由于长期过度采挖，名贵濒危药用植物暗紫贝母的野生资源日渐减少。为探究暗紫贝母在不同海拔尤其是低海拔地区的生长状况和鳞茎药用成分含量特点，拓展人工种植区域，缓解严峻的市场供需矛盾，从低海拔（1170 m）至高海拔（3410 m）设置了5个海拔高度进行2年的野外盆栽试验。研究结果表明，暗紫贝母的萌芽期、展叶期和开花期均随海拔降低而极显著提前（P<0.01）；而枯萎期则随海拔降低表现出先推迟后提前的特点；生长季长度随海拔降低表现出先增加后减少的特征，且在海拔3080 m最长，为（105.80 ± 4.87）天。株高和单叶面积随海拔降低呈现出先增加后减小的趋势；比叶面积随海拔降低则表现出先减小后增大的特点。单株鳞茎生物量随海拔降低表现出先增加后减小的特征，且在海拔3080 m最大，为（1.40 ± 0.29）g。鳞茎总生物碱和总皂苷含量随海拔降低均呈现出先减少后增加的趋势；在海拔2370 m以上的区域内鳞茎总生物碱含量差异不显著（P > 0.05），且含量均高于0.70 mg/g。本研究发现，适当降低暗紫贝母的种植海拔，有助于延长生长季长度，增加株高和叶面积，促进鳞茎生物量积累。综合考虑鳞茎生物量和药用成分含量在不同海拔的差异，适宜在2370 m～3080 m的低海拔地区开展暗紫贝母人工种植。

叶片作为植物与外界环境进行物质和能量交换的重要器官, 其解剖结构的变化能够直观地反映植物对不同生境的适应策略。水位是湿地生态系统的基本生态因子,该研究旨在对神农架大九湖不同生境中的优势植物进行研究, 探讨植物的叶解剖结构性状在不同水位生境下的变化规律。以神农架大九湖6个不同生境(旱生草甸(HA)、中生-旱生草甸(HB)、湿生-中生草甸(Z)、退化半湿生沼泽(SA)、湿生草本沼泽(SB)、湿生泥炭沼泽(SC))作为研究区域, 采用石蜡切片法对阿齐薹草(Carex argyi)、华刺子莞(Rhynchospora chinensis)、华东藨草(Scirpus karuisawensis)、画眉草(Eragrostis pilosa)、假苇拂子茅(Calamagrostis pseudophragmites)、剪股颖(Agrostis matsumurae) 6种草本植物的叶片进行处理, 在显微镜下对叶片横切结构进行测量和比较分析。结果表明: (1)不同植物叶解剖结构对生境水位变化的适应有所差异, 阿齐薹草、华刺子莞和华东藨草生长于水分条件良好的沼泽生境, 在生境水位升高时, 3种植物的气腔、维管束和上下表皮细胞横切面都显著增大, 并且在阿齐薹草和华刺子莞中叶片厚度和维管束中木质部直径也显著增大; (2)在较干的旱生和中生草甸中生分布的画眉草、假苇拂子茅和剪股颖, 叶片横切面上多数结构在不同生境之间并未表现出显著差异, 仅有泡状细胞和表皮细胞出现显著变化。画眉草叶横切面上的泡状细胞宽度、厚度和上表皮细胞厚度以及假苇拂子茅下表皮细胞厚度在生境水位降低时中均呈现增大的趋势。画眉草和剪股颖均属于C4植物, 叶片表面具有表皮毛或突起物, 可能与植物抗旱能力有一定关联。阿齐薹草、华刺子莞和华东藨草的通气组织和输导组织在湿生沼泽环境趋于发达, 保证了气体与水分的流通。通过对不同生境中植物叶片解剖结构性状的研究, 体现出植物叶片应对地下水位变化的策略, 能够为研究植物对环境水分变化的适应提供参考。

随着气候变化的加剧, 全球高海拔和高纬度地区的灌木扩张现象日益显著。然而, 高山地区灌木扩张过程中植物防御性化学物质(如总酚和缩合单宁)含量的变化规律及其驱动机制尚不明确。该研究以青藏高原东缘的川西高山灌丛-草甸交错带为研究区域, 沿灌木扩张梯度选取对照(盖度0%)、轻度扩张(盖度<30%)、轻中度扩张(盖度30%–45%)、中重度扩张(盖度45%–60%)和重度扩张(盖度>60%)样地, 采用空间代替时间的方法, 分析了灌木扩张对植物防御性化学物质含量的影响及其与环境因子(如海拔、土壤pH、含水量等)的关系。结果表明: (1)灌木扩张显著增加了川西高山灌丛-草甸交错带的灌丛数量、高度、体积和加权密度; (2)与草本植物和红毛花楸(Sorbus rufopilosa)相比, 高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)在灌木扩张过程中表现出较高的酚类物质含量; (3)群落水平物种组成的变化对植物酚类物质变异的影响显著高于物种内个体间表型可塑性的种内变异; (4)植物叶片与根系的酚类物质含量均与其碳氮比显著相关, 而土壤因子影响较小, 支持了碳-养分平衡假说。综上所述, 该研究揭示了灌木扩张对植物防御物质的正向影响, 并为全球变化背景下的生态系统管理和植物保护提供了重要的理论依据。

【目的】构建生态安全格局是半干旱区可持续发展的重要途径和保障。本研究以浑善达克沙地为研究对象，旨在为半干旱区生态保护和构建生态安全格局提供一种耦合“生态系统服务(Ecosystem Services, ES)-景观形态-机器学习-电路理论”的新思路，并针对生态核心区、修复区和改善区，提出了以水与生态可持续利用为核心的环境管理优化策略。【方法】本研究在“生态源地-阻力面-生态廊道”生态安全格局构建范式的指导下，基于6项关键生态系统服务(肉类供给、水源涵养、碳固定、土壤保持、防风固沙和生境质量)物质量评估结果，结合形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis, MSPA)核心区和水域作为生态源地，采用随机森林模型(Random Forest, RF)和空间运算生成阻力面，应用电路理论实现对生态廊道和关键节点的识别，构建浑善达克沙地生态安全格局并提出分区优化建议。【主要结果】(1)浑善达克沙地生态源地面积共4674.17 km2，占总面积的14.96%，主要集中在东部地区；中部地区的生态源地呈碎片化。(2)识别生态廊道51 条，总长度为1351.66 km；生态节点57 个，主要分布在中南部和北部狭长廊道。(3)完成浑善达克沙地自东向西的“源水连修”生态安全格局构建及其优化。

作为高山冰缘带生态系统中代表性的生态系统工程师, 垫状植物对冰缘带植物群落结构和多样性维持起着关键性作用, 因此, 垫状植物自身种群的动态变化(如种群退缩)将直接影响到高山冰缘带生态系统功能的长期维持。但是, 目前对于垫状植物种群动态过程中的关键阶段——种子出苗率和幼苗生长——对环境因子响应的认识极不充分。该研究以高山垫状植物山生福禄草(Arenaria oreophila)不同种群来源的种子为材料, 通过室内恒温箱培养的方法探索不同温度和种子埋藏深度对其种子出苗率以及幼苗生长表现的影响。结果表明, 温度高于10 ℃时能够加速山生福禄草种子萌发和出苗速率并提升最终出苗率。但种子埋藏深度会限制其出苗率, 当埋藏深度超过2 cm时, 无论温度条件是否适宜, 种子出苗率显著降低, 甚至无法出苗。温度低于5 ℃时种子出苗率和幼苗生长均受到严重抑制。具体地, 过高的温度(高于20 ℃)和较深的种子埋藏深度(大于2 cm)均不利于山生福禄草种子出苗和幼苗生长; 适宜的温度(10-15 ℃)和较浅的土壤埋藏深度(小于1 cm)最有利于其种子出苗和幼苗生长。此外, 过高的温度可能使幼苗面临较高的死亡风险。海拔对种子出苗率和死亡率无显著影响, 但可显著影响幼苗生长表现。该研究认为全球气候变暖背景下, 山生福禄草种群面临诸多不确定性风险: 冰缘带颗粒大而松散的土壤基质条件使种子易陷入较深土壤层, 增加了种子出苗困难; 气温升高虽然可能促进幼苗生长, 但同时又极大地增加了幼苗的死亡风险。种子深埋和气候变暖对山生福禄草未来潜在的种群更新过程均可能产生抑制作用。

【目的】木质藤本是热带森林生态系统的重要组成部分，木质藤本攀显著制约树木的生长和生物量积累。然而，目前关于木质藤本对森林树木的攀附程度及其影响因素的研究仍较为匮乏。本研究重点探究了西双版纳热带雨林、热带低山常绿阔叶林和热带季节性湿润林三种主要热带森林类型中环境因子和树木径级梯度对藤本攀附比率的影响。【方法】以西双版纳地区的21个1 hm2森林动态样地为研究对象，通过藤本攀附比率定量描述藤本攀附程度；分析环境因子对藤本攀附比率的贡献大小，并探究藤本攀附比率随树木径级的变化趋势。【主要结果】藤本攀附比率表现为热带季节性湿润林 (27.8% ± 9.2%) > 热带雨林(25.2% ± 10.6%)> 热带低山常绿阔叶林(12.5% ± 10.7%)；以最冷月最低温、最冷季度均温和最干季度均温等气温因子为正载荷的气候主分量1，以全碳、全氮和水解性氮等养分因子为负载荷的土壤主分量2和以全钾为主要负载荷的土壤主分量3是与藤本攀附比率相关的主要环境因子。所有森林类型下的藤本攀附比率均表现为随树木胸径(diameter at breast height，DBH)的增加而增加趋势。部分树种在不同植被类型中将均有较高的藤本攀附比率，如印度锥(Castanopsis indica)在热带雨林和热带低山常绿阔叶林中的藤本攀附比率分别为54.3%和40.6%，西南猫尾木(Markhamia stipulata)在热带低山常绿阔叶林和热带季节性湿润林中的藤本攀附比率分别为38.2%和55.6%，毛桐(Mallotus barbatus)和粗糠柴(Mallotus philippensis)在热带雨林和热带季节性湿润林中的藤本攀附比率分别为43.9%和75.8%。本研究揭示了西双版纳热带森林中木质藤本攀附比率在不同环境因子和树木径级间的变化规律，为理解热带森林中藤本攀附程度与植被类型和环境间的相互关系提供了新的科学依据，将有助于促进全球变化背景下的热带森林可持续管理与保护。

摘要：水深是湿地生态系统的关键环境因素，影响植物的生长更新和分布格局。作为自然生态系统的重要组成部分，凋落物通过消光效应、机械阻碍和化感作用等多种途径影响植物幼苗的更新。湿地生态系统由于淹水和厌氧等环境条件的影响，凋落物积累量更大。但目前关于凋落物覆盖和水深变化交互作用对植物幼苗更新的研究鲜有报道。该研究在移动遮雨棚模拟野外环境条件，分析了不同水深变化（湿润、水分饱和及淹水）及凋落物覆盖量（0、500、1000、1500 g/m2）对稗（Echinochloa crus-galli）、无芒稗（E. crus-galli var. mitis）、鬼针草（Bidens pilosa）和泽泻（Alisma plantago-aquatica）种子萌发及出苗的影响。结果表明：稗、无芒稗和泽泻种子萌发与出苗均受凋落物覆盖、水深变化及其交互作用的显著影响，而鬼针草仅受凋落物覆盖的显著影响。凋落物覆盖使鬼针草萌发率和出苗率分别下降了59.4%～96.9%和94.4%～100%；处于凋落物下方的鬼针草种子萌发率比处于凋落物上方的萌发率大幅降低了94%，说明凋落物覆盖产生的消光效应是限制鬼针草种子萌发的主要原因。泽泻种子在土壤湿润条件下，萌发率几乎为零，而在水分饱和或淹水环境，萌发率增加至30%以上，说明充足的水分对于泽泻种子萌发至关重要；在水分饱和或淹水处理，泽泻种子在凋落物覆盖下有29%～60%的种子可以萌发，但能够穿过凋落物层的种苗仅为1.5%～17%，凋落物覆盖产生的机械阻碍作用应该是影响其种苗更新的关键因素。本研究为揭示环境变化下湿地植被分布格局和演替动态提供了基础数据，对湿地植被生态恢复和科学管理具有重要意义。

根系经济谱可用于探究不同维度细根资源获取策略与寿命之间的权衡关系，对理解不同根序性状之间存在的关联性以及物种适应局地环境的机制具有重要意义。本研究在石漠化严重的喀斯特地区，选取30种不同生活型（常绿、落叶）适生灌木，采用根序分级法分析1-3级细根的形态、养分以及化学计量比在不同生活型灌木之间的差异，研究不同根序之间形态和养分的变化规律，探讨不同生活型灌木采取怎样的生活策略以及细根的变异维度，探寻是否存在根经济谱。结果表明：（1）喀斯特30种适生灌木细根碳、氮、磷含量平均值（438.67 mg/g、5.16 mg/g、0.31 mg/g）均低于中国植物细根的碳、氮、磷含量的平均值（473.9mg/g、9.16 mg/g、1.03mg/g），且1-3级根序细根碳含量变异系数最小（1％），磷含量在细根养分中变异系数最大。（2）30种常绿灌木细根的磷含量显著低于落叶灌木，表明常绿灌木相比于落叶灌木在喀斯特地区更容易受到缺磷的限制。（3）根直径和比表面积只在落叶灌木细根的三级根序中呈极显著负相关，而常绿灌木1-3细根都呈显著负相关；（4）PCA结果表明30种喀斯特适生灌木细根性状的变异可分解为多个主成分，其中第一主成分主要包括比根表面积、直径、比根长、细根生物量和根组织密度等形态特征；第二主成分则主要反映了养分等因素，分别对应根系获取资源的快与慢；表明了喀斯特30种适生灌木存在根经济谱。研究结果有助于深入理解喀斯特地区灌木石漠化生境适应的生态策略，并进一步认识该地区适生灌木的养分利用策略。

研究人工林生态系统水分利用效率(WUE)对环境因子的响应, 对于揭示植被的水分利用策略及评估生态系统碳水循环能力具有重要意义。该研究基于湛江桉树站2018–2022年涡度相关通量数据及同步气象观测数据, 采用逐步回归分析、路径分析和冗余分析方法, 分析尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林生态系统WUE的时间变化及季节性差异特征, 研究WUE与生物环境因子的关系, 探讨WUE旱、雨季差异及其主要影响因素。主要结果: (1)观测期间尾叶桉人工林生态系统旱季(11–4月)和雨季(5–10月) WUE平均值分别为3.85和2.61 g C·kg–1 H2O, WUE全年平均值为3.22 g C·kg–1 H2O。(2) WUE具有明显的日间变化特征, 旱季和雨季变化趋势相似。日间WUE与饱和水汽压差(VPD)、空气温度(Tair)、土壤温度(Tsoil)、光合有效辐射(PAR)及土壤湿度(SM)均存在极显著负相关性, 逐步回归分析表明VPD是调控WUE日间变化的主要环境因子。(3)日均值尺度WUE的变化趋势与总初级生产力(GPP)和蒸散(ET)相反, 路径分析表明WUE主要受到VPD和Tsoil的直接负面影响, 以及PAR的间接负面影响。WUE对VPD、Tsoil变化的响应存在明显旱、雨季差异, 对PAR变化的季节响应类似。(4)在月均值尺度上, 旱季WUE主要受温度和VPD影响, 雨季WUE主要受到PAR影响, WUE的季节差异由温度、VPD和PAR调控下ET的变化主导。桉树人工林生态系统水分利用效率旱季高于雨季, 在短时间尺度上主要受VPD影响, 在较大时间尺度(日、月)除受到VPD影响外, 还受到光照和温度的影响。