不同风沙条件对几种植物生态生理特征的影响

 在野外风洞条件下,就不同风况的风沙胁迫对几种固沙植物生态生理特征的影响进行了实验研究。实验采用了沙坡头地区的野外植物和盆栽植物。在不同风速(5.9 m·s-1, 7.9 m·s-1, 9.9 m·s-1,14 m·s-1, 10 m·s-1,15 m·s-1, 20 m·s-1)和吹袭时间间隔(2 d, 4 d, 9 d)下测定了植物3个生理生态参数的变化。实验结果表明：1）净风和风沙流胁迫均可使植物的净光合速率（Pn）降低,蒸腾速率（E）升高,从而导致水分利用效率（WUE）下降。净风和风沙流对植物生理生态特征的影响显著不同。同样为14 m·s-1的风速时,风沙流使植物的Pn降低40.7%,而净风使其降低了35.88%。2）吹袭的时间间隔越短,植物的净光合速率降幅越大;风沙流比净风的影响更大。在2 d, 4 d, 9 d为间隔的风沙流吹袭下,油蒿（Artemisia ordosica）的Pn分别下降了20.13%、 11.76%、 7.72%。风沙胁迫强度越大,物质积累越少,植物的高生长越慢。3）由于风沙流降低了水分利用率,从而增加了对植物的干燥作用。从总体来看,沙生植物对风沙流胁迫有一定的适应响应,实验所用灌木较草本植物有更强的抗风性。     

毛乌素沙地生物土壤结皮对油蒿水分吸收的影响模拟

植物可利用水分是决定沙生灌木生长的主要因子,生物土壤结皮(简称生物结皮)在降雨期影响降水入渗,而在干旱期改变土壤蒸发,从而影响土壤水分分布,最终可能影响灌木水分吸收。然而,关于不同降水条件下生物结皮对灌木水分吸收和水分胁迫的影响机制认识不清。以油蒿为研究对象,基于试验数据和1990—2019年气象数据,采用数学模拟,定量研究了毛乌素沙地不同降水条件下生物结皮对土壤水分分布和油蒿水分吸收的影响,评价干旱期生物结皮对油蒿水分胁迫的影响。结果表明：与无结皮处理相比,生物结皮处理的土壤蒸发降低了5.1%;生物结皮改善了干旱期的土壤水分条件;生物结皮降低了植物水分胁迫的比例,平均降低比例为8.1%;生物结皮提高了植物水分吸收,平均增加比例为12.8%;生物结皮和对照植物水分吸收的比值随季节降水量的增加而降低,均值为1.13。综上,生物结皮的出现并未消极地影响沙生灌木的水分吸收。研究结果有助于理解生物结皮与灌木的共生或竞争关系。     

科尔沁沙地南缘主要固沙植物旱季水分来源

探讨固沙植物水分来源以及物种间水分利用关系对揭示植物共存机理和固沙植被稳定机制具有重要意义.本研究选取科尔沁沙地南缘两种典型生境(固定沙丘和丘间低地)共12种固沙植物,通过测定植物水、同期降水、地下水和土壤水的稳定同位素比率(δD和δ¹⁸O),利用IsoSource模型计算植物对不同深度土壤水的利用比例,初步阐明半干旱沙区主要固沙植物旱季水分来源以及物种间的水分利用关系.结果表明:两种生境中不同生活型固沙植物水δD和δ¹⁸O差异显著,但丘间低地乔木和灌木差异不显著.在丘间低地从乔木到草本水分来源逐渐变浅,乔木和灌木主要利用50～150 cm或30～50 cm土壤水,半灌木主要利用10～30 cm土壤水,草本主要利用0～10 cm土壤水;固定沙丘灌木主要利用0～30 cm土壤水,半灌木则主要利用50 cm附近土壤水.表明旱季固定沙丘植物比丘间低地植物更依赖0～50 cm土壤水.固沙植物水分来源与植物生活型、根系分布范围有关,其中根系分布范围影响可能更大.     

自然降雨下黄土丘陵区草灌植物垂直覆盖结构的减流减沙效应

黄土高原是我国水土流失和生态环境问题最为严重的地区之一,植被恢复是防治水土流失的重要措施。植物垂直覆盖结构包括地上冠层、地表枯落物和地下根系,各组分具有不同的水土保持作用,是研究植被与水土流失关系的基本单元。目前,关于植物垂直覆盖结构不同组分对土壤侵蚀影响的研究主要是基于人工模拟降雨,缺少自然降雨条件下不同植物的垂直覆盖结构对产流、产沙和入渗等多过程影响的系统研究。本研究以黄土丘陵区典型的草本(须芒草)、半灌木(铁杆蒿)和灌木(绣线菊)为研究对象,每种植物进行三种处理(自然状态、去除枯落物和仅留根系)以及裸地对照,观测2015—2016年降雨事件的产流产沙量和入渗量,分析植物不同垂直覆盖结构的减流减沙效益及其相对贡献。结果表明:三种植物均具有较好的减流(45.9%—73.2%)、减沙效益(87.5%—94.6%)和增加入渗作用(4.7%—10.8%),灌木的减流效果(73.2%)显著高于草本(45.9%)和半灌木(63.5%),但三种植物间的减沙效益没有显著性差异。冠层的减流作用最大,贡献率接近一半(48%—50%),草本枯落物的减流贡献率与根系基本一致,而半灌木和灌木枯落物的减流贡献...     

地形对桂西南喀斯特山地森林地表植物多样性及分布格局的影响

利用协方差分析、曲线回归拟合及典范对应分析(CCA),研究了地形因子对桂西南喀斯特森林地表植物多样性及不同生长型地表植物分布格局的影响.结果表明： 共调查到152种地表植物,其中,蕨类植物37种、草本44种、藤本9种、灌木62种;协方差分析显示,海拔与地表植物个体数和丰富度显著相关,坡向对地表植物丰富度具有显著影响;地表植物的个体数和丰富度与海拔梯度存在显著的非线性相关性;CCA分析显示,坡向对蕨类植物的分布格局影响显著,坡度对草本、藤本和灌木的分布格局影响显著.蕨类植物对坡向引起的水热条件改变响应更为敏感,坡度对土壤水分、养分的作用大于高程,是影响本区域草本、藤本和灌木3种地表植物分布的主要地形因子.     

纵向岭谷区高速公路建设对沿线植物生物量的影响

选定西南纵向岭谷区大保（大理-保山）和思小（思茅-小勐养）两段高速公路,按照地貌条件的不同（山顶和山腰）,在垂直公路方向上对沿线各样点（距离公路分别为5m、20m、40m、80m、120m和200m）及其参照点处的各类植被（乔木、灌木和草本）的生物量进行了测定;对比分析了高速公路建设对沿线各样点处各类植物生物量的影响特征和强度;拟合了公路建设干扰下其沿线各类植物的生物量随距离公路远近而变化的回归方程,确定了公路建设的影响范围;对不同地貌条件下两条公路对沿线各类植物生物量的影响范围和强度进行了比较分析。结果表明：（1）高速公路建设通过影响绿色植物的数量和光合作用等生理过程对沿线植物生物量产生了影响,其影响类别有正负两种,乔木主要受负面影响,灌木和草本主要受正面影响;（2）高速公路沿线乔木层的生物量随距离公路远近变化的曲线呈“J”形。最大值出现在距离公路最远样点处,最小值出现在距离公路最近样点处;灌木和草本层生物量的变化曲线呈“单峰”形,最大值在距离公路20—50m范围,紧邻和远离公路的样点处均较小;（3）两条公路对沿线植物生物量的影响范围和强度因路段、地貌条件和植被类型而不同,大保高速公路对沿线各类植物生物量的影响范围、对乔木层生物量的影响强度大于思小公路,对灌木和草本层生物量的影响强度小于思小公路;高速公路建设在不同地貌条件下的影响范围和强度满足：山腰〉山顶,对各类植物的影响范围满足：草本〉灌木〉乔木,影响强度满足：乔木〉草本〉灌木。     

沿中国东北样带 (NECT)分布的若干克隆植物与非克隆植物光合速率与水分利用效率的比较(英文)

比较了沿 1 6 70km长的中国东北样带 (NECT)分布的在繁殖习性上不同的植物功能型 ,克隆植物 (clonalplant)与非克隆植物 (non_clonalplant)的光合作用、蒸腾作用、气孔导度、水分利用效率。所测定的 2 1 8种植物中有1 1 5种属于克隆植物。对于灌木和草本植物功能型而言 ,净光合速率 (Pn)和水分利用效率 (WUE)在样带东西两端较低 ,在样带中间较高 ;蒸腾速率在温带荒漠植物分布的西端出现升高的趋势。在森林乔木、森林灌木、森林草本、草甸草原灌木、草甸草原草本、典型草原灌木、典型草原草本、荒漠草原灌木、荒漠草原草本等不同功能型的植物中 ,典型草原灌木和草本植物的光合生理指标较高。在相同的生长环境中 ,克隆植物比非克隆植物表现出较高的Pn 以及其他生理指标。克隆植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率分别比非克隆植物高出 2 2 %、1 5 %、2 3%和 1 4 %。这种现象表明克隆植物在CO2 、光能和水分资源利用能力上优于非克隆植物     

云南西双版纳片断化热带雨林植物叶片δ^13Ｃ值的特点及其对水分利用效率的

通过测定西双版纳两个热带雨林类型中２２６个植物种叶片的δ^13Ｃ值,以其为植物水分利用效率的指示物,研究了本地区热带雨林植物叶片δ^13Ｃ值的特点及水分利用状况,比较了不同样线植物叶片δ^13Ｃ平均值以及不同生活型植物叶片δ^13Ｃ平均值的差异。研究发现：１．西双版纳地区热带雨林植物叶片δ^13Ｃ值的范围在－３．８６５％－－２．７６０％之间,与其他典型热带地区的研制结果相近,表明该地区具有世界其他典型热麻的特征;２．补蚌样地所有植物叶片δ^13Ｃ平均值低于城子样地,植物叶片δ^13Ｃ平均值在同一样地不同样线之间也存在显差异,表明水分状况和样线的方法位是样线之间存在差异的主要原因;３．常绿植物叶片的δ^13Ｃ值显低于落叶植物,乔木、灌木、草本和藤本植物叶片的δ^13Ｃ值之间也存在显差异,水分利用状况因此而不同。     

祁连山青海云杉林地土壤水分特征研究

通过对祁连山青海云杉林地土壤水分含量及主要影响因子的测定,结果表明,青海云杉林地土壤具有容重低、入渗率高、土壤水分含量垂向分布受降水影响明显等特征,灌木-青海云杉林、苔藓-青海云杉林和草地(对照)平均容重分别为0．522、0．641、0．874g·cm^-3．土壤初渗率分别为6．0、21．0、2．5mm·min^-1,稳渗率分别为3．98、11．2、0．5mm·min^-1．苔藓-青海云杉林地土壤可划分为4层：水分活跃层(0～30cm)、水分调节层(30～60cm)、水分传输层(60～80cm)和蓄水层(80ClTI以下),各层土壤贮水量分别为3．30、3．17、2．80和2．83mm·cm^-1．灌木-青海云杉林可分为3层：水分稳定层(0～30cm)、水分活跃层(30～60cm)和水分传输层(60cm以下),各层土壤贮水量分别为3．98、3．65、3．48mm·cm^-1．两种林地土壤水分含量的季节变化受降水影响较大,相比而言,苔藓．青海云杉林地入渗率更高,有较明显的蓄水层,水分传输能力更强,而灌木-青海云杉林地贮水能力更强．     

浑善达克沙地不同植物功能型光合作用和水分利用特征的比较

为了比较不同植物功能型在沙地生境下光合作用和水分利用效率的差异,测定了浑善达克沙地3种功能型的代表种的气体交换特征来比较它们的光合碳固定能力和水分利用状况。3个代表种的气体交换日变化结果表明乔木的光合速率和水分利用效率比草本和灌木的低,而蒸腾速率和气孔导度较高,经过中午的光合午休后,乔木的光合速率在下午没有恢复,而草本和灌木都有不同程度的恢复。在所测定的所有代表物种中,研究地全部的乔木(3种)和灌木(6种)以及典型的草本(2 5种) ,气孔导度与光合速率和蒸腾速率都成显著的正相关关系;另外,在同样的叶片水势情况下,乔木植物的气孔导度最低,在同样的蒸腾速率情况下,乔木植物的光合速率最低。这些结果表明乔木在CO2 同化和H2 O蒸腾平衡上具有低的水分利用效率。从这个角度考虑,我们认为在对沙地进行恢复时,一些草本和灌木种比乔木更合适     

半干旱黄土丘陵区沙棘的水分生理生态及群落特性研究

１９７７～１９９８年在陕西吴旗、安塞半干旱黄土丘陵区对沙棘的水分生理生态及群落学特性进行了分析研究。试验结果表明：（１）沙棘有一定的耐旱能力,为广生态幅植物;（２）沙棘生长迅速,竞争力强,第３～４年即可形成茂密的单优群落,以后随着自然稀蔬,能形成良好的藻木一草本群落;（３）消棘适应半干旱黄土丘陵区陵区生境的水分生理生态特性是：棘缚水含量随灌木－－草本群落;（３）沙棘适应半干旱黄土丘陵区生境的水分生     

白龙江上游地区森林植物群落物种多样性的研究

 白龙江上游地区属长江防护林工程重点地区之一。根据36个样地的调查资料,分析了该地区森林植物群落物种多样性的特征：群落内各层物种丰富度指数的大小顺序为“灌木层>草本层>乔木层”;均匀度指数变化比较复杂,在杜鹃巴山冷杉（Rhododendron fastigiatum-Abies fargesii）林中为“草本层>灌木层>乔木层”,在苔藓巴山冷杉林中为“乔木层>灌木层>草本层”,其余群落中为“灌木层>草本层>乔木层”;多样性指数的大小顺序为“乔木层<灌木层和草本层”,而灌木层与草本层的多样性指数随林分郁闭度变化而变化,在郁闭度30%的杜鹃巴山冷杉林中,草本层大于灌木层,在郁闭度47%的箭竹巴山冷杉林中,草本层和灌木层相当,在郁闭度55%以上的各个群落内,灌木层大于草本层。同一海拔不同坡向群落的物种多样性表现为分布于阳坡的油松（Pinus tabulaeformis）林大于分布于阴坡的草类云杉（Picea asperata）林。物种多样性沿海拔梯度的变化表现为随海拔升高先降低后增加,从海拔2 400 m的栎类阔叶林,2 600 m的草类云杉林,2 800 m的箭竹(Sinarundinaria nitida)巴山冷杉林,到3 000 m的苔藓巴山冷杉林和3 200 m的杜鹃巴山冷杉林,物种多样性依次下降,到海拔3 400 m的高山杜鹃（Rhododendron fastigiatum）灌丛,物种多样性增加。物种多样性在紫果云杉(Picea purpurea)林的演替系列中表现为随群落演替发展而增加,后降低,在针阔混交林阶段达到最大。     

喀斯特山区植物物种丰富度的空间变异分析

应用地统计学对地处滇黔桂连片喀斯特腹地的贵州省毕节地区植物物种丰富度的海拔空间变异进行分析。结果表明,乔木物种丰富度的半变异函数最佳理论模型为球状模型,灌木、草本为线性有基台模型。乔木物种丰富度的空间异质比为0．0052,具有强烈的海拔空间相关性,主要受随海拔梯度变化的自然性控制因素的影响;灌木、草本物种丰富度的空间异质比分别为3．15、34．55,海拔梯度的空间相关性很弱,受随机因素作用较大。乔木物种丰富度的变程为177．37m受因素影响的海拔范围较宽;灌木和草本物种丰富度的变程分别为73．02m和49．97m,受因素影响的海拔范围较窄。灌木、草本物种丰富度的Moran’s I系数随海拔梯度变化的趋势相类似,但乔木的差别较大。     

毛乌素沙地生物结皮覆盖区土壤水分收支变化特征

探究半干旱生态系统生物土壤结皮对土壤水文过程的影响,并量化生物结皮覆盖下土壤水分收支状况,可为荒漠地区植被恢复与重建提供理论依据。本研究基于2018—2020年生长季(5—10月)对毛乌素沙地不同类型生物结皮(如藻类和苔藓)覆盖区土壤水分的连续观测,以裸沙为对照,分析了生物结皮对0～40 cm土壤水分收支的影响。结果表明: 与裸沙相比,藻类结皮和苔藓结皮显著降低了降雨对40 cm以下土壤水分的补充,增加了土壤水分的蒸发损失。在相对湿润年份(2018年),裸沙和不同类型生物结皮覆盖土壤的水分支出量(渗漏量+蒸发量)均低于降雨量,土壤水分状况为收入;在相对干旱年份(2019和2020年),藻类结皮和苔藓结皮覆盖土壤的水分支出量高于降雨量,土壤水分产生亏缺,但是裸沙相反。可见,生物结皮导致其下覆0～40 cm土壤水分收支不平衡,在相对干旱年份出现了水分亏缺,这可能驱动该区域植被群落向浅根系植物演替。     

干燥对人工生物土壤结皮固氮酶活性恢复过程的影响

本文研究了不同演替阶段的人工生物土壤结皮其光合和固氮酶活性恢复过程对干燥时长的响应.生物土壤结皮通过人工接种丝状土壤蓝藻诱导形成,并根据藻类和苔藓丰度的不同划分为蓝藻结皮、藻-藓结皮、藓-藻结皮和苔藓结皮等4个演替阶段.经不同时长干燥处理的结皮,复水后测定其光合活性(F_v/F_m)和固氮酶活性(NA)的恢复过程.结果表明,苔藓结皮F_v/F_m的恢复速率与干燥时长呈负相关,但其他演替阶段结皮的F_v/F_m恢复速率几乎不受干燥时长的影响.早期演替阶段的结皮(藻结皮、藻-藓结皮和藓-藻结皮)显示出相同的NA活性恢复模式和不同的NA速率,而苔藓结皮NA活性的恢复较慢.光照条件下,干燥时长不超过8天时,则干燥时间越长,早期演替阶段结皮的NA活性越低,但在此较短的干燥时长范围内,苔藓结皮NA活性的恢复并不受干燥时长的影响;黑暗条件下,不同演替阶段结皮干燥两天后固氮酶活性均较低.相反,较长时间的干燥后(4~6个月),所有结皮均恢复了较高的NA活性.结果表明,不同演替阶段的人工生物土壤结皮其生理活性对干燥有不同的耐受性.     

长江上游不同植物篱系统的土壤物理性质

在长江上游现有植物篱调查的基础上,对3种不同植物篱(乔木类、灌木类和草本类)不同位置的土壤物理性质进行了分析.结果表明:与植物篱带间相比,研究区3种不同类型植物篱带内土壤物理性质均得到了显著改善和提高;乔木类、草本类和灌木类植物篱带内土壤孔隙度、含水量、饱和导水率、水稳性团聚体含量、抗蚀指数、抗冲指数和土壤粘粒含量平均值分别提高了18.8%、30.1%、12.9%、139.3%、108.3%、95.9%和25.5%,土壤容重和土壤沙粒含量分别平均减小17.3%和9.6%;3种不同植物篱带内的土壤物理性质存在差异性,乔木类植物篱带内土壤抗冲性指数最大,灌木类植物篱带内土壤孔隙度、含水量、饱和导水率、抗蚀指数、水稳性团聚体含量、土壤粘粒含量高于乔木类和草本类,其土壤容重则低于乔木类和草本类;植物篱对植物篱-坡耕地系统内不同位置土壤物理性质影响程度的差异导致了土壤物理性质各指标在植物篱带内、带上、带下和带间坡耕地也存在一定的变异性,乔木类植物篱土壤水分含量、抗蚀指数、饱和导水率和土壤粘粒含量的变异系数大于灌木类和草本类植物篱,灌木类植物篱土壤容重、孔隙度、水稳性团聚体含量和抗冲指数的变异系数高于乔木类和草本类植物篱...     

吉林灌木群落物种多样性与气候和局域环境因子的关系

为了研究气候和局域环境因子对物种多样性的相对作用大小,以及验证两种均匀度地理格局的假说在半湿润地区次生灌丛的适用性,对吉林东、南部地区的灌木群落进行了研究。共调查森林破坏后形成的次生灌丛样方45个,结合气候数据和局域环境因子数据,研究了气候、局域环境因子对群落、灌木层、草本层的物种丰富度、均匀度的影响,以及对不同水分生态型(旱生、旱中生、湿中生)灌木影响的差异。结果表明:1)吉林次生灌丛的群落、草本层物种丰富度,以及草本层均匀度,随纬度增加而显著上升。2)对物种多样性和气候、局域环境因子的分析表明,群落、草本层物种数主要受局域环境因子而不是气候的影响;其物种丰富度与纬度的反常关系,是由于灌木层盖度随降水增加而上升,从而导致物种数下降。灌木层物种数与纬度、气候因子的相关性不显著,则是由于不同水分生态型对气候梯度的响应不一致,反映出功能群对多样性格局的影响。3)群落、灌木层均匀度主要受气候因子的影响;而草本层均匀度主要受局域环境因子的影响,降水同样通过对灌木层盖度的影响间接作用于草本均匀度。但群落、灌木和草本层的结果,都支持均匀度随着环境条件改善而增加的假说,而不支持随着生产力增加、竞争加剧,从而导致均匀度下降的假说。结果表明,物种丰富度和均匀度的影响机制存在很大差异,但二者都受到局域环境因子的强烈影响。气候通过局域生物因素(如盖度、生活型)间接作用于多样性格局,是气候对多样性影响的一个重要方面,但尚未得到应有的重视。由于局域生物因素也随气候而变化,仅研究多样性和气候的表面关系,将无法准确预测气候变化对多样性的影响。     

28种园林植物对大气CO2浓度增加的生理生态反应

通过对28种园林植物在不同CO2浓度水平下的气体交换参数的观测,分析了净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率等生理生态指标的变化趋势与规律.结果表明,所测植物净光合速率和水分利用效率随CO2浓度升高而线性增加,但不同植物种类对高CO2浓度的反应存在较大差异.气孔导度和蒸腾速率与CO2浓度呈线性负相关关系.当CO2浓度倍增(350～700 μmol·mol-1)时,28种园林植物净光合速率平均提高31.2%,气孔导度降低16.5%,蒸腾速率下降11.7%,而水分利用效率则提高了49.2%.不同光合途径的植物净光合速率和水分利用效率受CO2浓度增加的影响程度为C3植物较大,C4植物较小, CAM植物介于两者之间.对不同生活型植物而言,影响程度则为草本C3植物较大,乔木C3植物较小,灌木C3植物居于两者之间.     

武夷山不同海拔植物水分利用效率的变化及其与养分变化的关系

以武夷山不同海拔(600、900、1300、1500、1800、2000和2100 m)的乔木、灌木和草本3种生活型植物为研究对象,观测其水分利用效率和叶片氮、磷养分浓度随海拔的变化趋势,旨在探索海拔梯度间水分、养分变化与植物水分利用效率变化的关系.结果表明: 植物水分利用效率随海拔的增加呈显著上升趋势,乔木叶片δ¹⁸O随海拔变化不显著.总体上看,叶片氮浓度未观测到规律性的变化,高海拔地区的叶片磷浓度显著高于低海拔地区.水分利用效率与叶片磷浓度呈显著正相关,而与叶片氮浓度相关性不显著.不同海拔植物水分利用效率变化主要由光合速率的变化引起,水分状况对植物水分利用效率的影响不显著.海拔梯度间植物叶片磷浓度的差异对光合速率影响显著,进而影响水分利用效率.     

云南松林不同层植物分布与地形、气候因子的关系

植物群落由植物与环境共同作用形成,其中地形与气候因子对植物群落的形成与发展又有极为重要的影响。本文在群落调查的基础上,利用去趋势典范对应分析(detrended canonical correspondence analysis,DCCA)排序方法分析了各地形、气候因子对云南松林中不同层的物种数量、分布结构及多样性的影响及其相互关系。结果表明:乔木层、灌木层、草本层的DCCA排序效果均为极显著(P<0.01)。从排序图可以看出,对乔木层分布影响较大的依次有夏季平均降雨量、气温年较差、年均降雨量等环境因素;而灌木层的主要影响因子为夏季平均降雨量、年均降雨量、无霜期;对草本层物种分布影响大的有无霜期、海拔、夏季平均降雨量。人为干扰对乔木层和草本层影响不明显,而对灌木层影响则相对较大。