Age of arboreous Tamarix austromongolica and its growth response to environment in Tongde County of Qinghai,China

Aims The objectives were to identify the age of the arboreous Tamarix austromongolica in the flood plain area of the Qinghai Plateau and clarify the response patterns of T. austromongolica’s growth to the environmental factors. We focused on social issues about whether the T. austromongolica should be protected and how to protect in the reservoir area of a hydropower station. Methods In this study, arboreous T. austromongolica in both reservoir submerged and non-submerged areas were sampled and measured based on the dendrochronology method. The ages were estimated based on the geometrical characteristics of the pith and the identified age of the inner ring. The correlation and response analysis showed the relationship between T. austromongolica’s growth and environmental factors. Important findings We accurately determined the age and historical growth dynamics of the T. austromongolica with large diameter at breast height (DBH). The results showed a special accretion phenomenon in arboreous T. austromongolica, which accelerated the DBH increasing, i.e. no direct relationship existed between the plants’ DBH and ages of the individuals. Radial growth of T. austromongolica, increased rapidly in the 1970s and 1980s and began to stabilize in the late 1980s, and mainly responded to the runoff in July and August of the Yellow River. Increasing runoff would promote the radial growth of T. austromongolica. The growth of the immaturate plant showed significant negative correlation with the wind speed in the growing season. The results will be of theoretical significance to the formation of the special morphology of the T. austromongolica, and will provide scientific practical guidance in designing the protection schemes.     

长白山红松和鱼鳞云杉在分布上限的径向生长对气候变暖的不同响应

用树木年代学方法研究了近50年来气候变化对长白山自然保护区两种广泛分布的重要乔木树种红松(Pinus koraiensis)和鱼鳞云杉(Picea jezoensis var. komarovii)分布上限树木径向生长的影响, 发现红松年轮宽度具有与温度升高相一致的趋势, 而鱼鳞云杉年轮宽度则出现随温度升高而下降的“分离现象”。对水热条件的正响应是分布上限红松年表与温度保持一致的关键: 生长季的温度和降水的增加对上限红松的生长有促进作用, 且二者对树木生长的有利效应有相互促进的现象; 生长季的延长也有利于红松的生长。升温导致的水分胁迫是造成上限分布的鱼鳞云杉年轮宽度与温度变化趋势相反的重要因素: 分布上限的鱼鳞云杉年表与大多数温度指标均呈负相关关系; 随着温度升高, 年表与年降水量尤其是春季降水量的相关性逐渐由负转正; 各月的高温以及生长季中后期的少雨是形成上限鱼鳞云杉窄轮的主要气候因素, 而较低的各月温度以及生长季后期充足的降水则有利于上限鱼鳞云杉的生长; 此外, 生长季长度没有变化也可能是造成鱼鳞云杉年表序列对温度变化敏感性下降的重要因素。     

贵州省普定县不同植被演替阶段的物种组成与群落结构特征

通过对贵州省普定县喀斯特地区不同植被演替阶段群落的调查, 研究了植被演替过程中群落物种组成和群落结构的变化。结果表明, 该地区的植被主要处于5个演替阶段, 即次生乔木林、乔灌过渡林、藤刺灌丛、稀灌草丛以及火烧干扰后的蕨类植物群落。本次调查共记录到植物365种, 隶属89科218属。其中, 蕨类植物31种, 隶属14科23属; 种子植物334种, 隶属75科195属。物种分布较多的科主要有蔷薇科、菊科、禾本科、百合科、忍冬科、唇形科、莎草科、樟科、葡萄科和水龙骨科。随着正向演替的推进, 物种丰富度增加, 群落结构趋于复杂化。藤刺灌丛与乔灌过渡林群落层次不明显, 次生乔木林分层明显。从藤刺灌丛向次生乔木林演替的过程中, 小径级个体所占比例明显降低, 高于1.3 m植物的总密度、乔木密度和藤本密度都先升高后降低, 而灌木密度呈逐渐降低的趋势。对喀斯特地区植被的恢复提出了参考措施。     

干旱区琵琶柴群落细根周转对土壤有机碳循环的贡献

尽管干旱区生态系统的脆弱性受到了广泛的关注, 但目前关于干旱区植物细根有机碳与土壤碳循环关系的研究还比较少见。在2010年整个生长季节内, 采用土钻法和内生长法, 对新疆干旱区的琵琶柴(Reaumuria soongorica)群落土壤特性、细根的生物量月动态、生产量和周转进行了研究。结果表明: 琵琶柴群落表层土壤含水量最低, 土壤含水量表现出从浅层到深层逐渐增加的趋势; 而表层土壤的有机碳含量最高, 随着土壤深度的加深, 有机碳含量逐渐降低。细根生物量的月平均值为54.51 g·m^-2, 群落细根生产量在82.76-136.21 g·m^-2·a^-1之间, 琵琶柴群落的细根周转率为2.08 times·a^-1, 通过细根死亡进入土壤中的有机碳为17 g·m^-2·a^-1。这些结果表明: 由于灌丛细根高的周转速率, 细根是干旱区土壤有机碳输入的重要部分。     

川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估

根据川西卧龙地区岷江冷杉(Abies faxoniana)的年轮宽度资料, 分析了该地区树木生长特征及对气候响应在最近53年(1956-2008年)的异质性特征。结果表明, 在1956-1976年时段, 树木生长速率较快, 晚冬至早春(1月到4月)温度对树木生长有着明显的促进作用, 而春末5月份的高温对于树木生长有限制性影响, 而与日照时数关系不大; 在1977-2008年时段, 树轮生长主要受冬季(11月到1月)低温的限制, 另外, 日照时数对于树木生长的限制性影响明显增强。秋季到早冬(9-12月)降水在两个时段上对树木生长均有一定的限制性影响。树轮指数在1956-1976年时段与温度序列吻合较好, 而在1977-2008年时段树轮指数明显偏低, 与温度序列出现了明显的分离。1977-2008年时段内云层覆盖量增加导致太阳辐射量显著下降, 进而树木可利用的光合有效辐射也相应地降低, 这可能是树木生长速率在此时期明显较慢的主要原因。     

第三届国际种子生态学学术研讨会在美国犹他州盐湖城召开

国际种子生态学学术研讨会由国际种子科学学会(International Society for Seed Science, ISSS)主办, 每3年举办一次。第三届国际种子生态学学术研讨会于2010年6月20–24日在美国犹他州的盐湖城举行, 来自30多个国家的150余位种子生态学学者参加了此次学术研讨会。 这次学术研讨会的主题是“Seed and Change”, 分了四个主要议题, 分别是(1)种子生理生态学(seed ecophysiology),探讨在环境中种子休眠和萌发的变化以及这些变化如何受环境调节; (2)种子进化生态学(seed evolutionary ecology),探讨种子在较短和较长的自然选择时间尺度上是如何适应变化的; (3)种子群落生态学(seed community ecology), 探讨种子通过萌发、长期种子库或者传播来对环境产生响应, 包括与传播者、病原体以及其他植物的动态关系; (4)种子恢复和保育生态学(Seed restoration and conservation ecology), 探讨种子在修复受损生态系统中的重要作用, 种子在全球气候变化条件下生物多样性丧失中的作用。 学术研讨会由大会口头报告(52个)和海报(54个)两部分组成。大会的几个特邀报告代表了种子生态学领域的研究前沿。来自美国亚利桑那大学的Larry Venable教授的报告“The seed stage and its importance for desert annuals”通过对美国索诺兰荒漠冬季一年生植物种子萌发、幼苗存活以及土壤种子库动态的研究, 揭示出储藏效应(storage effect)是当地植物的种群密度、物种间共存以及群落结构稳定的促进机制, 种子生态使荒漠一年生植物能够响应气候变化和适应异质性环境, 从而在维持物种共存和群落稳定中扮演关键的角色。来自美国杜克大学的Kathleen Donohue 教授做了题为“Interactions across seed and adult life stages: ecological and evolutionary consequences”的报告, 他们通过实验证实了植物的种子阶段和成年阶段的特征相互作用贯穿整个生活史阶段, 能够影响生活史的表达、遗传表达以及植物对环境的适应性。来自阿根廷Buenos Aires大学的Roberto Benech- Arnold教授做了题为“Modeling and predicting changes in dormancy in soil seed banks”的报告。他在充分分析不同环境因子对土壤种子休眠程度影响的基础上, 将不同环境因子对土壤种子库种群的休眠影响程度进行了定量化分析, 并将这种关系通过模型定量表达。模型的建立能够在入侵杂草的控制和防治等方面具有很好的预测和应用前景。 来自中国的种子生态学工作者也以大会口头报告和海报的形式展示了他们的最新研究进展。中国科学院植物研究所的黄振英研究员在大会上做了“Adaptation strategy of seed dimorphism in desert halophyte Suaeda aralocaspica (Chenopodiaceae)” 的口头报告, 他的研究揭示了温带荒漠盐生植物异子蓬二型性种子在传播、休眠和萌发以及耐盐性方面的差异性及其在种群维持和更新中所采取的“两头下注”的生活史对策。中国科学院东北地理与农业生态研究所的马红媛博士在大会上做“Mechanisms of the glumes affecting seed germination of Leymus chinensis”的口头报告, 报道了颖片的结构及其所含的抑制物在羊草种子休眠和萌发中所扮演的角色的研究进展。中国科学院沈阳应用生态研究所的刘志民研究员在大会上做了“Seed bank patterns on active and stabilized sand dunes in eastern Inner Mongolia, China”的口头报告, 报道了对内蒙古流动和固定沙丘种子库格局动态变化受沙埋和风蚀影响的研究结果。中国科学院西双版纳植物园的沈有信博士通过海报形式展示了对“Soil seed banks of Eupatorium adenophora and E. odoratum along roadsides in Yunnan”的研究成果。 会议期间, 参会人员对盐湖城海拔3 000 m以上的高山植被进行了考察, 同时, 会议还组织大家对当地的植物种质保育园、种子工业的加工设备、犹他州联邦政府资助的野生种质资源保存库等地点进行了参观考察。 这次会议为全球的种子生态学工作者提供了学术交流平台, 同时也为种子生态学与植物保育、恢复生态学和全球变化生态学交叉研究提供了交流的桥梁。     

洲际入侵植物生态位稳定性研究进展

人类活动引起的大规模洲际物种交换与生物入侵, 改变了当地生态系统结构与功能, 使生物多样性受到日益严重的威胁。本文通过综合分析主要国家和地区入侵植物的地理起源, 发现洲际入侵主要包括东亚—北美、东亚—南美、欧洲—南非、欧洲—北美、欧洲—东亚、北美—大洋洲等, 这些洲际入侵造成的后果往往比陆内入侵更为严重。利用物种分布模型(SDMs)预测入侵物种潜在分布范围是有效管理和提早预防生物入侵的重要依据, 但这些模型的一个关键假定是: 入侵物种的生态位在空间和时间上是保守的、稳定的。然而, 对于远离原产地种群并能快速适应新生境的洲际入侵植物来说, 生态位可能发生显著的变化。入侵种能否在入侵地保持原有的生态位, 取决于制约其生态分布的限制因素和生态过程在不同地区间是否发生变化。本文中作者总结了洲际入侵与陆内入侵的生态与进化过程的异同点, 认为这些限制物种原产地分布的因素如扩散限制、种间互作、适应性进化、生态可塑性和种群遗传特性等均可能导致入侵物种生态位的改变。建议下一步的研究应该重视: (1)对生态位属性进行多尺度的研究, 包括时间、空间、环境或系统发育等几个方面; (2)对比生态位稳定与发生偏移的物种特性, 确定什么样的入侵物种更容易改变原有的生态位; (3)进行生态位时间动态格局研究, 探讨生态位变化的倾向、历史速率和偏移程度, 以便判定生态位变化趋势。这些研究结果将会进一步提高物种分布模型的预测能力, 有助于更为准确地揭示气候变化和物种入侵对生物多样性的影响。     

放牧对内蒙古典型草原生态系统植物及土壤δ15N的影响

植物和土壤中的¹⁵N自然丰度值(δ¹⁵N)是评价生态系统N循环的一个重要指标, 而放牧是草原生态系统的主要土地利用方式, 对草原生态系统的N循环过程的改变起着重要作用。该研究测定了内蒙古锡林河流域放牧和围封条件下草原群落主要优势植物和土壤的δ¹⁵N值, 探讨放牧对草原N循环的影响。研究中所测定的8种植物叶片δ¹⁵N变化很大(-4.04‰-4.34‰), 但与植物功能型有一定的相关性。放牧显著降低了大针茅(Stipa grandis)、杂类草和小半灌木木地肤(Kochia prostrata)的δ¹⁵N值。具有潜在共生固氮能力的豆科植物δ¹⁵N偏低负值(-4.04‰ - -1.90‰), 但在放牧和围封条件下无显著差异; 而被认为具有联合固氮能力的羊草(Leymus chinensis), 放牧后δ¹⁵N显著增加, 一定程度上表明了豆科植物和羊草生物固氮能力的存在。所有植物中, 除无菌根侵染的木地肤外, 其他有丛枝菌根真菌侵染记录的物种δ¹⁵N值较低, 通常接近0或为负值, 说明在N限制的内蒙古草原, 菌根转运N可能也是一种重要的N源途径。放牧显著降低了0-20 cm土壤δ¹⁵N值, 这也与过去的研究结果不同。δ¹⁵N的测定为生态系统提供了一个整合时空N循环过程的综合指标, 反映出放牧改变了草原生态系统的N循环。     

生物入侵: 中国学者面临的转化生态学机遇与挑战

今天,乘坐飞机长途旅行已是一件太普通不过的事情了,我们可以在不到一天的时间内到达世界的任何大城市.在我们的孩提时代,世界大城市是‘那么的遥不可及,而今只不过是邻近的"小村落"而已,世界变得越来越小.近代技术革新所带来的空间上的相对变小不仅给我们人类的各种交往和商业活动带来了便捷,而且也有助于生物物种越过自然的物理屏障,进行快速和低风险的长距离扩散,从而重塑物种的分布区.从这种意义上来说.全球化就像地质事件一样,对物种的分布区产生着深刻的影响.就全球范围来看,由人类有意或无意"嫁到"新的地理分布区的物种总数可能已达到50万种之多(Pimentel et a1..2001).     

不同施氮水平下灌水量对小麦水分利用特征和产量的影响

在田间高产条件下,研究了不同施氮水平［180 kg·hm^-2（N₁₈₀）和240 kg·hm^-2（N₂₄₀）］下灌水量对小麦耗水特征和旗叶水分生理特性及产量的影响.结果表明：不灌水的W₀处理100 cm以下土层的土壤贮水消耗量低于各灌水处理,W₁（灌底墒水60 mm）和W₂（灌底墒水和拔节水各60 mm）处理100～200 cm土层和0~200 cm土层土壤贮水消耗量高于W₃（灌底墒水、拔节水和开花水各60 mm）处理;N₂₄₀处理0～80 cm土层土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段耗水模系数和农田耗水量高于N_180. W₂和W₃处理灌浆中后期旗叶相对含水量和水势高于W₀和W₁处理;灌浆后期旗叶相对含水量和水势为N₂₄₀W₀和N₂₄₀W₁处理分别高于N₁₈₀W₀和N₁₈₀W₁处理,N₂₄₀W₂和N₂₄₀W₃处理与N₁₈₀W₂和N₁₈₀W₃处理之间无显著差异.施氮180 kg·hm^-2,底墒水和拔节水分别灌60 mm的W₂处理籽粒产量、水分和氮素利用效率高,农田耗水量较低;增加灌水量,籽粒产量无显著变化,农田耗水量增高,土壤贮水消耗量、水分利用效率、灌溉水利用效率和灌溉效益降低.