柠条细根的空间分布特征及其季节动态

以晋西北黄土区30年生柠条(Caragana korshinskii Kom.)人工林为研究对象,2007年应用Minirhizotron技术,分别在距茎干水平距离0、50、100 cm处设点,对林地0-100 cm土层深度范围内的柠条细根空间分布及其生长季的动态进行了研究。结果表明:(1)生长季柠条细根根长密度(RLD)总平均值为1.3423 mm/cm²。在水平方向上,距茎干水平距离50 cm处分布最多(1.5369 mm/cm²),其次为0 cm处(1.3855 mm/cm²), 100cm处分布最少(1.1044 mm/cm²)。在垂直深度上,各土层RLD平均值大小顺序为40-60 cm>60-80 cm>20-40 cm>0-20 cm>80-100 cm;(2)在0-100 cm土层范围内,月平均RLD在生长季的波动范围为0.4405 2.1040 mm/cm²,其中9月份最多,4月份最少;RLD在5个土层深度3个水平距离处随季节变化均表现先增加后减少的趋势,且不同空间位置RLD峰值变化均在秋季(8 10月份)波动。细根的这种时空分布差异,可能主要受林下土壤资源空间异质性及其季节性变化的影响,但也不排除其它因素的影响(如真菌,植食性昆虫)。     

近50年黄土高原地区降水时空变化特征

根据黄土高原地区214个地面气象站最近50年(1961-2010年)的逐日降水量数据, 采用非参数Mann-Kendall和Mann-Whitney法,从黄土高原地区、典型黄土高原和综合治理分区3个层面,对本地区年降水量(PTOT)、侵蚀性降水量(R12mm)、汛期降水量(RJJAS)和暴雨量(R50mm)的时空变化特点进行了研究。结果表明:(1)在黄土高原地区,PTOT、R12mm和RJJAS变化的空间格局基本一致,从东南向西北,其减少幅度逐渐变小,至西北部和最西部,其反而略有增加。但是R50mm变化的空间趋势不大明显。相比之下,典型黄土高原PTOT、R12mm和RJJAS变化的空间趋势更为突出。(2)在黄土高原地区,约83%的站点PTOT呈减少趋势,69%的站点R12mm和RJJAS呈减少趋势;其中20%的站点PTOT减少显著,10%的站点R12mm和RJJAS减少显著。而约68%的站点R50mm变化率为零。相比之下,在典型黄土高原,呈减少或显著减少趋势的站点比例较高,约92%的站点PTOT呈减少趋势,80%的站点R12mm和RJJAS呈减少趋势;其中24%的站点PTOT减少显著,12%的站点R12mm和RJJAS减少显著。R50mm变化率为零的站点比例则较底,约占62%。(3)近50a黄土高原地区的PTOT和R12mm总体上分别呈显著和接近显著减少趋势,递减率分别为9.9mm/10a和5.9mm/10a;但是其RJJAS和R50mm的减少不显著。近50a典型黄土高原的PTOT和R12mm均呈显著减少趋势,递减率分别为13.4 mm/10a和8.1mm/10a。其RJJAS减少趋势接近显著,递减率为7.6mm/10a。但是其R50mm减少不显著。(4)就5个综合治理区而言,第Ⅰ区和第Ⅱ区的PTOT总体呈显著减少趋势,这两个区的R12mm分别呈接近显著和显著减少趋势,而第Ⅲ至Ⅴ区的PTOT和R12mm总体呈不显著增加趋势。仅第Ⅱ区的RJJAS呈显著减少趋势。R50mm在第Ⅰ区、第Ⅱ区和第Ⅳ区减少不显著,在第Ⅲ区和第Ⅴ区变化率为零。(5)近50aPTOT减少的突变时间在黄土高原地区、典型黄土高原和综合治理第Ⅱ区始于1986年, 在第Ⅰ区始于1991年。PTOT在其余3个区没有出现突变现象。这些结果表明,在典型黄土高原,尤其是其水土保持重点区(即第Ⅱ区),近50a的年降水量、侵蚀性降水量和汛期降水量明显减少,但暴雨量却未显著减少。这意味着如果此种趋势继续下去,尽管因水蚀导致的土壤侵蚀量总体上会有所减少,但是缺水情形会更为严峻,因暴雨导致的剧烈水土流失仍不会有明显缓解。     

柠条细根的分布和动态及其与土壤资源有效性的关系

受土壤资源有效性时空异质性的影响,植物细根会表现出明显的垂直分布和季节变化特征。揭示这些特征对认识细根的养分和水分吸收规律,预测C在地下的分配特点具有重要意义。本研究运用Minirhizotron技术对晋西黄土丘陵区30年生柠条（Caragana korshinskii Kom.）人工林0-100cm土层深度范围内细根的密度( FRD, N cm-2)、根长密度( FRLD, mm cm-2)、平均直径(FRDi, mm)和根表面积(FRSA, mm2 cm-2)的垂直分布特征和季节动态进行了一个生长季的观测,并分析了这些参数与土壤温度、水分和有效氮之间的关系。结果表明：(1)FRD、FRLD和FRSA均表现出随土层深度增加而先增大后减小的趋势,以40-60cm土层之值最大(分别占总数的34.3%、35.5%和37.3%);而FRDi随土层深度增加而减小,其最大值为0.31970.0231mm,最小值为0.28840.0109 mm;(2)受土壤资源有效性季节变化的影响,FRD、FRLD和FRSA在不同土层(除0-20cm外)表现出相似的季节动态,即随季节变化而先增大后减小,春季小(分别为0.2204 N cm-2,1.8482 mm cm-2,2.2647 mm2 cm-2)而秋季大(分别为0.5316 N cm-2,4.4046mm cm-2,4.3007mm2 cm-2);FRDi则表现由粗逐渐变细的过程,春季最粗(0.3659mm)而秋季最细(0.2712mm);(3) 各细根参数与土壤温度、水分和有效氮在各土层存在不同程度的相关性。从简单相关分析来看,细根的季节性变化主要受土壤温度和水分的影响,有效氮的影响不明显。FRD、FRLD和FRSA在0-20cm土层主要受土壤水分影响(r=-0.729--0.914, p<0.05),而在20-100cm土层则主要受土壤温度的影响,且显著性随土层加深而增加(r=-0.028-0.832, p<0.05)。各土层细根与土壤有效资源间的相关性反映了细根功能的季节性差异。综合分析表明,各细根参数季节变化的54.0%-98.6%是由土壤温度和水分的交互作用而引起。     

杨树无性系PV曲线水分参数的研究

采用PV技术对8个杨树无性系(3、6、7、8、9、10、11、12号)的水分参数ψstlp、ψssat、RWCtlp、ROWCtlp、AWC、ξmax和b值等进行了研究,并采用抗旱性指数(DI)和模糊数学反隶属函数两种方法对各个无性系的抗旱性进行了综合评价.结果显示:8个无性系的ψstlp、ψssat、ROWCtlp、ξmax、b值不同,抗旱性也存在一定的差异.其中,11、7和8号维持膨压和渗透调节的能力比其余无性系强;11号具有很强的保持最大膨压和维持低水势的能力;7~9号无性系具有较强的忍耐水分胁迫和抗脱水的能力;3和6号细胞弹性最大,主要依靠其坚硬厚实的细胞保持体内的水分.结果表明,8个无性系分为3个类群:第一类群为无性系7、8、9、11、12号,抗旱性最强;第二类群为无性系10号,抗旱性居中;第三类群为无性系3号和6号,抗旱性最弱.     

黄土区4个树种水势特征的研究

采用压力室法对晋西北黄土区柠条(Caragana korshinskii)、河北杨(Populus hopeiensis)、北京杨(Populus beijingensis)和小叶杨(Populus simonii)4 个树种的小枝水势、叶含水率及其环境因子的日变化进行了定期测定。分析了4 个树种水势日变化与光照(L)、气温(T)、相对湿度(RH)日变化及叶含水率(LWC)日变化的关系以及其水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系。主要结果如下:整个生长期所测4 个树种小枝水势的日变化为呈抛物线型。生长期小枝水势的平均值分别为柠条(-1.569 MPa)、河北杨(-1.030 MPa)、北京杨(-0.993 MPa)和小叶杨(-0.971MPa)。小枝水势与环境单因子的相关性大小依次为:光照、气温、相对湿度。水势与光温复合因子(L*T)、光湿复合因子(L/RH)的相关性大于它与单因子的相关性。小枝水势与叶含水率的相关性较差。生长期清晨水势(Wp)季变化与土壤水分(X)季节变化的最佳关系模型为Wp=Ae^-BX型。但生长期午间水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系均不显著。土壤水分含量对水势有较大影响。     

关于《植物生态生理学》中文版(第二版)若干翻译内容的商榷

本文是作者对一本德文著作中译本翻译问题所提的意见。本刊在收到此文后 ,曾请人以其英文版为准 ,对中译本核查了数页 ,发现存在的问题远较本文作者指出的为多。可见该中译本的翻译质量确实不如人意。本刊发表此文的目的 ,在于提醒读者注意 ,不要轻信译文 ,在使用该中译本时 ,最好对照原著或其英文版 ,以免“误读” ;也借此提请翻译出版界重视译文的质量 ,并应提倡作者多写书评 ,以正学风     

土壤有效氮及其相关因素对植物细根的影响

细根(直径≤2mm)作为植物吸收水分和养分的主要器官之一,在陆地生态系统养分循环和能量流动中起重要作用。开展土壤有效氮变化对植物细根影响研究对于了解全球气候变化条件下的陆地生态系统养分循环具有重要意义。本文就相关研究进行了综述:1)土壤有效氮变化对植物细根生长、发育、寿命及呼吸的直接影响;2)土壤质地、温度、大气CO2浓度和氮沉积等相关因素对植物细根的影响。由于研究方法及物种间差异等的影响,研究结果不尽相同。今后,应在不同空间尺度上深入研究土壤有效氮对植物细根的影响,而植物细根-土壤-微生物三者间相互关系变化对土壤氮变化的潜在响应将可能成为今后研究的热点问题之一。     

树种蒸腾作用、光合作用和蒸腾效率的比较研究

 各树种在年生长季不同测期的蒸腾速率日进程曲线一般呈单峰型。蒸腾速率与环境因子的相关性大小依次为：光照强度、气温、相对湿度和大气水势。蒸腾速率日变化一般可用具有光照因子的优化模型(即光照型、光温型、光湿型和光温湿型)来模拟。年生长季树种蒸腾速率(g·g-1LD·h-1)排序由大到小为：柠条(0.9269±0.2089)(平均值±标准差,以下同)、小叶杨(0.7177±0.2410)、河北杨(0.6256±0.1609)和北京杨(0.6007±0.2749);净光合速率(mgCO2·g-1LD·h-1)排序自高至低为：柠条(14.5949±4.6627)、小叶杨(13.4055±2.9994)、河北杨(13.2569±4.3531)和北京杨(11.6989±2.5884);蒸腾效率(gDM·g-1H2O)排序由高至低为：北京杨(1.41％±0.42％)、河北杨(1.35％±0.36％)、小叶杨(1.26％±0.23％)和柠条(1.00％±0.27％)。     

晋西北小叶杨林水分生态的研究

１９９３年生长季（５～１０月）小叶杨的平均蒸腾强度为０．０７６８ｇ·ｇ－１·ｈ－１。蒸腾强度日进程呈现早、晚低,中午高的单峰曲线。并与光照、气温和用对湿度间均具有二次抛物线关系。蒸腾强度季节变化与土壤含水量、光照、气温和相对湿度间的关系则均不明显。小叶杨在生长季的蒸腾耗水量为４０．７ｍｍ,其林分总蒸散量为２９６．１ｍｍ,各占同期降水量２３４．８ｍｍ的１７．３％和１２６％。在生长季降水量仅为多年同期平均量５９．７％的情况下,林地土壤水分收支亏缺量达１０７．６ｍｍ。     

应用微根管法测定细根指标方法评述

树木细根(直径<2mm)在森林生态系统能量流动和物质循环中起着重要的作用。原有的细根生产周转研究中常采用的土钻法、内生长法、挖掘法、根室法和土柱法等,均不能直接观察到细根的动态变化。微根管法是一种非破坏性、可定点直接观察和研究植物根系的方法,为研究细根的生长、衰老、死亡、分解和再生长的过程提供了有效的工具,尤其适用于细根周转、寿命和分解等方面的研究。但该技术不能直接测定单位面积的细根生物量、细根化学组成及细根周转对土壤碳和养分循环的影响,需要与土钻法结合。本文就运用微根管法对细根生物量、生产、周转和寿命等指标的研究方法进行了评述。