喀斯特露石生境下构树和桑树的光合特征

以喀斯特适生植物构树（Broussonetia papyrifera）为研究对象,非喀斯特适生植物桑树（Morus alba）为对照,比较了不同的植物光合作用对露石生境的响应。与无露石生境相比,多露石生境土壤具有较高的水分含量和较多的有机质。分析植物光合作用的光响应曲线和二氧化碳响应曲线、叶绿素荧光参数以及叶片水势（LWP）和碳稳定同位素值（δ13C）的结果表明:不同生境下,两种植物的LWP及δ13C无显著变化;除了初始荧光参数外,同种植物的叶绿素荧光参数差异不显著;不同生境下,构树的呼吸速率和羧化效率无显著变化,而多露石生境土壤生长的桑树的呼吸速率和羧化效率明显要大于无露石生境土壤生长的;在水分亏缺下,构树以牺牲体内碳的方式来维持稳定的羧化效率,进而保持稳定的光合能力;构树比桑树对喀斯特环境有着较强的适应性。      

工程钻井泥浆压力对泥浆失水过程影响实验分析

工程钻进过程中钻井泥浆在井液压力作用下通过孔壁泥皮失水是导致水敏性地层失稳的主要原因。为了深入了解井液失水规律,本文通过改变井液的压力差,对不同井液压力作用下钻井液漏水情况进行了模拟试验研究。实验结果表明:在相同时差内,失水量随井液压力的增大呈现先减小后增大规律; 在相同井液压力下,失水的速率随时间逐渐减小,并最终趋于稳定值,失水速率的稳定值与井液压力大小没有明显的相关性; 不同井液压力下,随钻井液压力的增大,前期失水量所占的比重增加; 形成泥皮的质量随着井液压力的增大而增大。标准失水量随形成泥饼质量的增加呈现先减小后增大的规律。研究成果为钻井泥浆的失水特征评价、失水量的控制提供了参考依据。     

纳米TiO2/SiO2对甲苯-SO2体系气相光催化作用的影响因素

以纳米TiO₂/SiO₂为光催化剂、C₇H₈(toluene)-SO₂-O₂-TiO₂/SiO₂为重点研究体系,研究了甲苯的初始浓度、氧气含量、水蒸气含量和光强对甲苯光催化降解的影响。结果发现,甲苯的初始反应速率随其初始浓度的增加而增大,并最终趋于稳定;随着含氧量增加而不断增大,体积分数为25％时达到最大,之后逐渐减小;水蒸气的体积分数为0.4%时,甲苯降解速率最大;光强增加,甲苯增大反应速率, 3.0 mW/cm²时反应速率趋于定值。体系中引入SO₂促进了甲苯的初步降解,却抑制反应中间产物的进一步降解;同时甲苯的存在也抑制了SO₂的降解。     

土壤与植物根系特征及碳积累探究

为研究土壤与植物根系生长及有机碳输入之间的关系,2011年分别将构树（Broussonetia papyrifera）、铁仔（Myrsine africana）、紫花苜蓿（Medicago sativa）、皇竹草（Pennisetum sinese）移栽入贵州大学林学院苗圃基地,采用石灰土（岩溶地区土壤）与硅质黄壤（非岩溶地区土壤）进行培育,然后对根系生长特征和根系对土壤有机碳积累进行了研究。研究结果表明,构树根系在岩溶地区土壤比非岩溶地区土壤发达,即岩溶地区土壤根系碳沉积比非岩溶高。岩溶地区土壤上,紫花苜蓿死亡根系体积最大,其根系对土壤有机碳积累贡献最大。构树根系生长无论在哪种土壤均随土层深度增加而增加,使得森林土壤深层有机碳含量比草地高。因此,可确定土壤有机碳积累与植被生长环境和植被种类密切相关。      

植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展

日光诱导叶绿素荧光（Solar-Induced Fluorescence,SIF）与植被光合作用关系密切,可能成为研究植物光合作用及相关参数的新型遥感手段。总结了SIF的提取算法、遥感模型、传感器以及在植被早期胁迫探测和光能利用率估算等领域应用的最新进展,并提出了SIF遥感有待解决的关键问题。     

半干旱雨养农业区灌浆期模拟酸雨对春小麦叶片光合特性及产量的影响

为探明酸雨对春小麦光合特性及产量的影响,用pH为1.5、2.5、3.5、4.5和5.6的模拟酸雨在春小麦灌浆期对其进行喷淋,然后测定不同pH模拟酸雨处理后春小麦叶片的光合参数与春小麦产量。研究结果表明:①随着酸雨pH的下降,春小麦叶片净光合速率下降了9.61%~61.50%,气孔导度下降了7.03%~57.46%,蒸腾速率下降了3.70%~55.44%,胞间CO2浓度上升了27.91%~43.74%,叶绿素相对含量下降了12.12%~41.92%,产量下降了15.50%~37.05%。酸雨对春小麦叶片光合特性的影响随酸雨的氢离子浓度增大而愈显著。②酸雨pH与净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素相对含量及春小麦最终产量均呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈显著负相关。     

广西弄拉峰丛洼地灌丛岩生优势种光合生理生态特征日变化研究

运用LI-6400测定弄拉峰丛洼地灌丛岩生优势种金银花、黄荆、红背山麻杆、裸花紫珠的光合生理生态特性,并比较它们的净光合作用速率、光合有效辐射等生理、生态指标日变化。结果表明,峰丛洼地灌丛群落生态环境因子日变化复杂,不同灌丛群落对小气候调控有差异。黄荆和红背山麻杆调控大气CO2浓度的能力最强。黄荆的平均净光合作用速率和平均蒸腾速率最大,红背山麻杆的水分利用效率和表观量子效率最高。金银花和裸花紫珠有明显的“午休”现象。生理因子受外界生态因子的制约,生态因子和蒸腾作用、气孔等生理因子共同作用影响光合生理作用,不同岩生优势种影响因子有差异。以逐步回归方式建立净光合作用速率和影响因子之间的回归方程模型,所有方程均有显著性意义和良好的预测性。      

干旱和复水对喀斯特石生反叶扭口藓(Barbula fallax Hedw.)叶绿素荧光特性的影响——以贵阳市花溪区附近严重石漠化区域为例

为在喀斯特石漠化生态恢复治理中科学选择抗旱植物材料提供依据,本文以贵阳花溪区附近石漠化区为例,利用快速叶绿素荧光动力学技术研究了干旱和复水对石生反叶扭口藓(Barbula fallax Hedw. )叶绿素含量和荧光特性变化的影响,探讨了石漠化干旱环境与石生藓类光合特征的关系。结果表明:反叶扭口藓随干旱胁迫的增加,叶绿素含量总体呈出先降低后升高的趋势;叶绿素荧光参数Fo、qN上升,Fm、Fv/Fm、Yield、ETR、qP都随干旱胁迫的加剧而下降;在胁迫时间较短复水后（24 h）叶绿素荧光参数（Fo、Fm、Fv/Fm、Yield、qP、qN）基本恢复到对照水平,超过24 h造成胁迫程度的加重则无法恢复到对照水平。      

硫酸盐对磁赤铁矿—磁铁矿厌氧转化过程的影响

磁赤铁矿可以在厌氧微生物作用下固相转化为磁铁矿,这种转化过程具有重要的矿物学及环境磁学意义。文章通过开展硫酸盐还原菌（SRB） —磁赤铁矿交互作用实验,重点探讨了SRB 活性对磁赤铁矿—磁铁矿固相转化速率的影响。在31 d 培养期内,SO₄^2-+SRB+磁赤铁矿体系中SRB 的生长导致16.7%的SO₄^2-转化为酸可挥发性硫（AVS）,部分还原释放的Fe（II） 与AVS 反应生成单硫化物、双硫化物和多硫化物,同时铁氧化物因溶解作用粒径减小;在无SO₄^2-的SRB+磁赤铁矿体系中, SRB 还原产生的Fe （II） 主要存在于铁氧化物中,没有次生沉淀产生。X 射线衍射和穆斯堡尔谱分析结果表明在SRB 作用下纳米磁赤铁矿逐渐向磁铁矿转化,加入SO₄^2-时转化速率加快,与矿物接触的SRB 菌体的数量及其向磁赤铁矿传递电子的能力均得到了增强。在天然或人工厌氧条件下,SO₄^2-是制约磁赤铁矿向磁铁矿转化的重要因素。     

干湿循环条件下膨胀土膨胀特性试验研究

通过对北疆膨胀土开展干湿循环条件下无荷膨胀率、有荷膨胀率及微观扫描试验，探讨膨胀土吸水膨胀的特性及微观机理。试验结果表明：（1）在无荷膨胀率试验中，随着时间的增加，无荷膨胀率逐渐增加，在试验后期逐渐趋于稳定；随着干湿循环次数的增加，无荷膨胀率逐渐减小，第5次循环后趋于稳定值；（2）在有荷膨胀率试验中，随着时间的增加，有荷膨胀率逐渐增加且试验后期趋于稳定，上覆荷载越大，膨胀土试样有荷膨胀率越小；随着干湿循环次数的增加，有荷膨胀率逐渐减小，有荷膨胀率随循环次数及上覆荷载的增大而减小；（3）电镜扫描结果显示，无循环膨胀土试样结构较为牢固，经过干湿循环作用，膨胀土试样微观结构发生明显变化，土体微观结构逐渐破碎，颗粒面积减少，出现较多微小孔隙，导致膨胀率随循环次数的增加而逐渐减小。研究成果可为北疆膨胀土稳定性评价提供理论基础。     

干旱和复水对喀斯特石生穗枝赤齿藓水分及光合生理的影响

研究了石生穗枝赤齿藓对喀斯特环境变迁的水分及光合生理适应,为喀斯特石漠化生态环境的恢复与治理提供依据。选择贵州普定石漠化区域交织型石生穗枝赤齿藓（Erythrodontium julaceum (Schwaegr.) Par.）为材料,测定水分和光合生理等指标。结果表明:干旱胁迫下石生穗枝赤齿藓水势（Ψs）、自由水含量（Va）、组织总含水量和相对含水量（RWC）降低,束缚水（Vs）、水分饱和亏（WSD）和Vs/Va比值增大,复水后各水分生理指标均有不同程度的恢复。RWC与qN负相关,与Fv/Fm、Yield、ETR、qP、Pn呈正相关关系;叶绿素含量总体呈出先升后降再升高的趋势。轻度干旱胁迫Pn逐渐下降,重度急剧下降,光合作用受到了严重的影响;随干旱胁迫进程蒸腾速率（Tr）的变化未见显著差异。复水后各荧光参数在轻中度胁迫下能恢复到正常水平,而重度胁迫较难恢复到对照水平。喀斯特石生穗枝赤齿藓具有适应岩溶干湿交替的水分代谢和光合生理机制,是石漠化地区植被恢复与重建过程中的先锋物种。      

喀斯特峡谷区不同经济林地土壤水分变化特征——以贵州花江示范区为例

选择喀斯特高原峡谷关岭—贞丰花江示范区为研究对象,在2018年5-9月采用土壤水分传感器对0~40 cm土层的土壤含水率进行监测,以分析花椒地、金银花地、火龙果地3种不同经济林地土壤储水量的季节变化特征及土壤含水量的剖面变化特征。结果表明:（1）3种经济林地土壤储水量随着降雨的季节变化明显,与降水随时间的变化趋势一致,但在时间上滞后于降水量。在观测期内不同经济林地0~40 cm土层土壤储水量表现为火龙果地（478.97 mm）>金银花地（372.64 mm）>花椒地（322.15 mm）;（2）随着土层的加深,含水率总体呈增加趋势,观测期火龙果地、金银花地、花椒地的土壤含水率分别为35.97%、27.36%、23.55%,整体变异系数分别为9.64%、19.53%、24.27%,火龙果地为弱变异,花椒地和金银花地为中等变异。火龙果地的持水效果最好,金银花地和花椒地次之,因此在贵州省花江喀斯特高原峡谷区的石漠化治理过程中可适量种植火龙果以达到生态恢复效果,并推动当地产业发展。      

麻疯树和枫杨幼苗对5种模拟喀斯特逆境的光合生理响应

通过测定麻疯树和枫杨幼苗在5种模拟喀斯特逆境下的光合以及δ13C值的变化,分析其光合响应特征。结果表明,第15天,麻疯树幼苗在偏碱性、干旱、低磷、高重碳酸盐和低营养下的净光合速率（Pn）分别为4.39、0.27、2.58、3.08和6.26 μmol?m-2?s-1,第25天则分别变为4.09、0.66、4.57、3.83和4.04 μmol?m-2?s-1;枫杨幼苗的Pn和水分利用效率均低于麻疯树,枫杨幼苗在第25天的Pn有所升高。干旱下枫杨幼苗的初始荧光（Fo）显著升高,光系统II原初光能转化效率（Fv/Fm）显著下降,与麻疯树幼苗相比,其光合结构受到更为严重的损害。第25天各逆境下麻疯树幼苗的δ13C值与对照相比显得更为偏正,其对胞内HCO3-的利用能力较强。因此,在山坡缺水环境适宜种植麻疯树,而在沿溪涧河滩阴湿环境则适宜种植枫杨。      

岩溶峰丛山地脆弱生态系统重建技术研究

2008年, 在广西平果果化、马山弄拉、环江古周等典型峰丛山地示范区, 实施了土地整理, 开发表层岩溶泉5个, 兴建调蓄水资源水柜3000多方。采用生物覆盖技术延长了土壤保水期。通过育苗20余万株、采种直播200 kg, 人工诱导使育林面积达400 hm2, 引进20种牧草种植面积200多亩。构建了果-草-养殖-沼、粮-草-养殖-沼、林-草-养殖、林-粮-养殖等复合模式。形成了火龙果、金银花、苦丁茶、木豆、黄皮、种草养牛等新生态产业, 完善了不同环境峰丛洼地的生态重建模式与配套技术。农民年收入增加20%以上, 石漠化得到了有效治理。加强了生态环境监测, 在岩溶环境与土壤质量变化、水土流失过程、生态系统水分运移与利用、岩溶生态系统脆弱性评价与生态重建服务功能评价等方面取得显著进展, 发表论文30多篇, 培养研究生12人。     

喀斯特区天然林不同演替阶段功能性状特征及其影响因素研究 ——以云南大黑山为例

不同演替阶段群落的环境条件有所不同,变化的环境因子驱使群落水平上功能性状和物种适应环境的生态对策改变,然而次生演替过程中群落功能性状和物种生态对策随演替时间的变化规律尚不清楚.本文以云南大黑山喀斯特地区弃耕后处于不同恢复阶段的天然次生林(3年,6年,20年,40年)和老龄林为研究对象,结合不同群落演替阶段的物种特征和群...     

Interactive effects of light and salinity stress on the growth,reproduction, and photosynthetic capabilities of<Emphasis Type="Italic">Vallisneria americana</Emphasis> (wild celery)

The effects of light and salinity onVallisneria americana (wild celery) were studied in outdoor mesocosms for an entire growing season. Morphology, production, photosynthesis, and reproductive output were monitored from sprouting of winter buds to plant senescence and subsequent winter bud formation under four salinity (0, 5, 10, and 15 psu) and three light (2%, 8%, and 28% of surface irradiance) regines. Chlorophylla fluorescence was used to examine photochemical efficiency and relative electron transport rate. High salinity and low light each stunted plant growth and reproduction. Production (biomass, rosette production, and leaf area index) was affected more by salinity than by light, apparently because of morphological plasticity (increased leaf length and width), increased photosynthetic efficiency, and increased chlorophyll concentrations under low light. Relative maximum electron transport rate (ETR_max) was highest in the 28% light treatment, indicating increased photosynthetic capacity. ETR_max was not related to salinity, suggesting that the detrimental effects of salinity on production were through decreased photochemical efficiency and not decreased photosynthetic capacity. Light and salinity effects were interactive for measures of production, with negative salinity effects most apparent under high light conditions, and light effects found primarily at low salinity levels. For most production and morphology parameters, high light ameliorated salinity stress to a limited degree, but only between the 0 and 5 psu regimes. Growth was generally minimal in all of the 10 and 15 psu treatments, regardless of light level. Growth was also greatly reduced at 2% and 8% light. Flowering and winter bud production were impaired at 10 and 15 psu and at 2% and 8% light. Light requirements at 5 psu may be approximately 50% higher than at 0 psu. Because of the interaction between salinity and light requirements for growth, effective management of SAV requires that growth requirements incorporate the effects of combined stressors.     

Field spectroscopy and radiative transfer modelling to assess impacts of petroleum pollution on biophysical and biochemical parameters of the Amazon rainforest

Biophysical and biochemical plant foliage parameters play a key role in assessing vegetation health. Those plant parameters determine the spectral reflectance and transmittance properties of vegetation; therefore, hyperspectral remote sensing, particularly imaging spectroscopy, can provide estimates of leaf and canopy chemical properties. Based on the relationship between spectral response and biochemical/biophysical properties of the leaves and canopies, the PROSPECT radiative transfer model simulates the interaction of light with leaves. In this study, more than 1100 leaf samples from the Amazon forest of Ecuador were collected at several study sites, some of which are affected by petroleum pollution, and across the vertical profile of the forest. For every sample, field spectroscopy at leaf level was conducted with a spectroradiometer. The goal of this study was to assess leaf optical properties of polluted and unpolluted rainforest canopies across the vertical profile and identify vegetation stress expressed in changes of biophysical and biochemical properties of vegetation. An ANOVA followed by Holme’s multiple comparisons of means and a principal component analysis showed that photosynthetic pigments, chlorophyll and carotenoids have significantly lower levels across the vertical profile of the forest, particularly in sites affected by petroleum pollution. On the other hand, foliar water content showed significantly higher levels in the polluted site. Those findings are symptoms of vegetation stress caused by reduced photosynthetic activity and consequently decreased transpiration and water-use efficiency of the plants. Cross-comparison between SPAD-502 chlorophyll content meter index and chlorophyll content showed strong positive correlation coefficients (r = 0.71 and r ² = 0.51) which suggests that using the SPAD-502 chlorophyll index itself is sensitive enough to detect vegetation stress in a multispecies tropical forest. Therefore, the SPAD-502 can be used to assess chlorophyll content of vegetation across polluted and non-polluted sites at different canopy layers. The results presented in this paper contribute to the very limited literature on field spectroscopy and radiative transfer models applied to the vertical profile of the Amazon forest.