天山林区雪岭云杉和异果小檗夏季水分来源

天山雪岭云杉针叶林内乔灌木水分利用模式尚不明确,水分利用动态缺乏定量分析。本研究对雪岭云杉和伴生灌木异果小檗茎杆木质部水及各潜在水源的氢氧稳定同位素组成进行测定,运用IsoSource模型定量分析两树种夏季对各潜在水源的相对利用比例。结果表明: 7月,土壤含水量充足时,雪岭云杉和异果小檗主要吸收利用60 cm以上土壤水,相对利用比例分别为73.8%和63.2%。8月,土壤含水量相对较低时,雪岭云杉水分来源保持稳定,对60 cm以上土壤水的相对利用比例为69.5%;异果小檗则转换至利用更深层的水源,对0～20 cm浅层土壤水的相对利用比例降至14.3%,主要吸收利用中层(20～60 cm)和深层(60～100 cm)土壤水,相对利用比例为67.7%。9月,随着0～20 cm浅层土壤含水量升高,两树种恢复对浅层土壤水的吸收利用,相对利用比例达95.0%。综上,雪岭云杉表现出典型的浅根系特征,其吸收利用的水源主要来自浅层土壤水;异果小檗则能够在0～100 cm的土壤各层吸收利用水分,同时随土壤含水量的变化灵活转换其水源,从而应对环境水分变异。     

古尔班通古特沙漠固定沙丘上白梭梭和梭梭的空间分布及种间关联性

为了探讨沙漠中固沙灌木种群共存和演替机制, 本文基于古尔班通古特沙漠东南缘固定沙丘上白梭梭(Haloxylon persicum)和梭梭(H. ammodendron)种群的地理位置和生长发育阶段信息(幼株、营养株、生殖株和死株), 采用点格局分析方法(g(r)函数)及Monte-Carlo随机模拟检验和零模型选取的方法, 分析了固沙灌木白梭梭和梭梭种群不同生长发育阶段在0-20 m尺度内的空间分布格局及种间关联性。结果表明: (1)两个种群在研究尺度范围内呈聚集分布, 随着尺度的增大, 其聚集强度逐渐减弱; (2)两个种群整体上呈负关联关系, 尺度越大负关联关系越显著; (3)白梭梭种群生长发育阶段相差越大, 个体间正关联关系越显著; 梭梭种群生长发育阶段越接近, 个体间正关联关系越显著; (4)两个种群中龄级较大的个体(如营养株、生殖株和死株)会对对方种群中龄级较小的幼株产生一定的抑制作用; 同时, 随着两个种群中个体的成长, 双方受到的抑制作用逐渐减弱, 主要表现为正关联和无关联。总体而言, 古尔班通古特沙漠固定沙丘白梭梭和梭梭种群的分布格局整体上为聚集分布, 随龄级增加聚集性减弱, 受生境异质性和扩散限制的影响明显。种间关系多为负相关, 种内不同生长发育阶段之间均为正关联关系。     

光温对皱叶醉鱼草种子萌发的影响

皱叶醉鱼草种子细小,千粒重仅0.023g。在湿度20-25℃下第15d,其发芽率达88%以上,在皱叶醉鱼草发芽适温20℃下,1200-3000lx的人工光照和每日光照12-16h促进种子发芽提前2-3d,在抑制皱叶醉鱼草种子发芽的30℃高温下,人工光照长短和不同光照度对皱叶醉鱼草种子发芽有明显的促进。     

Morphological traits and physiological characteristics in drought tolerance in 20 shrub species on the Qinghai-Xizang Plateau

Aims Providing indispensably theoretical evidence for establishing indices of evaluation on drought tolerance in shrubs, and screening for tree species that are drought tolerant for afforestation in arid regions or for matching their characteristics with suitable habitat conditions are the key to vegetation restoration in the Qinghai-Xizang Plateau. However, these issues are not adequately addressed in recent research due to lack of systematic methods. Therefore, our objective was to make a comprehensive evaluation on drought tolerance in 20 shrub species collected from different areas in Qinghai-Xizang Plateau, and to study their underlying mechanisms in drought tolerance.
Methods We made measurements on variables depicting root characteristics, including the root length (TRL), surface area (TRSA), volume (TRV), and tips number (TRTN) of all roots, the root length (FRL), surface area (FRSA), volume (FRV), and tips number (FRTN) of fine roots (d≤2 mm), and derived plant characteristic indices including thickness of cuticle (CT), thickness of palisade tissue (TPT), thickness of spongy tissue (TST), TPT/TST, thickness of leaf (LT), palisable tissue cell density, and tissue structural tense ratio (CTR = TPT/LT × 100%) and spongy tissue loosened ratio (SR = TST/LT × 100%) of leaf anatomical structure, root to shoot ratio (RSR), leaf transpiration rate (T_r), instantaneous water use efficiency (WUE_i), and carbon isotopic composition (δ¹³C) of the 20 shrub species through field experiments. Correlation analysis and principal component analysis were performed on the 19 variables and indices.
Important findings Different shrubs had different mechanisms of drought tolerance. In this study, the character- istics of drought tolerance were mainly categorized into 6 types, involving modifications of (1) root systems, (2) leaf anatomical structure, (3) leaf pattern, and (4) biomass allocation, or via (5) low water-consumption and (6) high WUE_i. Different genera or different tree species within the same genus clearly differed in drought tolerance. The species of the genus Hippophae were relatively poorly tolerant to drought, whereas several shrubs including Potentilla fruticosa, Berberis julianae, Caragana arborescens, Spiraea salicifolia and Hippophae rhamnoides ssp. mongolica occurred to be more drought tolerant than other shrub species investigated in this study. On the other hand, there were highly significant correlations among the characteristics of root systems and among characteristics of leaf anatomical structure. The results of principal component analysis on 19 variables and indices showed that TRL, TRSA, TRV, TRTN, FRL, FRSA, FRV, FRTN, CT, TPT, TST and WUE_i could be effective indicators of drought tolerance of shrubs in the Qinghai-Xizang Plateau. In addition, the drought tolerance of shrubs had a close connection with their origin of collections; the shrubs collected from Xining prefecture in Qinghai Province were more drought tolerant than those from Tianshui Prefecture in Gansu and Lasa Prefecture in Xizang.     

林带内PM_(10)、PM_(2.5)污染特征及其与气象条件的关系

为了研究林带对颗粒物的阻滞作用,2013年5月在北京市北五环南侧奥林匹克森林公园南园生态廊道附近观测不同林带内PM10与PM2.5的浓度变化以及气象因素,分析林带内外的PM10和PM2.5的浓度变化特征,以及气温、相对湿度对其影响。结果表明:PM10与PM2.5的变化规律基本一致,7:00左右最高,17:00左右出现最低值;林带对PM10的阻滞作用明显;林带对PM2.5的阻滞作用比较复杂,榆树林带和混交林带内PM2.5浓度降低,但杨树林带情况完全相反,林带内PM10和PM2.5的浓度随气象因素变化而变化,二者与气温呈负相关,气温升高,大气垂直对流作用加剧,有利于颗粒物扩散,PM10和PM2.5浓度降低;PM10和PM2.5的浓度与相对湿度呈正相关。     

黄土高原4种植被类型的细根生物量和年生产量

细根(≤2 mm)在陆地生态系统净初级生产力的分配中占有重要地位,在碳循环和水土保持方面具有重要意义. 本文采用土钻法和内生长法,以黄土高原刺槐人工林、落叶灌木、退耕草地和沙蒿群落4种主要植被类型为对象,研究0～40 cm土层细根生物量、垂直分布和细根年生产量. 结果表明： 细根生物量与纬度呈线性负相关. 4种植被类型0～40 cm土层细根生物量的大小顺序为落叶灌木(220 g·m^-2)>刺槐人工林(163 g·m^-2)≈退耕草地(162 g·m^-2)>沙蒿群落(79 g·m^-2). 退耕草地直径≤1 mm细根生物量占直径≤2 mm总细根生物量的74.1%,在4种植被类型中最高;4种植被类型细根生物量随着土层深度的增加而减少,最大值均出现在0～10 cm土层. 退耕草地0～10 cm土层细根生物量占0～40 cm土层总细根生物量的44.1%,显著高于其他3种植被类型;细根年生产量与纬度呈线性负相关. 4种植被类型0～40 cm土层细根年生产量大小顺序为退耕草地(315 g·m^-2·a^-1)>落叶灌木(249 g·m^-2·a^-1)>刺槐人工林(219 g·m^-2·a^-1)>沙蒿群落(115 g·m^-2·a^-1),其中退耕草地显著高于其他3种植被类型. 退耕草地0～10 cm土层细根生产量占0～40 cm土层总细根生产量的40.4%,在4种植被类型中最高. 退耕草地细根周转时间为0.51 a,低于其他3种植被类型.     

NaHCO3胁迫下3种灌木Na+、K+、Ca2+的吸收及转运

通过盆栽试验,采用原子吸收分光光度法和非损伤微测技术,研究了NaHCO₃胁迫(300 mmol·L^-1)对大洋洲滨藜、四翅滨藜和宁夏枸杞3种灌木离子吸收及运转的影响.结果表明: 随着NaHCO₃浓度升高,两种滨藜和宁夏枸杞叶片中Na⁺含量升高,300 mmol·L^-1NaHCO₃胁迫下,宁夏枸杞叶肉细胞Na⁺的外排增加,两种滨藜净Na⁺外排降低;随着胁迫时间的延长,大洋洲滨藜和宁夏枸杞叶片的K⁺含量下降,Na⁺/K⁺升高,四翅滨藜叶片K⁺含量升高,Na⁺/K⁺降低;随着浓度的升高,宁夏枸杞叶片积累Ca²⁺减少,Na⁺/Ca²⁺高于对照,叶肉细胞Ca²⁺外排;两种滨藜叶Ca²⁺含量总体呈升高趋势,叶肉细胞Ca²⁺表现为内流.在NaHCO₃胁迫下,3种灌木通过不同的策略来消除Na⁺毒害.宁夏枸杞叶片Na⁺的积累抑制了对Ca²⁺的吸收;两种滨藜Ca²⁺的内流促使细胞质中游离Ca²⁺增加,增加的细胞质\[Ca²⁺\]cyt防治质膜H⁺ ATPase去极化,限制K⁺的外排,从而维持细胞内Na⁺/K⁺的平衡,其中四翅滨藜调控Na⁺/K⁺平衡的能力较强.     

中国灌木辣椒种质农艺性状鉴定与疫病抗性评价

为科学评价中国灌木辣椒种质,选取有代表性的8份辣椒材料,开展了中国灌木辣椒农艺性状鉴定和疫病抗性分析。结果表明:中国灌木辣椒长势强,株高均在1.0 m以上,叶片阔大,花瓣白绿色;果实直立向上,单果质量在0.51~2.04 g之间,平均为1.26 g;果实辣椒素与二氢辣椒素含量之和在565.00~1821.00 mg/kg,平均为1328.33mg/kg,是一年生辣椒B9431的407倍;对疫霉菌抗性水平表现为中抗至高抗,其中,海南野生灌木辣椒H108表现高抗。基于表型数据的主成分分析将中国灌木辣椒与一年生辣椒及美洲灌木辣椒有效区分开来。本研究结果为中国灌木辣椒优异基因的发掘和有效利用提供了理论参考。     

林带空间配置与布局优化研究

农田防护林(林带)的空间配置与布局是影响防护林结构和防护效益发挥并持续的关键因素．为达到农田防护林防护效益最大并持续的经营目标。在保证林分多样性和稳定性的条件下．林带必须具有空间上布局的合理性和时间上的连续性．经过多年防护林营林研究实践．在对1992年于辽宁省昌图县双井子乡设计营造的试验示范林带调查的基础上．对农田防护林单条林带方向的设置、带内树木的空间搭配方式、树种组成形式,多条林带或林网的带间距离以及大面积或区域防护林体系的空间景观布局等进行了综合研究．结果表明,单条林带和林网走向都应以垂直主害风作为设计的原则;林带内树木的空间搭配以“品”字型为佳,在不同树种混交的同一条林带中,可利用“边行优势”将生长相对缓慢的树种配置于边行．生长相对迅速的树种配置于内行;多条林带或林网空间配置参数——带间距离的设计应以林带达到初始防护成熟龄时的树高作为成林高．以林带结构变化规律和降低害风比例作为林带设计关键参数;区域防护林体系的空间布局应以景观生态学原理为基础．对林网体系进行评价与调控．     

缙云山川鄂连蕊茶种群空间分布格局研究

采有相邻格子样方法取样,应用方差／均值比的t检验、负二项参数、Cassie指标、扩散型指数、丛生指标、平均拥挤度和聚块性指数等方法,研究了川鄂连蕊茶种群的空间分布格局。结果表明,在不同群落类型中,川鄂连蕊茶空间格局均为集群分布,但集群程度有差异。同时,还对不同发育阶段川鄂连蕊茶种群的分布格局进行了分析,从幼苗到成体,其集群强度由大到小。