小叶锦鸡儿离体叶片对温度处理的某些生理响应

小叶锦鸡儿离体叶片分别经25、30、35、40、45、50、55℃等7个温度处理60min后, 测定了其光系统Ⅱ最大量子效率(F_v/F_m)和脯氨酸含量的响应。结果表明, 25~40℃的温度对F_v/F_m没有明显影响; 温度高于40℃, 首先使光合作用通过光系统Ⅱ的电子传递受到不同程度的阻抑; 当温度高于50℃, 使叶片光系统Ⅱ反应中心失活或破坏, 即小叶锦鸡儿叶片光系统Ⅱ反应中心可耐受的最高温度为50℃, 温度再高, 将对叶片造成高温伤害。另外, 在耐受范围内, 叶片中的脯氨酸含量可能表征了叶片遭受温度胁迫的程度。     

不同生长季节光照强度和温度对柠条叶片光合作用和呼吸作用的影响

表观光合速率在夏季高于秋季并随光照强度增加递增，光饱和点、光补偿点和饱和光下的ＣＯ２补偿点夏季高于秋季，而呼吸作用和叶绿素的含量则较低。这表明秋季叶片光合速率降低与叶绿素含量无关，除部分受呼吸作用影响外，可能还受其它因素的影响。表观光合速率和真光合速率在２５℃时最高，随处理温度升高迅速递降，而呼吸速率则递增。延长温度的处理时间，光合作用和呼吸作用的变幅增大，秋季比夏季明显。这些结果表明，柠条叶片的光合作用和呼吸作用对温度敏感而不耐高温。     

油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(Caragana korshinskii)生理生态特性的昼夜变化特征与调节机制

研究了两种优良固沙植物油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(Caragana korshinskii)的光合生理、水分生理和根、茎、叶渗透调节物质的昼夜变化特征。结果显示:空气相对湿度在夜间大幅度回升,植物的昼夜叶温差高于气温差。植物日间呈光合作用,夜间呈呼吸作用,油蒿的光合速率和呼吸速率均高于柠条;日间光合作用出现的光抑制可在日落时迅速恢复。日间气孔导度和蒸腾速率呈现大幅度的波动,在夜间趋于低缓,油蒿日间的调节幅度高于柠条,且在夜间仍维持一定的气孔开度。油蒿根含水量和小枝水势始终高于柠条,但柠条在夜间的根系吸水能力高于油蒿。油蒿根、茎、叶的可溶性糖含量均高于柠条,在夜间叶片的可溶性糖可大量的传输至根部;柠条根、茎、叶的脯氨酸含量均高于油蒿,油蒿的根和叶片在夜间出现较高的脯氨酸累积。植物生理活动的夜间调整对增强午间抗逆性有一定的作用。     

万木林自然保护区不同分解等级粗木质残体呼吸的温度敏感性

粗木质残体(Coarse woody debris,CWD)呼吸是森林生态系统碳收支的一个重要组分,而温度是影响CWD排放CO2的重要因素.本研究通过室内设定5℃、15℃、25℃、35℃、45℃5个温度梯度,采用密闭室红外气体分析法(Li-8100 IRGA)对万木林自然保护区5个分解等级CWD呼吸通量及其温度敏感性进行研究.结果表明,5个分解等级CWD呼吸速率均随温度升高呈指数增加;CWD呼吸速率随分解程度增加而增高.不同温度区间各分解等级CWD的Q10值范围为1.06~2.76;在15~25℃,CWD呼吸的温度敏感性最强(Q10=2.31).分解等级对Q10值的影响与温度区间有关,在5~45℃、25~35℃,Ⅲ分解等级CWD的Q10值显著高于Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ等级,在15~25℃、35~45℃,Q10值与分解等级成负相关.     

胡杨(Populus euphratica)和沙枣(Elaeagnus angustifolia)对荒漠环境的适应性比较

分析了在自然生长条件下两种阔叶沙生植物胡杨(Populus euphratica)和沙枣(Elaeagnus angustifolia)的蒸腾和光合作用的日变化与环境因子的关系。结果表明:(1)胡杨的蒸腾作用和光合作用的日变化趋势接近,但蒸腾作用在时间上比光合作用有约2h的滞后;胡杨的蒸腾作用与温度和大气的水势正相关;随着温度和光照强度的升高,胡杨维持高水平的蒸腾作用和光合作用,没有表现出对水分利用的调节或节约能力;胡杨的光合作用与光强正相关,接近于线性关系,表明胡杨是典型的喜光植物,在自然的强光条件下没有出现光抑制现象;(2)沙枣的蒸腾和光合作用的日变化趋势几乎一致,表明沙枣的光合作用大小主要取决于气孔开度和气体交换量;在温度和光照强度维持在高水平的条件下,沙枣的光合作用和蒸腾作用逐渐下降,说明沙枣在水分胁迫加重时具有较强的气孔调节和节约水分的能力;与胡杨不同,沙枣午后的蒸腾和光合作用都出现了连续波动,可能是由于气孔震荡的作用;(3)从生态适应性上来说,胡杨可能通过高速蒸腾避免辐射造成的高温胁迫,并维持一个较高的光合作用水平,在有水分供应条件下,胡杨具有较高的初级生产力,但缺乏水分利用调节能力,是高耗水植物;而沙枣则通过叶片表面完全覆盖的星状鳞片反射高强度的光照避免高温伤害,同时通过气孔调节蒸腾减少水分散失,是阔叶树中相对节水的植物。     

盐胁迫下荇菜的耐受性和光合特性实验研究北大核心CSCD

以多年生浮水植物荇菜(Nymphoides peltata)为实验植物,人工配制氯化钠浓度为0.00 mol/L、0.05 mol/L、0.10 mol/L、0.15 mol/L和0.20 mol/L的水,用于沉水栽培荇菜幼苗;在实验期间,测定荇菜植株的根茎形态特征参数、叶片的光合气体交换参数和叶绿素荧光参数,分析盐胁迫下荇菜植株的耐受性和光合特性。研究结果表明,在实验的第16天,在氯化钠浓度为0.15 mol/L的水体中的荇菜植株还在生长,但是其地上部损伤较大,地下部长势略差,地下茎仍然可以克隆扩展,因此,荇菜植株对盐胁迫具有一定的耐受性;在氯化钠浓度为0.20 mol/L的水体中的荇菜植株地上部基本死亡,地下根系也受到严重损伤;实验的第1天至第7天,当水体中的氯化钠浓度大于0.10 mol/L时,荇菜叶片的光合作用就会被显著抑制,随着水体中氯化钠浓度的增大,荇菜叶片的胞间CO浓度总体上在增大,荇菜叶片的蒸腾速率和气孔导度无明显变化;实验的第3天至第7天,不同盐度水体中的荇菜叶片的光系统Ⅱ实际光化学量子产量和光合电子传递速率都小于淡水水体中的荇菜叶片,而且随着水体中氯化钠浓度的增大,荇菜叶片的光系统Ⅱ实际光化学量子产量和光合电子传递速率都在不断减小。荇菜具有一定的耐盐性,盐胁迫主要通过影响荇菜叶片光系统Ⅱ的光合活性、光合电子传递速率和CO同化能力,进而影响荇菜的光合作用和生物量积累。     

温度影响了微生物对新输入碳的使用:基于快速测定δ~(13)C新技术（英文）

降雨事件使土壤水分快速变化从而引起土壤微生物会产生强烈而又快速的脉冲效应,是自然界中普遍存在的现象,该过程对土壤有机质周围具有很重要的作用。然而,由于传统测定技术的限制,土壤微生物如何快速利用新输入的有机质,以及温度是否影响其过程,依然不甚了解。本研究运用自主研发的全自动变温土壤微生物呼吸δ~(13)C连续测定装置,以中国北方暖温带针阔混交林样地土壤为对象,通过设置了7、10、15、20、25℃五个温度梯度,探讨了模拟降水脉冲事件中,在分钟尺度上和不同温度状况下土壤呼吸速率和δ~(13)C值。实验结果表明,葡萄糖呼吸速率(Rg)、土壤有机质呼吸(Rs)、土壤总呼吸速率(Rt)均为呈现出单峰曲线,而且这些曲线的特征值,例如呼吸速率最大值、到达最大值的时间,以及最大值到1/2最大值的持续时间,都与培养温度密切相关,意味着温度直接控制着降水脉冲事件中微生物对新输入碳的使用策略。温度会影响了土壤微生物对不同碳源的利用策略,将对评价土地利用变化或季节温度变化对土壤有机质分解的影响具有重要意义,甚至在未来生态模型中也应考虑这种温度效应。     

红砂(Reaumuria soongarica)种子萌发特性及其局部适应性

种子萌发特性是荒漠植物适应干旱的重要策略。红砂(Reaumuria soongarica)是典型耐旱植物,但目前缺乏从群体角度探讨其种子萌发特性和其局部适应性关系的报导。在25、4、-20、-40℃下,分别对来自于甘肃、宁夏和新疆的17个地区红砂种子进行发芽试验,检测不同群体在萌发时间、萌发率和发芽势上的差异,并用world-clim的气象数据分别对不同群体的萌发率和发芽势进行了相关性分析。结果表明:低温贮藏会削弱红砂种子的休眠、缩短红砂种子的初始萌发时间和萌发持续时间。经不同温度贮藏,红砂种子萌发率的变化不显著,其变化主要来自于不同群体间的差异,而且萌发率与其生存环境的温度和降水量显著相关。红砂种子的发芽势在-40℃温度贮藏后显著提升,呈现爆发型萌发,说明超低温储藏能极大消除红砂种子的生理休眠。此外,红砂种子的发芽势和环境温度显著相关。红砂种子的萌发特性表现出其对干旱生境的局部适应性,这一结果有助于深入理解荒漠植物对干旱环境的生态适应性机理,并为红砂在荒漠植被恢复中的推广提供理论和数据支撑。     

几种荒漠植物干旱休眠机理的初步研究

研究了阿拉善荒漠区天然生长的荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、骆驼蓬(Peganum harmala)、白刺(Nitraria tangutorum)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)、红砂(Reaumuria soongorica)、珍珠(Salsolapasserina )、油蒿(Artemisia ordosica)叶片的相对含水量、脯氨酸、甜菜碱、海藻糖以及脱落酸(Abscisic Acid,ABA)含量在不同生长季节的变化特征。结果表明,ABA可促进脯氨酸、甜菜碱的积累;脯氨酸在9月累积较多,甜菜碱在7月大量累积,海藻糖在5月和9月积累较多,脱落酸在9月累积较多。脱落酸和脯氨酸对植物休眠可能存在着促进作用。     

北固山淡水潮汐湿地土壤对铜(Ⅱ)和铬(Ⅵ)的吸附特征研究

以长江河口地区北固山淡水潮汐湿地为研究对象,采用一次平衡法研究了生长有芦苇(Phragmites austra-lis)、虉草(Phalaris armdinacea)植物的湿地土壤和边滩裸地对重金属Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附特征。结果表明,湿地土壤对Cu(Ⅱ)的吸附受到植物类型与温度变化效应的交互影响。20℃时,生长有芦苇的湿地土壤对Cu(Ⅱ)的吸附量最大,生长有虉草的湿地土壤次之,边滩裸地最小;当温度的升高至30℃时,上述差异明显减小。对以阴离子形式存在的Cr(Ⅵ)而言,湿地土壤和边滩裸地对其吸附量的植物类型差异性不明显。当温度从20℃升高至30℃时,湿地土壤和边滩裸地对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附量都减小,反映出研究区湿地土壤对两种重金属的吸附机制表现为化学吸附作用较弱,物理吸附作用相对较强,吸附呈放热过程。Freundlich方程是描述淡水潮汐湿地土壤Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)等温吸附的最佳模型,方程中常数n和k的大小能够体现吸附过程中存在的植物类型与温度变化影响效应,比较真实的反映了吸附的过程。     

准噶尔无叶豆地理种群种子萌发特性

准噶尔无叶豆种子具有明显的地理种群大小变异的现象。对大、小种子在3种光照(持续光照,12/12小时光照/黑暗,全黑暗)、5个温度梯度(10℃,15℃,20℃,25℃,30℃)条件下的最适萌发条件进行研究,结果表明:大、小种子萌发的适宜光照条件均为12/12小时光照/黑暗,在持续黑暗与持续光照条件下的萌发率无显著差异;最适温度范围是20~25℃,大种子在20℃、25℃下的萌发率(>85%),萌发指数均显著高于相同温度条件下小种子的萌发率(<35%)和萌发指数。大种子存在种皮硬实所导致的物理性被迫休眠,而小种子除物理性休眠外,可能还存在其他形式的深度生理休眠。准噶尔无叶豆自然状态下萌发率极低(≤3%),经综合分析,认为种子硬实和深度生理休眠可能是自然状态下种子萌发的困难主要因素,而土壤的光照、温度及湿度不存在明显的对种子萌发的限制。     

日光温室香瓜茄(Solanum murcatum)叶片光合特性

以香瓜茄(Solanum murcatum)主栽品种"阿斯卡"为材料,在日光温室条件下进行了不同生育时期和施肥处理下叶片气体交换特性及其日变化、光合速率对光强和CO_2响应的研究。结果表明:反季节生产条件下香瓜茄叶片光合色素含量在生育期内先升高后降低,于开花坐果期至果实膨大期达到峰值,有机肥处理的叶绿素含量显著高于不施肥处理,叶绿素a/b值约2.6,具有弱光适应特征。香瓜茄生育期中叶片气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和净光合速率(Pn)均在果实膨大期达到峰值,有机肥处理的叶片Pn和Gs均值显著高于不施肥处理,但处理间Tr差异不显著。香瓜茄叶片Gs与Tr极显著正相关(r=0.816)、与Pn显著正相关(r=0.555),但Pn与Tr相关性不显著(r=0.415)。自开花坐果期至第一穗果实成熟期,日光温室香瓜茄叶片气体交换参数日变化均呈单峰型,无光合午休现象,Pn、Gs(果实膨大期例外)和Tr均于正午前后达到峰值,施肥处理叶片的Gs和Pn显著高于不施肥处理,但Tr差异不显著。香瓜茄叶片光合速率的光响应特征可以用直角双曲线修正模型模拟、CO_2响应特性可用直角双曲线模型模拟,果实成熟期叶片初始量子效率显著高于、但羧化效率显著低于开花坐果期和果实膨大期,有机肥处理的平均初始量子效率显著低于、但羧化效率显著高于不施肥处理,有机肥处理的叶片补偿光强小于不施肥处理、但饱和光强差异不显著,叶片CO_2补偿点和CO_2饱和点显著低于不施肥处理,但两施肥处理间叶片光呼吸和暗呼吸速率、饱和光强或CO_2条件下的最大净光合速率无显著差异。香瓜茄叶片光合作用可利用光强较高,对弱光利用能力较差,但也有一定弱光适应性,施肥对香瓜茄弱光利用和碳同化能力具有一定调节作用。     

云南石林景区主要乡土植物物候特征的初步研究

为掌握石林景区主要乡土植物物候节律,选择25科35种乡土植物,对其物候特征与同期主要气象因子进行了2 a平行观测。结果表明,在2月气温达到10℃,有46%的植物开始萌动;3月气温持续增高并超过15℃,展叶的植物最多,占57.1%;开花期集中在3~6月,尤其在5月温度超过20℃,有82.9%的树种开花;果实成熟期则分散在4~12月。各个物候期的平均温度和≥5℃积温与植物物候表现较为密切,光照和温度对植物开花和结实期影响较大。根据乡土植物物候特征,结合喀斯特山地自然景观特点和景区适配植物群落建设,提出“石中有树,树中有石”的配置原则,筛选在时空格局上适应喀斯特山地环境的观赏植物,构建出与石林喀斯特景观相协调的植被景观,增加景区景观和生态价值,提升景区的内涵。     

不同水分条件下巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤有机碳特征

以新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究区,利用红外气体分析仪(Li-8100),于植物生长季6~10月,进行野外土壤呼吸速率动态监测;在2014年8月16日(植物生物量达到最大时),采集植物和土壤样品,分析土壤有机碳含量变化和生物量碳蓄积状况。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR),对土壤有机碳官能团变化特征进行分析,探讨不同水分条件下(常年积水区、季节性湿润区和常年干燥区)土壤有机碳特征及其影响因素。结果表明,常年积水区各类型有机碳储量都高于季节性湿润区和常年干燥区;季节性湿润区的土壤呼吸速率[4.31μmol/(m~2·s)]高于常年干燥区[3.11μmol/(m~2·s)]和常年积水区[1.01μmol/(m~2·s)]。此外,常年积水区土壤脂肪碳、芳香碳和烷基碳含量都高于季节性湿润区和常年干燥区。在0~20 cm和20~40 cm深度,土壤呼吸速率与芳香碳、脂肪碳和烷基碳含量都显著负相关(n=15,p0.01)。常年积水区土壤具有较高的有机物质蓄积能力,有利于土壤有机碳的累积。     

结合被动微波和光学遥感的“超级寒潮”广东 地表温度特征及其对马铃薯生长的影响

利用被动微波可穿透云层的优势,基于GCOM-W1/AMSR2（Global Change Observation Mission-Water/ Advanced Microwave Scanning Radiometer 2）星载被动微波传感器的多通道亮度温度数据,反演了2016年1月下旬“超级寒潮”过程的广东省每日地表温度,分析了寒潮过程中广东省地表温度的时空变化特征。结果表明：在寒潮前后,广东省地表温度呈现出明显的先下降而后上升的趋势,寒潮过程带来的地表最低温度在广东北部大部分地区达到了277 K（4℃）,西南大部分地区为280~282 K（7~9℃）,其余大部分地区278~279 K（5~6℃）;降温幅度在广东南部地区达到了8~12 K（8~12℃）,北部大部分地区为5~7 K（5~7℃）。此外,利用归一化植被指数（NDVI）对植被生长的指示作用,基于HJ-1 A/B卫星的CCD传感器的多通道反射率数据,计算了近3年冬季广东省典型马铃薯种植区域马铃薯叶片的NDVI值,结果表明：马铃薯叶片的NDVI值在此次寒潮过程后出现了明显的下降,大部分地区（55.4%）马铃薯NDVI降低了0.1~0.2,部分地区（17.2%）马铃薯NDVI下降了0.2~0.3;进一步对比此次“超级寒潮”后同时段的前2年数据,发现寒潮后马铃薯叶片NDVI相对于正常年份也低了0.2,表明马铃薯叶片NDVI下降的主要原因是寒潮带来的低温,而不只是马铃薯的正常老化现象。NDVI的降低表明大部分地区马铃薯生长受到了抑制,马铃薯生长状况的这一变化也通过现场调查得到了证实。     

高温胁迫下差不嘎蒿和冷蒿的生理变化及其抗热性研究

通过室内测定差不嘎蒿和冷蒿两种植物在气温由30℃升到60℃过程中叶片相对含水量(RWC)、质膜相对透性、过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及蛋白质和丙二醛(MDA)含量的变化,分析研究了两种植物对沙地高温逆境环境的生理适应机理。结果表明:受到高温胁迫时,两种植物叶片含水量都趋于下降,但冷蒿的抗高温脱水能力强于差不嘎蒿;高温对两种植物的伤害主要是由于自由基伤害所引起的膜损伤,其中差不嘎蒿的SOD、POD由于热稳定性差,在高温下失活,从而没有发挥清除自由基作用,使质膜严重受损。而冷蒿的SOD和POD由于热稳定性强,对膜具有重要的保护作用,减低了高温伤害;从两种植物膜透性及MDA和蛋白质含量、SOD、POD活性变化趋势和幅度来看,冷蒿较差不嘎蒿更为耐热。     

珍稀濒危植物半日花光合作用日动态变化的初步研究

对半日花的光合生理生态特征的分析表明:在晴朗天气条件下,半日花的净光合速率曲线呈双峰型,在 9:00和15:00左右达到峰值。蒸腾速率日变化曲线呈单峰型,在 15:00 达到最大。数据分析表明:空气温度和气孔导度是半日花光合作用和蒸腾作用的主要影响因子。叶绿素荧光作用参数的日变化结果显示:半日花受中午强光和高温的影响发生光抑制,使PSⅡ系统发生可逆失活,产生光合"午休"现象。     

花棒等四种植物幼苗抗热性差异的研究

对豆科旱生植物种幼苗抗热性做了比较研究。结果表明:高温处理过程中,不同种的植物幼苗膜透性的增加与其抗热性呈负相关;据膜透性增加时间的先后,可以确定植物种受害温度范围:红豆草>37~0≤40℃,花棒、柠条、羊柴三者受害温度相近即>40~0≤45℃。综合膜透性变化及植株表观生长状况得出,四种植物幼苗抗热能力次序为花棒>柠条≥羊柴>红豆草。     

不同贮藏条件和光照对5种蒺藜科植物种子萌发的影响

研究不同贮藏条件和光照对5种蒺藜科植物（骆驼蓬 Pegannum harmala、唐古特白刺Nitrari tangutorum、泡泡刺Nitraria sphaerocarpa、驼蹄瓣 Zygophyllum fabago 和多裂骆驼蓬Peganum multisectum)种子萌发的影响。结果表明,低温贮藏对这5种植物的种子萌发有显著影响,并且种子萌发对光、暗的响应随贮藏条件和贮藏时间的变化而变化。根据这5种植物在不同条件组合下的最大萌发率,拟定出了种子萌发的最佳贮藏条件和萌发条件：①湿-冷贮藏能使骆驼蓬种子具有较高的萌发率,此时对光照没有明显的要求;②多裂骆驼蓬种子经过80 d湿-冷贮藏后在光下能达到很高的萌发率,同时,其80 d干-冷贮藏后在暗条件下的萌发率接近同样的效果;③唐古特白刺种子更适合光下萌发,在湿+低温+光照处理下,种子经过三个贮藏期后均具有较高的萌发率,而干-冷贮藏种子只有冷藏80 d后才能达到较高萌发率;④泡泡刺种子适合干-冷贮藏,对光照没有要求;⑤驼蹄瓣种子在干、湿贮藏后,其萌发率无明显差异,但在暗条件下萌发率略高于光条件下,并且达到最大萌发率所需要的冷藏时间短（20 d）,而在光下则需要较长的冷藏（80 d 以上）才能达到较高萌发率。     

5种荒漠短命植物养分再吸收对水氮添加的响应

人类活动和全球气候变化导致的大气N沉降升高和降水格局的变化,将会影响植物-土壤系统的养分循环。研究了5种荒漠优势短命植物在N添加和增加降水处理下,叶片N、P含量变化及叶片N、P的再吸收特征。结果表明:自然情况下,荒漠植物叶N、P含量相对较高(平均值分别为30.1 mg·g^-1、3.6 mg·g^-1),而叶片N:P很低(6.8~10.5);荒漠短命植物叶N再吸收率(NRE,34.08%)低于P再吸收率(PRE,73.03%);叶片养分含量和再吸收率在物种间的差异极显著;N添加对NRE和PRE没有显著影响;N添加使尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、条叶庭荠(Alyssum linifolium)和卷果涩荠(Malcolmia scorpioides)N再吸收度(NRP)减小,使丝叶芥(Leptaleum filifolium)和齿稃草(Schismus arabicus)的NRP增加,对P再吸收度(PRP)影响很小。不同含量N添加处理对NRE没有显著影响,但对PRE具有显著影响;增加降水对NRE具有显著影响,使NRE增加(丝叶芥除外),对PRE、NRP和PRP没有显著影响,但PRE和NRP增加,PRP变化很小;N添加和增加降水对NRE没有显著交互作用,对PRE具有显著交互作用,但其变化因物种而异。总之,N输入增加和降水格局的变化,显著改变了荒漠短命植物养分状态及再吸收特征,这将对短命植物群落组成及所处荒漠生态系统养分循环产生重要影响。