黄河三角洲盐地碱蓬盐沼的时空分布动态

为了研究高强度人类活动背景下的黄河三角洲盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼斑块空间配置在时间序列上的变化特征,以1984年、1994年、2004年和2014年的遥感影像数据为数据源,研究盐地碱蓬盐沼斑块的面积、周长、形状复杂性指数、空间聚集性和密度的空间配置特征。结果表明,1984~2014年期间,黄河三角洲盐地碱蓬盐沼面积萎缩了约78%,而且盐沼斑块破碎化趋势明显;盐沼斑块的周长面积比和形状复杂性指数随时间显著增大,这将会进一步地导致盐地碱蓬盐沼过度开放,加快盐沼质量的恶化进程;盐沼斑块间的最邻近指数减小,斑块聚集性显著;盐地碱蓬盐沼的斑块密度随时间减小,并向自然潮沟分布密集区域聚集。要有效地开展滨海湿地修复,需要对滨海湿地斑块的历史分布和空间配置有一个更清晰的认识,而不是仅关注湿地面积是否增加,这将对滨海湿地生态修复具有重要的指示作用。     

施加不同量外源氮和互为伴生种下碱蓬和盐地碱蓬生物量变化的野外模拟实验

2017年5月2日～6月27日,在黄河三角洲滨海湿地生态试验站中,采用野外模拟实验方法,布设了108根PVC管,在盐地碱蓬(Suaeda salsa)和碱蓬(Suaeda glauca)互为伴生种条件下,移栽两种植物,在每根管中,优势种的种植密度分别为4株和2株,伴生种的种植密度为1株;在无伴生种条件下,优势种的种植密度为1株。考虑黄河三角洲地区氮沉降情况,以尿素作为外源氮,设置了0 g/m~2氮、15 g/m~2氮和30 g/m~2氮3种外源氮输入量,开展了碱蓬和盐地碱蓬的生物量变化研究。研究结果表明,在有伴生种条件下,当每根PVC管中优势种的种植密度为4株和2株时,随着氮输入量提高,碱蓬和盐地碱蓬平均单株生物量都显著增高;在无伴生种的条件下,当外源氮输入量为15 g/m~2氮和30 g/m~2氮时,碱蓬生物量[(58.050±2.560) g/株和(58.740±3.170) g/株]显著高于无外源氮输入[(20.850±0.640) g/株],盐地碱蓬生物量[(82.640±1.330) g/株和(111.960±6.400) g/株]显著高于无外源氮输入[(37.500±1.750) g/株]。外源氮输入量提高促进了盐地碱蓬和碱蓬生物量的积累,盐地碱蓬生物量增加幅度更大,对盐地碱蓬生长的促进作用更强。     

盐胁迫下盐地碱蓬根系分泌物中化合物的种类和含量研究

在植物的抗逆机理、耐盐基因开发和改善土壤微环境等方面,研究根系分泌物具有重要意义。为了更深入地了解盐地碱蓬(Suaeda salsa)根系分泌物与土壤含盐量的关系,于2020年7月25日,在黄河三角洲土壤含盐量存在显著差异的3处盐沼的盐地碱蓬群落区中,采集生长状态一致的盐地碱蓬全株样品,利用Agilent 7890A/5975C气相色谱质谱联用仪,鉴定盐地碱蓬根系分泌物中化合物的种类和测定其含量。研究结果表明,在土壤含盐量分别为1.5 g/kg、3.5 g/kg和7.0 g/kg条件下,盐地碱蓬根系分泌物中的化合物种类分别为45种、84种和45种,包括酯类、胺类、酮类、苯类、吲哚类、烷烃类、噻唑类、酚类、酸酐类、醛类、酸类、烯类、腈类、醇类、醚类、醌类、吡喃类、盐类和抗氧化剂化合物,而且都以烷烃类化合物的种类居多;随着土壤含盐量的增大,盐地碱蓬根系分泌物中的烷烃类化合物的含量逐渐增大,土壤含盐量为7.0 g/kg条件下的烷烃类化合物含量(54.040%)为盐地碱蓬根系分泌物中各类化合物含量的最大值,酸类和烯类等化合物的含量在不断减小,酯类、酮类、苯类、酚类和噻唑类化合物的含量都在土壤含...     

施加不同量外源氮和互为伴生种下碱蓬和盐地碱蓬生物量变化的野外模拟实验北大核心CSCD

2017年5月2日～6月27日,在黄河三角洲滨海湿地生态试验站中,采用野外模拟实验方法,布设了108根PVC管,在盐地碱蓬(Suaeda salsa)和碱蓬(Suaeda glauca)互为伴生种条件下,移栽两种植物,在每根管中,优势种的种植密度分别为4株和2株,伴生种的种植密度为1株;在无伴生种条件下,优势种的种植密度为1株。考虑黄河三角洲地区氮沉降情况,以尿素作为外源氮,设置了0 g/m^2氮、15 g/m^2氮和30 g/m^2氮3种外源氮输入量,开展了碱蓬和盐地碱蓬的生物量变化研究。研究结果表明,在有伴生种条件下,当每根PVC管中优势种的种植密度为4株和2株时,随着氮输入量提高,碱蓬和盐地碱蓬平均单株生物量都显著增高;在无伴生种的条件下,当外源氮输入量为15 g/m^2氮和30 g/m^2氮时,碱蓬生物量[(58.050±2.560) g/株和(58.740±3.170) g/株]显著高于无外源氮输入[(20.850±0.640) g/株],盐地碱蓬生物量[(82.640±1.330) g/株和(111.960±6.400) g/株]显著高于无外源氮输入[(37.500±1.750) g/株]。外源氮输入量提高促进了盐地碱蓬和碱蓬生物量的积累,盐地碱蓬生物量增加幅度更大,对盐地碱蓬生长的促进作用更强。     

双台子河口盐地碱蓬地上和地下生物量分配格局及其异速生长模型

利用2015年9月和2016年9月采样日的双台子河口盐地碱蓬(Suaeda salsa)地上生物量和地下生物量数据,分析其生物量分配格局及其原因,研究其异速生长关系,选择幂函数构建盐地碱蓬地上生物量与地下生物量的异速生长模型。研究结果表明,盐地碱蓬地上生物量远大于地下生物量,平均地上生物量与平均地下生物量的比值为0.17,盐地碱蓬在高盐的恶劣条件下,为了获得更多的光照资源,使其生物量更多地分配到地上部分;异速生长模型的决定系数为0.913,经对数转换后的异速生长线性方程斜率不等于1,即盐地碱蓬地上生物量与地下生物量存在显著的异速生长关系(p0.001);在两年采样日数据的独立模型检验下,2015年和2016年验证采样点的盐地碱蓬地上生物量和地下生物量数据都基本分布在1∶1线附近,两者的决定系数分别为0.828和0.899,均方根误差分别为12.307和7.550,平均相对误差分别为0.168和0.213,表明所建立的异速生长模型具有较高的估算精度和稳定性,可以用于估算盐地碱蓬地下生物量。     

黄河三角洲芦苇—碱蓬群落结构和功能对3种人为干扰的响应

2015年5月11日,对黄河三角洲老黄河入海口处的芦苇—碱蓬群落(Comm.Phragmites australis+Suaeda salsa),设置3种人为干扰方式:将群落中的碱蓬整株去除,只剩芦苇;在样地内,平行于样地边缘,每隔0.1 m切断芦苇的地下匍匐根,共切割成2 500个规格为0.1 m×0.1 m的小格,碱蓬保持原始状态;将芦苇和碱蓬地上部分全部去除,分别在6月中旬(生长季早期)和9月中旬(生长季末期),在个体和群落水平及种间关系上,研究两种植物的株高、相对生长速率、基径、总叶面积、密度和产量等指标对人为干扰的响应。研究结果表明,在6月中旬,芦苇的基径、株高和生物量、碱蓬的株高、基径、相对生长速率和生物量分别在不同的人为干扰下发生了显著变化;在9月中旬,芦苇的株高和相对生长速率、碱蓬的相对生长速率分别在不同的人为干扰下发生了显著变化;不同人为干扰对芦苇和碱蓬的对数株高与生物量的异速生长关系曲线的线性斜率有明显影响,但芦苇的异速生长关系曲线的线性斜率变幅比碱蓬大;经过人为干扰后的芦苇和碱蓬种间关系为竞争关系,且随着人为干扰强度的增加,其竞争强度也增大,但到9月中旬,芦苇和碱蓬的竞争有所缓解;受干扰后,芦苇-碱蓬群落的功能型变化较大,且干扰的不对称性越大,功能型分异越明显。     

土壤氮磷供应变化条件下盐地碱蓬叶片碳、氮和磷的化学计量特征

于2015年5~9月,在黄河三角洲滨海湿地生态试验站设置的野外控制实验,分析土壤氮磷供应比例、氮磷供应量及生长阶段下,优势植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)叶片碳、氮和磷的化学计量特征。研究结果表明,随着土壤氮磷供应量增大,盐地碱蓬叶片氮、磷含量都显著增加,碳氮比和碳磷比显著减小;在土壤氮磷低供应量条件下,叶片氮磷比显著低于中、高供应量条件下;随着土壤氮磷供应比例增大,叶片全氮含量、碳氮比和氮磷比显著增大,全磷含量减小,叶片碳磷比在土壤氮磷供应比例最大时才显著增大。在9倍土壤氮磷供应比例和供应量条件下,盐地碱蓬生长阶段是影响其叶片碳、氮和磷化学计量特征的重要因子。     

盐度、水淹深度和践踏胁迫下七里海湿地盐地碱蓬种子的幼苗出土率和生长特点

盐地碱蓬(Suaeda salsa)广泛分布于中国沿海湿地。2015年3月,在温室中,利用在天津市七里海湿地采集到的盐地碱蓬种子,在1 PSU和10 PSU盐度、0 cm和3 cm水淹深度以及小动物践踏(以用玻璃棒随机点触土壤表面来模拟)(干扰)或无干扰条件下,研究盐地碱蓬幼苗出土率和幼苗生长特点。研究结果表明,盐度和水淹深度对盐地碱蓬种子萌发无显著作用,而践踏对盐地碱蓬种子萌发、幼苗出土有显著的促进作用;相对于较低盐度,10 PSU盐度对盐地碱蓬的幼苗高度和根长有促进作用;而水淹深度的增加对盐地碱蓬幼苗高度和根长有抑制作用;践踏使盐地碱蓬幼苗显著变矮和根长缩短。     

滴灌条件下盐地碱蓬(Suaeda salsa)种植年限对盐碱地土壤盐分离子分布的影响

采用时空转化的方法研究了滴灌条件下不同盐地碱蓬种植年限(0 a、1 a、2 a和3 a)对重度盐碱地土壤盐分及盐离子在0～120 cm土壤剖面的分布特征的影响,为盐地碱蓬在盐碱地中的改良利用提供理论依据。试验结果表明:滴灌种植盐地碱蓬后土壤盐分在剖面的分布发生明显变化,根区(0～40 cm)土壤含盐量随种植年限增加而下降,根底(40～120 cm)土壤则先增加后下降;Na⁺和Cl^-因容易被水淋洗和植物选择性吸收多,根区土壤中Na⁺和Cl^-含量随种植年限增加有显著降低,Ca²⁺和SO₄^2-不易随水移动,淋洗程度低,HCO^-₃和Mg²⁺第2 a和第3 a的淋洗效果明显好于第1 a;经过3 a种植后土壤中毒害离子Na⁺与Cl^-和在表层盐分组成中的比例下降,Ca²⁺比例上升,钠吸附比(SAR)值显著降低。     

利用海蓬子和碱蓬修复滨海湿地污染研究进展

由于沿海开发、滩涂围垦、陆源污染、海水养殖、临港工业等引起的滨海湿地功能衰退和污染问题,使得应用耐盐植物修复滨海岸生态环境备受瞩目和重视,利用耐盐植物进行生态修复已成为改良滨海盐碱地的重要措施之一。海蓬子(Salicornia europaea)和碱蓬(Suaeda salsa)是两种典型的藜科(Chenopodiaceae)盐生植物,它们簇生于滨海湿地,是陆地向海岸延伸的优势群落。综述了海蓬子和碱蓬在盐碱诱导下的生理响应及其耐盐机制、对重金属的富集规律、修复水体有机污染物和富营养化的潜力,并预测了两种盐生植物在生物修复技术上的发展趋势,以期为今后滨海湿地生态修复提供理论依据。     

光照、温度和盐分对囊果碱蓬种子萌发的影响

囊果碱蓬种子在3种光照、5个温度梯度和5个盐分梯度条件下萌发,测定种子萌发的最佳条件。结果表明：在光照和黑暗条件下,种子萌发率无显著差异。种子萌发的最适温度为30℃。随NaCl浓度增高囊果碱蓬种子萌发率降低,直至为零。不同温度和盐分以及二者的交互作用对囊果碱蓬种子萌发的影响都是极显著的。在最适温度时,种子耐盐临界值为488．89mmol／L,极限值为933．34mmol／L。     

翅碱蓬高光谱植被指数对土壤化学性质的响应

植被覆盖区土壤化学性质遥感监测一直是一个难点,往往只能通过生物地球化学的方法,利用上覆植被信息间接地反映。该研究通过野外采样分析的17个翅碱蓬(Suaeda salsa)光谱数据和其下土壤样品的理化分析配对数据,探讨土壤化学性质与翅碱蓬高光谱植被指数间的关系。结果表明:上覆翅碱蓬高光谱植被指数与土壤有机质、全氮、速效钾之间均无显著相关,高光谱植被指数(NDNI)可用于初步反映土壤全磷的含量变化,NDVI705可用于初步反映土壤pH值的变化,而高光谱植被指数(MSI)可以很好地反映土壤盐分含量的变化。在此基础上,建立了土壤全盐量与19个高光谱植被指数的偏最小二乘回归模型,这为翅碱蓬覆盖区域土壤盐渍化遥感监测提供了一种方法。     

崇明岛东滩湿地芦苇光合作用对土壤水盐因子的响应

2015年3~10月,在崇明岛东滩湿地设置7块采样地,以不同水盐条件下生长的芦苇(Phragmites australis)为材料,应用便携式光合系统分析仪(Li-6400),对芦苇的光响应特征进行实地测定,探讨芦苇光合过程对干旱和盐胁迫的响应机理。结果表明:1各月采样日的水位与土壤电导率显著负相关(n=420,p0.01),适当增加土壤水位,有利于降低土壤电导率,从而缓解植物盐胁迫伤害;28月21日的芦苇叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度与水位显著正相关(n=42,p0.01),而与土壤电导率显著负相关(n=42,p0.01);胞间CO2浓度与水位和土壤电导率不相关。当水位高于-50 cm,净光合速率随着水位下降而降低,非气孔因素可能是净光合速率下降的主要原因;当水位低于-50 cm时,土壤电导率高于10 m S/cm,叶片蒸腾速率快速降低,水分利用效率不断提高,芦苇叶片以较低的净光合速率来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片通过降低最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点等光合生理特征来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片净光合速率和最大净光合速率对土壤水盐因子具有高度相关性,可以作为土壤水盐胁迫程度的反应指标。因此,在芦苇快速生长阶段,合理调控水位,对芦苇光合作用具有重要意义。     

盘锦湿地翅碱蓬景观变化的遥感监测与分析

近年来由于各种因素的干扰,盘锦红海滩的翅碱蓬出现了严重的退化现象。为分析翅碱蓬的空间分布特征及消长规律,利用2013—2016年高分1号卫星影像提取了盘锦湿地翅碱蓬空间分布特征信息,结合景观指数定量分析翅碱蓬的动态变化过程,同时结合近10年的气象资料以及人类活动状况综合分析翅碱蓬退化消失的原因。结果表明:(1)利用GF-1号卫星遥感影像对盘锦湿地进行动态监测,可以清楚地表达地物目标的纹理特征及细节变化信息,快速实现大面积湿地的遥感信息提取;(2)4年间盘锦湿地的翅碱蓬群落面积明显减少,2016年总面积已不足9 km2,景观破碎程度随时间的变化在不断增大,呈现严重的破碎化和退化萎缩趋势;(3)近10年的气象数据总体呈气温升高、降雨量减少的态势,改变了翅碱蓬的生存环境,频繁的人为活动使翅碱蓬的生长环境进一步遭到破坏。     

碱废液与付产高低温盐的综合利用

本研究介绍利用氨碱厂排弃的含钙废液、及盐化工付产的高低温盐二者定量匹配，通过保温沉降，离心分离，蒸发浓缩等手段，最终达到生产白色氯化镁，精制盐，硫酸钙及利用硫酸钙与氯化钾转化生产硫酸钾的工艺。     

探索综合利用自然盐与碱废液的技术

以盐田芒硝为例 ,探索综合利用碱废液与自然盐的途径 ,从而找出减少氨碱工业的浪费和污染 ,以及扩大氯碱工业原料供应领域的新工艺 ,通过对资源的综合利用而达到自然盐、氨碱、氯碱工业同时降低成本的目地。     

黄河三角洲石油污染对湿地芦苇和碱蓬幼苗生长影响的模拟研究

黄河三角洲湿地是中国最具代表性的滨海湿地之一,也是中国第二大油田——胜利油田的产油区,石油污染已成为本区湿地生态系统退化的重要因子。在温室条件下模拟研究了该区滨海湿地土壤中2种不同浓度(0.5%、2.0%)石油污染对黄河三角洲地区典型物种芦苇(Phragmites australis)和盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗生长的影响。结果表明,随着石油浓度的增高,芦苇和盐地碱蓬株高的受抑制程度不断增强,随着时间的推移,石油污染对芦苇分蘖的抑制作用减弱,而对盐地碱蓬幼苗的分枝数抑制作用加大。随石油浓度的增加,盐地碱蓬幼苗叶片中可溶性蛋白质含量先升高后降低,丙二醛含量和过氧化物酶活力先降低后升高,过氧化氢酶活力显著降低;芦苇幼苗则对石油污染表现出相对较强的耐受性。不同石油污染条件下芦苇幼苗叶片叶绿素含量表现出先下降后升高的变化趋势。从整体上来看,石油烃类污染对盐地碱蓬幼苗的抑制作用要高于芦苇幼苗,也说明在处理石油烃类污染物中芦苇比碱蓬更具有优势。     

黄河口潮滩盐沼沉积强度对碱蓬残体分解及氮动态的影响

2008年4月至2009年11月,基于野外原位分解实验,模拟研究了黄河口潮滩盐沼沉积强度对中潮滩碱蓬(Suaeda salsa)和低潮滩碱蓬残体分解及氮动态的可能影响。沿水盐梯度,设中潮滩和低潮滩2个分解小区,每个分解小区分别设无沉积(0 mm/a)、当前沉积增加(100 mm/a)和未来沉积增加(200 mm/a)3种固定沉积处理。结果表明,沉积强度对中潮滩和低潮滩碱蓬残体的分解具有一定影响,强沉积下残体的失重率和分解速率一般较高。当前或未来沉积增强后,二者残体的分解速率分别将增加138.10%~235.56%和8.89%~10.20%,95%分解时间分别将减少58.01%~70.24%和7.94%~9.13%。未来沉积增加处理下,中潮滩碱蓬残体的氮含量最大,其次为当前沉积增加处理下的氮含量,无沉积处理下的氮含量最小,3种处理下的氮含量无显著差异(p0.5);低潮滩碱蓬残体在未来和当前沉积增加处理下的氮含量相当,无沉积处理下的氮含量最小,3种处理下的氮含量无显著差异(p0.5)。当前或未来沉积增强后,中潮滩碱蓬残体在分解阶段将大多表现为氮累积特征,而低潮滩碱蓬残体将一直表现为较强氮释放特征,C/N对二者残体分解过程中氮养分的调控作用更为重要。研究发现,当不同沉积强度下潮滩环境养分状况不发生较大变化时,中潮滩和低潮滩碱蓬残体的相对分解速率可能取决于其基质质量;当养分状况发生较大改变时,其相对分解速率可能取决于分解环境的养分供给状况。     

黄河口潮滩碱蓬种子萌发与幼苗生长对土壤中氮磷比的响应

由于人类活动的影响,近年来黄河口营养盐入海通量一直维持在较高水平。大量营养盐的输入不仅可对河口潮滩的氮、磷营养水平以及氮磷比产生重要影响,而且其对于湿地植物的种子萌发与幼苗发育亦可能产生深刻影响。为此,于2010年10~11月,在人工气候箱控制条件下,研究土壤中氮磷比对采自黄河口中潮滩和低潮滩的不同表现型的碱蓬(Suaeda salsa)种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,随着培养基盐分的增加,采自中潮滩和低潮滩的碱蓬种子的萌发率都在减小;当氮磷比为9.5时,在无或低盐分(0 m M和300 m M)胁迫下,中等浓度的氮磷配比(4.524 m M氮+0.476 m M磷)有利于采自中潮滩的碱蓬种子的萌发和幼苗生长,低浓度的氮磷配比(0.905 m M氮+0.095 m M磷)则有利于采自低潮滩的碱蓬种子的萌发和幼苗生长;在高盐分(600 m M)胁迫下,高浓度的氮磷配比(9.05 m M氮+0.95 m M磷)对于采自两种生境的碱蓬种子萌发和幼苗生长都具有明显促进作用;当氮磷比为17时,无论在高盐分还是在低盐分胁迫下,高浓度的氮磷配比(9.444 m M氮+0.556 m M磷)都有利于采自两种生境的碱蓬种子萌发和幼苗生长,说明高氮低磷的配比(氮磷比为17)可以有效减缓盐分胁迫对碱蓬种子萌发的危害,使得碱蓬种子可以更快地适应环境而萌发。研究发现,采用平均生长量来描述外界条件影响下碱蓬种子萌发和幼苗平均生长状况是可行的。平均生长量的引入可以真实还原碱蓬种子萌发和幼苗生长的整体状况,是对鲜质量和干质量等表征碱蓬幼苗生长状况指标的一个有益补充。当前,伴随着黄河口潮滩环境氮磷配比的改变,采自两种生境的碱蓬种子萌发的抗盐分胁迫能力都呈增强趋势,其中以采自中潮滩的碱蓬种子抗盐分胁迫能力的增强最为明显,说明下一步通过调控氮磷比可以有效提高采自中潮滩的碱蓬种子对高盐分胁迫环境的适应能力,进而可以将其应用于该区退化湿地的生态恢复。     

黄河口滨岸潮滩不同生境下翅碱蓬氮的累积与分配特征

2008年5～11月,采用定位研究方法对黄河口滨岸潮滩不同生境下翅碱蓬(Suaedasalsa)氮的累积与分配特征进行了研究。结果表明,中潮滩翅碱蓬(JP1)和低潮滩翅碱蓬(JP2)不同器官生物量均具有明显季节变化特征,总体表现为JP1高于JP2,二者枯落物量均呈递增变化;JP1、JP2根、茎和枯落物的全氮(TN)含量在生长季均呈递减变化,符合指数衰减模型,而叶的总氮(TN)含量波动变化明显;二者不同器官及枯落物的氮累积量和累积速率(VN)季节变化明显,JP1地上部分的氮累积量和VN一般明显高于JP2,且二者地上部分氮累积量和VN均明显高于地下;JP1、JP2不同部分的氮分配比差异明显,其中叶的分配比最高,分别为(46.91±16.97)%和(55.21±9.79)%,说明叶是翅碱蓬重要的氮累积器官;二者氮的年吸收量和最大现存量分别为5.29g/m2、2.63g/m2和13.76g/m2、3.19g/m2;二者氮的吸收系数(0.0145和0.0065)均较低,而利用系数表现为JP2(0.8243)>JP1(0.3844),JP1在氮的吸收方面要强于JP2,而在利用方面却低于JP2。JP1和JP2生物量、TN含...