青藏高原腹地植物碳同位素组成对环境条件的响应

现代植物碳同位素组成是特定环境影响的结果,通过对植物碳同位素组成的研究可以揭示植物生长期环境信息。针对青藏高原腹地高寒草甸~高寒草原过渡区植被碳同位素组成进行研究;该区高山嵩草样δ13C值在-25.63‰~-27.95‰间,平均值-26.63‰;高寒草原区混合样δ13C值于-26.29‰~-27.73‰间,平均值-27.04‰。高山嵩草样δ13C值总体呈现由南东往北西方向正偏趋势,研究区北部高寒草原区混合植物样也呈现出由南向北富重碳同位素趋势。这些变化规律被认为是主要受降水环境影响的结果,而区域内降水条件的展布规律则是受高原夏季风运移方式的控制。对植物δ13C值与地理位置的回归分析表明,该区植被碳同位素组成与地理位置相关,高山嵩草样(r=0.44603,n=29,p<0.05)和混合样(r=0.8112,n=5,p<0.1)均表现出对区域降水环境条件的良好响应。据此,以该区植物δ13C值为背景,进行合理推算,拟定了研究区内干旱区和湿润区界限的位置。     

极端洪水导致的湖泊水位抬升和氮磷输入增加对苦草(Vallisneria natans)的复合影响

据全球气候变化模型预测,未来极端洪水事件将呈现增多和加剧态势。极端洪水对沉水植物功能性状、生长发育状况及整个生态系统均有深远的影响,研究极端洪水对沉水植物生长发育的影响对理解和预测气候变化过程中水生态系统的变化具有重要意义。本文针对极端洪水事件引起的水位急剧上升和营养负荷量增加双重效应,在实验周期90 d内设置对照(水位保持75 cm)、2种极端洪水条件(水位在第1天从75 cm快速上升至150 cm + NP输入、水位从75 cm逐步上升至150 cm + NP输入)以及水位保持75 cm + NP输入4项处理(后3项处理中营养输入总量相同),研究了极端洪水对沉水植物苦草(Vallisneria natans)生长、繁殖对策及生物量分配的影响,实验过程中还同步监测了浮游植物、附着藻类和水体营养状况(TN和TP)。在苦草的17个测定指标中,只有根生物量分配和有性繁殖分配在4个处理下无明显变化。从水位的单独作用看,相对于营养增加且水位恒定的处理,两种洪水条件(水位急剧上升和逐步上升)均降低了苦草的分株数、叶片数、间隔子数、间隔子总长、最大根长、花果数以及各器官生物量和总生物量,促进了人工基质表面附着藻类的生长。水位急剧上升时,植株对间隔子的生物量投资倾向于最小,而株高和植株对叶的生物量投资倾向于最大。从营养负荷的单独作用来看,相对于对照组,营养增加且水位恒定的处理中水体N浓度显著增加,促进浮游植物和苦草表面附着藻类的生长,但是从二者的Chl.a浓度来看,浮游植物遮光作用相对较大,抑制了苦草叶、根和间隔子的生长,但有性繁殖生物量无明显变化。从水位和营养负荷联合作用的模式来看,水位上升和营养负荷两个环境因素的联合作用会使入湖营养负荷加强水位上升对沉水植物生长的影响效应,二者的联合作用使叶、根、间隔子和有性繁殖生物量均大大降低。因此,极端洪水对沉水植物的不利影响较大,一方面水位抬升会直接影响沉水植物,另一方面会通过浮游植物间接影响沉水植物生长发育。     

重金属胁迫下四种红树植物幼苗生理响应特征

研究了四种红树植物红海榄、秋茄、木榄、角果木幼苗在不同浓度重金属水溶液胁迫28天后的生理生化指标变化特征,包括可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）活性和氧化损伤标志物丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量。研究结果表明四种植物叶片内的SOD、POD活性均呈现出先升高后下降趋势,10倍重金属水溶液中的红海榄,5倍重金属水溶液中的秋茄和木榄,以及1倍重金属水溶液中的角果木具有较好的抗氧化酶活性,能有效清除活性氧,减小氧化损伤。在同等浓度重金属水溶液处理下,MDA含量结果显示红海榄受损程度最轻,秋茄、木榄受损程度居中,角果木受损程度最重。红海榄抗重金属胁迫能力强于秋茄、木榄,角果木抗重金属能力最弱。上述四种红树植物对重金属的抗性结果说明红树科植物具有较强的抗污染能力,这对于我国红树林生态修复与保护具有重要的指导意义。     

Diurnal Variations of Hydrochemistry in a Travertine-depositing Stream at Baishuitai, Yunnan, SW China

Diurnal variations of hydrochemistry were monitored at a spring and two pools in a travertine-depositing stream at Baishuitai, Yunnan, SW China. Water temperature, pH and specific conductivity were measured in intervals of 5 and 30 min for periods of 1 to 2 days. From these data the concentrations of Ca²⁺, HCO₃⁻, calcite saturation index, and CO₂ partial pressure were derived. The measurements in the spring of the stream did not show any diurnal variations in the chemical composition of the water. Diurnal variations, however, were observed in the water of the two travertine pools downstream. In one of them, a rise in temperature (thus more CO₂ degassing) during day time and consumption of CO₂ due to photosynthesis of submerged aquatic plants accelerated deposition of calcite, whereas in the other pool, where aquatic plants flourished and grew out of the water (so photosynthesis was taking place in the atmosphere), the authors suggest that temperature-dependent root respiration underwater took place, which dominated until noon. Consequently, due to the release of CO₂ by the root respiration into water, which dominated CO₂ production by degassing induced by temperature increase, the increased dissolution of calcite was observed. This is the first time anywhere at least in China that the effect of root respiration on diurnal hydrochemical variations has been observed. The finding has implications for sampling strategy within travertine-depositing streams and other similar environments with stagnant water bodies such as estuaries, lakes, reservoirs, pools and wetlands, where aquatic plants may flourish and grow out of water.     

西溪湿地外来植物及其风险管理

采用经典分类及群落学研究方法,通过实地调查和资料分析,对西溪湿地外来植物,特别是外来入侵植物的种类、生境、危害程度等进行了研究。结果表明:西溪湿地现有外来种子植物97科234属328种,其中被子植物91科220属311种。菊科、禾本科和蔷薇科等14科所含属种是该地外来植物的主要组成部分,菊科、禾本科占绝对优势;菊科外来植物在外来种中所占比例大,且危害较重。景观改造、湿地植物园引种是西溪湿地外来植物种类大量增加的主要原因。西溪湿地现有外来入侵植物共27科55属71种,原产地为美洲的48种,占总种数的67.61%;原产地为欧洲的9种,占12.68%。外来入侵植物以一年生或二年生草本居多,有52种,占总种数的73.24%,落叶灌木仅1种(占1.41%)。提出西溪湿地外来植物的编目、监测和数字化管理的建议,并建议将美丽飞蓬、南美天胡荽、再力花和黄菖蒲等4种外来植物列入中国外来入侵植物名录。     

全球2℃温升碳约束下中国煤电搁浅资产研究

作为全球煤电装机规模最大且仍在扩张的国家,中国需要慎重评估兑现《巴黎协定》温室气体减排承诺带来的潜在煤电资产搁浅问题.研究运用"上下交互"的碳锁定曲线模型,识别不同产能扩张情景下(无新增、新增200、300和400 GW)的搁浅煤电机组.首先,从"自上而下"角度匡算中国煤电行业2℃温升目标下的碳配额.然后,从"自下而上...     

Validation and Application of Plants as Biomonitors of Trace Element Atmospheric Pollution – A Co-Ordinated Effort in 14 Countries

The International Atomic Energy Agency (IAEA) organized a co-ordinated research project (CRP) on Validation and application of plants as biomonitors of trace element atmospheric pollution analysed by nuclear and related techniques involving 14 participating countries. The CRPs objective was to identify appropriate bioindicators for local and/or regional application and validate them for general air pollution monitoring. Activities included quantification studies, research into spatial and time resolution for particular organisms, and physiological studies. A number of suitable bioindicators were identified in different parts of the globe and tested during the CRP. Sampling strategies were reviewed and the recommended approach adopted by the group. Appropriate sample preparation procedures were assessed and harmonised to the degree allowed by different geographic and climatic conditions in the participating countries. Two interlaboratory comparison exercises were carried out on lichen and moss materials. Results confirmed definite improvement in analytical performance of the participating laboratories, but also revealed possible inconsistencies due to different sample processing procedures. Several monitoring surveys were carried out and consequently pollution maps drawn for extended areas or countries. Overall results confirmed applicability of lower plants for assessing the degree of atmospheric pollution and provided several countries with effective monitoring tools not used before.     

外源氮磷负荷比增加对刺苦草（Vallisneria spinulosa）生长的影响

磷(P)是水生态系统生产力的限制因子,因此,在水体富营养化治理的过程中,许多地方采取了有效的措施控制流域P的排放;但氮(N)来源复杂,难以有效控制,导致湖泊外源的N∶P负荷比日益扩大.植物的生长需要合适的N∶P比,因此,外源N∶P负荷比的增加可能会对沉水植物的生长产生影响.采取控制实验,将刺苦草(Vallisneria spinulosa)栽种于塑料桶中,每隔3 d添加1次N、P营养盐,实验设置5个处理,P外源性负荷量固定为4 mg/(m~2·d),N外源性负荷量分别为0、40、80、120、160 mg/(m~2·d).实验周期为80 d.结果显示:随着N∶P负荷比的增加,刺苦草的叶干重、植株总干重、根干重、叶N及总N含量、叶片数、叶P及总P含量等指标基本保持不变或略有增加,单株总根长、根茎长度、块茎干重和无性系小株数目则呈现下降趋势.结果表明:随外源N∶P负荷比的增加,刺苦草个体生长指标总体呈现不变的趋势,但与种群扩张潜力相关的指标如根茎长度、块茎干重和无性系小株数目等则呈现下降趋势;刺苦草体内累积的N随外源N∶P负荷比的增加而增加,但P的累积保持不变.说明N∶P负荷比的增加对刺苦草个体生长影响不大,但对种群扩张不利;刺苦草对P的吸收也并不随N∶P比的增加而改变.     

沉水植物生长对沉积物间隙水中的氮磷分布及界面释放的影响

采集未破坏沉积物结构的柱状沉积物样品,通过室内41 d的培养实验,研究了沉水植物生长过程对间隙水中NH_4~ -N和PO_4~(3-)-P的浓度的动态影响,分析了沉水植物生物量与沉积物中氮磷释放通量的对应关系．结果表明：随沉水植物生长和生物量增加,上部0-5 cm沉积物垂向各层间隙水中NH_4~ -N含量呈逐步降低,表现出沉积物-水界面氮的释放通量与沉水植物生物量存在负相关性;而间隙水PO_4~(3 )-P含量则随沉水植物生长呈单峰型变化,磷释放通量与生物量相关性不明显．初步反映沉水植物在沉积物的生长过程中对氮磷吸收的生物地球化学机制是不同的．     

沉水植物驱动的水环境钙泵与水体磷循环的关系

水体磷循环是水柱和对应的沉积物中发生的各种非生物和生物的磷迁移转化过程.与此同时,沉积物中钙通过沉水植物吸收和转运,从该类植物的叶面释放至水柱中,释放的Ca2+与水柱中的CO23-一起形成碳酸钙.在这一过程中,水柱中少量溶解性磷分配在碳酸钙中形成CaCO3-P共沉淀,导致水体中可溶性磷向难溶性磷转化,这种由沉水植物驱动的水环境钙泵在水体磷循环中发挥着重要作用.研究证明,沉水植物菹草叶面上有CaCO3-P共沉淀的形成,且这种共沉淀的含磷量变化范围很宽.另一方面,新近沉积物中钙与磷的沉淀物存在一个由聚磷酸盐向磷灰石逐渐演变过程,而沉水植物叶面上的含磷共沉淀作用是否也存在由聚磷酸盐向磷灰石的变质过程,该过程在沉水植物生长期间是否发生关系到沉水植物除磷效果值得深入研究.本文从水体磷循环概述、钙在水体磷循环中的作用和沉水植物驱动的水环境钙泵假说及其在水体磷循环中的意义等方面综述了钙在水环境中的迁移对水体磷循环的贡献.