本研究以福建三明森林生态系统国家野外观测研究站的青冈、格氏栲、马尾松、闽楠、香樟林5种人工林为研究对象,分析了 0～10 cm表层土壤微生物呼吸对葡萄糖添加的代谢响应.结果表明:与对照相比,葡萄糖添加使土壤微生物呼吸提高了 82.4％～349.5％,不同树种间差异显著.对照中,土壤微生物呼吸与微生物生物量、土壤有机碳及真菌/细菌有显著的相关关系,表明在没有活性碳供应时,微生物代谢受土壤有机碳含量的调控,且与土壤微生物生物量和群落结构有关.在葡萄糖添加处理中,土壤微生物呼吸与土壤总氮、溶解性有机氮和矿质氮呈显著正相关,表明当活性碳供应充足时,微生物代谢主要受土壤氮含量及其有效性制约.微生物呼吸的代谢响应,即葡萄糖添加处理与对照土壤微生物呼吸的比值,主要受土壤碳氮比的影响,呈现出微生物代谢响应随土壤碳氮比的下降而升高.此外,土壤pH也是影响微生物代谢响应的重要因素.土壤碳、氮含量及有效性对微生物呼吸的影响依赖于微生物是否受碳限制,土壤碳含量调控了碳限制时的微生物呼吸,而土壤氮含量及有效性调控了碳限制解除后的微生物呼吸.

[目的]楠属(Phoebe)各物种在形态学方面差异甚微,种间界限模糊,物种的识别鉴定较为困难,尤其在缺少花、果的时期.叶微形态特征对植物种间界定具有重要价值,但目前楠属植物叶显微特征的研究仍然较少.[方法]利用体视显微镜、光学显微镜对湖北省楠属8种及1变种的叶形态和微形态进行观察,并测定分析各物种气孔、表皮毛的质量和数量性状,以期为楠属植物的识别和鉴定提供必要依据.[结果]楠属植物叶形态有大型叶、中型叶、小型叶和不规则叶4种类型;毛被类型有粗短柔毛、细短柔毛、长柔毛、混生短柔毛和长柔毛(脉上被长柔毛)4种.毛密度在湘楠(200根/mm2)与闽楠、浙江楠、紫楠(低于100根/mm2)之间差异显著.表皮细胞类型为多边形或不规则形,垂周壁为平直-弓形、浅波或波状.气孔除披针叶楠、闽楠、裂叶白楠为近圆形外,其余物种均为宽椭圆形.气孔密度以紫楠最高,山楠和湘楠最低.此外,气孔大小与气孔密度之间,毛长度与毛密度之间存在负相关关系.[结论]叶形态和微形态的特征组合可作为9种楠属植物鉴定和区分的必要依据,可为楠属植物识别和种间界定提供参考.

为深入研究闽楠幼苗在极弱光环境下的可塑性及生存策略,该文以2年生闽楠幼苗为试验材料,通过人工遮阴方式模拟不同光环境(100％、35％和10％透光率),测定不同处理下闽楠幼苗叶片表观形态、解剖结构和光合生理等参数,探讨幼苗形态、生理可塑性与光适应的内在联系.结果表明:(1)闽楠幼苗的叶长、叶宽、叶面积和比叶面积(SLA)均随着光强的减弱而增加,叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅海比值(栅栏组织厚度/海绵组织厚度)等均以10％透光率下最小.(2)35％透光率的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、光能利用率(LUE)、光系统Ⅱ(PS Ⅱ)的光化学淬灭系数(qp)、非光化学淬灭系数(NPQ)、有效光合量子产量(Fv'/Fm')及潜在光化学效率(Fv/Fo)等均显著高于100％和10％透光率处理.(3)叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素总量及最大光化学效率(Fv/Fm)等均随着光强的减弱而增加,但叶绿素a/b随着光照强度的减弱而降低.(4)幼苗结构和生理表型可塑性指数显示,光合色素含量特征＞形态特征＞光合特征＞解剖结构特征＞叶绿素荧光参数特征,其中叶面积、SLA、Pn、Gs、LUE及光合色素含量的表型可塑性指数在0.455～0.755之间.综上所述,闽楠幼苗不适宜在全光照下生长,在35％左右的透光率下表现良好;在10％透光率下,闽楠叶片通过增加叶面积、SLA、Pn及光合色素含量来提高对光能的捕获;弱光下闽楠幼苗主要通过调节光合色素含量与形态的可塑性,协同解剖结构、光合生理及叶绿素荧光参数可塑性的变化来适应弱光环境.该研究可为今后闽楠栽培管理提供理论依据.

采用不同浓度凋落枝、凋落叶浸提液处理闽楠(Phoebe bournei(Hemsl.)Yang)种子和幼苗,测定其萌发、生长及生理指标.结果显示:(1)整体上,闽楠凋落枝和凋落叶浸提液对自身种子萌发表现为抑制作用,且抑制作用均随两种浸提液浓度升高而增强,且凋落枝抑制作用大于凋落叶.在发芽指标上,抑制强度表现为枝>叶;在根芽长度上,抑制强度表现为叶>枝;综合化感效应表现为枝>叶.(2)凋落枝浸提液对一年生闽楠幼苗生长指标表现为抑制作用,凋落叶浸提液表现为"低促高抑"的效应.高浓度浸提液可严重抑制幼苗生长,并造成大量叶片出现斑点、萎缩和枯黄;(3)闽楠凋落物浸提液对闽楠幼苗生理的影响较为复杂,高浓度浸提液可造成幼苗生理紊乱,导致其抗氧化系统异常,引起丙二醛含量显著增加,叶片细胞膜通透性增大,导致植株处于非正常生长状态,而长期浇灌低浓度浸提液也会使植物处于胁迫状态而引起相关生理指标变化.

近年来亚热带地区极端气候事件热浪发生频率增加,热浪频次及间隔时间的变化使热浪发生的模式及其对植物的胁迫方式更加多样化.高频热浪不仅通过热胁迫影响植物的碳固持速率,还会间接形成水分胁迫造成植物水力结构发生障碍,影响碳水化合物的运输.然而,目前亚热带树木水力结构和非结构性碳水化合物(NSC)对复杂热浪的模式的响应仍不明确.以亚热带主要阔叶树种闽楠(Phoebe bournei)和木荷(Schima superba)苗木为研究对象进行了热浪模拟试验,关注不同热浪频次(单次,两次)及重复热浪间隔时间(短间隔、中间隔、长间隔)对苗木茎部水力结构特征及NSC的影响,使用冲洗法测定水力结构中的导水率(Kh)、最大导水率(Kmax)、比导率(Ks)、木质部栓塞百分数(PLC),使用蒽酮-硫酸比色法测定茎段非结构性碳水化合物含量.结果表明,(1)闽楠和木荷的水力结构和非结构性碳水化合物在树种间存在显著差异;(2)不同热浪频次对闽楠和木荷的Kmax和PLC影响存在显著差异;(3)重复热浪间隔时间变长,木荷茎栓塞减轻,而闽楠茎栓塞增加,且植株栓塞越严重,茎NSC含量越少.总体上,闽楠的水力传输系统对热浪抗性较弱,在热浪后栓塞严重,导水率下降且无法完全恢复,且NSC含量与栓塞程度相关性较弱;而木荷水力传输系统抗性较强,在热浪后导水能力可能恢复至未受干扰水平,且其恢复程度与NSC含量紧密相关.该研究结果表明,高频热浪的发生会显著影响闽楠和木荷苗木茎部的导水能力,且不同间隔时间的重复热浪事件对植物水力结构的影响存在差异性,并且两个亚热带阔叶树种对热浪伴随的高温和水分胁迫的耐受性和耐受机制存在差异.

为了更好地理解濒危植物闽楠幼苗天然更新与微环境的关系,以广西富川县蚌贝村闽楠天然林胸径5.0 cm以下的更新个体为研究对象,基于0.64 hm2固定监测样地调查数据,采用Pearson相关系数、冗余分析等方法对幼苗更新密度与样地微环境因子关系进行分析.结果表明,(1)闽楠小幼苗更新个体数最多,随龄级增加更新密度呈下降趋势;幼苗向幼树转化率低,小幼苗向中幼苗转化率是闽楠更新成功的关键阶段;(2)闽楠幼苗更新密度与样地灌木层高度、最近母树距离、灌木层覆盖度极显著正相关,与样地光照、草本层覆盖度显著负相关;(3)灌木层高度、最近母树的距离、灌木层覆盖度、叶面积指数、光照、草本层覆盖度、凋落物厚度、土壤盐分是影响闽楠幼苗更新的主要微环境因子,光照和草本层覆盖度是闽楠幼苗更新的限制因子.研究表明,降低光照强度、减少草本层的覆盖度、增大灌木层的覆盖度等有利于闽楠种群更新发展.

为了解濒危树种闽桦(Betula fujianensis J.Zeng,Jian H.Li&Z.D.Chen)群落主要植物种群的生态位特征,利用Levins和Shannon-Wiener生态位宽度、Levins生态位重叠指数对福建省三明市罗卜岩保护区闽桦群落的乔、灌和草本层主要种群的生态位特征进行了定量分析,并基于生态位重叠值将主要种群进行了聚类分析.结果显示:(1)乔木层闽桦和闽楠(Phoebe bournei(Hemsl.)Yang)的重要值和生态位宽度均最高,是群落的优势种,其次为台湾冬青(Ilex formosana var.macropyrena S.Y.Hu)、刺毛杜鹃(Rhododendron championiae Hooker)、黄枝润楠(Machilus versicolora S.K.Lee et F.N.Wei),是群落的亚优势种;灌木层中草珊瑚(Sarcandra glabra(Thunb.)Nakai)、细枝柃(Eurya loquaiana var.aureopunctata Hung T.Chang)、单耳柃(Eurya weissiae Chun)具有较高的生态位宽度,为灌木层优势种;草本层瘤足蕨(Plagiogyria adnata(Bl.)Bedd.)、肾蕨(Nephrolepis cordifolia(L.)C.Presl)和狗脊蕨(Woodwardia japonica(L.f.)Sm.)的重要值和生态位宽度均较大,为草本层优势种.(2)乔木层主要物种间生态位重叠较为普遍,但重叠程度较高的仅有62对,占 19.1%,另有 12.3%的种对生态位完全分离;灌木层生态位重叠值较高的种对有 236对,占67.2%,仅4对发生生态位分离;草本层生态位重叠值较高的种对有43对,占22.6%,有39对发生生态位分离;(3)将闽桦群落不同层次物种进行聚类,闽桦群落乔木层和灌木层均可以划分为 4组,草本层可划分为3组.总体来看,闽桦群落不同层次种间关系较为协调,群落整体稳定性较高.

干扰是影响森林生态系统稳定性和功能的重要因子,干扰程度直接影响天然林的生长进而影响其生态系统能量流动和养分循环过程,为此开展干扰对天然林生态系统影响研究,对于揭示干扰对天然林生态系统养分平衡特征机制具有重要意义.以福建两种人为干扰模式下(重度干扰和轻度干扰)闽楠林为研究对象,通过分析"土壤-凋落物-叶片"三个组分化学计量特征,结合养分利用效率、养分再吸收效率、内稳态理论解析干扰对闽楠林养分资源利用策略和生态适应.结果表明:(1)两种干扰模式下,叶片C、N、P含量均显著高于其土壤和凋落物,且三个组分中N和P含量均表现出重度干扰显著高于轻度干扰,但三个组分C/N、C/P和N/P呈现轻度干扰显著高于其重度干扰.(2)闽楠林叶片N、P养分利用效率表现出:重度干扰＜轻度干扰,但P再吸收效率则是重度干扰高于轻度干扰,且两种干扰模式下P养分利用效率和再吸收效率显著高于No(3)随干扰强度的增加,闽楠林叶片N呈现内稳态弱,而叶片P的内稳态强以适应低P环境.(4)凋落物与叶片两组分P、C/P、N/P存在显著正相关关系,土壤C/N分别与叶片P、C/P、N/P以及凋落物P、C/N和C/P存在显著相关关系.闽楠林化学计量特征对干扰的响应结果表明,干扰延缓闽楠林生态系统的能量流动和养分循环过程.

采用石蜡切片和光学显微技术对闽楠(Phoebe bournei (Hemsl.) Yang)营养器官的解剖结构及其生态适应性进行了研究.结果显示,闽楠为典型异面叶,叶片中脉发达,维管束呈扇形,导管径向排列,韧皮部外侧有大量韧皮纤维分布.上表皮外侧具角质层,下表皮外侧无角质层,下表皮细胞呈犬牙状向外凸起,有表皮毛和气孔分布,气孔为双环型、外凸;栅栏组织由1层细胞组成,海绵组织由3～4层细胞组成.茎的初生结构中,表皮轻微角质化,厚角细胞5～6层,薄壁细胞5～7层,维管束为外韧型;茎的次生结构中,表皮外部角质层加厚,木栓层细胞3～4层,木栓形成层细胞1层,栓内层细胞2～3层,维管束紧密排列连成环状,次生韧皮部和次生木质部发达,形成层细胞2～3层.根的次生结构中木栓层细胞5～6层,木栓层内侧具1层木栓形成层,栓内层细胞2层.闽楠营养器官的解剖结构特征一方面呈现出阴生植物的特点,另一方面也对阳生和旱生环境具有一定的适应性.

为了阐明樟科(Lauraceae)幼树的水分生理特征,比较了同质园中自然生长的5年生刨花楠(Machilus pauhoi)、香樟(Cinnamomum camphora)和闽楠(Phoebe bournei)幼树在生长季节叶片的水分生理特征和地径(D)、株高(H)的差异.结果表明,香樟的相对含水量(RWC)、叶片水势(Ψ)、枝条木质部比导率(Ks)都显著高于闽楠和刨花楠(P<0.05),而枝条木质部导水损失率(PLC)则显著低于闽楠和刨花楠(P<0.05),说明香樟具有更高的保水能力、水分传输效率,并对水分缺失具有更高的抵抗力.3物种幼树均会因枝条空穴化的加强而降低枝条水分的运输效率.刨花楠幼树通过提高水分利用效率以应对导水效率的降低,香樟幼树叶片具有较高的含水量,气孔保持膨胀,可实现较高的蒸腾速率,闽楠幼树通过提高水分运输的效率和安全性以维持叶片相对含水量.