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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 20 期摇 摇 2011 年 10 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
洋山港潮间带大型底栖动物群落结构及多样性 王宝强,薛俊增,庄摇 骅,等 (5865)……………………………
天津近岸海域夏季大型底栖生物群落结构变化特征 冯剑丰,王秀明,孟伟庆,等 (5875)………………………
基于景观遗传学的滇金丝猴栖息地连接度分析 薛亚东,李摇 丽,李迪强,等 (5886)……………………………
三江平原湿地鸟类丰富度的空间格局及热点地区保护 刘吉平,吕宪国 (5894)…………………………………
江苏沿海地区耕地景观生态安全格局变化与驱动机制 王摇 千,金晓斌,周寅康 (5903)………………………
广州市主城区树冠覆盖景观格局梯度 朱耀军,王摇 成,贾宝全,等 (5910)………………………………………
景观结构动态变化及其土地利用生态安全———以建三江垦区为例 林摇 佳,宋摇 戈,宋思铭 (5918)…………
基于景观安全格局的香格里拉县生态用地规划 李摇 晖,易摇 娜,姚文璟,等 (5928)……………………………
苏南典型城镇耕地景观动态变化及其影响因素 周摇 锐,胡远满,苏海龙,等 (5937)……………………………
放牧干扰下若尔盖高原沼泽湿地植被种类组成及演替模式 韩大勇,杨永兴,杨摇 杨,等 (5946)………………
放牧胁迫下若尔盖高原沼泽退化特征及其影响因子 李摇 珂,杨永兴,杨摇 杨,等 (5956)………………………
近 20 年广西钦州湾有机污染状况变化特征及生态影响 蓝文陆 (5970)…………………………………………
万仙山油松径向生长与气候因子的关系 彭剑峰,杨爱荣,田沁花 (5977)………………………………………
50 年来山东塔山植被与物种多样性的变化 高摇 远,陈玉峰,董摇 恒,等 (5984)………………………………
热岛效应对植物生长的影响以及叶片形态构成的适应性 王亚婷,范连连 (5992)………………………………
遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响 刘建锋,杨文娟,江泽平,等 (5999)…………………
遮荫对 3 年生东北铁线莲生长特性及品质的影响 韩忠明,赵淑杰,刘翠晶,等 (6005)…………………………
云雾山铁杆蒿茎叶浸提液对封育草地四种优势植物的化感效应 王摇 辉,谢永生,杨亚利,等 (6013)…………
杭州湾滨海滩涂盐基阳离子对植物分布及多样性的影响 吴统贵,吴摇 明, 虞木奎,等 (6022)………………
藏北高寒草原针茅属植物 AM真菌的物种多样性 蔡晓布,彭岳林,杨敏娜,等 (6029)…………………………
成熟马占相思林的蒸腾耗水及年际变化 赵摇 平,邹绿柳,饶兴权,等 (6038)……………………………………
荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性 杜摇 宁,张秀茹,王摇 炜,等 (6049)………………………………
短期极端干旱事件干扰后退化沙质草地群落恢复力稳定性的测度与比较 张继义,赵哈林 (6060)……………
滨海盐碱地土壤质量指标对生态改良的响应 单奇华,张建锋,阮伟建,等 (6072)………………………………
退化草地阿尔泰针茅与狼毒种群的小尺度种间空间关联 赵成章,任摇 珩 (6080)………………………………
延河流域植物群落功能性状对环境梯度的响应 龚时慧,温仲明,施摇 宇 (6088)………………………………
臭氧胁迫使两优培九倒伏风险增加———FACE研究 王云霞,王晓莹,杨连新,等 (6098)………………………
甘蔗 / /大豆间作和减量施氮对甘蔗产量、植株及土壤氮素的影响 杨文亭,李志贤,舒摇 磊,等 (6108)………
湿润持续时间对生物土壤结皮固氮活性的影响 张摇 鹏,李新荣,胡宜刚,等 (6116)……………………………
锌对两个品种茄子果实品质的效应 王小晶,王慧敏,王摇 菲,等 (6125)…………………………………………
Cd2+胁迫对银芽柳 PS域叶绿素荧光光响应曲线的影响 钱永强,周晓星,韩摇 蕾,等 (6134)…………………
紫茉莉对铅胁迫生理响应的 FTIR研究 薛生国,朱摇 锋,叶摇 晟,等 (6143)……………………………………
结缕草对重金属镉的生理响应 刘俊祥 ,孙振元,巨关升,等 (6149)……………………………………………
两种大型真菌子实体对 Cd2+的生物吸附特性 李维焕,孟摇 凯,李俊飞,等 (6157)……………………………
富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子 苏玉萍,林摇 慧,钟厚璋,等 (6167)…………………………
一种新型的昆虫诱捕器及其对长足大竹象的诱捕作用 杨瑶君,刘摇 超,汪淑芳,等 (6174)……………………
光周期对梨小食心虫滞育诱导的影响 何摇 超,孟泉科,花摇 蕾,等 (6180)………………………………………
农林复合生态系统防护林斑块边缘效应对节肢动物的影响 汪摇 洋,王摇 刚,杜瑛琪,等 (6186)………………
中国超大城市土地利用状况及其生态系统服务动态演变 程摇 琳,李摇 锋,邓华锋 (6194)……………………
城市综合生态风险评价———以淮北市城区为例 张小飞,王如松,李正国,等 (6204)……………………………
唐山市域 1993—2009 年热场变化 贾宝全,邱尔发,蔡春菊 (6215)………………………………………………
基于投影寻踪法的武汉市“两型社会冶评价模型与实证研究 王茜茜,周敬宣,李湘梅,等 (6224)……………
长株潭城市群生态屏障研究 夏本安,王福生,侯方舟 (6231)……………………………………………………
基于生态绿当量的城市土地利用结构优化———以宁国市为例 赵摇 丹,李摇 锋,王如松 (6242)………………
基于 ARIMA模型的生态足迹动态模拟和预测———以甘肃省为例 张摇 勃,刘秀丽 (6251)……………………
专论与综述
孤立湿地研究进展 田学智,刘吉平 (6261)…………………………………………………………………………
甲藻的异养营养型 孙摇 军,郭术津 (6270)…………………………………………………………………………
生态工程领域微生物菌剂研究进展 文摇 娅,赵国柱,周传斌,等 (6287)…………………………………………
我国生态文明建设及其评估体系研究进展 白摇 杨,黄宇驰,王摇 敏,等 (6295)…………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*440*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*49*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄10
封面图说: 壶口瀑布是黄河中游流经秦晋大峡谷时形成的一个天然瀑布。 此地两岸夹山,河底石岩上冲刷成一巨沟,宽达 30
米,深约 50 米,最大瀑面 3 万平方米。 滚滚黄水奔流至此,倒悬倾注,若奔马直入河沟,波浪翻滚,惊涛怒吼,震声数
里可闻。 其形其声如巨壶沸腾,故名壶口。 300 余米宽的滚滚黄河水至此突然收入壶口,有“千里黄河一壶收冶之
说。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 20 期
2011 年 10 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 20
Oct. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:北京城市生态系统格局和过程的驱动机制和生态环境效应研究(s225)
收稿日期:2011鄄06鄄20; 摇 摇 修订日期:2011鄄07鄄19
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: fancywyt@ 126. com
王亚婷,范连连,胡聃.热岛效应对植物生长的影响以及叶片形态构成的适应性.生态学报,2011,31(20):5992鄄5998.
Wang Y T, Fan L L, Hu D. Effect of urban heat island on plant growth and adaptability of leaf morphology constitute. Acta Ecologica Sinica,2011,31(20):
5992鄄5998.
热岛效应对植物生长的影响以及
叶片形态构成的适应性
王亚婷1,2,*,范连连2,3
(1. 中国科学院生态环境研究中心,北京摇 100085; 2. 中国科学院研究生院,北京摇 100049;
3. 中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐摇 830011)
摘要:热岛效应是一种由于地表覆盖改变及人类活动导致的热量在城区空间范围内聚集的现象,是城市气候最明显的特征之
一,随着越来越多的人口涌入城市以及伴随而生的超大城市的出现,城市热岛效应将更加凸显,这种环境温度的升高必将影响
到各种景观园林植物的生理状态乃至形态结构。 选取以生长在热岛点和有大量绿植覆盖的低温点的两种典型园林植物大叶黄
杨和丁香作为实验材料,研究了这两种植物叶在城市热岛效应影响下,在热岛点和低温点中的形态特征。 结果表明,在热岛点
环境温度和二氧化碳浓度显著高于低温点,但其他环境要素差异并不显著。 热岛点的大叶黄杨和丁香叶生物量分别是低温点
的 1. 6 倍和 1. 4 倍。 进一步研究表明,相较于低温点,在热岛点生长的植物叶表现出较低的比叶面积、单位重量和单位面积叶
氮含量。 生物量在向各部分组织分配时,热岛点的植物叶倾向于将更多的生物量分配给叶肉部分,而减少了对叶柄的生物量
投入。
关键词:热岛;城市;植物;生物量
Effect of urban heat island on plant growth and adaptability of leaf
morphology constitute
WANG Yating1,2,*, FAN Lianlian2,3
1 Research Center for Eco鄄Environment Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085,China
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049,China
3 Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011,China
Abstract: Urban heat island effect can be defined as a phenomenon of aggregating heat in urban sites caused by change of
land cover and human activities, which is one of the most obvious characteristics of urban climate. Since increasing
population enters into urban and super cities form consequently, urban heat island effect becomes more and more important.
The increase of environmental temperature will certainly affect the physiology and even morphology of ornamental plants.
Therefore, the experiments were carried out in two ornamental plants ( Buxus megistophylla L佴vl and Syzygium
aromaticum), which respectively grew in urban heat island and urban cool island covered with abundant vegetation. During
the growing season the environmental factors of urban heat island and urban cool island were observed, including [CO2],
daytime temperature, nighttime temperature, soil temperature, soil volume water content, vapor pressure deficit and
photosynthetically active radiation. The morphology characteristics of foliage of the two plants in urban heat island and urban
cool island were investigated. Basing on the observation of biomass of whole foliage we further separated the foliage into
three sections (lamina, mid鄄rib and petiole) to observe the allocation of biomass on different sections. Leaf nitrogen content
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of two plants in both urban heat island and urban cool island were also obtained in our study. Experimental results indicated
that in urban heat island environmental temperature and [CO2] were much higher than that in urban cool island obviously,
whereas other environmental factors showed no significant difference. In urban heat island biomass of Buxus megistophylla
L佴vl and Syzygium aromaticum were 1. 6 fold and 1. 4 fold respectively compared to that in urban cool island. In addition to
energy balance, overall foliage biomass investment between lamina and petiole was optimized. In urban heat island plants
tended to allocate more biomass to lamina, but less to petiole. Furthermore, the allocation of dry mass per unit area also
gave a significant difference, which could be described that plants in urban heat island tended to increase the allocation of
dry mass per unit area on lamina, but decrease the allocation of dry mass per unit area on petiole. Plants in urban heat
island exhibited larger foliage biomass as well as larger leaf area. However, further researches suggested that in contrast to
urban cool island, in urban heat island foliage of plants exhibited lower specific leaf area. Many research works indicated
that Nmass and Narea showed a highly positive relative relationship with the specific leaf area. Then in our research Nmass and
Narea of plants in urban heat island both decreased along with the reduction of specific leaf area. Narea of Buxus megistophylla
L佴vl in urban heat island and urban cool island exhibited a significant difference (P<0. 05). Narea of Buxus megistophylla
L佴vl in urban heat island was 0郾 73mg / g. Then Narea of Buxus megistophylla L佴vl in urban cool island was 1. 193mg / g. Narea
of Buxus megistophylla L佴vl and Syzygium aromaticum in urban heat island were both lower than that in urban cool island
(P<0. 05). Therefore, urban heat island effect obviously affected the morphology characteristics of plants, but the details
of influence mechanism were unknown and further studies and discussions were still needed.
Key Words: urban heat island; urban; plants; biomass
热岛效应是城市气候中最明显的特征之一,具体表现为城市气温高于郊区气温[1]。 研究中通常采用城
市的年平均气温与郊区或山区的年平均气温差值计算热岛强度[2鄄4],但是,Morris 指出,上述计算方法中气温
经过平均处理后实际上削弱了城市热岛效应的强度[5]。 随着热岛强度逐年增强、范围不断扩大,针对热岛效
应的研究广受关注。 目前大量的研究集中在城市植物对城市热岛效应的抑制作用[6鄄7],而热岛效应对城市植
物影响的生态学效应受到的关注较少。 已有的研究发现城市与郊区的气温差异会引起城市植物的物候期延
长[8鄄9]以及植株总生物量的改变[10鄄11]。 因此,热岛效应虽然属于微小的温度的差异,但是在短期内能促进植
物的生理活动并调节其个体的生长。
植物生长和生物量分配会随着温度发生变化,这种变化与植物碳平衡的改变存在联系[12鄄14]。 在不利的
温度条件下,植物通过改变物质在叶片和非光合作用部分中的分配模式,可以保持碳的正向平衡。 叶片作为
植物进行光合作用的主要器官,是生态系统中初级生产者的能量转换器。 在长期进化过程中为了适应不同环
境,叶片特征不断发生改变,因此叶片特征可以客观的反映植物对环境的适应性,且易于观察和测量[13鄄14]。
针对不同温度环境的适应策略可以影响单位叶面积的光合速率或者植物的分配模式。 叶片特征的改变直接
影响到植物的基本行为和功能,是植物在最大化能量获取以及生存策略的具体体现[15鄄16]。
本文以北京市区内栽种的园林植物大叶黄杨和丁香为研究对象,在开放实验条件下研究大叶黄杨和丁香
的叶对热岛效应的响应情况,探讨热岛效应在植物叶片水平上的生态学作用并观测热岛效应影响下植物的叶
片特征变化。 研究热岛效应对城市植物的影响,有助于了解城市植物对升温的适应性机制,从而为理解热岛
效应影响下的城市植物的生态服务提供理论支持,为深入了解植物与温度关系提供理论基础。
1摇 实验材料与方法
1. 1摇 实验材料
大叶黄杨(Buxus megistophylla L佴vl)是卫矛科卫矛属植物,丁香(Syzygium aromaticum)是桃金娘科蒲桃属
植物,这两种植物是北京主要的园林植物,选取生长状况基本一致的大叶黄杨和丁香为实验材料。 以往温度
变化对植物作用的实验是将植物置于高温或者低温的温室环境下,植物的反应往往是应激性的,但城市热岛
3995摇 20 期 摇 摇 摇 王亚婷摇 等:热岛效应对植物生长的影响以及叶片形态构成的适应性 摇
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效应是缓慢而长期的过程。 相对而言,盆栽实验克服了温室实验的缺点,但是难以反映成熟植物对热岛效应
的长期适应性,所以本实验在开放实验条件下研究热岛效应对植物的影响。
1. 2摇 实验地点
本实验分别于 2010 年和 2011 年 4 月,在北京市区内进行野外观测,选取具有代表性的市区内热岛点五
道口华清嘉园小区(urban heat island, UHI)和低温点北京林业大学(urban cool island, UCI)做对比实验,热岛
点与低温点的直线距离约 2 km,以保证大气条件的相对一致性。 实验地点大叶黄杨完全没有遮阴,丁香完全
遮阴。 由于大叶黄杨在市区内广泛分布具有典型性,因此,对大叶黄杨进行了连续两年的观测。
1. 3摇 环境数据采集
(1)空气温度摇 在 2010 年和 2011 年的 4 月,每日(除雨天)用 2 个温湿度计同时在热岛点和低温点记录
空气温度。
(2)CO2浓度、光合有效辐射以及水汽压亏缺测量摇 采用 Li鄄6400(Li鄄cor,USA)便携式光合测定系统及配
备的 6400 标准叶室,在 9:00—11:00 时进行测量,待仪器稳定后,测定大气 CO2浓度、叶面水汽压亏缺(VPD)
和光合有效辐射(PAR)。
(3)土壤含水量以及土壤温度 摇 采用土壤水分仪 Em50 (Decagon,USA) 测定土壤中的体积含水量
(SVWC)和土壤温度(Tsoil)。
1. 4摇 实验方法
(1)在野外环境中,选择长势良好,树龄一致能够反映实验地植物生长状况的植株为标准株。 采集完全
展开且保持完整的无虫害成熟叶片,每个样地 15 个重复,每个重复取 10 枚叶。 用扫描仪 phantom k8
(Microtek,China)扫描,并用 CIAS鄄400 计算机图像分析软件(CIAS,USA)计算叶面积。 将扫描好的叶记录其
光合有效叶面积以后烘干后测定其干重。 以每种植物的 10 枚叶的有效光合面积除以对应叶干重,获得比叶
面积(SLA)。
(2)生物量观测摇 在现有的研究中,并未发现热岛效应对植物地上部分和地下部分生物量分配有影响,
而叶作为植物的光合器官,其生物量在叶片(叶肉和叶脉)以及叶柄之间的投资变化可以反映植物在叶片水
平上的资源优化。 大叶黄杨和丁香都是单叶对生。 在热岛点和低温点分别采集成熟的大叶黄杨和丁香叶片
各 150 枚,15 个重复,每个重复 10 枚叶。 用剪刀将叶柄从叶片基部剪下,再沿着中脉边缘将中脉两边的叶肉
剪下。 将叶肉,中脉,叶柄放入烘箱,在 105益下杀青 30 min后,将温度调至 75益烘干 24h,然后测定其干重。
(4)氮素测定摇 采用全自动凯氏定氮仪测定每种植物的单位重量叶氮含量 Nmass,每种重复 3 次,单位面
积叶氮含量 Narea =Nmass / SLA。
1. 5摇 数据分析处理
数据分析用 SPSS13. 0 分析软件中的 t检验(琢=0. 05)方法进行显著性检验。 用 Origin7. 5 绘图。
2摇 结果与分析
2. 1摇 环境因子
UHI与 UCI两地白天与夜间的温度都存在显著性差异,UHI 白天温度比 UCI 高出 2. 73益,夜间高出
1郾 75益。 CO2浓度也相应的升高了 36. 41滋mol / mol,UHI和 UCI的土壤温度差异较大,UHI比 UCI高出 4. 8益,
表现出显著性差异(P<0. 05)。 UHI与 UCI的土壤含水量并没有表现出现显著性差异。 UHI的光合有效辐射
略高于 UCI,但未表现出显著性差异。
2. 2摇 叶生物量与叶性状
从图 1 可以看出 UHI的大叶黄杨叶的叶生物量高于 UCI,并且是 UCI 的 1. 6 倍,通过两年的生物量观察
都得到一致的结果,UHI的丁香的叶生物量是 UCI的 1. 4 倍,表现出显著性差异(P<0. 05)。 UHI 的大叶黄杨
和丁香都具有较小的比叶面积(SLA),UHI和 UCI的大叶黄杨的比叶面积在 2010 年和 2011 年分别是 24. 50
mg和 20. 50 mg以及 27 mg和 20. 64 mg,丁香是 258. 52 mg和 206. 56 mg。 UHI 的大叶黄杨和丁香的叶面积
4995 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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也随着温度的升高而增加,大叶黄杨 2010 年的叶面积分别是 2. 84 cm2和 3. 83 cm2,在 2011 年叶面积分别是
2. 16 cm2和 2. 87 cm2,丁香的叶面积分别是 38. 58 cm2和 42. 58 cm2。
表 1摇 热岛与低温区环境因子比较
Table 1摇 Comparison of environmental factors in urban heat island and urban cool island
地点
Site
大气 CO2浓度
CO2
/ (滋mol mol-1)
白天温度
Tday / 益
夜晚温度
Tnight / 益
土壤温度
Tsoil / 益
土壤体积含水量
SVWC
/ (m3 / m3)
光合有效辐射
PAR
/ (滋mol m-2 s-1)
叶面水
汽压亏缺
VPD / kPa
UHI 448. 61 (0. 70) a 26. 93 (2. 23) a 23. 87 (1. 12) a 25. 75 (3. 23) a 0. 17 (0. 02) a 856. 70 (15. 77) a 3. 08 (0. 02)
UCI 412. 20 (0. 10) b 24. 20 (2. 17) b 22. 12 (0. 69) b 20. 95 (1. 57) b 0. 16 (0. 02) a 837. 85 (21. 66) a 2. 67 (0. 02)
摇 摇 列表中不同的小写字母表示各因子间差异显著(P<0. 05)
UCI0
10
20
30
40
**
0
2
4
6
*
*
0
40
80
120
160
200
240 * 2011年
UCI0
100
200
300
400
*
0
10
20
30
40
50
0
40
80
120
160
200
*
2010年 2011年 *
大叶黄杨Buxus megistophyla L?vl 丁香Syzygium aromaticum
UHI UHI
UCI UCIUHI UHI
UCI UCIUHI UHI
叶面
积
Leaf
area
/cm2
比叶
面积
SLA
/(cm
2 /g)
叶片
总干
重
Total
leaf
dry m
ass/(
mg/株
)
叶面
积
Leaf
area
/cm2
比叶
面积
SLA
/(cm
2 /g)
叶片
总干
重
Total
leaf
dry m
ass/(
mg/株
)
图 1摇 大叶黄杨和丁香的叶片总重量、比叶面积以及叶面积
Fig. 1摇 Total leaf dry mass, SLA and leaf area of Buxus megistophylla L佴vl and Syzygium aromaticum
2. 3摇 大叶黄杨和丁香的叶各部分生物量分配模式
将叶细分为叶肉、叶脉和叶柄 3 个部分后发现,UHI的大叶黄杨和丁香的叶肉、叶脉和叶柄生物量明显高
于 UCI的,并表现出显著性差异(P<0. 05)。 其中大叶黄杨在连续两年的观察中都得到了相同的结果。 计算
叶肉、叶脉和叶柄占总叶重的比重后发现,2010 年在 UHI 生长的大叶黄杨的叶肉生物量所占比重显著高于
5995摇 20 期 摇 摇 摇 王亚婷摇 等:热岛效应对植物生长的影响以及叶片形态构成的适应性 摇
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UCI的(P<0. 05),UHI的叶柄生物量所占比重略小于 UCI的,但是并没有表现出显著性差异。 2011 年的数据
显示 UHI的叶肉生物量所占比重略高于 UCI的但是并未表现出显著性差异,而 UHI 的叶柄生物量所占比重
显著高于 UCI的(P<0. 05)。 丁香的数据也表现出 UHI的植物将更多的生物量分配给叶肉组织,而叶脉和叶
柄的生物量分配没有出现显著性变化。 UHI 的大叶黄杨和丁香都显著增加叶肉的单位面积的生物量投入
(P<0. 05),减少叶柄单位面积的生物量投入(表 2)。
表 2摇 大叶黄杨和丁香叶片各部分干重
Table 2摇 Proportion of each part of leavies of Buxus megistophylla L佴vl and Syzygium aromaticuma
大叶黄杨(2010)
中脉 Mid鄄rib
UCI UHI
叶肉 Lamina
UCI UHI
中脉+叶肉 Mid鄄rib+Lamina
UCI UHI
叶柄 Petiole
UCI UHI
叶片各部分总干重 / mg
Total dry mass
6. 41
(0. 01) a
7. 96
(0. 01) b
79. 2
(0. 16) a
132. 71
(0. 21) b
85. 61
(0. 17) a
140. 67
(0. 22) b
4. 24
(0. 01) a
5. 22
(0. 01) b
各部分占总叶片干重比例
Fraction of total dry mass
/ (mg / mg)
0. 07
(0. 02) a
0. 05
(0. 01) a
0. 88
(0. 14) a
0. 91
(0. 15) b
0. 95
(0. 16) a
0. 96
(0. 20) a
0. 05
(0. 02) a
0. 04
(0. 02) a
单位叶面积干重
Dry mass per unit area
/ (mg / cm2)
2. 25
(0. 02) a
2. 08
(0. 01) a
27. 89
(0. 20) a
34. 65
(0. 10) b
30. 14
(0. 18) a
36. 72
(0. 22) b
1. 49
(0. 01) a
1. 36
(0. 02) b
大叶黄杨(2011)
中脉 Mid鄄rib
UCI UHI
叶肉 Lamina
UCI UHI
中脉+叶肉 Mid鄄rib+Lamina
UCI UHI
叶柄 Petiole
UCI UHI
叶片各部分总干重 / mg 6. 67(0. 01) a
9. 79
(0. 01) b
76. 74
(0. 33) a
124. 82
(0. 23) b
83. 41
(0. 21) a
134. 61
(0. 19) b
5. 22
(0. 01) a
4. 58
(0. 01) b
各部分占总叶片干重比例
/ (mg / mg)
0. 07
(0. 01) a
0. 07
(0. 02) a
0. 87
(0. 28) a
0. 89
(0. 21) a
0. 94
(0. 22) a
0. 96
(0. 20) a
0. 06
(0. 01) a
0. 03
(0. 01) b
单位叶面积干重
/ (mg / cm2)
3. 08
(0. 01) a
3. 42
(0. 01) a
35. 46
(0. 22) a
43. 64
(0. 20) b
38. 55
(0. 20) a
47. 06
(0. 18) b
2. 41
(0. 02) a
1. 60
(0. 02) b
丁香(2011)
中脉 Mid鄄rib
UCI UHI
叶肉 Lamina
UCI UHI
中脉+叶肉 Mid鄄rib+Lamina
UCI UHI
叶柄 Petiole
UCI UHI
叶片各部分总干重
/ mg
7. 73
(0. 28) a
10. 26
(0. 38) b
131. 67
(3. 77) a
189. 00
(2. 18) b
149. 87
(4. 15) a
199. 27
(2. 53) b
10. 46
(0. 30) a
8. 47
(0. 23) b
各部分占总叶片干重比例
/ (mg / mg)
0. 05
(0. 01) a
0. 05
(0. 01) a
0. 88
(0. 02) a
0. 91
(0. 01) b
0. 93
(0. 01) a
0. 96
(0. 01) b
0. 07
(0. 01) a
0. 07
(0. 01) a
单位叶面积干重
/ (mg / cm2)
0. 20
(0. 01) a
0. 24
(0. 02) b
3. 41
(0. 06) a
4. 42
(0. 08) b
3. 61
(0. 06) a
4. 66
(0. 82) b
0. 27
(0. 01) a
0. 20
(0. 01) b
2. 4摇 植物叶片氮含量
如图 2 所示,UHI和 UCI的大叶黄杨的单位重量叶氮含量有显著性差异(P<0. 05)。 UHI 的大叶黄杨单
位重量叶氮含量是 0. 73mg / g,而 UCI的单位重量叶氮含量是 1. 193mg / g。 UHI 的大叶黄杨和丁香的单位面
积叶氮含量都显著低于 UCI的(P<0. 05)。
3摇 结论与讨论
随着城市化的快速发展,城市热岛效应的强度逐年增强,范围不断扩大[17鄄18]。 热岛效应对城市植物的影
响受到的关注较少。 以往计算热岛强度采用多年多地区平均的方法,这种计算方法得到的热岛强度往往低于
1益。 实验中发现,这种平均的计算方法实际上低估了热岛强度,本研究的热岛实验地点白天的热岛强度可以
达到 2. 73益,夜间可以达到 1. 75益,土壤温度可以达到 4. 8益。 实际上热岛强度比通常得到的计算结果要高。
因此,热岛效应对植物生长可能有着不可忽视的重要作用。
植物在长期的进化过程中为了适应环境改变表现出功能调节与形态调整[19鄄23]。 热岛所引起的微小的温
度升高虽然对于植物而言不属于极端温度胁迫,但是对于城市植物的生长却产生了一定的影响。 以往的研究
中都发现热岛地区的植物生物量明显高于周围低温的地区,但是并没有发现地上与地下部分生物量分配的变
化[24]。 本研究从植物叶片水平观测热岛效应对植物的影响,发现植物叶片特征已经发生改变,热岛点的植物
6995 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
0
1
2
3
4
*
0
0.5
1.0
1.5
*
0
0.001
0.002
0.003
0.004
*
UCI UCI0
0.5
1.0
1.5
*
丁香Syzygium aromaticum大叶黄杨Buxus megistophyla L?vl
UHI UHI
UCI UCIUHI UHI
单位
重量
叶氮
含量
N mass
/(mg
/g)
单位
面积
叶氮
含量
N area
/(g/c
m2 )
单位
重量
叶氮
含量
N mass
/(mg
/g)
单位
面积
叶氮
含量
N area
/(g/c
m2 )
图 2摇 大叶黄杨和丁香的单位重量叶氮比与单位面积叶氮比
Fig. 2摇 Nmass and Nareaof Buxus megistophylla L佴vl and Syzygium aromaticum
具有较大的叶面积和叶生物量。 热岛点植物的叶生物量显著增加,可能是由于城市温度升高导致的物候期延
长以及高温引起的光合作用增强。 受到高温影响的植物叶肉、叶脉和叶柄的生物量分配出现改变,热岛点的
植物倾向于将更多生物量分配到叶肉部分,减少叶柄的生物量投入,从而获得更多的碳水化合用于自身生长。
生物量投入不仅在叶肉、叶脉和叶柄之间发生变化,而且各部分单位面积上的生物量投入也发生变化。 在热
岛点生长的植物都增加叶肉和叶脉单位面积的生物量投入,而减少叶柄单位面积上的生物量投入。 比叶面积
越大的植物,叶片内 CO2扩散阻力较小,投资在光合器官的氮比较多,光合器官同化 CO2的速率也明显高于
SLA低的植物。 另一方面,氮素在光合器官中所占比重很大,因此,单位重量叶氮含量决定了植物光合能力的
强弱。 本研究中发现,UHI的植物具有较低的 SLA,即在单位面积上 UHI 的大叶黄杨和丁香分配了更多的生
物量。 通常温度升高对植物的生长以及光合作用有一定的促进作用,但是在本研究中发现,UHI 的植物反而
具有较小的 SLA以及较低的单位重量叶氮含量和单位面积叶氮含量,由于,比叶面积与单位重量叶氮含量之
间显著的正相关,因此,叶氮含量降低可能是由于 SLA的变化引起。
随着城市化的不断发展,热岛效应也越来越突出,以往采用平均值的计算方法的得到的热岛强度往往较
低的估计了热岛效应造成的温度差异,热岛效应对城市植物的影响容易被忽视。 热岛点与低温点显著的温度
差异引起了植物叶生物量分配和叶片特征的适应性改变,这种初期的适应性改变将会影响植物未来的生长发
育,并影响城市植物的初级生产力的积累和再分配。
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8995 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 20 October,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Community structure and diversity of macrobenthos in the intertidal zones of Yangshan Port
WANG Baoqiang, XUE Junzeng, ZHUANG Hua, et al (5865)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Variation characteristics of macrobenthic communities structure in tianjin coastal region in summer
FENG Jianfeng, WANG Xiuming, MENG Weiqing, et al (5875)
……………………………………
…………………………………………………………………
Analysis of habitat connectivity of the Yunnan snub鄄nosed monkeys (Rhinopithecus bieti) using landscape genetics
XUE Yadong, LI Li, LI Diqiang, WU Gongsheng, et al (5886)
…………………
…………………………………………………………………
Study on the spatial pattern of wetland bird richness and hotspots in Sanjiang Plain LIU Jiping, L譈 Xianguo (5894)…………………
Dynamic analysis of coastal region cultivated land landscape ecological security and its driving factors in Jiangsu
WANG Qian,JIN Xiaobin, ZHOU Yinkang (5903)
……………………
…………………………………………………………………………………
Landscape pattern gradient on tree canopy in the central city of Guangzhou, China
ZHU Yaojun, WANG Cheng,JIA Baoquan, et al (5910)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
Research on dynamic changes of landscape structure and land use eco鄄security:a case study of Jiansanjiang land reclamation area
LIN Jia, SONG Ge, SONG Siming (5918)
…
…………………………………………………………………………………………
Shangri鄄La county ecological land use planning based on landscape security pattern
LI Hui, YI Na, YAO Wenjing, WANG Siqi, et al (5928)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Changes of paddy field landscape and its influence factors in a typical town of south Jiangsu Province
ZHOU Rui, HU Yuanman, SU Hailong, et al (5937)
………………………………
………………………………………………………………………………
Species composition and succession of swamp vegetation along grazing gradients in the Zoige Plateau, China
HAN Dayong, YANG Yongxing, YANG Yang, et al (5946)
…………………………
………………………………………………………………………
Characteristics and influence factors of the swamp degradation under the stress of grazing in the Zoige Plateau
LI Ke, YANG Yongxing, YANG Yang, et al (5956)
………………………
………………………………………………………………………………
Variation of organic pollution in the last twenty years in the Qinzhou bay and its potential ecological impacts LAN Wenlu (5970)……
Response of radial growth Chinese pine (Pinus tabulaeformis) to climate factors in Wanxian Mountain of He忆nan Province
PENG Jianfeng, YANG Airong,TIAN Qinhua (5977)
…………
………………………………………………………………………………
Vegetation and species diversity change analysis in 50 years in Tashan Mountain, Shandong Province, China
GAO Yuan, CHEN Yufeng, DONG Heng,et al (5984)
………………………
……………………………………………………………………………
Effect of urban heat island on plant growth and adaptability of leaf morphology constitute WANG Yating, FAN Lianlian (5992)……
Effects of shading on photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters in leaves of the endangered plant
Thuja sutchuenensis LIU Jianfeng, YANG Wenjuan, JIANG Zeping, et al (5999)………………………………………………
Effects of shading on growth and quality of triennial Clematis manshurica Rupr.
HAN Zhongming, ZHAO Shujie, LIU Cuijing, et al (6005)
………………………………………………………
………………………………………………………………………
Allelopathic effect of extracts from Artemisia sacrorum leaf and stem on four dominant plants of enclosed grassland on Yunwu
Mountain WANG Hui, XIE Yongsheng, YANG Yali, et al (6013)………………………………………………………………
Effects of soil base cation composition on plant distribution and diversity in coastal wetlands of Hangzhou Bay, East China
WU Tonggui, WU Ming, YU Mukui, et al (6022)
…………
…………………………………………………………………………………
Species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi of Stipa L. in alpine grassland in northern Tibet in China
CAI Xiaobu,PENG Yuelin,YANG Minna,et al (6029)
…………………………
……………………………………………………………………………
Water consumption and annual variation of transpiration in mature Acacia mangium Plantation
ZHAO Ping, ZOU Lvliu, RAO Xingquan, et al (6038)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Foliar phenotypic plasticity of a warm鄄temperate shrub, Vitex negundo var. heterophylla, to different light environments in the
field DU Ning, ZHANG Xiuru, WANG Wei, et al (6049)………………………………………………………………………
An case study on vegetation stability in sandy desertification land: determination and comparison of the resilience among communities
after a short period of extremely aridity disturbanc ZHANG Jiyi, ZHAO Halin (6060)……………………………………………
Response of soil quality indicators to comprehensive amelioration measures in coastal salt鄄affected land
SHAN Qihua, ZHANG Jianfeng, RUAN Weijian, et al (6072)
………………………………
……………………………………………………………………
Fine鄄scale spatial associations of Stipa krylovii and Stellera chamaejasme population in alpine degraded grassland
ZHAO Chengzhang, REN Heng (6080)
……………………
……………………………………………………………………………………………
The response of community鄄weighted mean plant functional traits to environmental gradients in Yanhe river catchment
GONG Shihui, WEN Zhongming, SHI Yu (6088)
………………
…………………………………………………………………………………
Ozone stress increases lodging risk of rice cultivar Liangyoupeijiu: a FACE study
WANG Yunxia, WANG Xiaoying, YANG Lianxin, et al (6098)
……………………………………………………
…………………………………………………………………
Effect of sugarcane / / soybean intercropping and reduced nitrogen rates on sugarcane yield, plant and soil nitrogen
YANG Wenting, LI Zhixian, SHU Lei, et al (6108)
…………………
………………………………………………………………………………
Effect of wetting duration on nitrogen fixation of biological soil crusts in Shapotou, Northern China
ZHANG Peng, LI Xinrong, HU Yigang, et al (6116)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of zinc on the fruits忆 quality of two eggplant varieties WANG Xiaojing, WANG Huimin, WANG Fei, et al (6125)…………
Rapid light鄄response curves of PS域chlorophyll fluorescence parameters in leaves of Salix leucopithecia subjected to cadmium鄄ion
stress QIAN Yongqiang, ZHOU Xiaoxing, HAN Lei, et al (6134)………………………………………………………………
Physiological Response of Mirabilis jalapa Linn. to Lead Stress by FTIR Spectroscopy
XUE Shengguo, ZHU Feng, YE Sheng, et al (6143)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Physiological response of Zoysia japonica to Cd2+ LIU Junxiang, SUN Zhenyuan, JU Guansheng, et al (6149)………………………
Biosorption of Cd2+using the fruiting bodies of two macrofungi LI Weihuan, MENG Kai, LI Junfei, et al (6157)……………………
Factors regulating recruitment of Microcystis from the sediments of the eutrophic Shanzai Reservoir
SU Yuping,LIN Hui, ZHONG Houzhang,et al (6167)
……………………………………
……………………………………………………………………………
A new type of insect trap and its trapping effect on Cyrtotrachelus buqueti
YANG Yaojun, LIU Chao, WANG Shufang, et al (6174)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Photoperiod influences diapause induction of Oriental Fruit Moth(Lepidoptera: Tortricidae)
HE Chao,MENG Quanke,HUA Lei,et al (6180)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Influence of edge effects on arthropods communities in agroforestry ecological systems
WANG Yang, WANG Gang, DU Yingqi,et al (6186)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of land use and its ecosystem services in China忆s megacities CHENG Lin, LI Feng, DENG Huafeng (6194)………………
Comprehensive assessment of urban ecological risks: the case of Huaibei City
CHANG Hsiaofei,WANG Rusong, LI Zhengguo, et al (6204)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
The dynamics of surface heat status of Tangshan City in 1993—2009 JIA Baoquan, QIU Erfa,CAI Chunju (6215)…………………
A projection鄄pursuit based model for evaluating the resource鄄saving and environment鄄friendly society and its application to a case
in Wuhan WANG Qianqian, ZHOU Jingxuan, LI Xiangmei, et al (6224)………………………………………………………
Research on ecological barrier to Chang鄄Zhu鄄Tan metropolitan area XIA Benan, WANG Fusheng, HOU Fangzhou (6231)…………
Optimization of urban land structure based on ecological green equivalent: a case study in Ningguo City, China
ZHAO Dan, LI Feng, WANG Rusong (6242)
……………………
………………………………………………………………………………………
Dynamic ecological footprint simulation and prediction based on ARIMA Model: a case study of Gansu Province, China
ZHANG Bo,LIU Xiuli (6251)
……………
………………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
A prospect for study on isolated wetland TIAN Xuezhi, LIU Jiping (6261)……………………………………………………………
Dinoflagellate heterotrophy SUN Jun, GUO Shujin (6270)………………………………………………………………………………
Research progress of microbial agents in ecological engineering WEN Ya,ZHAO Guozhu,ZHOU Chuanbin,et al (6287)……………
The progress of ecological civilization construction and its indicator system in China
BAI Yang, HUANG Yuchi, WANG Min, et al (6295)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 20 期摇 (2011 年 10 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 20摇 2011
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