长柄双花木叶性状异速生长关系随发育阶段和海拔梯度的变化

长柄双花木(Disanthus cercidifolius var. longipes)是一种仅分布于我国东南地区的珍稀濒危植物。为研究该物种叶性状异速生长关系和叶片资源利用策略及其随发育阶段和海拔梯度的变化规律,该文以分布于江西省不同海拔梯度的长柄双花木群落为研究对象,调查分析了群落中不同发育阶段长柄双花木植株的叶片面积、叶片体积以及叶片含水量与叶片干重之间的异速关系。结果表明:不同发育阶段植株之间叶性状异速生长关系有着显著差异。成树叶片面积的增长速度低于或等于叶片干重的增长速度,幼树、幼苗叶片面积的增长速度低于叶片干重的增长速度; 成树叶片体积与叶片干重呈等速增长,幼树、幼苗叶片体积的增长速度高于叶干重的增长速度; 成树叶片含水量的增长速度低于叶干重的增长速度,幼树、幼苗两性状间保持等速增长。海拔梯度对长柄双花木叶性状异速生长关系也有影响,植株叶体积和叶含水量与叶干重的异速生长指数在不同海拔间有显著性差异。在低海拔区域,叶体积与叶干重呈等速增长,叶含水量的增长速度低于叶片干重的增长速度。在高海拔区域,叶体积的生长速度低于叶干重的生长速度,叶含水量和叶片干重呈等速增长。这说明长柄双花木叶片资源投资策略随着发育阶段和海拔梯度的不同发生变化。成树主要将叶生物量投资于光捕获面积和同化结构,幼树和幼苗则主要投资于维管组织的建设。由于海拔升高会引起风力增大、光强增强和土壤理化性质改变,长柄双花木在中低海拔倾向于增大叶体积以抢占资源,在高海拔倾向于加强机械组织和维管组织的建设来抵抗外界因子干扰。     

井冈山鹿角杜鹃群落灌木层功能多样性及其随海拔梯度的变化

研究植物群落功能多样性沿环境梯度的变化可以揭示功能多样性与生态系统功能间的关系及维持机制。以井冈山地区鹿角杜鹃（Rhododendron latoucheae）群落为研究对象,通过调查不同海拔梯度群落灌木层植物的物种组成与结构特征,研究了该群落类型灌木层植物的物种多样性、功能多样性、环境因子的特征及其相互之间的关系。结果表明：1）群落类型灌木层植物物种多样性和功能多样性沿海拔梯度呈现不同的变化趋势。物种多样性指数均随着海拔的升高呈减小趋势,而功能多样性指数的变化却较为复杂。其中FRic、FEve和FDis随着海拔的升高显著减小,FDiv和Rao却随海拔的升高而增加;2）群落中物种多样性和功能多样性呈现复杂的相关性。FRic、FEve与丰富度指数呈显著正相关,而Rao、FDis、FDiv与Simpson优势度指数呈线性相关关系,且具有显著相关性;3）群落所分布的坡位及土壤氮与磷含量等环境因子对灌木植物的功能多样性有着重要的影响。鹿角杜鹃群落灌木层植物的物种多样性和功能多样性的相互关系及其对环境变化的响应共同决定了群落的生态系统功能。     

神农架天然针阔混交林群落的种间联结性

该文在神农架国家公园内选取1 hm~2的森林动态监测样地,利用方差比率法(VR)、χ~2统计量检验、联结系数(AC),研究了该群落的乔木层、灌木层、草本层优势种的种间联结性。结果表明:(1)经χ~2统计量检验,乔木、灌木、草本层优势种种对中正负联结比依次为0.70、0.61、1.14,方差比率法(VR)测出各层次总体联结性均为显著正联结,说明针阔混交林群落正朝着稳定的方向演替。(2)联结系数(AC)结果显示乔木层有32.05%的负关联种对,针叶和阔叶优势树种间存在强烈的竞争关系,正联结关系仅存在阔叶树种间;灌木层和草本层分别有48.89%、34.17%的负关联种对,是由于具有相似生态学特性的物种对有限资源的竞争;乔木层、灌木层和草本层分别有65.38%、35.56%、44.17%的无关联种对,可能是物种占据合适生态位,物种间依赖性降低。以上结果表明神农架天然针阔混交林群落中少数种对的生境趋同性使种间表现为正联结,由于生态位重叠过多造成资源竞争使大多种对表现为负联结,同时较多优势种因占据合适的生态位使种对联结性弱。     

碳氮比对模拟水稻秸秆田间厌氧发酵系统甲烷生产和秸秆降解的影响

利用自制的厌氧发酵装置模拟田间厌氧发酵产生物甲烷的条件,通过添加不同量的尿素,研究C/N对水稻秸秆厌氧发酵产生物甲烷和秸秆降解的影响。设置了C/N为15∶1、20∶1、25∶1、30∶1和对照(53∶1)等五个处理,测定各处理的产气量、甲烷含量和秸秆木质纤维素含量。结果表明C/N对厌氧发酵产气进程有一定影响,峰值出现的时间、峰值的大小在不同处理之间均有差异:以C/N为25∶1的处理峰值出现的最早,较对照早5 d出现;以C/N为20∶1的峰值最高,较对照提高了27. 55%。C/N对厌氧发酵累积产气量和累积甲烷产量有显著影响,以C/N为20∶1的处理累积产气量(4 235. 00 mL)和累积甲烷产量(1526. 34mL)最高,相比对照组的累积产气量和累积甲烷产量分别提高了30. 78%和51. 31%。C/N对水稻秸秆降解也有显著影响。以20∶1和25∶1处理对秸秆降解的效果最好,其中20∶1处理的总降解率、纤维素降解率和半纤维素降解率分别达到了51. 33%、55. 31%和53. 05%,25∶1处理分别为50. 00%、53. 08%和49. 42%。上述结果表明通过添加尿素调节C/N能够提高水稻秸秆厌氧发酵的产生物甲烷效率和促进秸秆降解,以C/N为(20～25)∶1处理的促进效果最好。     

添加剂对水稻秸秆实地混合厌氧发酵产甲烷系统的作用

为提高水稻秸秆利用效率,改进水稻秸秆实地混合厌氧发酵产甲烷技术,本研究开展了添加剂在混合厌氧发酵系统的应用研究。试验选取水稻秸秆和猪粪作为发酵原料,通过分别添加不同的浓度的吐温20和腐植酸,测定甲烷的产气量和浓度、秸秆的降解和土壤肥力的变化,以揭示添加剂类型及其浓度对水稻田实地甲烷生产系统的影响。结果表明:添加剂的掺入并未影响产气的动态变化趋势,但显著地促进产气和提高产气浓度,整体效果由高到低为腐植酸吐温20对照,其中经腐植酸处理的产气量和产气浓度对照相比分别提高了50. 73%和24. 55%。添加剂的掺入有利于水稻秸秆纤维素和半纤维素的降解,但对木质素没有显著影响;其中以0. 15 g/L腐植酸和0. 30 g/L吐温20的降解率最高,相较于对照其纤维素降解率均提高了22. 11%,半纤维素降解率分别提高了107. 13%和98. 39%。添加剂的掺入能显著增加土壤肥力,以0. 15 g/L腐植酸和0. 30 g/L吐温20处理水平的效果最优,相较于对照,其土壤有机质分别增加了29. 63%和23. 72%,全氮分别增加了52. 32%和42. 38%,全磷分别增加了83. 33%和57. 14%。     

神农架海拔梯度上4种典型森林凋落物现存量及其养分循环动态

研究神农架地区典型森林凋落物现存量及其养分动态对认识我国北亚热带森林生态系统养分循环过程及森林碳循环的机理具有重要的参考价值。通过对神农架海拔梯度上4种典型森林常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林及亚高山针叶林凋落物年凋落量及其养分归还量的研究,发现:森林凋落物量随海拔增加呈现先上升后降低的趋势,由低海拔到高海拔,凋落物年凋落量分别为6807.97、7118.14、6975.2和4250.67 kg/hm²。各森林类型凋落物量年变化呈双峰型,高峰期出现在4-5月份、11月份。凋落物养分归还以N 最高(132.06、162.29、157.12和185.77 kg/hm²),以P最少(4.62、4.39、8.24和4.15 kg/hm²),养分归还总量随海拔高度增加而减少。     

水淹对狗牙根营养繁殖植株的生理生态学效应

通过控制实验,测定了经过水淹处理的狗牙根营养繁殖体在恢复阶段的光合作用及其相关的生理生化指标的变化。结果显示,水淹时间对恢复阶段营养繁殖体的蒸腾作用和叶片温度的影响达到显著水平,水淹深度对该时期营养繁殖体的光合作用、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和叶片温度有显著影响。水淹还导致了恢复期间植株叶片光合色素含量的显著变化。经过水淹的植株的各类光合色素含量以及色素总含量都显著高于对照植株,其中全淹处理的植株显著高于半淹处理的植株,叶绿素a与叶绿素b的比例也是全淹处理的植株显著高于半淹处理的植株。结果表明狗牙根营养繁殖体具有较强的恢复生长和生理活动的能力,是一种适宜于水电工程库区消落带生态恢复的物种。     

井冈山鹿角杜鹃群落灌木层植物叶功能性状对海拔梯度的响应

为揭示鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)群落灌木层植物叶功能性状及其对环境变化的响应趋势,对分布于井冈山不同海拔梯度鹿角杜鹃群落灌木层植物的叶功能性状进行了研究。结果表明,海拔梯度对灌木植物的叶功能性状有显著影响。随海拔的升高,叶片的干物质含量(LDMC)、厚度(LT)、氮含量(LNC)、磷含量(LPC)呈显著上升趋势,比叶面积(SLA)和N/P呈显著下降趋势,而叶大小(LS)呈先上升后下降的变化趋势;灌木植物叶片的LDMC与SLA、LS呈负相关,与LT、LNC、LPC呈正相关;SLA与LT、LNC呈负相关;LS与LT呈负相关;LNC与LPC呈正相关;N/P与LPC呈负相关;环境因子对灌木植物叶功能性状有重要影响,除受海拔的影响外,LPC、N/P还受坡位的影响,LS、LNC则分别还受到坡向和坡度的影响。因此,井冈山地区鹿角杜鹃群落灌木层植物通过改变叶功能性状来适应海拔和其它环境因子的变化。     

三峡濒危植物疏花水柏枝的回归引种和种群重建

疏花水柏枝分布于三峡库区原海拔70～155m的消落带,三峡工程修建后它将丧失其全部生境而成为濒危植物。实验结果显示其种子在土壤含水量大于10%以上时开始萌发,以土壤含水量达到饱和状况时萌发最好。种子萌发与定居阶段对土壤水分条件的严格要求使得疏花水柏枝分布区十分狭小。回归引种和种群重建是拯救该物种的主要手段。三峡工程修建后库区内新的消落带将形成夏旱冬淹的水节律,完全不同于库区原有消落带所具有的冬旱夏淹的水节律,不适于作为疏花水柏枝种群的迁移地。相比之下库区淹没区以上各支流消落带的生态环境与疏花水柏枝原有生境较为接近,适于作其新的生境。种群遗传多样性、年龄结构、分布格局、繁殖与扩展等生物学特性是种群持续发展的基础,文章以此为依据,对疏花水柏枝种群重建与管理中的相关问题进行了分析讨论。认为疏花水柏枝种群恢复与重建中目前所面临的主要问题是如何增强被隔离的种群间的基因交流、促进种群的种子扩散与萌发、协调新建种群与当地物种的关系、营造有利于新建种群定居与生长的生态环境。重建种群的管理应结合疏花水柏枝的生长发育节律和移栽地的生态环境条件来开展,要有效地监控种群的生长发育动态,合理地在隔离种群间相互引种,适时地进行水分管理,并对周围植被适度控制。     

三峡库区濒危植物疏花水柏枝的生理生化特性研究

对三峡库区特有濒危植物疏花水柏枝的光合作用、蒸腾作用、水势等生理特性以及丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性等进行分析测定。结果显示,疏花水柏枝在水淹胁迫后,能快速地恢复其光合与蒸腾生理作用。植株在秋季和夏初的光合作用和蒸腾作用的日动态呈单峰曲线,最高值出现在中午。夏初的光合强度与蒸腾强度一般高于秋季,表明夏初是该物种的生长旺季。该物种10月份水势的日动态在-0.97～1.82MPa之间变动,水势与光合作用与蒸腾作用呈显著负相关。该物种虽是一种对水淹和干旱胁迫适应能力较强的物种,但土壤水分状况仍对植物的生长有较大影响。植株的生长发育阶段对疏花水柏枝的抗逆性有影响,在花前的抗逆性总体高于花后。还对疏花水柏枝的迁地保护提出了相应的建议。