水位提升和泥炭藓繁殖体移植对泥炭地植被恢复的影响

泥炭藓繁殖体移植是影响泥炭地植被恢复的重要因素之一,不同移植方式的效果往往缺乏比较研究。选取长白山区白江河退化泥炭地为研究地,以自然生境的丘间种喙叶泥炭藓(Sphagnum flexuosum)和藓丘种中位泥炭藓(S.magellanicum)(后者耐旱能力较强)为实验材料,通过野外移植实验,研究水位提升与不同泥炭藓繁殖体移植方式对退化泥炭地植被恢复的影响。数据分析显示:水位条件显著影响了喙叶泥炭藓和中位泥炭藓的建植,随着水位上升,地表湿度增加,两种泥炭藓的盖度均呈明显的上升趋势;移植方式的变化短期内对泥炭藓的建植作用并不明显,但在移植2个月后,移植方式对喙叶泥炭藓表现出显著影响,即耐旱能力较强的中位泥炭藓置于上层时,喙叶泥炭藓盖度最高;水位和移植方式不存在交互作用,即在低水位条件下,中位泥炭藓置于上层的移植方式也未能提升泥炭藓的建植盖度。研究表明,水位提升是泥炭地植被恢复的十分有效的手段,因物种间存在对水分保持的差异,采用合理植物繁殖体移植方式,将会明显提升植被恢复的成效。     

水位控制对农田泥炭藓产量的影响

为明确不同水位控制下农田土壤因子与泥炭藓产量之间的关系,解析影响泥炭藓产量的主要土壤因子,以贵州省龙里县水苔村种植年限相同的泥炭藓为研究对象,分析不同水位条件下泥炭藓生理生态指标与土壤因子的特征,并结合冗余分析,讨论水位和土壤因子的交互作用对泥炭藓生理生态指标的影响。结果表明：水苔村种植泥炭藓有1科1属5种,其中泥炭藓原亚种(Sphagnum palustre L. ssp.palustre)为优势种。泥炭藓生理生态指标均随水位升高逐渐上升,表明高水位有利于泥炭藓生长;土壤含水量(SWC, Soil Water Content)和孔隙度(STP, Soil Porosity)随水位升高逐渐增大,表明水位升高有助于增强土壤透水、透气及蓄水保墒能力;总氮(TN, Total Nitrogen)、总磷(TP, Total Phosphorus)、总钾(TK, Total Potassium)、有效磷(AP, Available Phosphorus)随水位升高逐渐降低,表明水位升高加速氮磷钾等营养元素淋失;脲酶(URE, Urease)和过氧化氢酶(CAT, Catalase)随水位升高逐渐...     

长白山区白江河泥炭地植被短期恢复实验

泥炭地是重要陆地碳库,在全球范围内大多面临退化问题。选择长白山区排水改造后的白江河泥炭地为研究地,采用水文恢复、小灌木去除和泥炭藓移植结合的技术,通过筑坝堵截排水沟、剪除金露梅和移植泥炭藓繁殖体以实现各3个水平的水位埋深、小灌木盖度和移植密度的手段,进行了短期恢复实验研究。结果表明:随着水位提升,泥炭藓定植盖度增大;移植密度不超过1∶10(采集∶移植面积比)的条件下,定植盖度随移植密度增大而增大;在浅水位埋深(5～30 cm)条件下,定植盖度随小灌木盖度增加而增加。研究表明,排水泥炭地的恢复项目中,在抬升水位的基础上,移植足量的泥炭藓繁殖体,适当移除小灌木,可提高泥炭地生态恢复的效率。     

三种泥炭藓对干旱及植物相互作用的形态响应

泥炭藓是泥炭地中的优势植物,常面临干旱的威胁,并分化为藓丘种、丘间种甚至丘坡种,其形态特征如何响应种间相互作用和干旱胁迫还鲜有人知。以藓丘种大泥炭藓(Sphagnum palustre)、尖叶泥炭藓(S.capillifolium)和丘间种喙叶泥炭藓(S.fallax)为材料,在模拟湿润和干旱条件下,对人工构建的苔藓群落进行室内培养实验,分析干旱及植物相互作用对3种泥炭藓生物量生产、高增长、侧枝生产与水细胞体积百分比(HCP)的影响。结果表明:干旱对于3种泥炭藓的生物量生产、高增长、侧枝生产均有抑制效应,并促进了2个藓丘种HCP的增加;邻体抑制了藓丘种大泥炭藓的生物量生产与侧枝生产,并使藓丘种尖叶泥炭藓的HCP明显下降;在HCP性状上,干旱与邻体存在交互作用。研究表明,2类泥炭藓能够通过调整形态特征来适应干旱以及植物相互作用,藓丘种较强的耐旱能力应归因于其能通过增加HCP来提高储水能力。     

水位埋深和微地貌对金川泥炭土壤微生物活性及甲烷功能基因的影响

泥炭沼泽是长期储存碳最有效的陆地生态系统。水文特征和微地貌可能会通过调控微生物群落和功能影响泥炭地碳储存。本研究以长白山金川泥炭沼泽为研究对象,选取-10、-1、0、4、10、13、14和18 cm八个水位埋深,并在各水位埋深点采集臌囊薹草(Carexs chmidtii)草丘和丘间微地貌的土壤样品,以探究水位埋深和微地貌对土壤微生物量碳氮、酶活性及甲烷功能基因的影响。结果表明:微生物量碳氮受水位埋深影响因土壤层不同而不同,两者在草丘30~45 cm和丘间0~15 cm土壤层呈显著正相关。土壤碳氮循环相关的酶(β-1,4-葡萄糖苷酶和β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶)活性与水位埋深呈显著正相关且受土壤层调控,磷酸酶活性与水位埋深无关。此外,水位埋深与甲烷还原菌丰度(每克干土的mcrA功能基因拷贝数)呈显著负相关,而与甲烷氧化菌丰度(每克干土的pmoA功能基因拷贝数)呈显著正相关,且水位埋深对甲烷还原菌丰度的影响更大。草丘微地貌显著影响微生物量碳,同为15~30 cm土壤层,其含量表现为草丘>丘间;处于相同海拔的草丘15~30 cm和丘间0~15 cm,其含量表现为丘间>草丘。草丘微地貌也显著影响甲烷氧化菌丰度,同为15~30 cm土壤层,甲烷氧化菌丰度表现为草丘>丘间。本研究表明,泥炭地空间异质性对微生物活性具有重要影响,从定点研究到大尺度估算的尺度放大过程中,应对这一现象充分考虑。     

长白山哈泥泥炭地七种苔藓植物生态位

采用Levins和Pianka公式,对哈泥泥炭地7种苔藓植物的生态位进行了研究.结果表明：7种苔藓在泥炭的全氮、全磷、Ca²⁺、K⁺、沼泽水的pH和电导率、乔木郁闭度、灌木盖度以及水位埋深9个环境因子梯度上的平均生态位宽度排序为：沼泽皱缩藓＞喙叶泥炭藓＞中位泥炭藓＞尖叶泥炭藓、桧叶金发藓＞大泥炭藓＞锈色泥炭藓.锈色泥炭藓倾向于特化种,沼泽皱缩藓倾向于泛化种.在各种环境因子中,以电导率平均重叠值最高,水位埋深、乔木郁闭度、pH和灌木盖度梯度上平均重叠值最低,是影响苔藓分布的主要环境因子.多数苔藓在这4个梯度上产生生态位分异.少数苔藓种对在所有环境因子梯度重叠值均较高,是由于苔藓之间存在水分协作关系.这为苔藓植物的种间竞争提供了间接证据.     

泥炭藓群落的光谱特征及遥感识别研究

以中位泥炭藓（Sphagnum magellanicum Brid.）为研究对象,分别从实测冠层光谱和遥感传感器模拟光谱层面分析其群落的光谱特征。研究结果显示,中位泥炭藓与北方针叶林光谱差异明显,最佳光谱识别区间为740~1140 nm和1230~1412 nm。在可见光波段上,中位泥炭藓与云杉（Picea engelmannii Parry ex Engelmann）和黑松（Pinus contorta Douglas ex Loudon）的绿峰位置有所差异。水竹（Phyllostachys heteroclada Oliver）和中位泥炭藓的光谱识别特征波段集中在可见光-近红外波段,分别为400~550、560~696、1025~1143 nm。中位泥炭藓与北方针叶林以及水竹的特征光谱区间存在细微差异,且与水竹在可见光波段有较好的可分性,因此不同纬度带上中位泥炭藓群落的特征谱宽有所差异。红外波段是中位泥炭藓识别的最佳光谱区间。在多光谱遥感水平上,中位泥炭藓识别效果较好,传感器的识别能力依次为：MSI > ALI > OLI > ASTER。在2个中位泥炭藓群落的光谱特征分析中,导数、对数、包络线去除法的光谱降维能力有所差异,其中包络线去除法效果最好。     

泥炭藓群落的光谱特征及遥感识别研究

以中位泥炭藓(Sphagnum magellanicum Brid.)为研究对象,分别从实测冠层光谱和遥感传感器模拟光谱层面分析其群落的光谱特征。研究结果显示,中位泥炭藓与北方针叶林光谱差异明显,最佳光谱识别区间为740～1140 nm和1230～1412 nm。在可见光波段上,中位泥炭藓与云杉(Picea engelmannii Parry ex Engelmann)和黑松(Pinus contorta Douglas ex Loudon)的绿峰位置有所差异。水竹(Phyllostachys heteroclada Oliver)和中位泥炭藓的光谱识别特征波段集中在可见光-近红外波段,分别为400～550、560～696、1025～1143 nm。中位泥炭藓与北方针叶林以及水竹的特征光谱区间存在细微差异,且与水竹在可见光波段有较好的可分性,因此不同纬度带上中位泥炭藓群落的特征谱宽有所差异。红外波段是中位泥炭藓识别的最佳光谱区间。在多光谱遥感水平上,中位泥炭藓识别效果较好,传感器的识别能力依次为:MSI> ALI> OLI> ASTER。在2个中位泥炭藓群落的光谱特征分析中,导数、对数、包络线去除法的光谱降维能力有所差异,其中包络线去除法效果最好。     

长白山哈泥泥炭地丘间生境泥炭藓孢子的寿命

长寿有性繁殖体对于植物种群的长存具有重要意义,迄今,泥炭地苔藓植物孢子长寿性研究还很少。在长白山哈泥泥炭地钻取丘间表层泥炭样品,测定泥炭腐殖化度和烧失量,逐层提取和培养泥炭藓孢子,研究埋藏时间对孢子萌发的影响。结果表明,丘间泥炭藓孢子埋藏环境中,随着埋深的增加即埋藏年限的增加,泥炭腐殖化度和烧失量总体上分别呈现增加和递减的趋势,而地层泥炭藓孢子萌发率呈现直线递减的规律,但在埋藏近150余年后孢子萌发率仍可达40%。研究进一步证明泥炭藓具有长期持久孢子库,根据推算,泥炭地丘间埋藏环境中,泥炭藓孢子最大寿命可超过400a。     

大九湖沼泽湿地大泥炭藓种群分布特征及其制约因素

为探究神农架大九湖泥炭藓湿地的关键物种大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)种群的分布特征及其制约因素,于2020年8月沿垂直湖岸带方向设置样带和样方进行植被和环境因子的调查和采样,于室内进行各理化指标和生理指标的测定与分析。研究结果显示：(1)大泥炭藓三生长指标(头状枝数量、盖度、生物量)对垂直湖岸带距离的响应具有一致性,均随垂直湖岸带距离的增加呈现先增加后减小的趋势,在距湖岸40m左右时,大泥炭藓种群生产力最高;(2)多元线性回归分析结果显示,在20个环境因子(土壤含水量、容重、孔隙度、固相比、液相比、气相比、pH、TN、TP、TOC、AHN、AP、TOC/TN、TOC/TP、TN/TP;地下水埋深;水样pH、TN、TP、TN/TP)中,地下水埋深是影响大泥炭藓种群生长和分布的最重要环境因子,其次是土壤TOC/TP;在8个生理指标(组织TC、TN、TP、TC/TN、TC/TP、TN/TP、总叶绿素、类胡萝卜素)中,组织TC与大泥炭藓生长显著相关;(3)地下水埋深通过影响大泥炭藓头状枝的光合和呼吸作用,土壤TOC通过影响大泥炭藓吸收同化到自身组织中的TC含量,来影响其种...     

地理来源与生物化学属性对泥炭地植物残体分解的影响

不同地理来源的泥炭地植物残体在同一环境中的分解速率一直缺乏比较研究。该研究沿纬度梯度, 选择大九湖、哈泥和满归3处泥炭地, 以三地的10种植物为分解材料, 使用分解袋包装, 埋藏于长白山哈泥泥炭地, 开展为期1年的分解实验, 研究地理来源及生物化学属性对泥炭地植物残体分解的影响。结果表明, 如不考虑物种差异, 从总体上看, 随着纬度增加, 3处泥炭地植物残体的初始氮(N)含量下降, 初始木质素含量、碳氮比(C/N)和木质素/N上升。经一年分解后残体分解速率因植物类群不同而不同, 桦木属(Betula)和薹草属(Carex)植物残体的干质量损失率均接近50%, 远大于泥炭藓属(Sphagnum)植物(约为10%)。3处来源地植物残体干质量损失率总体上无差异, 但比较同种植物残体发现, 来自中纬度泥炭地哈泥的中位泥炭藓(S. magellanicum)的干质量损失率(19%)远高于来自高纬度泥炭地满归的(9%)。制约残体分解的因素因植物类群不同而不同, 残体初始总酚/N是决定属间残体干质量损失率差异的重要指标。薹草属植物初始N含量和C/N与残体分解速率、泥炭藓属植物初始Klason木质素含量和总酚/N与残体分解速率均呈正相关关系。该研究一定程度上表明, 若以纬度降低指代气候变暖, 当前持续的气候变暖可能通过改变高纬度泥炭地的植物组成和植物的生物化学属性, 来改变植物残体分解速率, 进而影响泥炭地的碳汇功能。     

模拟氮沉降对鄂西南贫营养泥炭地两种藓类植物生长与分解的影响

以泥炭藓属(Sphagnum)植物为优势种的贫营养泥炭地是陆地生态系统重要的碳汇,其优势植物的生长与分解动态关系着贫营养泥炭地碳汇潜力,但有关氮沉降对贫营养泥炭地优势藓类植物生长与分解的影响还存在很大争议,并且氮沉降对亚热带贫营养泥炭地优势藓类植物生长与分解的研究鲜有报道。该研究以鄂西南贫营养泥炭地为研究对象,通过原位喷洒不同浓度的NH4Cl溶液,采用生物量收割法和分解袋法,探讨模拟氮沉降对泥炭藓(S.palustre)与金发藓(Polytrichumcommune)生长及分解的影响。研究结果表明:(1)氮沉降对两种藓类植物生长高度与生物量均有明显的影响,且两种藓类植物生长存在一定的氮沉降阈值,约为3g·m^–2·a^–1;(2)氮沉降对两种藓类植物生长影响程度不同,金发藓对氮沉降的响应灵敏度要大于泥炭藓;(3)高浓度氮沉降(6和12g·m^–2·a^–1)抑制了泥炭藓分解,低浓度氮沉降(3g·m^–2·a^–1)对泥炭藓分解的影响取决于分解时间,而所有浓度氮沉降均抑...     

贵州泥炭藓属植物物种多样性研究

对采自贵州各地的150余份泥炭藓属植物标本进行整理,发现其中的拟狭叶泥炭藓和吕宋泥炭藓为贵州首次发现,至此,贵州有泥炭藓属植物18种1亚种和1变种。列入中国红色名录中的多纹泥炭藓在贵州的分布除原记录安顺地区外,这次研究还发现在贵州的麻江和雷公坪2个地方亦有分布。     

遮阴对两种泥炭藓植物生长及相互作用的影响

以大泥炭藓和喙叶泥炭藓为材料,研究遮阴对其生长及植物相互作用的影响.结果表明:在单种群中,遮阴处理明显促进了大泥炭藓的高生长,但对喙叶泥炭藓的生长以及大泥炭藓生物量和分枝数未产生影响;在混合群中,喙叶泥炭藓抑制了大泥炭藓生物量和分枝数的增长,而大泥炭藓对喙叶泥炭藓的生长无影响.随遮阴胁迫的增加,邻体对喙叶泥炭藓竞争加剧,当胁迫进一步增强,邻体效应有转变为正相互作用的趋势,但邻体对大泥炭藓的效应始终为竞争,未随胁迫增加而变化.     

黑龙江兴凯湖沼泽地苔藓植物群落初步研究

2009年夏在黑龙江兴凯湖沼泽地中随机选取47个1m×1m样方,进行苔藓植物及相应维管植物群落调查,并测量记录环境因子,以分析苔藓植物多样性,探讨影响苔藓植物生长与分布的主要环境因子。结果表明：所调查的沼泽地中共有苔藓植物5科、6属、7种,其中粗叶泥碳藓（Sphagnumsquarrosum）和中位泥碳藓（S.magellanicum）为优势种。CCA分析结果显示,粗叶泥炭藓和中位泥炭藓多分布于水位埋深大的生境中,且前者常出现于以细叶苔草（Carexrigescens）为主的群落中,而后者则主要出现于以芦苇（Phragmitesaustralis）-小叶章（Deyeuxiaangustifolia）为主的群落中;中位泥炭藓能生长于沼泽地pH4·4~6·5的所有生境中,粗叶泥碳藓则局限生长于pH5·3左右的生境中,而大湿原藓（Calliergonellacuspidata）、万年藓（Climaciumdendroides）、地钱（Marchantiapolymorpha）和镰刀藓（Drepanocladusaduncus）等4种苔藓植物生长于水体pH值为6·3左右的生境中。研究认为,沼泽地的水位埋深、水pH值和维管植物群落特征是影响这7种苔藓植物生长和分布的主要因子。     

泥炭地特征性环境因子促进泥炭藓持久孢子库的形成

研究泥炭地特征性环境因子——淹水、少氧和化感物质对泥炭藓孢子持久性的影响,可深入理解泥炭地泥炭藓持久孢子库的形成机制,为退化泥炭地泥炭藓地被恢复研究提供参考。该研究以藓丘种和丘间种两种泥炭藓的孢子为试验材料,通过室内模拟控制实验的方法,研究泥炭藓孢子在空气、超纯水、泥炭地地表水和泥炭藓沥出液中,及3种速率充气下,孢子萌发力持久性的变化。经充气处理后,泥炭藓孢子持久性显著低于不充气处理。不充气时,泥炭藓孢子在含有化感物质的泥炭地地表水和泥炭藓沥出液中保存,持久性显著高于在超纯水中保存。通径分析结果显示,溶解氧是影响泥炭地泥炭藓孢子持久性的主要因子和限制因子,养分元素氮(TN)和磷(TP)的浓度为孢子持久性的负作用因子。研究结果表明,泥炭藓孢子散布于苔藓地被基质或淹水的丘间生境中,比暴露于空气或在无化感物质的水中,能更好地维持萌发力。泥炭地中,泥炭藓孢子和其他植物的繁殖体的超长寿命可能归因于少氧、养分贫乏和丰富的化感物质等泥炭地特征性环境因子。     

泥炭地特征性环境因子促进泥炭藓持久孢子库的形成

研究泥炭地特征性环境因子——淹水、少氧和化感物质对泥炭藓孢子持久性的影响, 可深入理解泥炭地泥炭藓持久孢子库的形成机制, 为退化泥炭地泥炭藓地被恢复研究提供参考。该研究以藓丘种和丘间种两种泥炭藓的孢子为试验材料, 通过室内模拟控制实验的方法, 研究泥炭藓孢子在空气、超纯水、泥炭地地表水和泥炭藓沥出液中, 及3种速率充气下, 孢子萌发力持久性的变化。经充气处理后, 泥炭藓孢子持久性显著低于不充气处理。不充气时, 泥炭藓孢子在含有化感物质的泥炭地地表水和泥炭藓沥出液中保存, 持久性显著高于在超纯水中保存。通径分析结果显示, 溶解氧是影响泥炭地泥炭藓孢子持久性的主要因子和限制因子, 养分元素氮(TN)和磷(TP)的浓度为孢子持久性的负作用因子。研究结果表明, 泥炭藓孢子散布于苔藓地被基质或淹水的丘间生境中, 比暴露于空气或在无化感物质的水中, 能更好地维持萌发力。泥炭地中, 泥炭藓孢子和其他植物的繁殖体的超长寿命可能归因于少氧、养分贫乏和丰富的化感物质等泥炭地特征性环境因子。     

鄂西南亚高山湿地泥炭藓的生长与分解

泥炭藓(Sphagnum)是湿地土壤碳的重要来源, 在土壤碳累积过程中发挥着关键作用, 但有关亚热带湿地泥炭藓生长与分解的研究鲜有报道。该研究选择鄂西南亚高山泥炭藓湿地为研究区域, 原位开展不同微生境泥炭藓的生长及其凋落物的分解实验, 室内测试凋落物的化学成分, 探讨亚热带亚高山湿地泥炭藓的生长与分解规律。结果表明: 泥炭藓在自然状态生长12个月后, 丘上和丘间两种微生境下泥炭藓的平均高度增长量分别为2.9和2.7 cm, 对应的净生产量分别为270.94和370.88 g·m ^-2, 生长时间与微生境对泥炭藓的高度增长量及净生产量均有显著影响, 且两者之间存在交互作用, 但是两种微生境下泥炭藓的生长变化过程不同; 两种微生境下泥炭藓的平均生长速率(2017年7-10月)为0.33 mm·d ^-1, 其生长速率高于寒温带地区。另外, 分解时间对泥炭藓的分解量有显著影响, 其残留率随时间增加表现为先减少后增加的趋势。12个月后, 丘间、丘上和水坑3种微生境下最终残留率分别为100.67%、90.54%和85.63%。凋落物中碳含量、碳氮比和多酚含量相比初始值均有所下降, 氮含量则为增加。同时, 微生境对凋落物分解的影响取决于分解时间。分解3个月时, 微生境之间凋落物的分解量差异显著, 其他时间段差异不明显。     

鄂西南亚高山湿地泥炭藓的生长与分解

泥炭藓(Sphagnum)是湿地土壤碳的重要来源,在土壤碳累积过程中发挥着关键作用,但有关亚热带湿地泥炭藓生长与分解的研究鲜有报道。该研究选择鄂西南亚高山泥炭藓湿地为研究区域,原位开展不同微生境泥炭藓的生长及其凋落物的分解实验,室内测试凋落物的化学成分,探讨亚热带亚高山湿地泥炭藓的生长与分解规律。结果表明:泥炭藓在自然状态生长12个月后,丘上和丘间两种微生境下泥炭藓的平均高度增长量分别为2.9和2.7cm,对应的净生产量分别为270.94和370.88g·m~(–2),生长时间与微生境对泥炭藓的高度增长量及净生产量均有显著影响,且两者之间存在交互作用,但是两种微生境下泥炭藓的生长变化过程不同;两种微生境下泥炭藓的平均生长速率(2017年7–10月)为0.33 mm·d~(–1),其生长速率高于寒温带地区。另外,分解时间对泥炭藓的分解量有显著影响,其残留率随时间增加表现为先减少后增加的趋势。12个月后,丘间、丘上和水坑3种微生境下最终残留率分别为100.67%、90.54%和85.63%。凋落物中碳含量、碳氮比和多酚含量相比初始值均有所下降,氮含量则为增加。同时,微生境对凋落物分解的影响取决于分解时间。分解3个月时,微生境之间凋落物的分解量差异显著,其他时间段差异不明显。     

六种泥炭藓形态结构特征对其持水能力的影响

本研究选取贵州都匀市毛尖镇螺蛳壳风景区沼泽湿地的6种泥炭藓属(Sphagnum)植物,分别测量其主茎粗、株高,计数侧枝数和分枝数,并计算其饱和吸水率、外吸水率、内吸水率、透明细胞面积占比、侧枝密度等指标.结果显示:(1)6种泥炭藓饱和吸水率大小依次为狭叶泥炭藓(S.cuspidatum Ehrh)(2518.99％)>...