青海省三江源区人工草地生态系统CO2通量

 了解三江源人工草地净生态系统CO₂交换(Net ecosystem CO₂ exchange, NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于认识青藏高原人工草地生态系统碳循环、生态价值、功能,以及对三江源区的生态安全的重要意义。该研究利用涡度相关技术,于2005年9月1日至2006年8月31日对位于青海腹地的垂穗披碱草（Elymus nutans）人工草地的NEE及生物和环境因子进行观测, 阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子。三江源区人工草地生态系统的日最大吸收量为2.38 g C·m^－2·d^－1,出 现在7月30日。日间最大吸收率和最大排放率都出现在8月,分别为-6.82和2.95μmol CO₂·m^－2·s^－1。在生长季, 白天的NEE主要受光合有效辐射(Photosynthe tically active rad iation, PAR)变化控制,同时又与叶面积指数和群落多样性交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度。最大光合同化速率为2.46～10.39μmol CO₂·m^－2·s^－1,表观初始光能利用率为0.013～0.070μmol CO₂·μmol^－1 PAR。 在碳交换日过程中,NEE并不完全随着 PAR的增加而增大,当PAR超过某一值（>1 200μmol ·m^－2·s^－1）时,NEE随PAR的增加而降低。受温度的影响,生长季的生态系统的呼吸商Q₁₀（1.8）小于非生长季节的 2.6）。 生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到叶面积指数的显著影响。生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取。 三江源区人工草地生态系统是一个较强的碳汇,为-49.35 g C·m^－2·a^－1。     

光照与温度对云杉和红桦种子萌发的影响

通过在气候箱内模拟迹地环境条件,探讨了不同温度和光照对亚高山针叶林采伐迹地关键种种子萌发的影响．结果表明,云杉和红桦种子萌发的最适温度均为25℃,发芽率分别为88．8±8．4％和30．8±10．4％,多重比较显示红桦对温度的响应比云杉更敏感．云杉在10℃时能萌发而红桦则几乎不能．红桦种子萌发所需要的最低温度比云杉的高．昼夜温差对两类种子发芽影响明显,20℃／15℃条件下两种种子萌发率最高,温差过大不利于红桦种子萌发．光照强度对种子的发芽率也有明显影响。二者在透光20％时种子发芽率最高,分别为83．2±6．6％和29．2±5．5％,云杉种子萌发对光照的响应比红桦种子更为敏感．采伐迹地强烈的光照是限制亚高山针叶林自然更新的重要因素,迹地温度升高有利于云杉和红桦种子萌发,但剧烈的昼夜温差又在一定程度上抑制了种子萌发。     

淡水驯化对桐花树光合生理特性的影响

以实验地全光照条件下淡水和人工海水培养种植的桐花树（Aegiceras corniculatum）幼苗为材料,采用Li 6400光合测定仪对不同月份桐花树幼苗的光合生理生态特性日动态进行测定,研究了桐花树的光合生理生态特性。结果表明：在7、10月份桐花树的净光合速率日变化呈双峰型,均出现“光合午休”现象。在7月份人工海水组和淡水组的最大净光合速率（P_max）分别为9.97和11.95 μmol·m^-2·s^-1;而10月份的P_max分别为12.2和12.9 μmol·m^-2·s^-1。而且淡水驯化下,桐花树的净光合速率较人工海水组高。由光响应曲线可知,桐花树人工海水组的最大净光合速率（P_max）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）和表观量子效率（AQY）分别为7 μmol·m^-2·s^-1,1 477 μmol·m^-2·s^-1,30 μmol·m^-2·s^-1,0.031 3;而淡水组为8.69 μmol·m^-2·s^-1,980 μmol·m^-2·s^-1,40 μmol·m^-2·s^-1,0.011。在所测的生理生态因子中,光合有效辐射和气孔导度是影响桐花树光合作用最为强烈的因子,与桐花树的净光合速率和蒸腾速率均有极显著的相关关系（p<0.01）。试验说明淡水驯化的桐花树对光强的利用范围变窄,但有较高的净光合速率,表明桐花树对淡水环境具有较强的适应性。     

显脉金花茶的光合生理特性研究

采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-Cor Inc., USA)对显脉金花茶光合特性进行研究。结果表明：(1)在夏季,显脉金花茶叶片的P_n日变化呈单峰曲线,最高峰出现在中午11：00。其最大净光合速率（P_max）为3.81 μmol·m^-2·s^-1、光饱和点（LSP）为459.9 μmol·m^-2·s^-1、光补偿点（LCP）为6.9 μmol·m^-2·s^-1。显脉金花茶的光饱和点和光补偿点都比较低,表明其是一种阴生植物。（2）在控制光照强度和温度的条件下,CO₂浓度小于800 μmol·mol^-1,P_n几乎呈直线上升,升高CO₂浓度可使显脉金花茶的净高合速率增大,提高了叶片对光能的利用率。其叶片CO₂饱和点(CSP)大约在1 200 μmol·mol^-1左右,CO₂的补偿点（Г^*）为70.1 μmol·mol^-1,最大羧化速率（V_cmax）为17.5 μmol·m^-2·s^-1,最大电子传递速率（J_max）为40 μmol·m^-2·s^-1。     

通量

了解三江源人工草地净生态系统CO₂交换(Net ecosystem CO₂ exchange, NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于认识青藏高原人工草地生态系统碳循环、生态价值、功能,以及对三江源区的生态安全的重要意义。该研究利用涡度相关技术,于2005年9月1日至2006年8月31日对位于青海腹地的垂穗披碱草（Elymus nutans）人工草地的NEE及生物和环境因子进行观测, 阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子。三江源区人工草地生态系统的日最大吸收量为2.38 g C·m^－2·d^－1,出 现在7月30日。日间最大吸收率和最大排放率都出现在8月,分别为-6.82和2.95μmol CO₂·m^－2·s^－1。在生长季, 白天的NEE主要受光合有效辐射(Photosynthe tically active rad iation, PAR)变化控制,同时又与叶面积指数和群落多样性交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度。最大光合同化速率为2.46～10.39μmol CO₂·m^－2·s^－1,表观初始光能利用率为0.013～0.070μmol CO₂·μmol^－1 PAR。 在碳交换日过程中,NEE并不完全随着 PAR的增加而增大,当PAR超过某一值（>1 200μmol ·m^－2·s^－1）时,NEE随PAR的增加而降低。受温度的影响,生长季的生态系统的呼吸商Q₁₀（1.8）小于非生长季节的 2.6）。 生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到叶面积指数的显著影响。生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取。 三江源区人工草地生态系统是一个较强的碳汇,为-49.35 g C·m^－2·a^－1。     

草光合作用日变化及其与环境因子的关系

对镇江北固山湿地优势植物——〓草的光合作用进行了试验研究。结果表明,春夏季晴天〓草净光合速率(P_n)的日变化为双峰曲线,有明显的光合“午休”现象;多云天〓草的P_n主要受光强制约,随光合有效辐射(PAR)变化而变化。经统计学验证,〓草的P_n与PAR、气孔导度(G_s)有显著正相关关系,而与细胞间隙CO₂浓度(C_i)呈显著负相关。用一元二次方程拟合了〓草的光响应曲线,得到光补偿点为38.572 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点为2 087.5 μmol·m^-2·s^-1。     

3种七叶树属植物叶片气体交换特征和叶绿素荧光特性比较

在自然条件下,测定了中华七叶树（Aesculus chinensis）、黄花七叶树（A. octandra）和大花七叶树（A. hybrida）植物叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数,并对其进行比较。结果表明,3种植物的光补偿点差异较大,其中中华七叶树最低,为12.53 μmol·m^-2·s^-1、明显低于其它2个种（分别为36.11和46.41 μmol·m^-2·s^-1）;3种植物的光饱和点也存在较大差异,其中中华七叶树为1 475 μmol·m^-2·s^-1;明显高于其它2个种（分别为1 366.67和1 025 μmol·m^-2·s^-1）;3种植物的最大净光合速率同样存在显著性差异,其中中华七叶树为9.47 μmol CO₂·m^-2·s^-1,显著高于其它2个种（分别为5.91和2.30 μmol CO₂·m^-2·s^-1）,说明了中华七叶树具有较强的光合能力。中华七叶树的表观电子传递速率（ETR）为55.800,分别是黄花七叶树和大花七叶树的1.33、1.44倍;中华七叶树的PSⅡ总的光化学量子产额（Yield）为0.470,分别是黄花七叶树和大花七叶树的1.21、1.15倍;中华七叶树的光化学淬灭（qP）为0.975,分别是黄花七叶树和大花七叶树的1.10、1.10倍。3项荧光指标在不同树种之间差异性达显著水平,说明中华七叶树具有较高的电子传递活性和光能转化效率。     

上海典型城市草坪土壤呼吸特征

采用CFX-2开放式呼吸测定系统测定了上海城区百慕大、黑麦草-百慕大混播、结缕草和狗牙根4种典型草坪的土壤呼吸速率。结果表明：4种草坪的土壤呼吸速率均呈明显季节变化,最大值出现在7—8月,最小值出现在12月—翌年1月;4种草坪土壤呼吸平均速率依次为百慕大草坪<黑麦草-百慕大混播草坪<结缕草草坪<狗牙根草坪,其中百慕大草坪的土壤呼吸速率变化范围为0.13～2.25 μmol·m^-2·s^-1,黑麦草-百慕大混播草坪为1.16～5.95 μmol·m^-2·s^-1,结缕草草坪为0.93～8.27 μmol·m^-2·s^-1,狗牙根草坪为1.21～9.27 μmol·m^-2·s^-1;4种草坪的土壤呼吸速率与气温、5 cm地温和10 cm地温均呈极显著指数相关;百慕大草坪和黑麦草-百慕大混播草坪的日变化均呈单峰曲线,与气温、5 cm地温和10 cm地温的日变化趋势一致;4种草坪土壤呼吸对温度的敏感性指数即Q₁₀值为1.60～2.66;除结缕草外,其他草坪的土壤呼吸速率与土壤含水率相关性不显著;草坪的呼吸特征与其生长习性直接相关,而冷暖季混播草坪Q₁₀值小,对提高城市生态景观和环境质量有积极作用。     

不同地理种群两针松光合和生长特性的差异

为认识两针松中的赤松（Pinus densiflora）、长白松（Pinus sylvestris var. sylvestriformis）和樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）光合作用对环境变化的响应和适应特征,在其自然分布区内选择地理和气候差异显著的9个地理种群,采集成熟种子并播种于东北林业大学温室,2 a后,测定针叶的光合能力及其相关因子,并同时测定幼苗的株高和基径,比较种间和地理种群间差异。结果表明：赤松、长白松和樟子松种间最大光合速率（p=0.34）、呼吸速率（p=0.15）和表观量子效率（p=0.18）的差异均不显著;地理种群间表观量子效率（AQY）差异显著(p=0.08),其中兴凯湖种群表观量子效率最高,为0.084 5±0.002 4 mol CO₂·mol^-1 photons,较其他种群高13.10%~159.23%。地理种群间呼吸速率(R_d)差异显著(p=0.01),黑河和兴凯湖种群的呼吸速率最高（分别为1.62±0.18 μmol CO₂·m^-2·s^-1,1.52±0.30 μmol CO₂·m^-2·s^-1）,安图和东宁种群的呼吸速率最低,分别为0.40±0.01 μmol CO₂·m^-2·s^-1,0.34±0.03 μmol CO₂·m^-2·s^-1。地理种群间最大净光合速率(P_max)差异显著(p=0.02),其中兴凯湖、东宁、韩国、鸡东、二道白河、红花尔基种群的最大光合速率差异不显著,均值为18.36±1.81 μmol CO₂·m^-2·s^-1,高于安图、漠河、黑河种群。安图、漠河、黑河种群间最大光合速率差异不显著,均值为12.57±0.86 μmol CO₂·m^-2·s^-1。地理种群间的株高和基径差异均显著,其中韩国种群株高最高,黑河种群最低;基径兴凯湖种群最高,安图种群最低。株高和基径最大值约为最小值的3倍。两针松针叶的光合能力及其一些相关因子的地理种群间差异可能是其光合机构对种源地环境条件长期生理适应的结果。     

温度升高对高光强环境下蛋白核小球藻（Chlolorella pyrenoidosa）光能利用和生长的阻抑效应

以蛋白核小球藻（Cholorella pyrenoidosa）为实验材料,研究了温度变化对不同光照水平下蛋白核小球藻的光能利用和生长的影响,以明确光照强度对微藻的光能利用和生长的影响是否因温度不同而发生变化。实验中共设置了3个光照强度水平（50,150,300μmol•m^-2•s^-1）和2个温度水平（15℃,25℃）。实验结果表明,不同光照水平下小球藻叶绿素荧光的非光化学淬灭（NPQ）大小与温度有关,光照强度为150,300μmol•m^-2•s^-1时,温度升高使小球藻叶绿素荧光NPQ提高,并且光照强度越高小球藻叶绿素荧光NPQ增大越多,50μmol•m^-2•s^-1光照强度下温度升高对叶绿素荧光NPQ没有影响。实验发现,25℃培养温度下小球藻的光合电子传递速率(ETR)随光照强度增高而上升的速率要低于15℃时小球藻ETR上升的速率;随着光照强度增高,温度升高使小球藻ETR降低程度增大。实验结果还表明,15℃时小球藻培养液叶绿素a浓度随光照强度升高而增高,300μmol•m^-2•s^-1培养光强下具有最高的叶绿素a浓度。但在25℃时,光照强度升高叶绿素a浓度并不一定增高,300μmol•m^-2•s^-1光照强度下的叶绿素a浓度比150μmol•m^-2•s^-1光照强度下要低。本研究表明,温度升高增大了高光照水平下蛋白核小球藻对光能的热耗散,使光照增强对小球藻生长的促进作用减弱。由于温度升高对小球藻光能利用和生长的阻抑作用,小球藻生长的适宜光照水平因温度升高而降低。      

不同光照处理下青藏高原克隆植物黄帚橐吾(Ligulariavirgaurea)种子大小对其幼苗生长的影响

以高寒草甸克隆植物黄帚橐吾为实验材料,通过遮荫网模拟植被遮荫,研究种子大小与萌发及幼苗生长能力的关系和幼苗对光照条件的反应。结果表明：（1）在自然光照下,黄帚橐吾种子大小对种子萌发的影响显著,大种子的萌发率高于小种子。遮荫生境下,大、小种子萌发率有所降低,但遮荫对小种子萌发的影响比大种子显著。小种子的萌发率下降了近1/8,而大种子的萌发率仅下降了1/11。（2）黄帚橐吾种子大小对幼苗生物量积累影响显著,大种子幼苗总生物量（TB）大于小种子幼苗的。但生物量的分配与播种时间相关,播种后60 d,在自然光照条件下,大种子幼苗对根生物量的分配大于小种子幼苗,而对叶生物量的分配则正好相反。在遮荫环境中,大、小种子幼苗普遍对根的生物量分配增加,大种子幼苗根冠比（R/S）大于小种子幼苗。（3）黄帚橐吾种子大小对幼苗的生长也有明显影响。在自然光照下,小种子幼苗的相对生长速率（RGR）较大于大种子幼苗,但叶面积比率（LAR）、叶面积干质量比（SLA）、叶干质量（LWR）差别不明显。在遮荫条件下,幼苗的LAR、SLA、LWR显著增加,但大、小种子幼苗间差异不显著,幼苗的RGR减小,小种子幼苗的减小趋势大于大种子幼苗。     

多年生黑麦草种子萌发及植株再生的研究

对不同预处理条件下多年生黑麦草种子萌发、愈伤组织诱导以及植株再生进行了研究。结果表明,35℃恒温干燥处理3 h、浸泡16 h后,室温晾48 h的干湿交替及强度为1 000 GS磁场处理30 min均能使种子的发芽率得到显著提高。最适诱导培养基为MS+2,4-D 6 mg·L^-1,有机添加物对于愈伤组织的生长影响并不显著,但可以改善其状态;较为适宜的分化培养基为MS+2 mg·L^-1 6-BA或KT;生根培养基为附加0.5 mg·L^-1 NAA的MS培养基。     

Seed size effect on seedling growth under different light conditions in the clonal herb Ligularia virgaurea in Qinghai-Tibet Plateau

We studied the influence of seed size on germination, seedling growth and seedling responses to light in Ligularia virgaurea, a clonal herb native to the Qinghai-Tibet Plateau. (1) Under unshaded conditions, large seeds had significantly (P < 0.001) higher rates of germination than did small seeds. Both large and small seeds showed significantly reduced levels of germination under shaded conditions. The magnitude of this effect was greater for small seeds than for large seed. (2) Seedlings from large seeds had significantly higher rates of biomass accumulation (g · day⁻¹) than did seedlings from small seeds. The total biomass of seedlings from larger seeds is larger than that from smaller ones. And seedlings from large and small seeds also differed in biomass allocation. (3) Seedlings from small seeds have higher relative growth rates (RGR; g · g⁻¹ · day⁻¹) than do seedlings from large seeds under both shaded and unshaded conditions. In contrast, there was no significant difference in leaf area ratio (LAR), specific leaf area (SLA) or leaf weight ratio (LWR) between seedlings from small and large seeds. RGR, LAR, SLA and LWR were all significantly higher in seedlings grown under shaded conditions than under unshaded conditions.     

濒危植物秦岭冷杉种子萌发特性的研究

 秦岭冷杉(Abies chensiensis)为中国特有种,主要分布于中国秦巴山地,现为渐危种,被列为国家二级保护植物。经测定,秦岭冷杉种子千粒重为(33.92±1.01)g,与其它冷杉属的种子比较,其种子千粒重较大。四唑（TTC,1.0 %）染色测种子生活力的结果表明:有生活力的种子占26.00%,空粒占20.50%,涩粒占33.75%,说明秦岭冷杉种子饱满度很差,反映了比较高的种子败育率;染色结果与对比发芽实验的结果很接近,说明用四唑染色来测定秦岭冷杉种子的生活力是较准确的方法。把种子进行0、14、21、28d低温(4℃)层积处理,发现低温层积可以显著提高种子发芽率和发芽势,但是层积21d与28d发芽势没有差异。设置恒温20℃、25℃和变温20～30℃ 3种温度条件下发芽比较,发现最终的发芽率并没有差异,但是发芽势差异显著,恒温25℃达到最大发芽率的90%的时间要比另外两种温度下提前9d,可见25℃是秦岭冷杉种子发芽的适宜温度。光照(8 h·d-1,100μmol·m-2·s-1)和黑暗下种子的最后发芽率差异不显著,但是光照发芽势高,可见光照可以促进秦岭冷杉种子发芽迅速、整齐。实验证明,用砂床做发芽基质与用纸床做发芽基质相比,前者的发芽率和发芽势均比后者高。     

Quantal Response of Fruit and Seed Germination Rate in Quercus robur L. and Castanea sativa Mill, to Constant Temperatures and Photon Dose

A linear relationship between constant temperatures in the sub-optimaltemperature range and germination rate is shown in both Quercusrobur L and Castanea sativa Mill germinated under nominal darkconditions. The mean base temperature was interpolated for Qrobur as 0 8 ? or 2-4 ?, depending on seed lot provenance, andfor C. sativa as 1 -4? The optimum temperature for germinationin Q. robur was about 20? compared with around 28 ? in C. sativaOver the sub-optimal temperature range the distribution of thermaltimes was log-normal for each population studied their spreadvarying both between Q robur seed lots and between species However,in C. sativa germinated close to the mean base temperature,the distribution in thermal times was reduced Thermal timesto germination were decreased in Q. robur and C sativa by approximately0 3 and 0-5 log-units, respectively, when the pericarp was removed,i.e in the seeds, but the sensitivity of the response remainedrelatively unaltered In both species the germination rate was the same when nominaldark or safe green light conditions were employed during thegermination test. However, at 21 ? Q robur exhibited the highirradiance reaction (HIR) at photon doses above 30mmol m^–2d^–1. HIR first affected the germination rate by an inhibitionof radicle extension The sensitivity of the response to thermaltime was reduced as photon dose increased. This photo-inhibitionwas exacerbated at supra-optimal temperatures. In contrast,C. sativa germination rate at 26 ? was little influenced bylight at a photon dose of 752 mmol m^–2 d^–1 Key words: Seed germination rate, temperature, thermal time, light, photon dose     

防风种子发芽特性及促进发芽的试验研究

防风种子发芽率和发芽势均较低,其主要原因包括个体之间的差异及物种特性。种子发芽率较低首先表现在个体发芽率上的差异,试验所用15株防风发芽率从28.0%到92.0%,从整体 上表现发芽率较低。防风本身发芽率低,由于物种因素,种子刚刚采收后的休眠,个体之间解除休眠时间和进入衰老的时间不一致,致使所有的种子不能全部在同一时间进入发芽高峰,同时,防风发芽的启动日有所差异,15株防风启动日和发芽持续时间相差均为两周以上。采用5~50 mg·kg^-1 GA、1~10 mg·kg^-1 6-BA、1%KNO₃和3%H₂O₂可提高休眠防风种子的发芽率,GA、6-BA可除防风种子的休眠,而1% KNO₃和3% H₂O₂对解除休眠的种子无明显影响。采用多种微量元素,即10~100 mg·kg^-1 Mn²⁺、10 mg·kg^-1 Cu²⁺和1 mg·kg^-1 Mo对种子进行处理可显著提高防风种子的发芽率,提示在植株绿果期喷施该类元素也可提高防风种子的发芽率。采用GA、NAA处理幼果,也可以提高种子的发芽率。     

鹭兰种子无菌繁殖球根

为建立鹭兰（Habenaria radiata）种子繁殖法,对无菌培养条件下的种子发芽和幼苗生长进行了观测,并对无菌繁殖获得的球根进行了种植试验。结果表明,鹭兰种子不进行处理难以无菌培养发芽,种子通过75%乙醇10 s+1% NaClO 10 min处理,或者40 kHz超声波2.5 min+1% NaClO 10 min处理,在1/2MS培养基的发芽率可达58%以上;在1/2MS培养基中,添加GA-3 1 mg·L^-1对叶片生长有促进作用,添加IAA 1 mg·L^-1对根生长和球根形成有促进作用,球根形成率达55%;无菌繁殖的球根贮存至春季盆栽,成苗率约72%。     

LED光质及光周期对香子含笑幼苗生长和光合特性的影响

香子含笑(Michelia gioii)为我国珍贵阔叶树种,在用材、香料、景观等方面具有重要价值。为了进一步培育优良苗木和开发利用其非木质资源,该研究将香子含笑幼苗放置在由2个光周期(12、16 h·d^-1)和4种光质(R:B=8:1、R:B=6:1、R:B:P:G =8:1:1:1、R:B:P:G=6:1:1:1,其中R、B、P、G分别代表红光、蓝光、紫光、绿光)两两组合成、光照强度一致的8个光照条件下生长。结果表明:(1)香子含笑幼苗的苗高和地径增长量、叶长宽比、最大净光合速率、暗呼吸速率及光补偿点在12 h·d^-1光周期R:B=6:1光质下最高,叶面积和叶绿素含量在16 h·d^-1光周期R:B:P:G=6:1:1:1光质下最高。(2)16 h·d^-1光周期处理下的苗高增长量、叶面积、质量指数、叶绿素a+b含量、叶绿素a/b比值、类胡萝卜素含量和光饱和点均高于12 h·d^-1光周期。(3)在红蓝组合光质基础上添加紫、绿光提高了幼苗的质量指数,并影响光合色素的合成和积累;(4)光质R:B=6:1与R:B=8:1相比,更具有促进香子含笑幼苗苗高、地径、叶片生长及提高光合作用的潜力。综上结果认为,对于促进香子含笑幼苗生长和进行光合作用,光周期为 16 h·d^-1光质为R:B:P:G=6:1:1:1光照条件的潜力较大,其次是光周期为12 h·d^-1光质为R:B=6:1的光照条件。