检疫性杂草毒莴苣的光合特征及其入侵地群落学生态调查

毒莴苣是我国东南沿海地区的新入侵杂草,也是国家进境植物的检疫对象.调查发现,毒莴苣植株高大,易在入侵地形成群落优势种;常见的伴生杂草有小飞蓬、野塘蒿、鬼针草、裂叶月见草、裂叶牵牛、狗尾草、野胡萝卜、苍耳、一年蓬、山莴苣、葎草、龙葵和钻形紫菀等.应用LCA 4光合蒸腾测定系统对毒莴苣进行净光合速率测定,结果表明：该种实测净光合速率高达21.22±0.45 μmol CO₂·m^-2·s^-1,比入侵性杂草一年蓬、野塘蒿稍低,比藜、北美车前、山莴苣等高,是一种高光效植物;根据毒莴苣的光合-响应曲线,该外来入侵种的理论光补偿点为37.58 μmol·m^-2·s^-1, 光饱和点为1 480 μmol·m^-2·s^-1,理论最大净光合速率20.81 μmol CO₂·m^-2·s^-1;毒莴苣的光合作用具有午休现象,是由于高光照和高温导致气孔阻力增加、气孔关闭,影响了植株对外的气体交换;影响净光合速率的主要因素是气孔导度、叶面光合有效辐射和叶片的蒸腾.     

豚草叶片和果实气体交换特性与11种土壤重金属相关性

对10个样地中Cu、Pb、Zn、Mn、Cr、Co、Ni、Cd、As、Sb和 Hg 11种土壤重金属含量及样地内豚草叶片和果实气体交换特性进行测定.结果表明,样地内豚草叶片的净光合速率在1.88～9.41 μmol·m^-2·s^-1,而果实的净光合速率最高可达2.81 μmol·m^-2·s^-1.叶片的呼吸速率、气孔导度、光合速率和水分利用效率的平均值分别为1.81 μmol·m^-2·s^-1、75.7 mmol·m^-2·s^-1、6.05 μmol·m^-2·s^-1和4.72 μmol·mmol^-1,分别是果实的5.26、0.64、1.31和1.69倍,说明非同化器官幼嫩果实具有与叶片相当,甚至更强的呼吸、光合能力和水分利用效率;研究地点重金属Ni达到轻微污染水平,其它重金属含量都接近或者显著低于重金属污染的阈值.相关分析和多元回归分析显示,大部分土壤重金属（如Cu、Pb、Zn、Cd、As、Sb和Hg）含量的高低对豚草气体交换特性没有显著影响,仅部分重金属含量与豚草的叶片、果实气体交换特性密切相关,如Ni和Cr对豚草叶片、果实的气孔导度及水分利用效率显著相关;Cr与豚草叶片饱和光合速率显著相关;而As与豚草果实的气孔导度显著相关.表明大部分土壤重金属对叶片和球果的气体交换没有直接影响,而Ni、Cr和As可以在轻微污染甚至没有达到污染水平时影响豚草的气体交换特性.     

钾素水平对网纹甜瓜叶片光合特性及叶绿体亚显微结构的影响

在设施基质栽培条件下,研究了营养液中120、240及360 mg·L^-1 3个钾素水平对网纹甜瓜‘甜甜1号’叶片光合特性及叶绿体亚显微结构的影响.结果表明,营养液中钾素水平过低（120 mg·L^-1）或过高（360 mg·L^-1）均导致网纹甜瓜叶片净光合速率下降,使叶绿体片层结构混乱、变形和片层数减少,但对CO₂补偿点（70 μl·L^-1）、饱和CO₂（600 μl·L^-1）、光补偿点（50 μmol·m^-2·s^-1）无显著影响.适宜的钾素水平能显著提高叶片的饱和光强、羧化效率和表观量子效率,3个指标分别为1 200 μmol·m^-2·s^-1、0.1364和0.0237.在试验条件下,提高温室内基质栽培网纹甜瓜叶片光合效率的最适钾素水平为240 mg·L^-1.     

光照对绿豆扦插苗不定根生长硼需求的影响

研究了光照状况对绿豆扦插苗不定根生长硼需求的影响.结果表明,当绿豆幼苗在光照强度(PAR)为50或100 μmol·m^-2·s^-1条件下连续生长10 d,外源供硼时扦插苗才能生长不定根,在该光照条件下连续生长6 d再遮黑4 d,无需外源供硼即可生长不定根;在PAR为180 μmol·m^-2·s^-1下连续生长6 d再遮黑4 d,需外源供硼才能保证不定根生长;在PAR为100 μmol·m^-2·s^-1条件下连续生长10 d时,每个下胚轴中自由态的硼总量仅为在此光照条件下连续生长6 d再遮黑4 d时的一半,这可能是在PAR为100 μmol·m^-2·s^-1时连续生长10 d需要外源供硼满足不定根生长的原因.     

热带季节雨林冠层树种绒毛番龙眼的光合生理生态特性

采用Li-6400便携式光合作用测定仪,对西双版纳热带季节雨林冠层树种绒毛番龙眼成树树冠上、中、下3层叶片进行了测定,分析西双版纳热带季节雨林冠层树木的光合作用.结果表明,绒毛番龙眼成树具有喜光的光合特性,光饱和点较高(1 000～1 500 μmol·m^-2·s^-1),而光补偿点较低(7.7～15.3 μmol·m^-2·s^-1),对光环境有较强的适应和调节能力,光合有效辐射是影响绒毛番龙眼光合日进程的关键因子;12月,叶片处于成熟期,生长良好,光合能力较强,树冠上层净光合速率（P_n）日变化为单峰型,最大净光合速率（A_max）约为8.9 μmol CO₂·m^-2·s^-1;4月处于新老树叶更替期,光合能力下降,树冠上层P_n日变化为双峰型,中午出现“午休”现象,树冠上层A_max约为4.3 μmol CO₂·m^-2·s^-1;7月上、中层叶片P_n为单峰型,下层出现“午休”.如人为使CO₂浓度在短期内迅速升高,则绒毛番龙眼的P_n会增加,而气孔导度和蒸腾速率降低;CO₂浓度从400 μmol·mol^-1升高到800 μmol·mol^-1时,干季水分利用效率（WUE）提高约50%～100％,雨季WUE较低.     

镇江内江湿地不同演替阶段植物群落小气候日动态

2005年5月,选择镇江内江湿地具有代表性的裸地、虉草群落和芦苇群落,分别代表植被群落的不同演替阶段,测定不同群落、不同层次的光照强度、气温、土温和空气相对湿度,研究其植物群落小气候的日动态.结果表明,随演替由裸地到虉草群落到芦苇群落进行,群落内光照强度、气温和土壤温度均明显降低,日变幅减小.其中,日均光照强度由1 204.7 μmol·m^-2·s^-1降至141.28 μmol·m^-2·s^-1,日均变幅由1 126μmol·m^-2·s^-1降至265 μmol·m^-2·s^-1;日均气温由32.2 ℃降至24.9 ℃,日均变幅由12.75 ℃降至4.8 ℃;日均土温由21.83 ℃降至19.47 ℃,日均变幅由4.5 ℃降至2.1 ℃.群落内空气相对湿度明显升高(由58.95%增至87.3%）,变幅减小(由29.75%降至5.15%）.生境具有早期的开放性和后期的封闭性,小气候环境朝着更为阴、凉、湿的环境变化,且波动性减弱,稳定性增强.各群落内的光强、气温、湿度及土温之间均存在一定相关,但不同演替阶段各因子间相关程度各异.     

武夷山不同海拔植被土壤呼吸季节变化及对温度的敏感性

以武夷山国家级自然保护区为实验基地,研究了4种不同海拔高度上植物群落土壤呼吸速率的季节变化及其对温度的敏感性,以及与主要环境因子的关系.结果表明：4种不同海拔植物群落的土壤呼吸速率均具有明显且一致的季节变化,其中夏季土壤呼吸速率最大,为3.10～6.57 μmol CO₂·m^-2·s^-1,冬季最小,为0.27～1.15 μmol CO₂·m^-2·s^-1;土壤呼吸速率与土壤温度呈显著指数相关,不同样地土壤呼吸速率与土壤含水率和凋落物输入量的关系各不相同;高海拔地区土壤呼吸的Q₁₀值显著高于低海拔地区.在中亚热带地区,不同海拔土壤呼吸速率的季节波动主要受土壤温度的影响;在未来全球气候变暖的背景下,高海拔地区的土壤可能释放更多的CO₂.     

不同品系萼花臂尾轮虫休眠卵的形态特征

对采自青岛和芜湖两地的萼花臂尾轮虫在3种温度(20 ℃、25 ℃和30 ℃)和2种藻类食物浓度(1.0×10⁶和5.0×10⁶ cells·ml^-1)下所产休眠卵的长径、短径和体积等形态特征进行了显微测量、计算和分析.结果表明,2种食物浓度下,培养温度以及培养温度和品系间的交互作用均对轮虫休眠卵的长径、短径和体积具有显著影响.当食物浓度分别为1.0×10⁶和5.0×10⁶ cells·ml^-1时,轮虫在20 ℃下所产休眠卵的长径、短径和体积均最大;在25 ℃和30 ℃下所产休眠卵的短径和体积均最小.品系对轮虫休眠卵长径、短径和体积的影响也取决于食物浓度.当食物浓度为1.0×10⁶ cells·ml^-1时,芜湖品系轮虫的休眠卵长径、短径和体积(156.00 μm、99.95 μm和12 269.11 μm³)均显著大于青岛品系轮虫的休眠卵(145.13 μm、91.97 μm和10 498.19 μm³);而当食物浓度为5.0×10⁶ cells·ml^-1时,芜湖品系轮虫的休眠卵长径、短径和体积(155.68 μm、100.85 μm和12 348.59 μm³)均与青岛品系轮虫的休眠卵(156.63 μm、98.04 μm和12 054.20 μm³)之间无显著差异.两品系中,仅芜湖品系轮虫休眠卵的长径、短径和体积分别与温度呈曲线相关.同一温度下,两品系轮虫的休眠卵体积均随着食物浓度升高而增大;但30 ℃下芜湖品系轮虫所产休眠卵体积却随着食物浓度的升高而减小.     

几种主要环境因子对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)光合作用的影响

利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、pH值、盐度对布朗葡萄藻Botryococcus braunii UTEX 572和B.braunii UTEX 2441两个品系的光合作用的影响。B.braunii UTEX 572的适宜光照强度范围400～1600μmol·m^-2·s^-1,光饱和点在800μmol·m^-2·s^-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;适宜盐度范围0～0.2mol/L,最适盐度0.1mol/L。B.braunii UTEX 2441的适宜光照强度范围400～1600μmol·m^-2·s^-1,光饱和点在400μmol·m^-2·s^-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;对盐度的适应范围较小,盐度升高,光合放氧速率明显下降。两个布朗葡萄藻净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明布朗葡萄藻的基本生理生态学特征:适应于较强的光照强度、较高的温度、中性偏酸的环境和较低的盐度。对布朗葡萄藻基本生理生态学特征的了解,为培养条件的优化提供了依据。2个布朗葡萄藻品系对光强、温度、pH值和盐度变化的反应有所不同:与B.braunii UTEX 2441相比,B.braunii UTEX 572具有更高的光饱和点,适应更高的温度,对pH值变化有更宽的适应范围,适当提高盐度对其光合作用有促进作用,表明B.braunii UTEX 572在快速生长繁殖方面具有更大的潜力,这一研究结果为筛选适合于大量培养的优良藻种提供了依据。     

不同土壤水分条件下紫藤叶片生理参数的光响应

测定了不同土壤湿度下2年生紫藤叶片光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）及水分利用效率（WUE）等生理参数的光响应过程,探讨了紫藤正常生长发育所需的土壤水分和光照条件.结果表明:紫藤叶片的P_n、T_r及WUE对土壤湿度和光照强度的变化具有明显的阈值响应.维持紫藤正常生长（同时具有较高P_n和WUE）的土壤湿度范围为:体积含水量（W_v）15.3%～26.5%、相对含水量（W_r）46.4%～80.3%,最佳土壤湿度约为W_v 23.3%、W_r 70.6%.紫藤叶片对光照环境的适应性较强,在光合有效辐射强度（PAR）为600～1 600 μmol·m^-2·s^-1时,P_n和WUE具有较高水平,饱和光强在PAR为800～1 000 μmol·m^-2·s^-1.紫藤叶片光合作用非气孔限制的发生与土壤湿度与光照强度密切相关,W_v为18.4%～26.5%、W_r为55.8%～80.3%时,光合作用主要受气孔限制,光照强度的影响较小;超出此范围后,其受光照强度的影响较大,出现由气孔限制转变为非气孔限制的PAR临界值.紫藤正常生长允许的最低土壤湿度约为W_v 11.9%、W_r 36.1%,允许最高PAR约为1 000 μmol·m^-2·s^-1,是紫藤叶片光合机构受到破坏的临界点.     

不同耕作措施下冬小麦生长季农田二氧化碳排放通量及其与土壤温度的关系

利用长期定位试验研究了华北平原不同耕作措施下冬小麦生育期农田CO2排放通量,并对CO2排放通量和土壤温度进行了回归模拟.结果表明冬小麦生育期CO2排放速率表现为翻耕＞旋耕＞免耕,平均分别为343.69、337.54和190.47 mg·m-2·h-1.各处理冬小麦生育期CO2排放通量与土壤温度呈显著正相关;翻耕地CO2排放通量与10 cm地温相关性最高,旋耕地和免耕地则与10 cm和20 cm地温相关性较高.CO2排放通量和土壤温度呈指数函数关系(P＜0.01),利用10 cm地温对冬小麦生育期农田CO2排放通量进行估算表明,翻耕、旋耕和免耕地CO2排放分别为1.88、1.89和1.03 kg·m-2.     

华北平原麦田土壤呼吸特征

采用静态箱／气相色谱(GC)法测定了华北平原典型冬小麦田的土壤呼吸速率、结果表明,土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,最高峰出现在13：00左右,最低点在凌晨4：00左右;冬小麦生长季土壤呼吸速率平均冬季较低,夏季较高,与地温的季节变化趋势基本一致;随氮肥用量增加土壤呼吸增强,但增幅不大．秸秆还田处理的土壤呼吸作用明显高于秸秆不还田处理和氮肥处理;土壤呼吸同地温存在着显著的指数关系,其中5cm地温同土壤呼吸相关性最好．不同处理、不同深度土层具有不同的Q10值,Q10值随土壤的性状、地温测量的深度和微生物活动的土层深度变化而改变,其本身是温度的函数,随着温度的升高,Q10值呈下降趋势;土壤呼吸与土壤水分的关系较弱,未表现出明显的规律性;冬小麦平均净光合速率与土壤呼吸速率呈相似的变化趋势。从小麦返青到腊熟,冬小麦田表现为CO2的汇．     

小麦温型现象研究

通过多年来用红外技术对不同品种小麦群体温度进行连续观测,结果发现,小麦具有温型现象.不同温度型的小麦在外部和内部性状上各有一些鲜明特点.冷型小麦的许多重要性状较暖型小麦为优.功能叶的功能期长10.8%,每株根数多20条,旗叶的叶绿素含量、蒸腾率和净光合率分别高出0.1389g·100g^-1·FW、0.0035mol·m^-2·s^-1和4.71μmol·m^-2·s^-1.由此可以认为,温度型和小麦的一系列重要性状密切相关.     

小麦温型现象研究

通过多年来用红外技术对不同品种小麦群体温度进行连续观测,结果发现,小麦具有温型现象.不同温度型的小麦在外部和内部性状上各有一些鲜明特点.冷型小麦的许多重要性状较暖型小麦为优.功能叶的功能期长10.8%,每株根数多20条,旗叶的叶绿素含量、蒸腾率和净光合率分别高出0.1389g·100g^-1·FW、0.0035mol·m^-2·s^-1和4.71μmol·m^-2·s^-1.由此可以认为,温度型和小麦的一系列重要性状密切相关.     

冷型小麦对干旱和阴雨的双重适应性

通过 10余年的研究 ,发现冠层温度持续偏低的冷型小麦具有广幅生态适应性 ,即在正常天气条件下 ,它的活力较好、代谢功能较强、具有较好的抗早衰能力 ,优于其它类型小麦 ;而在气象要素反差很大的干旱和连阴雨天气下 ,冷型小麦和暖型小麦、中间型小麦相比 ,不但冠层温度依然持续偏低 ,且在叶片功能期、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、过氧化氢酶活性、净光合速率和籽粒饱满指数等一系列重要内、外性状上仍能继续保持优势。这种对干旱和阴雨条件的双重适应性是冷型小麦一种宝贵的生物学品质 ,它有可能为小麦在多种气象生态条件下的高产、稳产打下较为坚实的生态生理基础 ,并能为优良品种的选育提出一个把冷温特征作为重要内容的较为新鲜的育种目标。     

“一江两河”中部流域植被净初级生产力估算

基于中分辨率成像光谱仪（MODIS）的遥感数据以及地面实际观测资料,采用数学模型方法,对西藏“一江两河”中部流域地区2000和2006年的植被净初级生产力（NPP）进行了估算.结果表明：研究区NPP由河谷向山脊逐渐递减,这与该区的水热梯度基本一致;该区单位面积年NPP平均为86.8 g C·m^-2·a^-1,2006年比2000年高2.15 g C·m^-2·a^-1,不同植被类型的单位面积年NPP以农田(243.1 g C·m^-2·a^-1)最大,荒漠(35.6 g C·m^-2·a^-1)最小;研究区两年平均总NPP为512.8×10¹⁰ g C·a^-1,2006年比2000年高12.7×10¹⁰ g C·a^-1,不同植被类型的总NPP以草甸(194.4×10¹⁰ g C·a^-1)最高,荒漠(30.3×10¹⁰ g C·a^-1)最低.研究期间,人类活动强烈区域（道路缓冲区0～4 km）的植被NPP呈下降趋势,而人类活动较难到达区域的植被NPP呈增加趋势.     

中亚热带米槠天然林土壤甲烷吸收速率季节变化

以福建省建瓯市万木林自然保护区米槠天然林为对象,定位观测了土壤甲烷吸收速率(V_CH4)的季节变化.结果表明：米槠天然林土壤V_CH4的季节变化表现出夏秋季高于冬春季的趋势,最大值(95.13 μg·m^-2·h^-1)出现在初秋(9月),最小值(9.13 μg·mμg·m^-2·h^-1)出现在初春(3月).土壤全年均为甲烷汇.随土壤温度和含水量的增加, V_CH4分别呈增加和降低趋势,但V_CH4与土壤温度和土壤含水量的相关性均不显著.米槠天然林土壤甲烷年通量为3.93 kg·hm^-2·a^-1,高于全球天然林土壤甲烷年通量的平均水平(2.4 kg·hm^-2·a^-1)和亚洲地区热带天然林土壤甲烷年通量(2.07 kg·hm^-2·a^-1),低于亚洲地区温带天然林的土壤甲烷年通量(8.12 kg·hm^-2·a^-1).     

小麦低温种质的器官结构特征

通过对小麦冠层温度的长期观测,发现自然界存在株温持续偏低的低温种质,与其相对应,也有株温持续偏高的高温种质存在。应用光学显微镜和电子显微镜研究了小麦低温种质叶片显微和超微结构,测量统计了叶肉细胞长度、单位面积叶肉细胞数目、单个叶肉细胞中的叶绿体数目、叶肉细胞层数和叶绿体基粒片层数。结果表明,低温小麦种质较高温种质叶肉细胞小,排列紧密,叶肉细胞层数较多;叶绿体数量多,叶绿体基粒片层丰富;叶片维管束密集;随着生育期向成熟趋近,叶肉细胞、叶绿体、籽粒腹沟区有色层细胞等结构衰老缓慢。     

被动式夜间增温设施设计及其增温效果

为了建立一套简便节能的野外夜间增温设施,参照国际上夜间被动式增温系统（passive nighttime warming, PNW）,在江苏丹阳设计了稻麦系统夜间被动式增温设施.结果表明：该系统可以保证15.75 m²的有效采样区域,温度增幅均匀,水稻冠层全生育期夜间平均温度升高1.1 ℃,冬小麦冠层和5 cm土层全生育期夜间平均温度分别提高1.3 ℃和0.8 ℃;该增温系统在运行期间,水稻和冬小麦全生育期的冠层和土壤温度的日变化趋势与非增温对照区基本一致.该系统使麦田土壤含水量略微降低,但对小麦生长的影响不明显.将该系统在我国水稻和冬小麦主要产区应用时发现,该夜间增温系统可以使水稻和冬小麦始花期分别平均提前3 d和5 d.该系统的增温效果在不同区域和季节存在一定的差异,但综合考虑该系统的增温均匀性和增温区域有效性,及其对稻麦生育期的影响效果,该设施不仅节能,而且可以满足野外增温试验研究的基本要求.