植物响应对风致机械刺激研究进展

机械刺激在自然界中是无处不在的。研究机械刺激的生态学效应有助于将风的直接效应与间接效应区别开来。机械刺激与植物生长关系的研究已经成为近年来植物生态学与植物力学研究的热点之一。从机械刺激的生态学效应及其作用机理两方面综述了国内外研究进展,为深入系统地研究植物对风区等多机械刺激干扰生境的适应性策略做了理论上的概括。同时,为这一理论的应用及未来亟待解决的主要问题进行了总结。     

模拟酸雨对杉木幼苗-土壤复合体系土壤呼吸的短期效应

为了解酸雨对土壤碳释放的作用,选取对酸沉降敏感的杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗-土壤复合系统,分成重度酸雨(pH值2.5)、中度酸雨(pH值4.0)和对照(pH值5.6)3个处理区组,进行了2a模拟酸雨胁迫盆栽实验。通过分析酸雨短期作用下土壤酸化的状况以及土壤呼吸的变动,发现:(1)对照组土壤pH值虽有下降,但土壤缓冲体系无显著变化。重度酸雨组土壤pH值持续下降至3.71,土壤残留交换性Ca2+和Mg2+含量明显降低,土壤缓冲体系转成铝缓冲体系,土壤明显酸化。中度酸雨组土壤pH值略低于对照,土壤残留交换性Ca2+含量维持在40.15-42.76μg·g-1(烘干土),而交换性Mg2+含量下降,土壤缓冲体系无显著变化。(2)非模拟酸雨胁迫状况下(对照组),2007年和2008年年均土壤呼吸速率分别为1.41μmol·m-2·s-1和1.42μmol·m-2·s-1,土壤呼吸作用稳定。模拟酸雨短期内以抑制土壤呼吸为主。重度酸雨使土壤呼吸作用持续减弱,2007年和2008年年均土壤呼吸速率分别下降了14%和28%;中度酸雨虽未造成土壤的显著酸化,但该处理组年均土壤呼吸速率2007年增加了8%,2008年则降低了15%。模拟酸雨对土壤呼吸的影响随着酸雨的持续而加强。     

UV-B辐射胁迫下不同起源时期的3种木本植物幼苗的生长及光合特性

平流层臭氧的减薄导致到达地表UV-B辐射增强是全球所面临的环境问题之一。UV-B辐射胁迫对植物的生物学效应研究成为继全球大气二氧化碳浓度升高对植物影响研究之后的又一热点领域。设置了UV-B滤光减弱组、UV-B辐射增强组和自然光对照组3组大田实验,选择不同起源时期的乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensi)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、山核桃(Carya cathayensis)幼苗为实验材料,测定每组中3种植物的生长量与光合特征参数,通过对比组间和种间差异,研究不同起源时期的3种木本植物对UV-B辐射胁迫的响应模式,分析3种植物对于UV-B辐射胁迫的适应性与自身起源和进化时间的关系,为"起源时间越早的木本植物生长发育和光合生理能否更好地适应UV-B辐射胁迫"这一科学命题的探讨提供一定实验参考。得到如下结果:(1)相对于自然光照条件,增强UV-B辐射胁迫对3种木本植物的地径和株高都有抑制作用;对乐东拟单性木兰、青冈的Pn和Amax有一定的抑制作用,对山核桃Pn和Amax则具有一定的促进作用。减弱UV-B辐射胁迫对3种木本植物的地径起到抑制作用,对乐东拟单性木兰、青冈幼苗的株高生长有促进作用,但对山核桃的株高却具有抑制作用;对乐东拟单性木兰以及山核桃的Pn和Amax有一定的抑制作用,而对青冈Pn和Amax则有促进作用。(2)对比种间差异,发现3种不同的UV-B光照条件下青冈的地径生长量都最大,乐东拟单性木兰次之,山核桃最小;株高生长量种间大小排序不一致;相对于自然光照条件,增强UV-B辐射强度下山核桃Pn、Amax的比值都最大,青冈次之,乐东拟单性木兰最小;减弱UV-B辐射强度下青冈的Pn、Amax的比值都最大,乐东拟单性木兰次之,山核桃最小;表明不同起源时间对植物抗UV-B辐射胁迫能力有一定的影响,但不是决定性因素。UV-B辐射增强和过滤减弱胁迫对3个树种幼苗的生长发育、光合作用、叶绿素均有影响,但不同起源时期3种木本植物幼苗光合特征参数的响应模式不一,其机制尚待进一步开展实验进行求证。本研究结果可丰富和补充UV-B辐射胁迫对木本植物的影响研究,为从进化角度筛选UV-B胁迫抗性较强的植物提供了一定的依据。     

西天目山毛竹林土壤呼吸特征及其影响因子

毛竹(Phyllostachys edulis)是中国南方重要的森林资源,在区域碳平衡中扮演重要的作用。研究毛竹林土壤呼吸特征及影响因子有助于了解其土壤CO2释放过程的关键驱动因子,为进一步揭示毛竹林土壤碳循环特点提供科学依据。以浙江省西天目山自然保护区毛竹林为研究对象,利用LI-Cor8100开路式土壤碳通量测量系统测定(2007年5、8、11月,2008年1、3月)土壤呼吸速率及环境因子,同时取0—20 cm土层土样测定土壤酶活性,结果表明:(1)毛竹林土壤呼吸具有典型的日动态和季节变化模式,日动态变化较为平缓,土壤呼吸的季节变化较为显著(P0.05),最大值(5.99μmol.m-2.s-1)出现在2007年8月,最小值(1.08μmol.m-2.s-1)出现在2008年1月。(2)回归方程表明,土壤呼吸与土壤5 cm温度呈极显著的指数相关关系(P0.001),与土壤体积含水量相关性较弱(P0.05),与近地面大气温度和CO2浓度分别呈极显著的指数相关关系(P0.001)和显著的线性相关关系(P0.05)。(3)相关分析表明,土壤尿酶、蔗糖酶、纤维素酶活性与土壤呼吸均呈正相关,其中纤维素酶活性达到显著水平。综合分析表明毛竹林土壤温度是调控土壤呼吸季节变化的主要驱动因子,近地面大气环境及土壤酶活性的变化也对其产生不容忽视的影响。     

海州湾生态系统服务价值评估

参照千年生态系统评估的分类体系,并考虑污染等因素引起生态系统服务的退化,评估了海州湾生态系统的潜在和实际服务价值.结果表明,2005年海州湾的潜在服务价值为16.64×108元,平均单位面积海域的服务价值为1.90× 106元/km2.潜在服务价值中,供给服务、文化服务和调节服务分别占53.39％,35.48％和10.84％.考虑赤潮、食品中累积的污染物超标以及温室气体排放等因素造成的生态服务质量和数量的退化,2005年海州湾生态系统提供的实际服务价值为14.08×108元,平均单位面积海域的服务价值为1.61×106元/km2.实际服务价值中,供给服务、文化服务和调节服务分别占48.32％,41.94％和9.74％.海水富营养化和污染等因素导致的生态服务价值降低2.56× 108元,影响最大的是食品供给和气候调节服务.     

2005-2009年浙江省不同土地类型上空对 流层NO2变化特征

利用OMI(Ozone Monitoring Instrument, OMI)2005年1月 2009年12月对流层NO₂柱浓度月平均值卫星遥感资料以及浙江省2005年1月 2008年3月由NO₂污染指数数据计算得出的地面NO₂日均值质量浓度,分析了浙江省对流层NO₂的时空分布特征和变化趋势;此外,结合由时间序列的MODIS-EVI数据所获取的浙江省土地利用图,分析不同土地利用类型上空对流层NO₂柱浓度的变化差异。研究发现在2005 2009年间,浙江省对流层NO₂柱浓度呈现显著的增长趋势和季节变化特征,其中NO₂柱浓度最高值出现在冬季,最低值出现在夏季。从区域分布来看,对流层NO₂柱浓度的最高值分布在靠近上海大都市的杭州-嘉兴-湖州平原和宁波地区以及人口密集的西部和东部沿海城市区。此外不同土地利用类型上NO₂柱浓度分布差异显著。农田、水体和城市地区NO₂柱浓度较高,其中城市用地上空的NO₂柱浓度明显高于其他土地利用类型上空的NO₂柱浓度;森林上空NO₂柱浓度值最低。NO₂柱浓度逐年增加趋势主要表现为:在农田、水体和城市居民用地类型上空污染严重的NO₂-Ⅰ类别增加显著,而在森林和草地类型上空,则表现为污染较轻的NO₂-Ⅲ类别增加显著。     

中国陆地自然植物有氧甲烷排放空间分布模拟及其气候效应

区域尺度陆地植物有氧条件下排放甲烷及其气候效应研究不仅对甲烷收支平衡研究具有重要意义,对于全球变化研究也具有重要推动作用。通过改进Keppler提出的公式,模拟了中国区域植物有氧甲烷排放的时空分布。利用IBIS模拟的NPP数据结合相关文献统计生物量与NPP的比值,计算得到中国区域自然植物叶片生物量,以及叶片甲烷排放。结果显示,2001年至2012年中国植物生物量与植物叶片甲烷排放量在Sres A2和Sres B1两种情景下差异不明显;但是气候变化模式差异的影响会随着时间的推移而扩大。在Sres A2情景下,中国地区年均植物生物量为10803.22Tg C,叶片生物量为1156.15Tg C。如果不考虑天气对光照的影响,植物叶片甲烷排放年均2.69Tg,约是全国年甲烷排放总量7.01%,是中国稻田甲烷排放总量的29.05%。在各植被类型中,草地叶片甲烷排放量最高,达到47.53%,其次是混交林。森林(针叶林、阔叶林、混交林)是主要的植物甲烷排放源,占中国区域植物甲烷排放总量的51.28%,其次是草地,占47.47%。中国区域植物叶片甲烷排放南高北低,东高西低的分布状态主要由地表植被覆盖类型决定,光照和温度也是重要影响因素。对Sres A2和Sres B1两种气候情景下中国植物甲烷排放预测分析,中国区域植物甲烷排放不断增加,在Sres A2情景下不同时期的平均增长率为9.73%,高于Sres B1情景的5.17%,且两种情景下的增长率都在降低。21世纪Sres A2和Sres B1变化情景下,年均植物排放的甲烷CO_2当量分别为83.18Tg和77.34Tg,约占中国年均CO_2排放总量的1.39%和1.29%。     

浙江天目山老龄森林生态系统CO2通量特征

物种丰富的异龄老龄森林对陆地生态系统动态模型及全球碳收支具有十分重要的意义.目前,我国关于老龄森林碳通量的研究很少,亚热带地区的老龄林更鲜有报道.本研究利用涡度相关技术观测了我国中亚热带地区的浙江天目山一个老龄常绿落叶阔叶混交林生态系统的CO₂通量.以2013年7月到2014年6月的观测数据为依据,分析了此老龄林净生态系统碳交换量(NEE)、生态系统呼吸量(R_e)、生态系统总交换量(GEE)的变化.结果表明: 研究期间,老龄林常绿落叶阔叶混交林生态系统NEE月总量除12、2月为正值外(表现为碳源),其余月份均为负值(表现为碳汇).NEE月总量平均为-61.52 g C·m^-2,各月碳吸收量以6月(-149.40 g C·m^-2)最高,10月次之,呈双峰变化;最大碳源出现在2月(23.45 g C·m^-2).各月NEE平均日变化差异明显,6月的平均通量峰值最大,达到-0.98 mg·m^-2·s^-1,12月最小,为-0.35 mg·m^-2·s^-1;NEE符号改变的时间也呈明显的季节变化特征;全年NEE、R_e、GEE分别为-738.18、931.05、-1669.23 g C·m^-2.与相近纬度相近林型的其他森林生态系统相比,由于其复层结构和多种幼龄更新树木的存在,其测定的固碳量较大.表明我国中亚热带天目山地区的老龄森林生态系统不是处于碳收支稳定状态,而是具有相对较高的固碳能力.     

东灵山植物群落生活型谱的比较研究

应用由丹麦学者Ｒａｕｎｋｉａｅｒ提出的生活型分类系统,研究了北京东灵山植物群落的生活型,并编制了主要植物群落类型的生活型谱。同时,用主成分分析（ＰＣＡ）作为排序的方法和系统聚类中的离差平方和法与类平均法,对东灵山植物群落的生活型谱进行了排序和分类。并用双重筛选逐步回归的方法分析了环境（气候和土壤）因子与植物群落生活型谱梯度的关系,建立了相应的数学模型。研究结果表明：东灵山地区植物群落生活型谱的特征符合暖温带植物生活型谱的基本特点,地面芽植物占的比例最大。但不同植物群落因所存在的生境有差异,也表现出各自的谱特征。排序的结果与用植物种类成分进行的ＤＣＡ 排序结果吻合度较好,排序的环境梯度特征也十分明显。研究结果还表明：地下芽和中高位芽对于温度梯度的反应比较灵敏;其次是小高位芽和一年生植物;对于水分梯度的变化,则以地上芽和矮高位芽植物的反应比较强烈和敏感。温带植被生活型谱主要特征的地面芽植物在本地区表现稳定,不随各植物群落和水热梯度发生大的波动,显示出地带性的强大约束力。所建立的海拔梯度和群落类型与生活谱的统计数学模型,对于中高位芽、矮高位芽和地下芽植物的相关较好,估测的精度高,而对其它几种生活型的估测较差     

桔绿绵蜡蚧生物学及其寄生性天敌

<正> 桔绿绵蜡蚧Chloropulvinaria aurantii(Cockerell)又名黄绿絮介壳虫,在上海发生普遍,是海桐重要害虫,亦为害夹竹桃、柿、杜仲、山茶、桂花等。成虫和若虫群集在枝条和叶片上为害。严重时可使枝叶枯死,并诱生煤烟病。 此虫在上海一年发生2代,以若虫在枝条上越冬。4月变为成虫,雄虫交配后死亡,5月雌虫从腹后分泌出一个蜡质卵囊,产卵于囊中,每头雌成虫产卵数百粒至2千余粒,产卵后干缩死去。5月下旬孵化为若虫,先群集在枝条上为害,后迁至叶片上,在叶片上沿主脉寄生。8月出现第2代成虫,8月下旬产卵,9月孵化为