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黄土高原草地植物叶脉性状沿环境梯度的变化规律 被引量:5
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作者 张明 高慧蓉 +6 位作者 莫惟轶 陈爽 朱荣 王小春 王志波 李丹洋 王瑞丽 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第19期8082-8093,共12页
叶脉在维持叶片水分和光合能力方面具有重要作用,研究植物叶脉沿环境梯度的变化规律有利于从生理结构的角度探究植物叶片对环境变化的适应策略。以黄土高原中部为研究区域,沿水分和养分梯度从东向西选取10个取样点,涵盖了3种主要的植被... 叶脉在维持叶片水分和光合能力方面具有重要作用,研究植物叶脉沿环境梯度的变化规律有利于从生理结构的角度探究植物叶片对环境变化的适应策略。以黄土高原中部为研究区域,沿水分和养分梯度从东向西选取10个取样点,涵盖了3种主要的植被带类型(森林草原、典型草原和荒漠草原),共获得519种植物叶片并测定其叶脉性状,包括叶脉密度(VLA,mm/mm^(2))、叶脉直径(VD,μm)和单位面积叶脉体积(VV,μm^(3)/mm^(2)),旨在探究不同脉型植物(包括网状脉、平行脉和单叶脉)叶脉性状的变异规律。结果表明:(1)黄土高原植物VD和VV沿经度增加减小,而VLA无明显变化(P>0.05)。(2)在不同脉型植物中VLA和VD的负相关关系只在网状脉和平行脉中存在,VLA和VV的正相关关系只在网状脉存在,VD和VV的正相关关系在不同脉型植物中均存在。(3)黄土高原自东向西随经度减小,网状脉植物的3种叶脉性状均显著增大(P<0.01),但变化趋势较弱(R~2=0.02—0.07);平行脉VLA无显著变化,VD和VV显著减小(P<0.01);然而,单叶脉植物的3种叶脉性状均无显著变化(P>0.05)。(4)叶脉类型是影响叶脉性状变异的主要因素(解释度为27.84%—62.25%)。环境因子中,土壤因子(主要是土壤水分和养分含量)对3种叶脉性状的解释度(0.54%—2.91%)大于气候因子(0.02%—0.77%)。这些结果表明,不同脉型植物具有不同的适应策略,未来在研究叶脉对环境变化的响应和变异规律时要考虑到叶脉类型的影响。 展开更多
关键词 黄土高原 叶脉类型 叶脉性状 水分和养分梯度
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基于遥感技术植物叶脉性状的计算及其生态学意义 被引量:1
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作者 朱济友 徐程扬 +4 位作者 刘亚培 李金航 黄涛 覃国铭 崔哲浩 《生态科学》 CSCD 2019年第4期209-216,共8页
叶脉网络性状能够反映出植物适应特定生境的基本方式及其光合生理功能,体现了植物水分和能量权衡的生态策略。叶脉功能性状的高效提取,为植物生理功能和资源配置的响应机理研究提供参考。以北京市常见绿化树种洋白蜡(Fraxinus pennsylva... 叶脉网络性状能够反映出植物适应特定生境的基本方式及其光合生理功能,体现了植物水分和能量权衡的生态策略。叶脉功能性状的高效提取,为植物生理功能和资源配置的响应机理研究提供参考。以北京市常见绿化树种洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)、臭椿(Ailanthus altissima)和国槐(Sophora japonica)的叶脉显微图像为训练样本,采用遥感图像处理软件,对叶脉显微图像进行多尺度分割和分类识别,根据目标对象的亮度(brightness)、光谱(spectrum)和几何(shape)特征规则实现大批量叶脉的快速解译。结果表明,3个树种叶脉分割的最优参数及自动提取规则为:尺度参数(scale parameter)为200,形状参数(shape parameter)为0.8,紧凑度参数(compactnes sparameter)为0.2,亮度值为190-230,绿光波段大于210,形状–密度指数为1.5。该方法提取叶脉密度(leaf vein density,LVD)和叶脉面积(leaf vein area,LVA)精度分别达到了95.7%和94.5%以上,对该3种植物叶脉性状的快速提取具有较高的普适性。在城市不同环境中,随着温度的升高、土壤水分含量的降低,叶脉密度总体上呈增大的趋势,而气孔数量则明显减少,叶脉密度与气孔密度间普遍存在显著的负相关关系(P<0.05)。这说明了植物在高温和干旱胁迫环境中,在叶片水平上表现出"此消彼长"的权衡规律,进一步提高其逆境耐受性。 展开更多
关键词 叶脉性状 面向对象分类 高温胁迫 生态策略
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石楠叶片面积和叶脉性状之间的关系 被引量:1
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作者 缪沁玥 王林 +3 位作者 郭旭晨 焦亚冰 刘梦菂 时培建 《西部林业科学》 CAS 北大核心 2023年第1期86-91,105,共7页
叶片面积和叶脉性状是重要的叶片功能性状,它们之间的相互关系能够反映叶片生物量在支撑结构成本和光合收益之间的投资权衡以及植物对环境的适应能力。本研究以石楠为材料,通过化学处理去除表皮和叶肉,使用扫描仪获取叶脉的完整图像,再... 叶片面积和叶脉性状是重要的叶片功能性状,它们之间的相互关系能够反映叶片生物量在支撑结构成本和光合收益之间的投资权衡以及植物对环境的适应能力。本研究以石楠为材料,通过化学处理去除表皮和叶肉,使用扫描仪获取叶脉的完整图像,再使用LEAF GUI和R软件处理叶脉图像获得所需数据。采用幂函数构建叶片面积和叶脉性状之间的相互关系,经对数转换进而获得线性模型;采用最小二乘法拟合获得线性模型的参数。结果显示:石楠叶片中脉长度的平方与叶面积约呈正比关系,总叶脉长度、总叶脉面积均和叶面积呈正比关系,总网眼面积和叶面积约呈正比关系,平均网眼面积和网眼个数在“对数-对数”尺度上呈现出弱的反向线性相关性,平均网眼面积和网眼密度(即单位叶面积上的网眼数量)在“对数-对数”尺度上呈现出强的反向线性相关性。可得结论:叶片面积与总叶脉性状(总叶脉长度、总叶脉面积、总网眼面积)之间存在显著的正比关系;中脉长度与叶面积之间呈现出显著的异速生长关系(接近1/2次方的幂函数关系);平均网眼面积与叶面积无关,但和网眼密度反向相关。换言之,网眼密度和叶片大小无关,意味着植物叶片单位面积的光合能力与叶片大小无关;而平均气孔大小(正比于平均网眼大小)则与网眼密度反向相关。 展开更多
关键词 网眼密度 叶面积 叶脉密度 叶脉性状 生物量分配
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闽楠叶形态与叶脉网络性状关系对城市生长环境的响应 被引量:5
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作者 罗丽莹 陈楠 +1 位作者 王云龙 王光军 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第19期7838-7847,共10页
植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同... 植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同生长环境中(行道与植物园混交林)的闽楠,开展了叶形态与叶脉网络功能性状关系对城市生长环境的响应研究。研究结果表明:闽楠叶性状值基本满足正态分布,各性状变异系数保持在10%—20%之间,群体内性状变异较为丰富,单因素方差分析表明两种环境对叶形态性状的影响比叶脉网络系统的影响更明显;两种生长环境下闽楠叶形态性状组与叶脉网络功能性状组都具有极显著相关性,行道和植物园混交林典型性相关系数分别为0.804和0.795,叶形态性状与叶脉直径呈显著正相关,形态性状、叶脉直径与初级脉密度呈显著负相关;闽楠在响应城市生长环境的过程中呈现出相应的经济权衡机制,行道环境中闽楠以较大的初级脉密度和较小叶面积来确保水分获取和光合之间的平衡,植物园闽楠则采用较低初级叶脉密度、较高叶面积和叶脉直径的叶形态和叶脉网络构建模式。在选择闽楠作为城市绿化树种时,可将叶片形态性状组与叶脉网络功能性状组的协同变化和权衡关系作为选种依据,以提高闽楠在城市环境中的成活率和适应性。 展开更多
关键词 叶脉网络功能性状 形态性状 典型性相关 闽楠
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