杨雌雄群体的空间分布、动态变化以及性比受海拔、河距以及所在区域的土壤理化性质的综合影响, 雌雄植株在资源需求和环境适应力方面存在的差异会导致局部区域内的性比发生偏倚。     

淹水胁迫对青杨雌雄幼苗生理特性和生长的影响

为揭示青杨(Populus cathayana)雌雄幼苗对淹水胁迫的适应性, 在实验地内通过土培盆栽淹水方式从植株生理生态和生长发育方面探讨淹水胁迫对青杨扦插苗的影响。试验分为对照和淹水2个处理, 处理时间为40天。结果显示: (1)淹水胁迫导致青杨幼苗叶片中的丙二醛(MDA)含量和茎部淹水区的不定根数显著升高, 植株的净光合速率(P_n)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、株高、基径、总叶面积、比叶面积(SLA)、根生物量、叶生物量、茎生物量、总生物量干重和根冠比(R/S)显著降低。(2)与雄株相比, 淹水胁迫显著增加了雌株幼苗的MDA含量, 降低了SOD活性、P_n、类胡萝卜素(Caro)含量、叶绿素a/b、SLA、根生物量和R/S, 并导致雄株在淹水胁迫下具有比雌株更高的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、不定根数和株高。可见, 淹水胁迫对青杨雌雄幼苗的形态生长和生理过程均有严重的抑制作用, 但表现出显著的性别间差异。雄株可以通过维持更高的光合作用能力和增加不定根数量来维持植株的生长, 从而表现出比雌株更强的抗逆性。     

秦岭山地针叶树种树木生长对气候变化的响应

秦岭作为我国重要的地理分界线,其亚高山针叶林生态系统在区域乃至更大尺度范围的水源涵养、生物多样性维护、气候调节等方面具有重要价值。近几十年,秦岭地区大幅升温且存在空间异质性。研究秦岭针叶林带树木生长对气候变化的响应规律对于气候变化下山地森林保护与管理具有重要价值。本文综述了秦岭西部、中部和东部不同海拔针叶树种树木生长与气候的响应关系,从树木径向生长、NDVI、物候和物种分布范围等方面探讨了气候变化对针叶树种的影响,并对树木生长响应气候变化研究中可能存在的问题和研究前景进行了展望。     

High-altitude tree growth responses to climate change across the Hindu Kush Himalaya

兴都库什喜马拉雅地区高海拔树木生长对气候变化的响应 高海拔地区快速升温可能导致树木对温度响应更为敏感,而限制高海拔地区树木生长的关键气候因子以及气候变化对树木生长产生多大程度的影响尚不清楚。本研究在兴都库什喜马拉雅地区收集了73 个样点的树轮数据,包括3个优势属的树种(Abies属、Juniperus属和Picea属),样点海拔均在3000 m以上。 将时间动态规整(dynamic time warping)的方法用于建立亚区域年表,以考虑不同站点年表之间变化的同步 性。同时,定量分析了气候因子对树木生长的贡献以及树木生长与气候因子关系的时空动态。研究结果发现,73个站点年表可以聚为3类,且与其所处的生物气候区相对应,即西喜马拉雅地区,中东喜马拉雅地区和藏东南地区。在干旱的西喜马拉雅地区,树木生长与冬、春两季的降水呈正相关关系,而在湿润的藏东南地区,树木生长与冬季温度和春季降水呈正相关关系。树木生长受最低温度的影响最大,特别是冬季温度,其重要性从西到东呈现递增趋势。滑动窗口相关分析表明,在中西喜马拉雅地区,影响树木生长的冬季温度信号在减弱,然而在藏东南地区该信号随着1980年以来的快速升温而增强。本研究结果表明,若该地区升温持续,在西喜马拉雅地区可能会因变暖引起的水分亏缺而造成森林衰退,而在藏东南地区因树木生长得益于变暖而使得森林扩张。     

青杨人工林根系生物量、表面积和根长密度变化

在植物生长季节,采用钻取土芯法对秦岭北坡50年生青杨人工林根径≤2 mm和2～5 mm根系的生物量、表面积和根长密度进行测定.结果表明：在青杨人工林根系(＜5 mm)中,根径≤2 mm根系占总生物量的77.8%,2～5 mm根系仅占22.2%;根径≤2 mm根系表面积和根长密度占根系总量的97%以上,而根径2～5 mm根系不足3%.随着土层的加深,根径≤2 mm根系生物量、表面积和根长密度数量减少,根径2～5 mm根系生物量、表面积和根长密度最小值均分布在20～30 cm土层.≤2 mm根系生物量、表面积和根长密度与土壤有机质、有效氮呈极显著相关,而根径2～5 mm根系的相关性不显著.