六种木本植物水分利用效率和其小生境关系研究

北京山区落叶阔叶林优势种的水分利用效率(WUE)与其所在地的气候条件有很密切的关系,特别是大气相对湿度、太阳辐射强度、饱和水汽压亏缺(VPD)和温度.辽东栎、山杏、大叶白蜡、北京丁香、荆条和核桃楸等植物在整个生长季水分利用效率的变化幅度在3.76～4.95 mmolCO2.mol1H2O之间,平均水分利用效率为4.428±0.386 mmo1 CO2.mol-1H 2O,水分利用效率以山杏最高,核桃楸最低.在整个生长季中,这些植物在早春时水分利用效率高于生长旺期.另外,同种植物生长在于旱瘠薄生境上的水分利用效率高.     

氮添加量和施氮频率对温带半干旱草原土壤呼吸及组分的影响

日益加剧的氮沉降已经对陆地生态系统生产力和碳循环过程产生了显著影响。草原生态系统近90%的碳储存在土壤中, 明确土壤呼吸及其组分对氮添加的响应对评估大气氮沉降背景下草原生态系统碳平衡和土壤碳库稳定性是非常重要的。以往关于草原土壤呼吸对氮沉降响应的理解多是基于短期(<5年)和低频(每年1-2次)氮添加实验研究, 而关于长期氮添加和不同施氮频率对土壤呼吸及其组分的影响尚缺乏实验证据。该研究基于2008年建立在内蒙古半干旱草原的长期氮添加实验平台, 包括6个氮添加水平和2个施氮频率处理, 通过连续两年(2018-2019年)土壤呼吸及其组分的测定, 发现: 1)氮添加显著降低了土壤总呼吸速率(R_s), 且R_s下降程度随着氮添加量的增加而增强。土壤异养呼吸速率(R_h)的显著下降是R_s下降的主要原因。2)不同氮添加频率并未显著影响土壤呼吸及其组分对氮添加处理的响应。3)长期氮添加造成的土壤酸化降低了土壤微生物活性并改变了微生物群落结构(真菌/细菌比), 进而导致土壤呼吸及其异养组分呈现显著的负响应。以上结果表明, 长期(>10年)氮添加对土壤地下碳循环过程的抑制作用非常明显, 特别是异养呼吸组分的下降会降低土壤有机碳分解速率, 有助于土壤碳库稳定性的维持。同时, 随着氮添加处理时间的延长, 不同施氮频率影响效应的差异减弱, 表明目前长期的低频氮添加实验监测数据可以为评估自然生态系统对大气氮沉降的响应提供较为可靠的参考。     

内蒙古放牧草地土壤碳固持速率和潜力

放牧是典型草地最重要的利用方式,弄清放牧对草地碳固速率的影响,将为我国内蒙古地区草地碳汇管理提供重要的科学依据。通过在平坦草地和斜坡草地设置相同的放牧梯度实验 (放牧强度0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 羊/hm²),探讨了放牧和地形对草地土壤碳固持速率的影响。实验结果表明:轻度放牧草地表现为碳固持,重度放草地表现为碳流失;对放牧草地而言,存在碳源/碳汇的转化阈值(或放牧强度),且坡地阈值低于平地。为了实现草地碳增汇目的,平坦草地的放牧强度应低于 4.5羊/hm²(放牧期6-9月),斜坡草地应低于3 羊/hm²。地形因素(平地VS斜坡)使准确评估放牧草地土壤的碳固持速率变得更加复杂。总之,内蒙古地区放牧草地具有较大的碳固持潜力,通过控制放牧强度是实现其碳固持潜力的重要途径之一。     

关键种，关键在哪里？

物种在生态系统功能过程并不是同等重要的,这已经是一个普遍接受的事实,而关键种和冗余种被认为是生态系统功能过程中两类极端的生物类群。由于关键种通常被认为在生态系统功能方面有重要作用,因此有人认为,假如我们能够甄别生态系统中的关键种及其多方面影响的作用机制,我们就有可能得到整个或大部分生态系统功能过程的信息。因此,在考虑生物多样性保护,尤其是为了有效保护它们所产生的生态系统功能过程时,生态学家和保护生物学家引入了关键种的概念。通过对关键种的保护,更有效地保护其所在生态系统的功能过程。通过对有关关键种研究的回顾,阐述了关键种的定量测定方法,关键种在保护生物学中的 意义、应用及其局限。     

氮沉降强度和频率对羊草叶绿素含量的影响

氮沉降强度和沉降频率是决定其对陆地生态系统影响的重要决定因素。我们结合当前世界上各地区的氮沉降状况,设计了包括9个氮沉降梯度的长期控制实验,并将氮沉降分为两种沉降频率（一年2次和每月1次）、草原管理方式分为封育和割草两种。本文主要基于上述实验平台的优势植物（羊草）叶片叶绿素含量来探讨氮沉降方式（强度和频度）和草原管理方式（封育和打草）对草地生态系统结构和功能的影响。实验结果表明：1）氮沉降显著增加了植物叶片叶绿素含量（P < 0.001）;2）每月一次模拟氮沉降处理的植物叶绿素含量显著低于一年两次氮沉降的处理（P = 0.026）;3）在相同的氮沉降强度处理下,打草地相对于封育草地具有更高的叶绿素含量（P = 0.012）;4）羊草叶绿素含量与其叶片氮浓度显著正相关（P < 0.001）;5）羊草叶绿素含量与该植株高度极显著正相关（P < 0.001）。根据上述结果我们可以看出一年一次或一年两次的模拟氮沉降（类似于施肥处理或低频率的氮素添加实验）可能会夸大真实氮沉降对草地生态系统结构和功能的影响,今后在外推类似实验结论时应更加谨慎。此外,氮沉降下打草管理有利于增加了植物叶片叶绿素含量,可提高植物的光合作用,因此在未来氮沉降加剧状况下,打草可以保持或提高内蒙古草地生产力,有利于该地区草地的可持续利用。     

植物养分利用效率研究综述

养分利用效率的概念是理解生态系统功能的中心。本文从植物养分利用效率的概念出发,对养分利用效率的表示与计算方法、影响因素以及养分再吸收的生物化学基础等进行综述,分析目前研究中存在的问题,最后指出今后应加强研究的方面。     

暖温带地区几种木本植物碳稳定同位素的特点

通过对暖温带落叶阔叶林生态系统主要乔、灌木植物叶片、树干、花、果实碳稳定性同位素比率（δ＾１３Ｃ值）测定和比较,发现这些植物叶片的δ＾１３Ｃ值受多种因子的影响,具有较大的种间差异及时空异质性,主要表现在不同植物δ＾１３Ｃ值不同;种内δ＾１３值变化也很大,以荆条的差异最大,为６．５４９‰（－２２．２２６‰－－２８．７７５‰）;其次是大叶白蜡５．７０６‰（－２３．６８７‰－－２９．３９３‰）;核桃秋５     

中国东北样带草原区植物δ^13C值及水分利用效率对环境梯度的 …

测定了中国东北森林－草原样带草原区１５个常见植物种叶片的δ＾１３Ｃ值,并以此作为植物长期水分利用效率的指示值,研究了不同植物种的水分利用效率对年均降水量、年均在气温度和海拔高度等环境梯度变化的响应。结果表明：有相当一部分植物种的δ＾１３Ｃ植和水分利用效率均随年均降水量和年均温增加而呈不同程度的降低趋势（如羊草（Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｔｒｉｎ．）Ｔｚｖｅｌ．）、家榆（Ｕｌｍｕｓ ｐｕｍｉ     

几种常微量元素在辽东栎枝条分解过程中的变化特征

应用分解网袋法 ,对暖温带落叶阔叶林主要优势树种辽东栎小枝进行连续 5a的分解研究 ,测定了 Ca、Mg、Cu、Zn和 Mn5种元素在凋落物分解过程中的含量和剩余百分率的变化 ,发现这两个指标在这几种元素之间既有一定的相似性 ,又有一定的差异。相似性表现在这几种元素在分解开始时 ,其含量都有一个不断上升的过程。但有的表现为不断上升( Ca和 Zn) ,而有的则在分解阶段的中期 ,已开始明显下降 ( Mg,Cu和 Mn)。从丢失速率常数上看 (根据 Olson的失重率常数 k) ,由于 Ca和 Cu在分解过程中的大量增加 ,因而用 Olson指数方程的拟合效果较差 ,而其它 3种元素用 Olson指数方程拟合结果相比较 ,发现 Mn的失重率略高于 Mg,而超过 Zn的 2倍。但这些元素的失重率都明显低于一些大量营养元素如 N、P、K的失重率     

氮沉降和刈割条件下羊草光响应模型比较及响应特性

草地覆盖全球陆地面积的40%左右,在全球碳循环中发挥着重要作用。近年来,人类活动,如化石燃料燃烧和畜牧业的发展显著增加了氮在全球环境中的沉积。草地管理方式（如刈割）在介导氮沉降对草地植物的影响方面具有重要作用。因此,筛选合适的模型对光响应过程进行拟合并计算相关参数对研究植物光合特性具有重要意义。依托6种氮添加（NH₄NO₃）梯度和两种草原管理方式（刈割和不刈割）交互处理的野外控制实验,利用Li-6400便携式光合作用系统测定上述实验平台的优势种羊草（Leymus chinensis）的光合作用-光响应过程。采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型4种光响应模型对羊草光响应曲线进行拟合,从参数拟合效果和模型拟合优度筛选氮添加和刈割条件下羊草的最佳拟合模型并分析羊草的光合特性。结果表明：指数模型对表观量子效率（α）、光饱和点（LSP）和最大净光合速率（P_nmax）具有较好的参数拟合效果,非直角双曲线模型的模型拟合优度最好。在所有处理中,羊草均未表现出明显的光抑制现象,具有一定的光合潜力和适应环境变化的能力。适度氮添加和刈割处理能提高羊草净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、P_nmax、α和LSP等,提升了羊草的光能利用率并拓宽了光强利用范围,但过度氮添加并不能进一步提高光合能力。综上,指数模型和非直角双曲线模型较适用于氮添加和刈割条件下羊草的光响应曲线拟合,施氮浓度为20 g N m^-2 a^-1并刈割是最有利于提高羊草光合能力的草原管理措施。探讨了不同氮添加浓度和刈割处理对优势种羊草的交互影响,从光合作用角度分析羊草的适应机制,将对未来全球氮沉降增加情况下的草地管理方案提供科学依据。