黄土高原苹果树叶片气孔导度的环境响应与模拟

气孔导度(gs)是衡量植物与外界环境中水、CO2等物质交换速率的重要参数,其观测与模拟可以有效指示物质交换情况及各项生理参数.通过LI-6400便携式光合测定仪对黄土高原苹果树叶片各项生理参数进行观测,分析gs日变化特征及其与环境因子的响应关系,运用Jarvis模型和Ball-Woodrow-Berry(BWB)模型对...     

梭梭(Haloxylon ammodendron)叶片气孔导度与气体交换对典型降水事件的响应

C4植物以其较高的水分利用效率而表现出较强利用荒漠环境有限降水的能力,但对其气孔行为和气体交换对降水响应的理解并不深入。本研究选择荒漠区沙丘上6~7年生的梭梭(Haloxylon ammodendron),利用自制的降水拦截设施,将每次降水事件后样地中接受的降水量分别减少和增加10%、20%和30%,形成包括对照在内的7个降水梯度,研究梭梭气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)对典型降水事件的响应。结果表明:6~12mm的降水对土壤水分的补给集中在50cm土壤深度范围内。降水量每增加10%,Gs和Pn分别增加9.17%和4.17%;Gs和Pn在降水前后呈现先增加后降低的单峰型趋势,峰值出现在降水后第1天,两者与土壤水分含量(SVWC)、空气相对湿度(RH)以及水汽压差(VPD)显著相关。降水后梭梭黎明前叶水势在-2.08~-2.74 MPa时叶片气体交换主要受气孔因素影响,而当叶水势降至-3.16MPa以下时主要受非气孔因素控制。     

水分胁迫对冷蒿和差不嘎蒿体内水分状况的影响

在土壤正常水分条件下,冷蒿的ψ_w,ψ_π和ψ_π100远远低于差不嘎蒿,RWD、Va及Va·Vs^-1远远大于差不嘎蒿,维系其生命活动的膨压只占差不嘎蒿的30%。土壤极端干旱时,差不嘎蒿的上述参数发生大幅度变化,抗旱能力随之提高。极旱的午后,二种灌木均遭旱害威胁,其水分状况参数值(ψ_w,ψ_O、Va和RWD)相差很小。旱后复灌的情况下,差不嘎蒿上述参数同样发生大幅度变化,各参数值可恢复到对照水平;冷蒿在干旱和复灌期间参数相对变化较小。多水环境使二种灌木束缚水含量明显提高,从外观生长状况看差不嘎蒿优于冷蒿。     

不同密度和不同水分状况下春小麦光合初探

利用CIRAS 1PP系统光合仪测定了不同密度和不同水分处理下的转基因春小麦新品系3号和耐盐8号的净光合速率(Pn),蒸腾(E),气孔导度(Gs)和胞间CO₂浓度(CO₂.in),结果表明:①水分亏缺可以突出密度效应;②不同品种对密度效应的响应不同,新品系3号比耐盐8号的密度效应更加明显一些;③高密度下单叶片净光合速率值的降低将是最终造成单株生物量改变的主要原因。     

氮素添加对草原不同冠层植物光合作用的影响

氮沉降对植物的生理生态特征具有重要影响,草原不同冠层植物光合特性对氮沉降的响应不同。通过向内蒙古典型草原人工施加氮肥模拟氮沉降,测定上层代表性植物羊草（Leymus chinensis）及下层代表性植物黄囊苔草（Carex korshinskyi）的光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（G_s）等光合特性指标及生物量,分析氮沉降对草原不同冠层植物的影响。结果表明：羊草净光合速率随着氮添加量增加呈先上升后下降趋势,而黄囊苔草净光合速率随着氮添加量增加呈上升趋势。氮添加增加了羊草的水分利用效率、生物量和相对生物量,但是对黄囊苔草的水分利用效率、生物量和相对生物量没有影响。在施氮量高于0.8 mol·m^-2后,黄囊苔草的气孔导度和蒸腾速率极显著高于羊草（P<0.01）;整体上看,随着氮添加梯度黄囊苔草蒸腾速率呈现增加的趋势,而羊草的气孔导度和蒸腾速率的变化没有明显的规律。典型草原区不同冠层植物的光合特性对氮添加具有不同的响应,上层植物对下层植物光合作用的限制较小。     

奈曼沙区樟子松生长状况与水分关系

分析奈曼沙区樟子松的水分关系及生长状况,并与油松、小叶杨比较,结果表明樟子松较油松、小叶杨耐旱。但在无地下水或灌溉补给的迎风坡上部,樟子松片林立地水分状况严重恶化,15龄高生长速生期趋于结束,生长趋于衰退,而在地下水埋深2.4米左右的丘间低地高生长正值旺盛生长之际,这说明在年降水量仅366 mm的奈曼沙区,营造樟子松必须选择适宜的立地条件,才能保证人工林的正常生长和稳定性。     

毛乌素沙地油蒿群落演替的生理生态学机制

对毛乌素沙地稀疏阶段、建成阶段和衰老阶段的油蒿群落的野外观测实验结果表明,不同演替阶段的油蒿群落对环境的适应性和生理生态特性表现出明显的差异。随群落盖度的增加,0—20 cm土层中土壤含水量明显增加,而在20—80 cm范围内有所下降。与稀疏阶段和建成阶段的油蒿群落相比,衰老阶段的油蒿群落的平均净光合速率低,光饱合点低,光能及水分利用效率最低,并且日变化过程也表现出受到了明显环境胁迫。在不同的演替阶段,油蒿的气孔导度与植物水势均呈线性相关。随植物水势的降低,处于衰老阶段的油蒿气孔导度降低速率最快。结合气孔导度和水分循环的关系,还初步探讨了毛乌素沙地油蒿群落演替的主要驱动因子。     

黑河流域几个主要植物种光合特征的比较研究

对自然生长在沙丘上的旱生植物沙拐枣、梭梭和防护林带的中生植物沙枣和杨树在大气干燥,土壤干旱下的光合响应机制进行了比较研究。结果表明,4种植物气孔导度的变化主要受空气相对湿度和饱和水蒸汽压差的影响,气孔的关闭是对空气湿度的急剧降低、饱和水蒸汽压差的急剧升高的前馈反应,只是响应程度不同。沙拐枣、沙枣和梭梭具有高光合,杨树为低光合。沙拐枣、梭梭、沙枣的光合速率日变化曲线呈双峰型,有午睡现象出现;杨树的呈单峰型。沙拐枣的午睡主要由非气孔因素引起,光化学效率的降低可能是非气孔因素之一;梭梭的光合午睡也是由非气孔因素引起。而气孔关闭是沙枣光合午睡的一个原因。沙枣的光合速率的日变化曲线与气孔导度的变化呈平行下降趋势,其他3种植物没有表现此现象。4种植物在强光时都发生了不同程度的光抑制,只是出现的时间不同;沙拐枣和沙枣出现低谷后恢复很快,梭梭和杨树起伏比较大,杨树恢复相对较慢,但到晚上都得到恢复。4种植物对沙区高光强表现出不同程度的可调控的保护性机制。     

沙地玉米水分利用效率日变化特征

以科尔沁沙地玉米农田生态系统为研究对象,利用涡度相关技术和便携式光合作用测定系统（LI-COR6400）同步观测玉米（郑单958）主要生育期（苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期）群体和叶片尺度瞬时CO₂交换及水汽交换速率,并分析其水分利用效率的日变化特征。结果表明：各生育期玉米群体尺度瞬时CO₂交换速率分别为-2.205、-26.113、-26.118、-8.201、-3.672 μmolCO₂·m^-2·s^-1,叶片尺度光合速率分别为27.57、59.55、24.38、22.03、20.09 μmolCO₂·m^-2·s^-1。各生育期群体水分利用效率（WUE_C）的日动态呈现“L”型,峰值出现在日出后（约06：00）,分别为0.025、0.039、0.088、0.058、0.191 gCO₂·g^-1H₂O,叶片尺度瞬时水分利用效率（WUE_L）的日动态呈“~”型,峰值出现在06：00—10：00,分别为0.029、0.041、0.017、0.019、0.024 gCO₂·g^-1H₂O。玉米各生育期群体及叶片尺度瞬时CO₂交换速率和水分利用效率均存在明显差异。     

川中丘陵区不同母质发育的紫色土水分特征

通过测定川中丘陵区三种主要母质（沙溪庙组灰棕紫色砂泥岩、遂宁组红棕紫色泥砂岩及蓬莱镇组暗紫色砂泥岩）发育的紫色土的耕作层土壤水分特征曲线及其相关物理性质，并结合冬小麦耗水量盆栽实验，比较了基于不同母质条件下的三种主要紫色土耕作层土壤的水力特征差异。结果表明：本研究区二台土上由三种不同母质发育的土壤其持水性为棕紫泥土（蓬莱镇组）〉灰棕紫泥土（沙溪庙组）〉红棕紫泥土（遂宁组）；有效水含量及对冬小麦的水分有效性为灰棕紫泥土（沙溪庙组）〉棕紫泥土（蓬莱镇组）〉红棕紫泥土（遂宁组）；全生育期内耗水量为灰棕紫泥土（沙溪庙组）〉红棕紫泥土（遂宁组）〉棕紫泥土（蓬莱镇组）。     

浑善达克沙地黄柳更新特点与规律研究

黄柳作为浑善达克沙地重要的固沙先锋灌木,对沙地生态环境的改善起着十分重要的作用,从天然更新和人工更新两个方面对其特点与规律进行了调查研究。结果表明,黄柳的种子萌发和幼苗生长受多种自然因子的影响,属于r型对策者,但由于种子发芽和幼苗的形成受温度、水分及沙埋情况等多项因子的综合影响,幼苗萌发到第二年的相对保存率只有18.3％,天然更新困难;黄柳长势老化衰退后,可采取人工平茬措施,达到复壮更新的目的。研究表明:平茬灌丛新生枝条长度比未平茬灌丛约长150 cm,最长当年生新枝达277 cm;平茬灌丛新生枝基径也比未平茬的约粗0.5 cm,最粗的为1.32 cm;平茬黄柳灌丛叶片长平均约为8 cm,叶宽平均约为0.6 cm,而未平茬灌丛叶片平均长为5.3 cm,叶片宽平均为 0.4 cm。可见,平茬不但增加了黄柳灌丛的生物量,亦提高了家畜可食部分（叶+嫩茎）的比例,同时增大了郁闭度,增强了防风固沙效果。     

浑善达克沙地黄柳人工林根系分布及生物量研究

 对浑善达克沙地一年生、二年生、三年生黄柳人工林根系分布及生物量进行了调查、测定。结果表明:①在流动沙丘上人工栽植的黄柳,其根系主要由直径小于2.0 mm的中根和细根构成,其数目占剖面根系总数的90%以上,其中又以直径小于0.5 mm细根所占比例最高,其数目占剖面根系总数的50%以上。②根系主要分布在10～30 cm的土层中,可见其根系主要吸收10～30 cm土层内的水分和养分。③根系重量在各土层中呈随土层深度加深而降低的分布趋势。④根系主要呈水平分布,水平根非常发达,随着植株的不断生长,这一特征越来越明显。     

浑善达克沙地黄柳活沙障防风固沙效益的研究

通过研究浑善达克沙地流动沙地上黄柳活沙障的防风固沙效益,对设置3 a后的不同类型的活沙障进行测定和分析,得出如下结论:沙障设置3 a后,沙地趋于固定,障内植物种类明显增多;设置黄柳活沙障的区域内下垫面粗糙度显著增大,风速明显减弱,而且黄柳网格沙障降低风速的能力较带状沙障强,其顺序为:4 m×4 m黄柳网格沙障>6 m×6 m黄柳网格沙障>间距4 m的黄柳带状沙障>间距6 m的黄柳带状沙障﹥流沙;当旷野平均风速为7.86 m·s-1时,只有流沙和间距6 m的黄柳带状沙障起沙,其他几类活沙障内均不起沙。     

西藏乌柳群落特征

以一江两河流域为研究区,通过对西藏乌柳群落的典型地块设置11个标准地进行调查,分别从主要优势树种表现、物种组成、物种多样性、林分生长、地径结构、树高结构和树高-地径曲线等方面,分析了西藏乌柳群落的主要群落学和测树学特征。研究结构表明,1.西藏乌柳群落物种组成较为单一,群落中的物种数一般为1～4种,优势树种在群落中所占的比例较大,均大于85%;2.地径主要分布于5.0 cm以下,树高分布于1.0～5.0 m间,树高-地径服从二次曲线分布;3.由于群落物种组成较为单一,香农物种多样性指数均<1,SW和S、E的变化趋势大致相同,且与ED变化趋势相反。     

农业生态系统的水热耗散过程与节水调控

华北平原广大的干旱、半干旱甚至半湿润区 ,水资源形势严峻 ,威胁农业持续发展。本文从近年来迅速发展的土壤—植物—大气连续体理论出发 ,论述了 SPAC过程与生态过程的联系与区分 ;在两个过程的联结点上衍生出水分利用率概念。讨论了界面的梯度驱动力 ,分析了水势驱动及其阻力 ,作物水分胁迫及反冲机制的诱导和增益 ,界面过程的高度非线性及其耦合。在此基础上提出水热传输界面调控与生态过程的机制调控相结合的理论与措施 ,以缓解水资源匮乏 ,提高持续生产力和水分利用效益 ;为实现农业持续发展 ,提供理论依据的实践途径。     

沙柳沙障的防风固沙效益研究

研究测定了1m×1m,1m×2m,2m×2m,2m×3m,2m×4m,2m×5m,3m×3m,3m×4m,4m×4m,4m×5m,3m×6m等11种规格沙柳沙障内的风沙活动过程和分布规律。结果说明,不同规格沙障内输沙率随着风速的变化其变化趋势不同,小规格沙障内输沙率与风速呈对数曲线关系,大规格沙障内输沙率与风速之间呈指数曲线关系。沙柳沙障中近地表0～4cm范围内,风沙流中的相对含沙量沙丘下部明显大于沙丘中部和上部,说明沙障导致了近地表风沙流结构发生变化。面积等于或小于1m2的沙障可以完全控制地表风蚀,当沙障面积增加到一定程度后,风蚀深度增加很快。不同规格沙障的防护效益,在大风条件下,小规格沙障的成本效益高于大规格的沙障;在小风情况下,大规格沙障的成本效益大于小规格沙障。     

毛乌素沙地沙柳细根分布规律及与土壤水分分布的关系

以2 mm为粗、细根的划分界限,采用根钻法对毛乌素沙地的单株沙柳及沙柳林地的细根分布进行了调查研究,同时测量土壤含水率。结果表明,沙柳细根垂直分布深度为1.5 m左右,且随土壤深度的增加细根生物量逐渐减少,细根根量最大值出现在表层,在0～20 cm范围内集中分布,约占总根量的一半左右。沙柳水平根系发达,细根主要分布在冠幅半径3倍左右的范围内,表明沙柳通过水平扩展来获取分布于土壤浅层的大气降水;丘顶沙柳林地根量小于丘底林地根量,土壤水分的含量和分布决定沙柳细根根量的大小和分布。     

沙柳有性繁殖与关键环境因素的关系研究

沙柳种子的萌发受到多个因素的综合作用。在沙土含水量较低时沙柳种子可以萌发,但沙土含水量低于2%时不能萌发;干旱胁迫使沙柳实生苗发芽率降低;盐分可明显抑制沙柳种子萌发,同时抑制沙柳实生苗的茎生长;沙柳种子适宜的覆沙厚度是1.0～4.0 mm,当覆沙达到7 mm时种子出苗受到抑制;沙柳最适宜的发芽温度是25 ℃,当温度升到40 ℃时发芽率明显下降,而当降到10 ℃时种子发芽率也明显下降,达到5 ℃时沙柳种子尽管能发芽,但无茎生长。     

南京城市湖泊湿地的水质动态及其评价

选取南京市玄武湖、莫愁湖、内秦淮河湿地为对象,通过定点、定时采样和水质分析等方法,对城市湖泊湿地水质的季节动态、水质影响因素及其富营养化评价等进行了研究。结果表明,TN、TP、BOD和COD是反映城市湖泊水体污染度的重要指标,TP含量过高是造成城市河湖湿地水体富营养化的主要原因。水体污染程度随季节动态表现为:夏季>春季>秋季>冬季。相对封闭的莫愁湖湿地水质的季节变化较小,但水质较差,各个季节均表现出重富营养化—严重富营养化状态;受工业或生活污水影响较大的内秦淮河湿地,水体受污染严重,全年均属严重富营养—异常富营养化;玄武湖湿地的水体,在春季和秋季均已达到富营养化水平,夏季相对较好,TN、TP为富营养化水平,其余指标为中—富营养水平。