天山南麓山前平原植物群落物种多样性及空间分异研究

荒漠灌丛是天山南麓山前平原主要植被类型.本研究定量分析了山前平原植物群落物种多样性及生境尺度异质性的影响.结果表明:(1)天山南麓山前平原的植物群落多样性指数Simpson、均匀度指数McIntosh及丰富度指数Margalef都较低,在地貌带的过渡上,植物分布呈现均匀化.(2)海拔和地下水埋深是影响天山南麓山前平原植物群落物种多样性的重要环境指标.海拔梯度与物种多样性指数Simpson、Margalef及McIntosh均呈显著的线性正相关关系,物种多样性均随海拔高度的增加而增加;地下水埋深与物种多样性指数呈极显著的线性负相关关系,物种多样性随地下水埋深的增加而减小.(3)土壤含盐量与物种多样性指标无显著关系,但土壤含盐量与地下水埋深相关性显著,这是天山南麓山前平原土壤盐分空间异质性的一个重要特点.土壤盐分含量变化影响着植物群落物种组成,随土壤盐分含量增加,群落中盐生植物种类逐渐占据优势.(4)海拔的变化是决定天山南麓山前平原灌丛群落生境差异的主导因子.海拔差异表征了山前平原地貌、水文地质条件及土壤的变化,而随海拔变化的水热、水盐等干扰体系的差异则进一步导致了异质性的生境,进而影响不同植被类型中群落组成结构和多样性的差异.     

云南松林的根系生物量及其分布规律的研究

利用平均标准木机械布点法测定了云南省永仁林业局云南松不同龄组林分的根系生物量及其沿土壤剖面深度的分布规律.结果表明,林分根系总生物量随林龄而增加,幼龄林(15～17年)的根系生物量为8.50 t·hm^-2,中龄林(30～32年)为11.70 t·hm^-2,成熟林为(>62年) 18.91 t·hm^-2.在不同龄组林分中,粗根(>10mm)生物量差异最大（1.5～12.3 t·hm^-2）,而中根（5～10 mm）（1.4～1.6 t·hm^-2）及小根（<5 mm）（5.3～6.2 t·hm^-2）的生物量差异最小.根系生物量沿土壤深度迅速减少,约93%的根系生物量集中分布在0～30 cm土层中,深土层(30～115 cm)的根系生物量仅占7%左右.     

氮肥施用对冬小麦产量、品质和氮素表观损失的影响研究

通过田间小区试验,对施用氮肥造成的冬小麦产量、品质和环境效应进行了研究.结果表明,4个试验点最高产量施N量分别为0、0、79和118 kg·hm^-2,最高籽粒粗蛋白质含量施N量分别为122、100、127和174 kg·hm^-2,小麦收获后0～90 cm土壤剖面硝态氮残留量随施N量的增加呈极显著线性增加,而N表观损失则呈指数增加.在最高产量施N量条件下,小麦收获后0～90 cm土层硝态氮残留保持86～115 kg·hm-2,N表观损失为2～32 kg·hm^-2,低于最高籽粒粗蛋白含量施N量时的土壤剖面硝态氮残留量(106～168 kg·hm^-2)和N表观损失量(14～56 kg·hm^-2).综合考虑冬小麦产量、品质和环境安全,最高产量施N和氮肥施用的环境效应可以通过优化施N进行协调.     

广州市红树林和滩涂湿地生态系统与大气二氧化碳交换

在生物量调查和土壤温室气体排放量测定基础上,对广州市红树林和滩涂湿地生态系统与大气CO₂交换进行研究,分析湿地植被净生产力吸收CO₂的能力和不同积水状态下(常年积水、间歇积水、无积水)湿地碳汇功能.结果表明:红树林湿地植被净生产力吸收CO₂ 33.74 t·hm^-2·a^-1,土壤排放CO₂(包括CH₄折算成CO₂的温室效应量)12.26 t·hm^-2·a^-1,湿地每年净吸收大气CO₂ 21.48 t·hm^-2,说明红树林湿地是一个强的碳汇;滩涂湿地植被净生产力吸收CO₂ 8.54 t·hm^-2·a^-1,土壤排放CO₂ 5.88 t·hm^-2·a^-1,排放CH₄ 0.19 t·hm^-2·a^-1,若按碳素折算,湿地每年吸收大气中碳素2.33 t·hm^-2,土壤排放碳素1.74 t·hm^-2包括（CH₄中的碳),系统净固定碳0.59 t·hm^-2,说明滩涂湿地是一个弱的碳汇,若将CH₄的温室效应折算成CO₂量,则土壤排放CO₂ 9.78 t·hm^-2·a^-1,排放比吸收多1.24 t·hm^-2·a^-1,对大气温室效应而言,滩涂湿地是一个弱碳源;常年积水下排放的温室气体主要是CH₄,无积水下排放的温室气体主要是CO₂;常年积水湿地碳汇功能最大,无积水湿地碳汇功能最小.     

江西千烟洲不同恢复途径下白栎种群生物量

利用不同自变量和函数,建立白栎枝条和单株地上各器官的生物量模型,选择其中的最佳模型估算了千烟洲人工造林和自然封育两种恢复途径下白栎种群地上生物量及其年增长量,并利用地上生物量和地下生物量的线性关系,估算了白栎种群地下生物量及其年增长量.结果表明:模拟白栎枝条和单株地上各器官生物量的最佳函数均为幂函数,而最佳自变量分别为d²l和D²H.白栎种群各器官生物量和总生物量均为天然次生林大于人工湿地松林.次生林中白栎种群地上和地下生物量分别为3.592和1.723 t·hm^-2,其中树干生物量>枝生物量>叶生物量;湿地松林中白栎种群地上和地下生物量分别为0.666和0.462 t·hm^-2,其中树干生物量>叶生物量>枝生物量.2004—2006年,两种恢复途径下白栎种群地上、地下及总生物量的年增长量均逐年增加.其中地上生物量年增长量占总年增长量的比重呈逐年升高趋势,湿地松林中由54.35%增至62.20%,次生林中由67.27%增至68.94%.与次生林相比,湿地松林中白栎种群各器官生物量年增长量较小,但其相对增长速率较快.     

黄河三角洲典型植被与地下水埋深和土壤盐分的关系

土壤盐分和地下水埋深是影响黄河三角洲植被发育和分布的重要因素.本文通过野外调查与统计分析,研究了黄河三角洲区域典型植被(翅碱蓬 柽柳、刺槐、芦苇和棉花)、地下水埋深、土壤盐分之间的关系.结果表明: 研究区地下水埋深显著影响土壤盐分,平均影响系数为0.327,地下水埋深在0.5～1.5 m的土壤盐渍化最严重;整个研究区内植被发育较差,其中,研究区78%面积的归一化植被指数(NDVI)<0.4,地下水埋深、土壤盐分对天然植被分布有显著影响;土壤盐分对研究区翅碱蓬-柽柳、刺槐、芦苇及棉花NDVI的影响显著,地下水埋深对翅碱蓬-柽柳NDVI的影响显著,对芦苇、棉花、刺槐NDVI的影响不显著.     

河南省土壤有机碳储量及空间分布

利用河南省1∶20万土壤数据库估算了河南省土壤有机碳储量,并分析了其空间分布规律.结果表明：河南省陆地土壤有机碳含量约为10.27×10⁸ t,占全国储量的1.15%;土壤平均碳密度为7.46 kg·m^-2,低于全国平均水平9.60 kg·m^-2;有机碳储量在前4位的土壤类型为潮土、褐土、粗骨土和黄褐土,碳储量都大于1.0×10⁸ t,四者之和占全省总储量的69.65%;沼泽土的有机碳密度最大,为24.54 kg·m^-2,其次为山地草甸土和棕壤,分别为17.69和14.64 kg·m^-2,三者主要分布在西部山区,其碳储量之和仅占全省的6.34%;石质土和风沙土的碳密度含量最低,分别为1.32和1.38 kg·m^-2 ;全省的土壤有机碳密度主要在5～10 kg·m^-2范围内变动.     

基于HNSOTER的海南岛土壤有机碳储量及空间分布特征分析

基于海南岛1∶200 000土壤 地体数字化数据库（HNSOTER）,在GIS系统的支持下,对海南岛土壤有机碳储量及分布特征进行了探讨.结果表明,1）标准剖深下（0～100 cm）,海南岛土壤有机碳储量为2.78×10⁸ t.2）0～20 cm剖深土壤有机碳密度变幅在0.3～18.8 kg·m^-2之间,其中1.0～5.0 kg·m^-2密度区占总分布面积的81.2%,按面积加权均值为3.3 kg·m^-2.0～100 cm剖深的土壤有机碳密度变幅在1.0～32.1 kg·m^-2 之间,其中2.0～14.0 kg·m^-2密度区面积比重占89.7%,按面积加权均值为8.4 kg·m^-2.不同地形、岩性及土壤类型中,土壤有机碳密度分布有较大变异.3）从中部山地向外至沿海平原,土壤有机碳密度总体上呈递减趋势,但不同剖深下其分布格局仍有一定差异.0～20 cm剖深下土壤有机碳密度高值区（丰富度指数大于1）主要分布于山地以及北部玄武岩台地,0～100 cm剖深下,有机碳密度高值区（丰富度指数大于1）趋向集中于中东部山地、台地区,且其分布重心较前者明显的向东偏移.     

超高产夏玉米田土壤微生物与土壤酶的动态变化

为揭示超高产夏玉米田（产量>15 000 kg·hm^-2）土壤微生物与土壤酶活性动态变化特性,在国家玉米工程技术研究中心（山东）试验场进行夏玉米生长季农田土壤微生物与土壤酶活性研究. 在连续3年产量15 000 kg·hm^-2以上的超高产夏玉米田中选择一块超高产田（HF, 产量为20 322 kg·hm^-2）与常规生产田（CF, 产量为8920.1 kg·hm^-2）进行对比分析,主要测定0～20 cm土层土壤细菌、真菌与放线菌数量及脲酶和转化酶活性. 结果表明：播种后超高产田与常规生产田土壤微生物（细菌、真菌与放线菌）数量均表现出先升高后下降的趋势,超高产田在玉米生长后期土壤微生物数量低于常规生产田,细菌与放线菌表现尤其明显,收获期超高产田B/F值（细菌与真菌数量比）比播种期高2.03倍,比常规生产田高3.02倍,常规生产田收获期与播种期的B/F值变化不显著;超高产田土壤脲酶活性在播种31 d（拔节期）后低于常规生产田,转化酶活性播种58 d（开花期）后快速下降,低于常规生产田.     

施氮量和底施追施比例对土壤硝态氮和铵态氮含量时空变化的影响

研究了高产栽培条件下,不同施氮量和底施追施比例对土壤硝态氮和铵态氮含量时空变化的影响,同时计算了不同生育阶段土壤氮素的表观盈亏量.结果表明,与氮肥分期施用处理比较,氮肥全部用于拔节期追施处理降低了拔节期之前的土壤硝态氮含量,减少了拔节期之前土壤氮素的表观盈余量,降低了氮素向深层的淋洗;而挑旗期土壤硝态氮含量与氮肥分期施用处理无显著差异,但提高了土壤铵态氮含量;增加了成熟期0～60 cm土壤各土层土壤硝态氮含量和0～20 cm土壤铵态氮含量.氮肥全部用于拔节期追施的两处理间比较,在240 kg·hm^-2的基础上降低施氮量至168 kg·hm^-2,降低了挑旗期土壤硝态氮和铵态氮的含量,减少了挑旗期到成熟期土壤氮素的亏缺量,也使成熟期土壤硝态氮的含量降低.不同处理间籽粒产量和蛋白质产量无显著差异,施氮量为168 kg·hm^-2且全部用于拔节期追施的处理籽粒蛋白质含量最高.     

长白山暗针叶林苔藓植物在养分循环中的作用

测定了长白山暗针叶林5种主要苔藓植物养分含量,并结合生物量的测定结果,推算单位面积的苔藓植物养分含量.结果表明,单位面积苔藓植物氮含量为5.371 kg·hm^-2,是乔、灌、草总氮量的12.22%;钾含量为12.02 kg·hm^-2,是乔、灌、草总钾量的5.63%;磷含量为31.679 kg·hm^-2,是乔、灌、草总磷量的70.57%,超过了乔木磷含量,是草本植物磷含量的2.倍、灌木磷含量的792倍,苔藓植物是暗针叶林重要的磷库.同时测定不同苔藓盖度下土壤中的养分含量.方差分析结果显示,不同苔藓盖度下土壤中氮、钾含量差别不大,磷含量差异显著,没有苔藓覆盖的土壤中磷含量最高,为0.19±0.023 g·kg^-1;苔藓盖度为第6级(80%～100%),土壤中磷含量最低,为0.36±0.017 g·kg^-1,随苔藓盖度的增加土壤中磷含量有减少的趋势.     

不同土壤水盐条件下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)对胡杨(Populus euphratica)幼苗的影响

目前胡杨更新困难,种群处于退化阶段,而与其生态位高度重叠的多枝柽柳却在扩张。为探讨多枝柽柳对胡杨生长的影响,本研究设置了3个水平的水分、盐分梯度,对胡杨进行了单种和混种的盆栽控制实验,通过测定胡杨幼苗的生长和存活状况,分析不同水、盐梯度下多枝柽柳如何影响胡杨生长。结果表明：（1）多枝柽柳伴生降低当年生胡杨幼苗的存活率,随着水分条件改善,胡杨存活率提高,而盐分对存活率没有显著的影响。（2）水分、盐分和伴生模式几个因子对胡杨的生长特征的影响存在显著的交互作用（P<0.05）。各水盐条件下,多枝柽柳会不同程度降低胡杨幼苗的株高、主根长和地上地下生物量,而根冠比增大。混种条件下,胡杨幼苗对水盐的响应更为敏感。（3）相对竞争强度对水盐环境有明显的响应（P<0.05）,随水分条件改善,地上、地下相对竞争强度降低。多枝柽柳对胡杨的生长产生不良影响的机制是通过快速消耗土壤的水分,从而导致胡杨幼苗水分亏缺。土壤水分条件是胡杨和多枝柽柳幼苗共存的关键因素,在水分供给不足的情况下,对水分偏好的差异导致胡杨无法通过实生苗进行有效的更新从而加剧胡杨种群的衰退,而多枝柽柳更为耐旱的特性使其逐步占据河岸的生境。我们的研究结果强调了两个树种对环境因子的适应性差异决定了河岸带植被发育过程中植物-土壤的相互作用导致胡杨在演替过程中表现出的衰退现象。     

红壤丘陵区林下灌木生物量估算模型的建立及其应用

以中国科学院千烟洲生态试验站林下常见的16种物种作为研究对象,构建了单一物种以植冠面积(Ac)为变量的二次方程和以植冠投影体积(Vc)为变量的乘幂方程来估算物种生物量,以及16种物种的混合模型来估算其生物量,并将最佳生物量估算模型应用于不同森林内灌木层生物量的估计.不同森林的灌木层生物量组成存在较大差异.以物种单一模型计算的落叶阔叶林、次生林、人工针叶林灌木层的生物量分别为4773、3175和733kg.hm-2;以物种混合模型估算的结果略低于单一模型,分别为3946、2772和840kg.hm-2.混合模型在未能对所有物种建立单一模型的情况下估算灌木层生物量时,具有简便、实用性的特点.     

Salt dynamics in Tamarix ramosissima in the lower Virgin River floodplain, Nevada

Tamarisk (Tamarix spp.) is a halophyte with salt glands on its leaves and is an invasive riparian plant in the US. To increase our understanding of the effects of Tamarix on soil salinity, we conducted a year-long field investigation to evaluate the salt dynamics of a stand of Tamarix ramosissima along the lower Virgin River floodplain, NV, USA. We examined salt accumulation in the biomass and studied salt return to the soil by litter fall, throughfall and stemflow from September 2009 to September 2010. We also investigated soil salinity concentrations inside and outside of the stand where native shrub species was sparsely distributed. The average Na⁺ accumulated in the plant biomass was estimated at 23.4 g m^?2. The Na⁺ returned to the soil through litter fall, throughfall and stemflow during the investigation was similar with that accumulated in the plant biomass. More than 90 % of Na⁺ leached to the soil was from throughfall and stemflow. Soil salinity was significantly lower inside than outside of the stand. Salt secretion from Tamarix is generally expected to increase soil salinity in stands. However, our results suggest that surface soil salinity does not necessarily increase in the Tamarix stand along the lower Virgin River floodplain that is subjected to occasional flooding.     

塔里木河流域荒漠河岸植物对应急输水的生理响应

选择塔里木河沿岸典型样地,以乔木树种胡杨(Populuseuphratica)、灌木柽柳(Tamarixspp.)和草本植物罗布麻(Apo-cynumvenetum)为研究材料,垂直距离输水河道500m范围内,间隔100m设置一个采样断面。监测并分析塔里木河下游应急输水前后5个断面地下水位、地下水含盐量及3种植物叶片游离脯氨酸、可溶性糖、内源植物激素脱落酸(ABA)和细胞分裂素(CTK)含量的变化。研究3种荒漠植物对水盐双重胁迫环境的生理响应及适应策略。结果表明:盐胁迫显著增加3种植物叶片或同化枝的可溶性糖浓度,断面间不同植物叶片或同化枝可溶性糖积累存在差异;输水后断面间随地下水位不同程度的抬升,胡杨和柽柳叶片或同化枝脯氨酸含量出现了成比例的下降;柽柳同化枝可溶性糖与脯氨酸积累相关性最小,发展了不同于另外两种植物的通过有机溶剂积累适应胁迫环境的策略,即同化枝可溶性糖与脯氨酸作为响应于地下水位变化的功能物质独立地起作用,可溶性糖积累对盐胁迫的响应明显,而脯氨酸积累对干旱胁迫的响应更为明显;对与胁迫抗性有关的植物内源激素ABA、CTK浓度及浓度增长量变化进行分析,发现胡杨具有不同于其他两种植物的内源ABA、CTK浓度增量变化趋势;胡杨和罗布麻叶片ABA积累量与脯氨酸积累百分量(△[脯氨酸])而柽柳中ABA积累量与可溶性糖积累百分量(△[可溶性糖])显著相关。     

广西黄冕林场次生常绿阔叶林生物量及净第一性生产力

应用相对生长法和样方收获法,测定了广西黄冕林场天然次生常绿阔叶林的地上、地下生物量及林分净第一性生产力．阔叶林总生物量为99．96t·hm^-2,其中地上部分占69．41％,地下部分(根系)占30．59％．林分叶面积指数为6．50．全林净第一性生产力为24．65t·hm^-2·年^-1,其中地上部分占44．54％。根系占55．46％．     

塔里木河下游柽柳ABA累积对地下水位和土壤盐分的响应

近年来发现在逆境下(干旱、低温、高温、盐渍等)的植物体内大量积累ABA,从而引导人们去研究ABA与植物抗逆性之间的关系。在塔里木河下游地区影响植被正常生长发育的各种胁迫因子中,地下水位和土壤盐分是导致"绿色走廊"衰败的主要因素。柽柳是塔里木河下游荒漠植被的主体,对于改善生态环境、遏制沙漠化、保护生物多样性等诸多方面具有重要作用。因此,研究柽柳和地下水位以及土壤盐分的关系,对于维护塔里木河流域天然植被赖以生存的环境,保护柽柳这一重要的生物资源,维持生态平衡的良性循环具有重要意义。运用国际通用软件SAS6.12对塔里木河下游柽柳ABA和地下水位以及土壤盐分进行相关分析表明,柽柳ABA含量与地下水位呈极显著正相关,相关系数R=0.80305(显著性程度P=0.0003);与土壤盐分呈显著负相关,相关系数R=-0.59036(显著性程度P=0.0205)。由各断面柽柳ABA含量变化与地下水位和土壤盐分关系分析结果可以初步推断:3.12m的地下水位和0.96g/L的土壤盐分已经威胁到柽柳的正常生长发育,地下水位超过5.59m、土壤盐分大于1.61g/L则会对柽柳造成严重胁迫。在恢复和保育塔里木河流域天然植被的过程中,应该把对植被造成胁迫的外界条件的成因和植被自身的抗旱、抗盐等抗逆特性结合起来进行考虑:根据耐旱耐盐植被的合理生态水(盐)位,在主河道两岸维持一定范围的地下水位,使乔木、灌木、草本植被能良好地生长,发挥多种生态功能,这样既可以避免水资源的浪费又能充分发挥生态输水的功效,有利于从根本上解决"绿色走廊"的问题。     

千烟洲人工林主要树种地上生物量的估算

利用不同参数和函数,模拟了千烟洲人工林主要树种马尾松、湿地松和杉木的枝条、叶生物量和总生物量及单株各器官生物量,选择最佳函数计算生物量在各树种不同器官中的分配,估算不同林型的地上生物量.结果表明,不同树种的枝条基径(d)和枝条生物量(BW)、叶生物量(LW)之间,当d³为自变量时,相关系数最高,湿地松利用线性函数、马尾松和杉木利用幂函数模拟效果最佳;单木总生物量以利用D²H(胸径²×树高)为自变量的幂函数模拟相关系数最高;3个树种叶和枝生物量各有不同的最佳自变量和函数类型,但同一树种的叶、枝生物量最佳拟合方程的自变量和函数类型一致.马尾松林、湿地松林和杉木林的地上生物量分别为83.6、72.1和59 t·hm^-2,其中树干生物量所占比重最大,叶生物量最小.根据前人的研究结果推算3种林分地下生物量分别为10.44、9.42和11.48 t·hm^-2,其固碳量分别为47.94、45.14和37.52 t·hm^-2.     

民勤绿洲边缘积沙带植物群落健康分析

甘肃河西走廊经过60多年的防沙治沙,在绿洲边缘形成了一条积沙带。其中,民勤绿洲边缘积沙带相对最典型、最完整。积沙带上的植被不仅是积沙带的形成因素,更是维持积沙带稳定的重要因素。从一定意义上说,积沙带上植被的健康状况,决定着积沙带的稳定性。为了分析积沙带上的植被状况,在民勤绿洲边缘积沙带上等间距设定了11条样线,通过60多个样方的植被调查,对民勤绿洲边缘积沙带上植物群落进行了健康序列分析。结果表明:民勤绿洲边缘积沙带上的植被普遍是不健康的,民勤绿洲边缘人工固沙林积沙带上的植被健康状况相对好于天然灌丛积沙带上的植被健康状况,乔灌混交林积沙带上的植被健康状况最差。民勤绿洲下游积沙带上的优势种植物柽柳严重枯死,健康状况最差,积沙带潜在风蚀活化的危险。农田弃耕后,沙区农田边缘防护林及其积沙带的保护是一个新的值得考虑的问题。