Light interception and canopy radiation balance of staghorn sumac (Rhus typhina)

Abstract

We measured interaction of photosynthetically active radiation (PAR) at a staghorn sumac ( Rhus typhina L.) canopy near Peterborough, Ontario, during summer 2006. Measurements included above-canopy and below-canopy incoming and reflected PAR fluxes and leaf area index (LAI). The ratio of down-welling PAR below the canopy to the flux incident at the top of the canopy (τ) and proportion of incident PAR absorbed by the canopy (fPAR), were calculated. While the canopy was leafless, the sumac stems absorb 10%–20% of incident PAR. LAI increased rapidly during the month of June, and correspondingly τ decreased rapidly while fPAR increased rapidly. Mean values of τ and fPAR at maximum LAI were 0.38±0.09 (SD) and 0.60 ±0.04, respectively. Neither variable showed a relationship with solar zenith angle. We present a simple idealized model of PAR interaction with sumac. Although only one stand was studied, we hypothesize that these results may be more widely applicable to other mature sumac stands.

Differences in clonal growth between female and male plants of Rhus typhina Linn. and their diurnal changes in photosynthesis and chlorophyll fluorescence

“…Key Words: Rhus typhina; clonal growth; dioecious; resource utilization efficiency 雌雄异株系指雌雄性别功能在个体水平上分离的一种性系统,在被子植物中广泛分布 [1] 。 一般地,雌性 个体在繁殖方面投入的光合产物和氮素等矿质营养的比例较高,而雄性个体则在生长方面投入的较多。 此种 生态现象属于植物生长与繁殖过程的消长与制约,被称为雌雄植物个体生长和繁殖之间的权衡关系。 植物生 长与繁殖过程存在权衡关系 [2] ,在于植物生长空间资源的有限性、光合同化产物总量的限制性,结果植物资 源配置必然在生长与繁殖两个基本过程产生协调与制约。 然而,对于具有雌雄异株特性的克隆植物而言,雌 雄株的繁殖格局则应有所不同:雌株营种子生产和克隆繁殖生长的双重功能,雄株营克隆繁殖生长的单一 功能。 火炬树( Rhus typhina Linn. ) 是兼具雌雄异株和克隆繁殖双重特性的外来木本植物,其克隆繁殖扩散的生 态现象和生态后果已经引起学术界的广泛关注,并形成两种对立的学术观点 [3] :一派认为,火炬树属于典型 的入侵种;另一派则指出,尚无充分证据证明火炬树目前或将来会对北京地区的自然生态系统构成威胁 [4] 。 上述围绕火炬树产生的激烈争论表明:双方的研究角度和判断依据存在差异,因而提出了不同的观点。 事实上,2006 年前后国内外有关学者以火炬树为研究材料展开了多角度的探索,研究成果集中于:1) 火炬树 克隆繁殖扩散力极强 [5] ,与其克隆分株前后端水平侧根直径不对称发育 [6] 、光合产物输送存在优先分配中心 和次优先分配中心的机制 [6鄄7] 有一定关系;在黄土高原和太行山低山丘陵区不同生境类型,火炬树生物量的 分配格局以地上部分高于地下 [6,8鄄9] 。 2) 在撂荒地上经克隆繁殖其分株呈集群分布格局 [10] ,火炬树枝叶侧向 生长快于树高生长 [11] ,结果有利于提早覆盖退化生境从而引发斑块式群落演替 [12] 。 3) 火炬树根蘖繁殖对本 土乔木树种尚无显著的抑制效应 [13] ,但由于火炬树单优群落光截留与多级分层吸收 [14] 以及火炬树克隆分株 利用弱光的能力超过了荆条克隆分株 [15] ,结果对本土灌木树种会产生较强的排挤效应。 4) 火炬树营养生长 与种子生产的相互影响 [16] 、雌性植株由于果实( 种子) 生产而付出的繁殖代价 [17] 导致克隆分株数量减少。 注 意到,前三项研究成果是在未区分火炬树雌雄异株的前提下取得的,实际上种群不同个体 [18] 、乃至种群内雌 雄株之间利用资源的能力均有差异,而研究成果 4) 虽然考虑了火炬树雌雄异株的生物学特性,进而比较研究 [20] ETR = 渍PS域 伊 0. 85 伊 0.…”