盐胁迫对3种荒漠盐生植物苗期根系特征及活力的影响

生态系统地上与地下过程的关联主要是通过根系实现的,但根系却是最不被人们了解的植物器官.根系吸收功能的发挥与根系形态、根系活力等相关,而且,在逆境下植物能够感应外界胁迫,并能通过自身的调节系统,使之在生理和形态上发生适应性反应,以增强在胁迫条件下的生存机会.在水培条件下,针对梭梭、囊果碱蓬和钠猪毛菜3种荒漠盐生植物,研究它们苗期在不同盐浓度条件下根系形态及根系活力的差异.结果表明:一定浓度的盐分可以促进3种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大.在同样盐浓度下,钠猪毛菜的生长最快,生物量也最大.在盐分浓度较低时,3种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,囊果碱蓬增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中囊果碱蓬较梭梭和钠猪毛菜抑制的程度轻.盐分对3种植物的根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势.在水培条件下,梭梭和囊果碱蓬的根系上、中、下部分布的较均匀,而钠猪毛菜的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响.3种植物的根系活力都随盐浓度的增加而增加,在盐分浓度较低时增加的不显著,但到高浓度时增加的显著.实验结果显示:梭梭的耐盐能力较其它两种植物差,囊果碱蓬的耐盐性最强.     

中国内陆盐生荒漠两种盐生植物的种子萌发策略

试验研究了温度、盐分对两种盐生植物囊果碱蓬和里海盐爪爪种子萌发的影响,并比较了两者种子大小和种子产量的差异.结果表明:囊果碱蓬种子能在低于10℃甚至0℃左右的低温下萌发,且适宜温度范围较宽,在0.7 mol/L NaCl溶液胁迫下仍有近50%的种子萌发,自然条件下保存一年后种子活力丧失80%以上;里海盐爪爪种子适宜在20～30℃的温度下萌发,0.3 mol/LNaCl溶液即能完全抑制种子萌发,但随着盐胁迫的减轻,种子能恢复萌发,且总萌发率与对照无显著差异,自然条件下其种子活力能保持一年以上.囊果碱蓬种子重量为里海盐爪爪的8.5倍,而里海盐爪爪单株种子数量是囊果碱蓬的20倍以上.结果显示囊果碱蓬主要利用当地早春稳定性的积雪萌发,是具有地带性特征的盐生植物类型;里海盐爪爪利用春夏季不稳定的降水或其他水分条件萌发,大量的小种子和可能存在的永久种子库为其适应于不稳定的水分条件提供了保证,它是具有非地带性特征的盐生植物类型.在盐渍生境中两种植物具有不同的萌发适应策略.     

中国内陆盐生荒漠两种盐生植物的种子萌发策略

试验研究了温度、盐分对两种盐生植物囊果碱蓬和里海盐爪爪种子萌发的影响,并比较了两者种子大小和种子产量的差异.结果表明囊果碱蓬种子能在低于10℃甚至0℃左右的低温下萌发,且适宜温度范围较宽,在0.7 mol/L NaCl溶液胁迫下仍有近50%的种子萌发,自然条件下保存一年后种子活力丧失80%以上;里海盐爪爪种子适宜在20～30℃的温度下萌发,0.3 mol/LNaCl溶液即能完全抑制种子萌发,但随着盐胁迫的减轻,种子能恢复萌发,且总萌发率与对照无显著差异,自然条件下其种子活力能保持一年以上.囊果碱蓬种子重量为里海盐爪爪的8.5倍,而里海盐爪爪单株种子数量是囊果碱蓬的20倍以上.结果显示囊果碱蓬主要利用当地早春稳定性的积雪萌发,是具有地带性特征的盐生植物类型;里海盐爪爪利用春夏季不稳定的降水或其他水分条件萌发,大量的小种子和可能存在的永久种子库为其适应于不稳定的水分条件提供了保证,它是具有非地带性特征的盐生植物类型.在盐渍生境中两种植物具有不同的萌发适应策略.     

移栽胁迫对3种湿地植物的影响

湿地植物的移栽是人工湿地修复的主要组成部分,移栽期间,植物从起苗、运输到栽植时间的长短等都直接影响到湿地植物移栽后的成活率和生长状况。以南四湖人工湿地中芦竹(Arundo donax)、芦苇(Phragmites communis)和香蒲(Typha latifolia)为研究对象,研究了移栽胁迫在起苗后24h内对3种植物的影响。结果表明:起苗后,芦苇的生物量和叶绿素含量下降速率最小,芦竹的叶绿素含量下降最快;叶绿素荧光方面,芦竹光合系统Ⅱ(PSⅡ)的潜在活性(Fv/Fo)和潜在最大光合能力(Y)最大,光保护能力(NPQ)也最强;香蒲的实际光合效率(Φ_(PSⅡ))最大;3种湿地植物的光化学淬灭(qP)、光保护能力和实际光合效率在5h左右即降至最低,而潜在最大光合能力下降至22h后达到稳定的较低值;芦苇的Φ_(PSⅡ)、Y、qP、NPQ和香蒲的Φ_(PSⅡ)、qP均与叶绿素含量的减少呈极显著的正相关关系(P0.01)。以上结果表明,移栽胁迫对3种湿地植物产生了严重的影响,且影响程度为芦苇香蒲芦竹,起苗后栽植时间分别不宜超过4-6h、6-8h和14-16h,以保证移栽后的植物成活率和正常生长。     

环境胁迫对水生植物根系分泌小分子量有机酸(LMWOAs)的影响特征

本文首次对马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、苦草(Vallisneria natans)、芦苇(Phragmites australis)、菖蒲(Acorus calamus)、荇菜(Nymphoides peltatum)和菱角(Trapa incisa) 6种水生植物根系小分子量有机酸(Low Molecular Weight Organic Acids,LMWOAs)分泌差异性及其对环境胁迫(温度、缺磷和高铵态氮)响应特征进行研究结果证实6种受试植物根系分泌LMWOAs组成和含量具有明显的物种差异性;其中,甲酸、乳酸和草酸为主要有机酸温度可显著影响水生植物根系LMWOAs分泌量而对种类影响不大,高温(30℃)刺激莕菜根系LMWOAs分泌量增加,但却明显抑制苦草和菖蒲根系LMWOAs分泌; 25℃时马来眼子菜、芦苇和菱角根系LMWOAs分泌量最多缺磷和高铵态氮胁迫均会显著影响水生植物根系LMWOAs分泌量和种类缺磷胁迫促进苦草、菖蒲和莕菜根系LMWOAs分泌量增加68.68%、55.30%和257.82%,并刺激乙酸和苹果酸等有机酸分泌;而缺磷胁迫可导致马来...     

几种水陆交错带植物对湖滨带底质的稳固作用

为了研究几种常见水陆交错带植物对底质稳固性的影响,选取太湖贡湖湾水陆交错带内的双穗雀稗(Paspalum distichum)、李氏禾(Leersia hexandra)、香菇草(Hydrocotyle vulgaris)、黄花水龙(Ludwigia peploides)和黄菖蒲(Iris pseudacorus)5种水生/湿生植物植物,并利用长江下游常见沙壤土和湖滨带新生底质两种土壤,开展了5种植物对底质稳固作用的室内研究.结果表明底质孔隙度减少、细小粒径(50μm)增加有利于底质稳固,改善上覆水指标,减少扰动给上覆水所带来的悬浮颗粒物.直径≤1 mm的须根量、须根长度和须根面积与底质孔隙度和粒径分布增益值之间存在线性回归关系,双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根系参数与增益值之间存在斜率为0.006~1.727的线性正相关关系;黄花水龙、黄菖蒲植物根系参数与增益值之间则存在斜率为-0.091~-0.011的线性负相关关系.黄菖蒲与黄花水龙的根长密度分别为11.495和9.475 cm/cm~3,根表面积密度分别为0.368和0.294 cm~2/cm~3,根重密度分别为1.844和0.944 mg/cm~3,两种植物对底质孔隙度的增益值分别为15%和9%,对底质粒径分布的增益值分别为92%和47%;双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根长密度分别为1.057、7.368和0.651 cm/cm~3,根表面积密度分别为0.033、0.228和0.022 cm~2/cm~3,根重密度分别为0.678、2.537和0.160 mg/cm~3,3种植物根系参数对底质孔隙度的增益值分别为6%、36%和1%,3种植物根系参数对底质粒径分布的增益值分别为16%、17%和-13%.5种植物通过根系提高底质的稳定性,减少底质在水力扰动下悬浮物质以及营养盐的释放,从效能上表现为李氏禾双穗雀稗黄菖蒲黄花水龙香菇草.     

8种湿地植物的生长状况及泌氧能力

湿地植物是人工湿地的核心部分,筛选优良的植物种类,将有利于充分发挥湿地植物的功能,提高人工湿地污水处理的能力.分析4种须根型植物香蒲(Typha orientalis)、美人蕉(Canna indica)、灯芯草(Juncus effusus)、纸莎草(Cyperus papyrus)和4种根茎型植物菖蒲(Acorus calamus)、再力花(Thalia dealbata)、芦竹(Arundo donax)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)在厌氧、水培条件下的生长状况及根系泌氧特性;比较它们的根和茎叶生物量、相对生长速率(RGR)、根长、根孔隙度和泌氧量(率)等生理生态特性.结果表明,8种湿地植物在厌氧条件下生长状况良好;其中,须根型植物的生物量、RGR和泌氧能力均显著优于根茎型植物.在相同光照条件下,灯芯草的泌氧率最大,为192.62μmol O₂/(d·g (DW_root)),而黄菖蒲的根系泌氧率最小,仅为68.81μmol O₂/(d·g(DW_root)).各植物根系泌氧率大小为:灯芯草> 纸莎草> 香蒲> 美人蕉> 菖蒲> 再力花> 芦竹> 黄菖蒲.方差分析显示:植物根系泌氧率与根孔隙度呈极显著正相关,而植物泌氧量与RGR、各生物量呈极显著正相关,但与根茎比呈显著负相关.     

太湖典型植物氨基酸组成特征及其对水环境的影响

在太湖两个不同湖区(东太湖和贡湖)各选择了8种不同类型的典型水生植物和1种陆生植物全株作为研究对象,采用邻苯二甲醛柱前衍生-反相高效液相色谱法对其中15种氨基酸的组成特征进行了分析,并探讨了植物来源氨基酸对湖泊水环境的影响.结果表明东太湖区域植物体中总可水解氨基酸(THAAs)的平均含量为861.6±182.96μmol/g,贡湖区域植物体中THAAs平均含量为700.0±232.3μmol/g;不同类型植物体中THAAs的含量大小依次为:沉水植物、浮叶植物挺水植物陆生植物;其中天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸和赖氨酸是THAAs的主要组成部分,这5种氨基酸的摩尔浓度占氨基酸总量的50%以上;太湖植物中THAAs所含的氮元素对植物总氮的贡献在30.7%~94.7%之间,是植物体氮元素的主要组分,也是内源氮输入的主要来源.东太湖区域采集的植物样品中各氨基酸的浓度比例与东太湖水体氨基酸组成差异较大,但与沉积物氨基酸组成较吻合,表明东太湖植物来源的有机质和氨基酸是沉积物中有机质和氨基酸的重要来源.     

8种湿地植物的生长状况及泌氧能力

湿地植物是人工湿地的核心部分,筛选优良的植物种类,将有利于充分发挥湿地植物的功能,提高人工湿地污水处理的能力.分析4种须根型植物香蒲(Typha orientalis)、美人蕉(Canna indica)、灯芯草(Juncus effusus)、纸莎草(Cyperus papyrus)和4种根茎型植物菖蒲(Acorus calamus)、再力花(Thalia dealbata)、芦竹(Arundo donax)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)在厌氧、水培条件下的生长状况及根系泌氧特性;比较它们的根和茎叶生物量、相对生长速率(RGR)、根长、根孔隙度和泌氧量(率)等生理生态特性.结果表明,8种湿地植物在厌氧条件下生长状况良好;其中,须根型植物的生物量、RGR和泌氧能力均显著优于根茎型植物.在相同光照条件下,灯芯草的泌氧率最大,为192.62μmol O2/(d·g(DWroot)),而黄菖蒲的根系泌氧率最小,仅为68.81μmol O2/(d·g(DWroot)).各植物根系泌氧率大小为:灯芯草纸莎草香蒲美人蕉菖蒲再力花芦竹黄菖蒲.方差分析显示:植物根系泌氧率与根孔隙度呈极显著正相关,而植物泌氧量与RGR、各生物量呈极显著正相关,但与根茎比呈显著负相关.     

淹水条件下鄱阳湖3种湿地植物腐烂分解及其对水质的影响

大型通江湖泊水位不断变化,引起湖泊水域与洲滩湿地之间相互转化,造成湿地植物周期性淹没分解,影响水体营养物质循环和能量流动.本文以鄱阳湖典型湿地植物灰化薹草(Carex cinerascens)、蒌蒿(Artemisia selengensis和虉草(Phalaris arundinacea)为研究对象,通过为期69 d...     

C3, C4植物及燃烧对土壤磁化率的影响

从现代不同植物的灰化、植物的根系和植物群落的燃烧等方面探讨了植物对土壤磁化率的影响, 发现植物特别是C4植物的生长对土壤磁化率有重要的贡献, 这对于探讨土壤磁化率的形成机制以及确切地解释黄土磁化率变化的气候意义无疑是非常重要的.     

菲对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)自由基的诱导及胁迫效应

通过静态模拟实验,研究不同浓度(0.005、0.01、0.025、0.05和0.1 mg/L)菲暴露96 h后,对斜生栅藻的生长、自由基含量、抗氧化系统以及脂质过氧化产物(MDA)的影响.结果表明,0.01 mg/L菲开始对藻细胞生长产生显著抑制作用,在此浓度下电子自旋共振检测到的自由基信号(g=2.0033,幅宽10.15 mT)显著增强;在浓度设置范围内,超氧化物酶歧化酶、过氧化物酶、谷胱甘肽-S-转移酶活性均被显著诱导,显示出抗氧化系统的应激机制.谷胱甘肽和MDA含量均在0.025 mg/L时被显著诱导.这说明斜生栅藻对菲暴露比较敏感,0.01 mg/L即已显示胁迫效应,自由基的诱导是斜生栅藻产生损伤的重要原因,藻细胞的生长量是比较敏感的损伤指标.     

不同底质改良处理对三种挺水植物光合特性的影响

以巢湖水域三种优势挺水植物为材料,研究了不同底质处理下植物光合生理特性的差异.结果表明,三种挺水植物地上部生物量以香蒲最大,芦苇次之,菖蒲最小.香蒲的叶绿素a(Ch1.a)、叶绿素b( Chl.b)和类胡萝卜素(Car)含量、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率均显著大于芦苇和菖蒲,光合速率、Fv/Fm和ΦPSⅡ显著高于...     

鄱阳湖湿地3种优势植物枯落物分解过程及碳氮同位素分异特征

植物枯落物分解是维持湿地生态系统能量流动、物质循环和养分平衡的关键生态过程。于2017年11月-2018年4月在鄱阳湖湿地开展野外原位分解实验。利用分解袋法对3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和薹草(Carex cinerascens)枯落物纤维素和木质素分解过程和δ¹³C、δ¹⁵N分异特征开展了模拟实验研究。结果表明: 芦苇、南荻和薹草枯落物的纤维素和木质素的分解速率、干物质残留率以及δ¹³C、δ¹⁵N差异性极显著,造成这种差异的主要原因是不同种类植物枯落初始化学特性的不同,尤其是C/N和木质素/N的不同。枯落物中纤维素和木质素的分解速率都表现芦苇最大,薹草次之,南荻最小。Olson负指数衰减模型能非常好地模拟和预测3种植物枯落物的分解过程。伴随分解过程,3种植物枯落物δ¹³C上下波动,总体上呈显著降低的趋势,而δ¹⁵N则都呈现波动性的略有升高趋势,这说明在枯落物分解过程的不同阶段内,受枯落物基质质量和微生物代谢活动的双重影响,¹³C与¹⁵N既有释放也有富集。δ¹³C与枯落物纤维素和木质素分解速率都有极显著的正相关关系。δ¹⁵N与分解速率相关性不显著,这说明除了氮元素的迁移转化外,还有其他因素影响δ¹⁵N的变化。本研究有助于加深枯落物分解过程中基质质量调控机制的认识,深化对鄱阳湖湿地生物地球化学循环过程的科学理解。     

鄂尔多斯盆地海相层系中有机酸盐存在以及对低丰度高演化烃源岩生烃潜力评价的影响

鄂尔多斯盆地海相烃源岩TOC多处于0．2％～0．5％,按照形成工业油气藏TOC含量不低于0．5％（高．过成熟区可降低至0．4％）标准是无法形成大型天然气藏,但靖边气田油气源对比分析确实存在海相烃源岩贡献．为了证实低TOC高演化烃源岩中有机酸盐对TOC的影响,本文选择了鄂尔多斯盆地南部某一口探井奥陶系海相和二叠系海陆过渡相烃源岩进行了红外光谱和色质等分析．实验结果表明,无论海相还是海陆过渡相烃源岩中均存在干酪根有机酸和有机酸盐转化酸,其中有机酸盐转化酸主要为有机酸盐完全酸化而来的有机酸,证实了海相烃源岩中确实存在有机酸盐．尽管酸化前后有机酸均以C16：0为主峰,但有机酸盐转化酸在C16：0以前相对丰度明显低于干酪根有机酸和游离有机酸的相对丰度,暗示了干酪根有机酸和游离有机酸以脱羧基生成链烷烃为主,而有机酸盐转化酸以高碳数有机酸裂解为低碳数有机酸为主．利用十六烷酸钙为标准对干酪根有机酸和有机酸盐转化酸进行定量分析表明,TOC含量（大于2．0％）高的海相烃源岩中有机酸盐含量低,而TOC含量低（0．2％～0．5％）的烃源岩有机酸盐含量均比较高．因此,对于TOC含量介于0．2％～0．5％的海相烃源岩,有机酸盐在高演化阶段可能是一种潜力的气源．     

洪泽湖入湖河流沉积物有机磷分布特征及外源输入对其形态转化的影响

为探究洪泽湖入湖河流沉积物有机磷的空间分布及外源输入对其形态转化的影响,本文利用Ivanoff法开展有机磷形态特征研究,并通过实验室添加常见外源有机质和铁离子,深入探讨外源物质对沉积物有机磷形态变化的长期影响.研究结果表明,洪泽湖入湖河流沉积物有机磷含量范围为34.8～398.6 mg/kg,占总磷的7.7%～36.9%,其中非活性有机磷(NOP)>中活性有机磷(MLOP)>活性有机磷(LOP).濉河沉积物LOP平均占比为19.4%,高于其他河流,而成子河NOP平均占比最高,为56.41%,表明有机磷的空间分布不均匀.总体而言,安河和濉河沉积物中总氮、总磷和有机磷含量显著高于成子河和淮河,显示前两条河流有较高的污染水平.冗余分析表明河流沉积物有机磷形态明显受到其理化性质影响,而不同污染程度沉积物的影响因素有所不同.外源物质添加能够活化沉积物的有机磷,促使NOP向LOP和MLOP转化,有机质输入引起的沉积物有机磷形态变化要大于铁元素输入,而外源物质输入对污染较重河流沉积物的有机磷转化作用更为显著.因此,减少入湖河流周边的外源污染排放是减少湖泊生物可利用磷的有效途径.     

光照强度对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)生长及吸收特性的影响

在不同的光照强度下,测定了铜绿微囊藻、斜生栅藻在不同生长期的藻细胞密度、粒径、叶绿素a浓度、浮游植物吸收系数以及比吸收系数.单因素方差分析表明,在整个培养周期中,光照强度对铜绿微囊藻及斜生栅藻的藻细胞密度、叶绿素a浓度以及440、675 nm处吸收系数均有着显著的影响.两种藻在光照强度为50μmol/(m2.s)条件下,藻细胞密度、叶绿素a浓度及吸收系数值相对最大.相关性分析表明:藻类特征波段440、675 nm吸收系数与叶绿素a浓度、藻细胞密度在不同光照条件下都存在着显著的正相关性,其中叶绿素a浓度与藻类吸收系数存在着幂函数的关系,而线性关系能更好的说明藻细胞密度与吸收系数之间的关系.在不同光照强度及培养时期,藻类比吸收系数在一定的范围内波动,随光强增加比吸收系数呈上升趋势.铜绿微囊藻440、675 nm处比吸收系数与叶绿素a浓度呈显著的负相关关系,而斜生栅藻比吸收系数与叶绿素a浓度之间无显著相关,体现了不同藻类由于色素组成及比例差异其色素包裹效应也各不相同.对不同光照强度下的铜绿微囊藻及斜生栅藻进行400～700 nm波段积分,得到了两者在5、50及100μmol/(m2.s)不同种光强下的平均比吸收系数分别为0.0144、0.0134、0.0160,0.0086、0.0088、0.0105 m2/(mg Chl.a),铜绿微囊藻比吸收系数明显大于斜生栅藻.     

温度和食物密度对两种形态型裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicornis)生活史特征和后代形态型的影响

运用单个体培养方法研究了温度(15℃、20℃、25℃和30℃)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)密度(0.75×106、1.5×106、3.0×106和6.0 x 106 cells/ml)对等棘刺型和不等棘刺型裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicornis)的净生殖率、种群内禀增长...