莫莫格湿地芦苇对水盐变化的生理生态响应

认识湿地植物对不同水盐环境的生理生态响应特征和规律,是确定湿地生态需水阈值的关键,为湿地生态需水量计算及生态恢复提供科学依据.通过对莫莫格湿地水盐环境因子与芦苇生理生态特征指标进行调查研究,并利用国际通用植被数量分析软件CANOCO4.5对其关系进行了冗余度分析(RDA).结果表明:湿地水深、Na+,HCO(3)含量3个环境因子组合对芦苇生理生态特征变异的解释量达到54.7％,说明这3个变量是影响芦苇生理生态特征变异的重要因子,水深是关键驱动因子.水深与芦苇株高、生物量、叶绿素含量、最大光化学效率Fv/FM以及光化学性能指数PIABS成显著正相关,随着水深的增加,芦苇株高、生物量以及叶绿素含量等逐渐增加.Na+含量、HCO(3)含量与芦苇生理生态特征的相关性没有达到显著水平.因此,中轻度盐碱湿地生态恢复需要重点考虑水深条件对湿地生态的影响,其次是水质( Na+/HCO(3))因素的影响作用,确保适宜生态水位,满足生态恢复需要.     

芦苇光合生理特性动态变化及其影响因子分析

以杭州湾滨海滩涂湿地自然生长的芦苇群落为研究对象,于芦苇生长季(5～11月份)采用LI-6400光合作用测定系统研究其光合生理指标变化规律及其与影响因子的关系.结果发现,芦苇最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)在生长季节内均表现为先增加后降低的变化过程,且均在7月份分别达到其最大值27.42、3.02和58.85 μmol*m-2*s-1,而表观量子效率(AQE)的变化无明显规律;芦苇Pmax的动态变化主要受叶绿素含量(包括叶绿素a和叶绿素总量)和环境因子(主要包括大气温度、光合有效辐射和相对湿度)的影响,其次是叶片营养元素P、N含量.     

黄河三角洲不同水位梯度下芦苇植被生态特征及其与环境因子相关关系

对黄河三角洲滨海湿地不同水位条件下芦苇植被生态特征进行动态调查,并分析其与土壤理化性质的相关关系。结果表明:芦苇湿地土壤电导率随水位梯度变化差异显著,长期水淹的芦苇区土壤电导率最低;在不同水位梯度下,芦苇生态特征表现出较强的差异性,相比之下,在水位较高的条件下,芦苇株高、茎粗、盖度和生物量均为最高值,产量达到了10 t·hm-2;研究区土壤营养元素含量总体均处于较低水平,且不同水位条件下营养元素在各土层中的分布具有一定的差异;相关性分析表明,土壤粘粒、粗粘粒、细粉粒、粗粉粒与土壤营养元素均呈现不同程度的相关性,土壤有效磷含量与高度、茎粗、盖度、生物量均呈极显著正相关,因此土壤有效磷可能是黄河三角洲滨海湿地芦苇植被生长的限制性营养因子。     

黑河流域中游水陆交错带湿地芦苇种群动态变化特征

对自然状态下黑河流域中游水陆交错带湿地芦苇(Phragmites australis)种群生态特征以及地表淹水深度进行调查,分析该区芦苇种群的盖度、高度、密度和地上生物量等生态特征的季节变化和地表水位变化对芦苇种群生态特征的影响。结果表明:黑河中游水陆交错带湿地芦苇种群的生长过程具有明显季节性规律,盖度随着季节的推移呈先升高后下降的趋势,最高值出现在8月下旬,为99.7%;高度则随着季节的推移逐渐升高;密度随着季节的变化具有先升高后下降再升高的特点;地上生物量在5～6月、7～8月间增长较快,6～7月间增长相对较慢,8月下旬达到最大值,随后逐渐减少。淹水深度对芦苇种群的生态特征有显著影响,种群盖度、高度、密度、地上生物量的变化速率与淹水深度变化速率均有显著相关性(p<0.05)。     

扎龙芦苇湿地生长季的甲烷排放通量

为研究高寒地区天然淡水芦苇湿地的甲烷排放特征,采用静态箱-气相色谱法,测定了扎龙不同水位芦苇湿地生长季的甲烷排放通量.结果表明:观测期内,扎龙芦苇湿地甲烷排放通量平均为7.67 mg·m^-2·h^-1（-21.18～46.15 mg·m^-2·h^-1）,其中深水区(平均水深100 cm)和浅水区(平均水深25 cm)的平均甲烷排放通量分别为5.81和9.52 mg·m^-2·h^-1,排放峰值分别出现在8月和7月,最低值均出现在10月.深水区夏季(6-7月)的甲烷排放通量显著低于浅水区,而春(5月)、秋(8-10月)季节显著高于浅水区.生长季甲烷排放通量的变化为夏季>秋季>春季;昼夜排放量为12:00和14:00最高,0:00最低.温度和水位是高寒地区淡水芦苇湿地甲烷排放通量变化的主要影响因子.     

黄菖蒲和美人蕉对水深梯度的响应差异

通过野外观测研究了黄菖蒲和美人蕉对水深梯度(10、30、50和70cm)的适应性。结果表明:随着水深的增加(1)黄菖蒲和美人蕉的分蘖数显著减少(P<0.05),但对株高、叶长和叶宽的影响不大;(2)2种植物叶片的叶绿素含量和根系活力均逐渐降低,叶片的丙二醛含量则逐渐升高,其中美人蕉的叶绿素含量、根系活力和叶片丙二醛含量的差异显著(P<0.05),而黄菖蒲仅根系活力的差异显著(P<0.05);(3)叶绿素荧光参数中,PSⅡ的最大光能转换效率(Fv/Fm)、表观电子传递速率(ETR)和光化学淬灭(qP)均呈显著下降的趋势(P<0.05),非光化学淬灭(qN)则显著增加(P<0.05);相对电子传递速率(rETR)及潜在最大电子传递速率(rETRm)、对光能的利用效率(α)和对强光的耐受能力(Ik)也都表现出明显的下降;美人蕉在10cm水深条件下各指标均高于黄菖蒲,但在水深较大的条件下总体上低于黄菖蒲。可见,水深较大时对黄菖蒲和美人蕉的生长产生了抑制作用,且对后者的抑制程度要大于前者。因此,在选择黄菖蒲和美人蕉进行湿地植物修复时,应保持浅水条件以利于其生长,其中黄菖蒲适应的水深(30～70cm)大于美人蕉(10cm...     

若尔盖高原湿地木里苔草生理生态特征对水深梯度的响应

木里苔草作为一种典型的高原湿地植被景观,其生理生态特征受到水深梯度变化的显著影响。选取若尔盖高原沼泽湿地典型植物木里苔草（Carex muliensis）作为研究对象,通过模拟实验,研究了其在-5cm、-3.5cm、0cm、8cm和22cm水深梯度下株高、叶长和叶宽的生长特征及增长量的变化规律,以及叶绿素、叶氮和生物量的变化趋势。结果表明：木里苔草在水深为8cm时呈现最大的株高、叶长和叶宽,其中以株高对水深梯度的响应最为显著,叶宽对水深梯度的响应并不明显,适度干旱或淹水都对木里苔草生长起到促进作用。此外,叶绿素、叶氮含量和生物量也都在8cm水位下达到最大。通过此实验,可以阐明木里苔草生长对水深条件的响应,为若尔盖湿地保护和恢复提供数据支撑与实践依据。     

水位调控对崇明东滩围垦区滩涂湿地芦苇和白茅光合、形态及生长的影响

于2011年植物生长季,研究了长江口崇明东滩围垦区滩涂湿地3个地下水位梯度(低水位、中水位和高水位)下芦苇和白茅的光合、形态和生长特征,以及土壤温度、湿度、盐度和无机氮含量等土壤因子.结果表明： 在生长旺期,芦苇叶片光合能力在高水位显著低于低水位和中水位,白茅叶片光合能力在3个水位梯度间无显著差异.整个生长季内,在单株水平,芦苇形态和生长指标总体上在中水位最优,白茅大多数形态和生长指标在3个水位梯度间差异不显著;在种群水平,芦苇植株密度、叶面积指数和单位面积地上生物量在高水位最大,白茅植株密度、叶面积指数和单位面积地上生物量在低水位最大.生长季初期,3个水位梯度间0～20 cm土层芦苇根状茎生物量差异不显著,而0～20 cm土层白茅根状茎生物量在高水位显著低于低水位和中水位.作为围垦前的原生湿生植物,芦苇在3个水位梯度下表现的差异性可能是由于不同水位梯度下土壤因子和白茅竞争强度不同.合理调控围垦区滩涂湿地水位可以抑制中生草本植物白茅的生长和繁殖,有助于以芦苇为单优势种的原有湿地植物群落的恢复.     

银川市典型湖泊湿地中芦苇生长特性及其生境土壤因子研究

该研究以银川市典型湖泊湿地芦苇为对象,通过原位试验监测芦苇生长发育过程中生长指标的月份变化特征,建立形态指标与群落数量指标关系估测模型,分析影响芦苇生长的主要土壤因子,为湖泊湿地生态恢复工程和芦苇湿地的有效管理提供理论依据。结果表明:(1)银川湖泊湿地芦苇在5~7月间生长速率快(P0.05),在8~9月份生长累积速率降缓(P0.05),芦苇株高、盖度、生物量等指标峰值出现在8月或9月,10月份各生物学指标出现上下波动变化(P0.05)。(2)银川湖泊湿地芦苇种群密度增加,群落环境改变,单株生存空间缩小,抑制了茎秆横向生长,表现为密度与茎粗呈极显著负相关关系;单株展叶数增加,单株叶面积伴随增长,群落尺度盖度和地上生物量也相应极显著增加(P0.01)。(3)在5~10月,各月株高与地上生物量的关系可用幂函数模型或指数函数模型表达,生长初期表现出一定的正相关关系,之后随生长速率变缓这种正相关趋于减弱并消失;在6~8月,各月茎粗与单株地上生物量拟合效果依次增加,随单株地上生物量累积量越来越大,茎秆横向生长起到了物理支撑作用;形态指标与生物量指标在峰值期(8月或9月)拟合效果最佳,多为幂函数模型,表现为异速生长关系。(4)土壤全氮(TN)、土壤有机碳(SOC)、土壤碱解氮(AN)、全盐、pH、土壤速效钾(AK)均是影响芦苇生长的特征因子,并以TN、SOC对芦苇生长发育影响最大。     

水深梯度下湿地植被空间分布与生态适应

采用模糊数学排序方法对黄河三角洲国家级自然保护区不同水深梯度下芦苇湿地植被进行了．研究,揭示了水深对植被空间分布的影响。结果表明,不同水深梯度下植物生境和群落类型都表现出较大差异,水深-30～40cm,为水陆过渡地带,旱生、水生植物并存,物种最为丰富,该段水深上植被盖度最大;水深在-30-50cm,由于地下水深较低,该段水深是研究区盐碱化程度最大处;水深低于-50cm时,地表较为干旱,盐碱化程度有所降低,植被类型被耐干旱植被代替。不同水深梯度影响了土壤水分、空气和土壤的生物、物理、化学过程,引起植被生长环境中土壤水分、盐碱化程度的改变,进而对植被空间分布和植被生态特征产生影响。     

人工恢复与自然恢复模式下苔草草丘生态特征比较

本研究以哈尔滨太阳岛草丘湿地为对象,对比了人工恢复与自然恢复下苔草草丘个体和种群的生态特征,并分析其与环境因子的关系.结果表明:苔草植株生长随时间呈现先增加后降低的变化趋势(5—8月),初期(5—6月)生长迅速,6月达到峰值.人工恢复和自然恢复模式下,苔草草丘个体和种群特征差异显著:自然恢复下苔草叶面积、叶宽、单株鲜重、单株干重、丘墩高度、直径、丘顶面积、丘墩表面积、丘墩体积等苔草草丘个体特征均显著高于人工恢复,人工恢复下苔草草丘密度、盖度、生物量等种群特征显著高于自然恢复,物种多样性无显著差异.土壤含水量、水深、草丘密度、丘间距离是导致2种恢复模式下苔草草丘生长差异的主要因素,自然恢复区土壤含水量、水深、间距均显著高于人工恢复区,对草丘个体的形成和发育具有促进作用,人工恢复区高移栽密度是导致草丘密度、盖度、生物量高于自然恢复区的主要因素.建议未来开展苔草草丘湿地恢复和保护时,应参考自然恢复湿地中草丘的分布特点,适当调整丘间距离(54.22～117.89 cm)和种群密度(1.9～3.1 墩·m^-2),同时采取干旱区春季适当补水措施,保持适宜的土壤含水量和水深,促进苔草草丘的生长发育和快速恢复,维持其种群长期健康稳定.     

太湖梅梁湾浮游植物叶绿素a和初级生产力

1998年5月～1999年8月对太湖梅梁湾4站点进行了每季1次、为期1年的初级生产力及相关因子研究,分析了梅梁湾叶绿素a含量和初级生产力的时空分布特征．结果表明,梅梁湾的叶绿素a含量、初级生产力均存在明显的季节变化和空间差异,春、夏季浮游植物叶绿索a含量和初级生产力要比秋、冬季高,空间上位于污染严重的直湖港口6#点叶绿索a含量和初级生产力要高,并大致呈现从湾内向湾口递减的趋势;在春、夏、秋季光照较强时,初级生产力最大指值出现在水下20～50cm处。到冬季垂直差异不明显;10～30℃之间初级生产力基本上随温度的上升而呈指数增加趋势．浮游植物生物现存量与初级生产力存在显著的正相关．营养盐与初级生产力相关性变化很大．光照显著地影响初级生产力的日变化。春、夏季强光作用下表面光抑制现象比较明显．     

黄河三角洲芦苇湿地生长季净生态系统CO2交换及其环境调控机制

采用涡度相关法,对2011年生长季的黄河三角洲芦苇湿地净生态系统CO₂交换(NEE)进行了观测,研究湿地NEE的变化规律及其影响因子.结果表明: 不同月份芦苇湿地的NEE日变化均呈“U”形曲线,CO₂最大净吸收率和释放率的日均值分别为(0.44±0.03)和(0.16±0.01) mg CO₂·m^-2·s^-1;芦苇湿地NEE、生态系统呼吸(R_eco)、总初级生产力(GPP)的季节变化均呈现生长旺季(7-9月)较高、生长初期(5-6月)和生长末期(10-11月)较低的趋势;R_eco和NEE在8月达到峰值,GPP在7月达到峰值.芦苇湿地生态系统的CO₂交换受到光合有效辐射(PAR)、土壤温度(T_s)和土壤体积含水量(SWC)的共同影响.白天NEE与PAR呈直角双曲线关系;5 cm深处T_s与夜间生态系统呼吸(R_eco,n)呈指数关系,生态系统呼吸的温度敏感性(Q₁₀)为2.30,SWC和T_s是影响芦苇湿地R_eco,n的主要因子.在整个生长季,黄河三角洲芦苇湿地生态系统是一个明显的CO₂的汇,总净固碳量为780.95 g CO₂·m^-2.     

Study on Dynamics of Calorific Value,Biomass and Energy in Calamagrostis epigejos Population in Songnen Grassland (in English)

There were two peaks of seasonal changes of the calorific value in shoot and leaves of Calamagrostis epigejos in middle June and in the early August respectively. The calorific value in stem presented a single peak curve which appeared in the early August. The calorific values in inflorescence and dead standing showed a fluctuation and the peak value of inflorescence was in the early September and that of dead standing was in middle June. The seasonal changes of energy standing crop on the above-ground part synchronized with that of the biomass, which presented a single peak curve. The energy allocated to each organ in different seasons was in the order as leaves >stem >inflorescence in middle June, leaves >stem >dead standing >inflorescence in early July, leaves >stem >inflorescence >dead standing in middle July, and leaves >stem >dead standing >inflorescence from August to September. The vertical allocation of energy in the parts of above-ground was that the energy value gradually increased from the surface to the 20 cm high level and the maximum value at the 10-20 cm high level which made up 26.91% of energy on the above-ground partion, and then it was decreased. In the under-ground portion, the energy value progressively decreased with depth and the maximum value was at 0-10 cm depth layer which made up 69.01% of energy of the under-ground portion.     

松嫩草原拂子茅种群热值、生物量和能量动态的研究

拂子茅（Calamagrostis epigejos)全株的叶的热值和季节变化规律相似,呈双峰曲线,2个峰值分别出现在6月中旬和8月初,茎热值的变化呈单峰曲线,峰值出现在8月初,穗笔立枯体的热值变化呈波动型,穗的最大值出现在9月初,立枯估出现在6月中旬,地上部能量现状量的季节变化与生物量变化同步,呈单峰曲线,不同季节能量在各器官中分配比率为：6月中旬为叶＞茎＞穗,7月初为叶＞茎＞立枯体＞穗,7月中旬为叶＞茎＞穗＞立枯体,8月至9月为叶＞茎＞立枯体＞穗,能量的垂直分配,地上部为从地表至20cm高度逐渐增加,最大值在１０－２０cm层占地上部总能量的２６．９１％,然后逐渐下降,地下部能量垂直分布规律是随着深度增加而逐渐减少,能量集中分布在地下0－10cm层在占地下部总能量69．01％。     

Effects of wind erosion and sand burial on water relations and photosynthesis in Alhagi sparsifolia in the southern edge of the Taklimakan Desert

塔克拉玛干沙漠南缘风沙活动十分频繁, 风蚀和沙埋是该地区自然植被生长发育的重要影响因子。该文以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带为研究区, 以该区域主要建群种植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为研究对象, 对一次强沙尘天气过后沙丘表面5种不同风蚀沙埋状况的骆驼刺植物进行标定(包括10 cm风蚀、5 cm风蚀、不蚀不积、10 cm沙埋、30 cm沙埋), 天晴后测定其叶水势、叶片含水量、光合参数和叶绿素荧光等参数, 分析研究自然环境条件下风蚀和沙埋对骆驼刺水分和光合作用的影响。结果表明: (1)风蚀显著降低了骆驼刺叶水势和叶片含水量, 进而导致植物气孔导度降低, 并引起植物光合速率和蒸腾速率的下降。风蚀的植物水分利用效率低于沙埋, 特别是在10 cm风蚀深度明显降低。 (2)沙埋增加了骆驼刺的叶水势、叶片含水量和气孔导度, 并引起植物光合速率和蒸腾速率的上升, 水分利用效率也得到提升。(3)风蚀条件下骆驼刺所受胁迫增加, 但可以通过增加活性反应中心的数量和光化学效率来抵消胁迫造成的不利影响。沙埋条件下骆驼刺受胁迫减轻, 反应中心吸收的光能和用于光化学反应的能量随着沙埋程度增加而减小, 这是骆驼刺适应风沙环境的一种生存策略。(4)与5 cm风蚀以及10 cm沙埋相比, 10 cm风蚀显著抑制骆驼刺的生长, 30 cm沙埋则会显著促进骆驼刺的生长。     

风蚀和沙埋对塔克拉玛干沙漠南缘骆驼刺水分和光合作用的影响

塔克拉玛干沙漠南缘风沙活动十分频繁, 风蚀和沙埋是该地区自然植被生长发育的重要影响因子。该文以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带为研究区, 以该区域主要建群种植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为研究对象, 对一次强沙尘天气过后沙丘表面5种不同风蚀沙埋状况的骆驼刺植物进行标定(包括10 cm风蚀、5 cm风蚀、不蚀不积、10 cm沙埋、30 cm沙埋), 天晴后测定其叶水势、叶片含水量、光合参数和叶绿素荧光等参数, 分析研究自然环境条件下风蚀和沙埋对骆驼刺水分和光合作用的影响。结果表明: (1)风蚀显著降低了骆驼刺叶水势和叶片含水量, 进而导致植物气孔导度降低, 并引起植物光合速率和蒸腾速率的下降。风蚀的植物水分利用效率低于沙埋, 特别是在10 cm风蚀深度明显降低。 (2)沙埋增加了骆驼刺的叶水势、叶片含水量和气孔导度, 并引起植物光合速率和蒸腾速率的上升, 水分利用效率也得到提升。(3)风蚀条件下骆驼刺所受胁迫增加, 但可以通过增加活性反应中心的数量和光化学效率来抵消胁迫造成的不利影响。沙埋条件下骆驼刺受胁迫减轻, 反应中心吸收的光能和用于光化学反应的能量随着沙埋程度增加而减小, 这是骆驼刺适应风沙环境的一种生存策略。(4)与5 cm风蚀以及10 cm沙埋相比, 10 cm风蚀显著抑制骆驼刺的生长, 30 cm沙埋则会显著促进骆驼刺的生长。     

黄河三角洲芦苇湿地生长季净生态系统CO2交换及其环境调控机制

采用涡度相关法,对2011年生长季的黄河三角洲芦苇湿地净生态系统CO₂交换(NEE)进行了观测,研究湿地NEE的变化规律及其影响因子.结果表明: 不同月份芦苇湿地的NEE日变化均呈“U”形曲线,CO₂最大净吸收率和释放率的日均值分别为(0.44±0.03)和(0.16±0.01) mg CO₂·m^-2·s^-1;芦苇湿地NEE、生态系统呼吸(R_eco)、总初级生产力(GPP)的季节变化均呈现生长旺季(7—9月)较高、生长初期(5—6月)和生长末期(10—11月)较低的趋势;R_eco和NEE在8月达到峰值,GPP在7月达到峰值.芦苇湿地生态系统的CO₂交换受到光合有效辐射(PAR)、土壤温度(T_s)和土壤体积含水量(SWC)的共同影响.白天NEE与PAR呈直角双曲线关系;5 cm深处T_s与夜间生态系统呼吸(R_eco,n)呈指数关系,生态系统呼吸的温度敏感性(Q₁₀)为2.30,SWC和T_s是影响芦苇湿地R_eco,n的主要因子.在整个生长季,黄河三角洲芦苇湿地生态系统是一个明显的CO₂的汇,总净固碳量为780.95 g CO₂·m^-2.     

海拔对高山栎光合气体交换和叶性状的影响

理解影响植物分布的式样及过程是生态学研究的中心内容之一,但对许多物种而言,限制其分布的原因还不清楚。为了认识高山栎分布与生理生态特性的关系,我们在不同海拔的4个观测点研究了帽斗栎的光合气体交换、叶氮含量、叶绿素含量和比叶重。由于高的水气压亏缺和气温,帽斗栎的光合作用和蒸腾作用在午间表现出明显的降低现象。帽斗栎的饱和光合速率、水分利用效率、最大羧化速率、最大电子传递速率和氮利用效率在海拔中部比低海拔或高海拔处的为高。不同海拔的叶氮含量在5月份有差异,8月份则没有明显不同。叶片厚度随海拔增加,但叶绿素含量及光合最适温度随海拔升高而降低。帽斗栎光合作用的海拔变化与叶片的生化效率和氮含量有关,而与比叶重无关。研究结果说明,温度的海拔变化对高山栎的光合作用和叶性状有明显影响,最适宜帽斗栎光合碳获取及生长的海拔范围是3180～3610m。