国家自然科学基金(31170399)
- 作品数：6 被引量：96H指数：5
- 相关作者：曹坤芳付培立姜艳娟朱师丹陈亚军更多>>
- 相关机构：中国科学院广西大学中国科学院大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金广西大学科研基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：生物学更多>>
- 热带巨型叶植物芭蕉叶片内结构异质性被引量：6
- 2014年
- 叶片是植物进行光合作用的主要场所,叶片面积是决定叶片光合作用的重要因子之一.以往对于叶片的解剖结构和生理功能的研究中,常常忽略同一叶片不同部位的结构及功能的差异,尤其是对于某些巨大叶片的结构和功能的异质性更是缺乏了解.为什么具有巨大叶片的植物在自然界十分稀少仍然是科学之谜.本研究选取了具有典型巨型叶片的单子叶植物芭蕉(Musa balbisiana Colla)作为实验材料,测定了叶片不同部位的结构和解剖特征.结果发现,沿主脉方向从叶片基部到叶片尖端,主脉导管直径、叶片厚度、保卫细胞长度呈剧烈下降趋势,比叶重在上部约1/2处呈下降趋势,而栅栏组织和海绵组织的比(P/S值)和气孔密度呈增长趋势,叶绿素含量、叶脉密度和气孔面积指数则无明显变化.沿平行脉从叶片中部到叶片两侧边缘,叶片厚度和比叶重呈现剧烈下降趋势,叶绿素含量、气孔密度和气孔面积指数在边缘约1/3范围内剧烈下降,栅栏组织和海绵组织的比和叶脉密度则呈现上升的趋势.从叶基到叶顶端主脉的导管直径急剧减少可能会影响叶片顶端的水分供应,而叶片两侧边缘气孔面积指数的明显减小、再加上大叶片水汽界面层厚会使边缘部位蒸腾散热功能受到抑制,从而抑制该部位的生理功能,这些因素可能导致芭蕉叶片面积不能继续增大.与叶片小一些的海芋大型叶相比,芭蕉叶内结构的异质性更加强烈.
- 李帅曹坤芳
- 关键词：叶片面积
- 基部被子植物气孔性状与叶脉密度的关联进化被引量：18
- 2014年
- 植物叶片通过气孔的水分蒸腾散失和叶脉的水分供应达到水分平衡,而基部被子植物在进化过程中叶片水分供应和蒸腾散失是否达到平衡或关联进化还缺乏了解。本研究以11种基部被子植物为材料,测定了气孔密度、气孔长度、叶脉密度和叶片厚度4个叶片性状,并结合系统发育树,利用系统发育独立对比的方法分析这些性状之间的关联进化。结果显示:沿进化方向,气孔密度和叶脉密度逐渐增加,而气孔长度和叶片厚度有减小的趋势;无论是否考虑系统发育的影响,气孔密度都与叶脉密度呈显著正相关关系,说明二者之间存在关联进化,并证实了基部被子植物叶片水分平衡假说;气孔密度和长度、叶脉密度均与叶片厚度呈显著线性相关,但在去除系统发育的影响后这种线性相关关系不再显著,说明叶片厚度与其它三个叶片性状不存在关联进化。本研究结果还表明,叶片的水分供应和散失乃至CO2通透性的平衡主导着基部被子植物叶片结构和功能的进化。
- 张亚杨石建孙梅曹坤芳
- 关键词：气孔密度水分平衡
- 热带季雨林不同小生境大戟科植物幼树的叶片结构、耐旱性和光合能力之间的相关性被引量：21
- 2014年
- 植物的叶片结构和功能性状受到自身、环境和系统发育的影响。该研究选取西双版纳20 hm2热带雨林动态监测大样地内18种分布格局不同的大戟科植物,测量了幼树叶片的解剖结构、水分关系特征、最大光合能力和暗呼吸,主要探讨了叶片结构对植物耐旱性和光合能力的影响,耐旱性和光合能力之间的权衡关系,以及环境水分条件对植物功能性状相关性的影响。结果表明:1)生境内植物表现出一定的结构和功能的趋同性,分布在山脊和山坡的种比沟谷种具有更强的耐失水能力;2)去除了系统发育的影响后,一些关键性状(特别是叶片密度和膨压丧失点时的水势、饱和渗透势等)之间存在跨生境尺度上的相关关系,植物叶片结构同时影响了植物的耐失水能力和光合能力,植物叶片自身的结构限制导致了植物的耐旱性(高的叶片密度、比叶质量)和光合能力(低的叶片密度、比叶质量)存在反向进化关系;3)如果研究的植物类群亲缘关系较近,传统的Pearson相关分析不能很好地揭示其性状间的相关关系,因而必须采用系统发育独立对照差作相关分析。大戟科植物的结构和功能在水分梯度和光梯度上的生态位分化也从功能性状的角度为热带季雨林能维持高生物多样性,保持植物物种长期共存提供了一个可能的解释。
- 孙善文章永江曹坤芳
- 关键词：叶片解剖结构压力-容积曲线
- 热带岩溶植物生理生态适应性对于南方石漠化土地生态重建的启示被引量：32
- 2014年
- 岩溶地质在我国分布广泛,特别是西南地区连片分布着世界上面积最大的岩溶地貌.由于长期人为活动的影响,目前我国南方地区岩溶石漠化土地面积已达1.2×105 km2,导致当地生态条件恶化,经济、社会发展面临严重困难.南方岩溶山地土层薄,养分贫瘠,保水性能差.对热带岩溶森林开展了一系列生理生态研究,研究结果对南方岩溶石漠化山地生态重建有启发意义.研究结果暗示,岩溶生境常绿、落叶木本植物和木质藤本植物共存对于维持生态系统水分平衡有重要意义.常绿植物枝条木质部耐气穴化能力强,叶片耐失水性能强.落叶植物采取避旱策略,通过落叶减少旱季蒸腾和水分消耗.岩溶山地大部分植物具有很深的根系,藤本植物根系更深,旱季能利用地下深层岩石下和缝隙水.有些植物如木棉、董棕利用树干储存水保持旱季必要的生理代谢.岩溶山地木本植物叶片和枝条木质部结构和生理功能的密切关联对于适应水分胁迫起重要作用.热带岩溶植物可能普遍缺乏锌、钾元素,这方面问题需引起重视和研究.藤蔓植物可以利用石漠化岩溶山地局部水土资源和丰富的生长空间和光照资源,并且大多数藤蔓植物气孔调节能力强,对强光的适应和利用能力强,是石漠化山地生态重建的理想植物材料.目前中国科学院西双版纳植物园正在推广的一种珍贵的油料植物—星油藤,可以作为南方热区石漠化山地生态重建的理想植物材料.石漠化土地的重建要合理利用不同功能类群植物,特别是岩溶生境的乡土植物,最好构建多层复合群落.
- 曹坤芳付培立陈亚军姜艳娟朱师丹
- 关键词：耐旱性植物功能群养分缺乏
- 不同冠高腾冲栲叶片结构及其影响因子被引量：2
- 2013年
- 树高的水力限制假说认为树木顶端的叶片受到水分胁迫后气孔导度降低,从而减少了碳积累,并限制了顶端生长和树木高生长.然而有实验表明美国黄松(Pinus ponderosa)叶片内非结构性移动碳化合物(NSC)并没有随着高度的增加而降低.为了解阔叶树种中NSC是否表现出同样的规律,以及结合NSC、叶片形态特征和水力结构来进一步综合探讨树木高生长的限制机理,我们测量了腾冲栲不同高度梯度的叶片大小、叶片表皮细胞大小、气体交换、NSC含量以及木质部导管大小.结果发现随着高度增加,叶片大小和表皮细胞大小在降低;气孔导度、单位干重和单位面积的光合速率都没有下降;单位干重和单位叶面积的可溶性糖含量在升高;单位干重和单位叶面积的淀粉含量维持在一个稳定的水平.这说明叶片和表皮细胞变小可能不是由于碳获得减少造成的,树木高生长的停滞可能并不能从单位叶片的碳积累不足角度来解释.木质部导管直径随树木长高在减小,表明水分传导能力减小,因而高处叶片可能遭受更低的水势和膨压使细胞生长受限.
- 方群章永江曹坤芳
- 关键词：膨压
- 热带喀斯特森林常绿和落叶榕树的水力特征和水分关系与抗旱策略被引量：19
- 2012年
- 以热带喀斯特地区的直脉榕(Ficus orthoneura)和豆果榕(F.pisocarpa)为实验材料,研究了常绿和落叶树木枝条和叶片的解剖结构特征、光合水分特征和耐旱性的差异,目的在于探讨不同生活型榕树适应干旱生境的策略。直脉榕和豆果榕的叶片都有两层栅栏组织、游离状的海绵组织和钟乳体等旱生结构,同时叶片角质层蒸腾速率(gmin)和气孔导度(gs)相对较低。但与落叶的豆果榕相比,常绿的直脉榕的枝条木质部失去50%传导率的水势(P50)和gmin更低,表现出更保守的水分利用策略。总体上,两种榕树都表现出了对喀斯特干旱生境的良好适应,但是它们的适应策略表现出一定的差别。豆果榕通过落叶度过旱期,而直脉榕在结构和功能上比豆果榕更耐旱。抗旱策略和水分利用策略的不同导致两种榕树的生态位分异,减少了彼此间的水分竞争,有利于它们在喀斯特生境中共存。
- 刘金玉付培立王玉杰曹坤芳
- 关键词：榕树生理生态特征
