松嫩平原西部草甸草原典型植物群落土壤呼吸动态及影响因素

以松嫩平原西部草甸草原中典型植物虎尾草、碱茅、芦苇和羊草群落为对象,分析了4种植被群落土壤呼吸速率日动态和季节动态及其影响因素,以及土壤盐碱度与土壤呼吸碳排放量的关系.结果表明： 4种植物群落的土壤呼吸速率日变化均呈明显的单峰曲线,峰值出现在11:00-15:00,而谷值大多出现在21:00-1:00或3:00-5:00;4种植被群落土壤呼吸速率的季节变化趋势一致,7、8月的土壤呼吸速率(3.21~4.84 μmol CO₂·m^-2·s^-1)最高,10月最低(0.46~1.51 μmol CO₂·m^-2·s^-1);各群落土壤呼吸速率与土壤和近地表大气温度之间呈极显著相关关系,其中,虎尾草群落的土壤呼吸速率与土壤表层含水量极显著相关,芦苇和羊草群落土壤呼吸速率与近地表的相对湿度显著相关.土壤盐分含量明显抑制了土壤CO₂排放量,土壤pH、电导率和土壤交换性钠可以解释该草甸草原土壤呼吸空间变异的87%～91%.     

松嫩平原旱生芦苇群落土壤呼吸动态及影响因子

为研究松嫩平原旱生芦苇群落土壤呼吸作用的动态变化及其影响因子,于2011年5—10月采用LI-6400土壤呼吸监测系统对旱生芦苇群落土壤呼吸进行连续野外观测,并分析水热因子对土壤呼吸的影响。结果表明:芦苇群落土壤呼吸具有明显的日变化和季节变化特征;其日变化为明显的单峰曲线,土壤呼吸速率峰值出现在中午11:00—13:00;7和8月芦苇群落土壤呼吸作用最强,10月土壤呼吸作用最弱。影响旱生芦苇群落土壤呼吸的主导因子是温度,土壤呼吸与近地表空气温度以及土壤0～10、10～20、20～30cm温度均有显著相关性(P<0.01),而近地表空气温度和土壤表层温度对土壤呼吸的影响最大。在5—10月芦苇群落土壤呼吸温度敏感性Q10值为1.2～1.65,变异系数为15.4%。土壤含水量和近地表空气相对湿度不是影响该地区芦苇群落土壤呼吸的主要因素。     

松嫩平原西部草甸草原5种典型植物群落土壤呼吸的时空动态

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组分, 由于受到生物因子与非生物因子的共同作用, 土壤碳排放量在时间和空间尺度上都具有一定的变异性。为弄清松嫩平原西部草甸草原植物群落土壤呼吸作用的时空动态变化及其影响因子, 以典型植被碱蓬(Suaeda glauca)、虎尾草(Chloris virgata)、碱茅(Puccinellia distans)、芦苇(Phragmites australis)、羊草(Leymus chinensis)群落为研究对象, 采用LI-6400土壤呼吸测定系统对该生态系统2011-2012年植物生长季内土壤呼吸作用进行了监测。结果表明: 土壤温度可以解释土壤呼吸作用变异的53%-82%, 是影响该生态系统土壤碳排放时间变异的主要因素。土壤水分并未对土壤呼吸作用时间变异产生明显的影响。不同植物群落的土壤呼吸的温度敏感性(Q₁₀)有所差异, Q₁₀为2.0-6.7。生长季内, 5种植物群落的土壤累积碳排放量的平均值为316.6 g C·m^-2。生长季内土壤碳累积排放量与植被地上生物量、土壤有机碳含量、平均土壤温度显著正相关, 与平均土壤含水量、pH值、土壤电导率及交换性钠百分比呈负相关关系。土壤的微气候、植被的地上生物量及土壤性质的差异是土壤碳排放空间变异的主要影响因素。     

盐胁迫下不同基因型冬小麦渗透及离子的毒害效应

以4种不同基因型冬小麦为试验材料,利用分根法研究了盐胁迫对小麦的渗透胁迫和离子毒害的效应。结果表明,在盐胁迫下,小麦既受渗透胁迫,也受盐离子胁迫。渗透胁迫效应比较快,大约在处理后1-2d内发生;离子毒害效应比较缓慢,大约需3-4d时间。在一半盐胁迫(200mmol/L NaCl)和一半非盐胁迫的分根条件下,小麦没有明显的渗透胁迫效应,小麦植株地上部Na⁺ 累积到毒性水平之前盐处理对小麦生长无抑制效应。小麦具有将Na⁺ 从盐胁迫一侧转移非盐一侧的能力,说明小麦吸收的Na⁺ 有一部分可以从地上部回流到根系中,回流率可达76%-89%。无水分胁迫(不加入PEG)的回流率大于水分胁迫(加入PEG)的回流率。不同基因型小麦在盐分吸收累积和回流,及渗透和离子胁迫的速度和程度等方面具有明显差异。NR 9405和小偃6号的Na⁺ 累积速度要少于陕229和RB 6;NR 9405根系排Na⁺ 能力强于陕229和RB 6。因此,NR 9405和小偃6号的耐盐性高于陕229和RB 6。     

羊草克隆种群的螺旋扩张规律

羊草是欧亚大陆草原东部区域的一个优势物种。其优势地位的取得是羊草种群年复一年不断克隆复制过程中进行螺旋扩张的结果,其中,每一个螺旋圆环代表一个生长季,进而每个生长季可再分为不同的种群成长阶段,执行不同的生存发展策略:5月下旬—7月下旬为成熟扩张期,羊草的成熟母株通过水平伸长根茎执行扩张策略;7月下旬—10月下旬为幼苗占领期,通过地下芽输出为地上子株执行占领策略;10月下旬—来年3月下旬为羊草的休眠期;3月下旬—4月下旬为它的生长准备期;4月下旬—5月下旬为生长巩固期,子株发育为成熟的母株,完成了领地的彻底控制,执行的是巩固策略。羊草的游击型分株和密集型分株源自于共同的母株,二者位置相互分开,不但可以避免内部竞争,而且通过根茎之间的连接进行资源共享,从而在对外竞争中始终处于优势地位,这是羊草的克隆区隔避险策略;羊草种群通过产生遗传异质性的种子来避免因外界环境条件巨变所造成的整体灭绝,执行的是一种有性繁殖避险策略。羊草在既定策略基础上也表现出明显的二八规律,即通过80%比例的密集型分株进行旧领地的巩固,以20%比例的游击型分株进行新领地的扩张。总之,羊草通过扩张,占领,巩固,再扩张,再占领,再巩固,这样的年复一年的螺旋扩张,成为了当地的优势物种。其研究结果能为提高羊草生产力和种子产量及恢复受损草原生态系统提供十分重要的科学支持。