UV-B辐射增强对土生对齿藓(Didymodon vinealis)结皮生理代谢及光系统相关蛋白表达的影响

以中国科学院沙坡头沙漠试验研究站人工固沙植被区的土生对齿藓(Didymodon vinealis(Brid.) Zand.)结皮为试验材料,通过室内模拟UV-B 4个辐射强度[2.75(对照)、3.08、3.25和3.41 W·m-2]的处理,研究了UV-B辐射增强对土生对齿藓结皮生理代谢及光系统相关蛋白表达的影响.结果表明:随着UV-B辐射强度增加,丙二醛(MDA)含量呈增加趋势;叶绿素a荧光诱导动力学参数、可溶性蛋白质及类囊体膜蛋白表达量随着辐射强度的增加而降低,且与辐射强度呈反比.模拟UV-B辐射增强促进了土生对齿藓结皮活性氧的代谢速率,导致了膜脂过氧化,可溶性蛋白质含量减少,进而降低PSII反应中心活性,最终导致光合作用能力下降,这一结果对于进一步理解生物土壤结皮对UV-B辐射的响应机制,探索应用生物土壤结皮进行荒漠化治理具有重要的理论与实践意义.     

阿拉善荒漠优势植物可溶性糖的季节变化

研究了阿拉善荒漠天然植被区优势植物梭梭、白刺、霸王、红砂和珍珠叶片的葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性总糖含量在不同生长季节的变化特征.结果表明,梭梭和珍珠的可溶性总糖含量在季节变化中呈明显的“V”型特征;白刺和红砂的可溶性总糖含量在不同生长季节的变化特征为“N”型;霸王可溶性总糖含量的季节变化呈明显的“W”型.在不同的生长季节,红砂和珍珠的蔗糖/己糖比＞1,并且具有相同的变化趋势.荒漠优势植物在不同生长季节积累的可溶性糖中,蔗糖所占的比例最大,其次是果糖,葡萄糖所占的比例最小.本研究有助于更好地理解荒漠植物的生理调节机制和适应方式.     

潮汐作用对黄河三角洲盐沼湿地甲烷排放的影响

盐沼湿地作为陆海交互作用的过渡带是CH₄重要的自然来源。潮汐活动通过影响CH₄的产生、氧化和传输驱动了湿地CH₄间歇性、周期性的排放。利用涡度相关和微气象监测技术,对黄河三角洲一个盐地碱蓬生态系统CH₄通量、环境因子和水文要素（潮汐）进行了长期连续监测分析了该生态系统生长季CH₄排放的季节动态及潮汐作用对CH₄排放的影响。结果表明：生长季该生态系统是CH₄的排放源,排放日均值为0.063 mg m^-2 h^-1,（范围为-0.36-0.57 mg m^-2 h^-1）。潮汐淹水阶段和落潮后湿润阶段表现为CH₄的显著源。此外我们发现,短期潮汐活动引起土壤干湿状况的变化促进了CH₄脉冲式的排放,因此未来气候变化下温度升高和降雨季节分配引起的土壤干湿变化将会对该区域CH₄排放甚至碳循环产生积极影响。     

降雨量和降雨时间共同调控黄河三角洲典型盐沼湿地土壤碳矿化

研究降雨格局(如降雨量和降雨时间)对滨海盐沼湿地土壤碳矿化的影响,对于深入理解土壤碳的稳定性和积累机制具有重要意义。本研究选取远离海岸且不受潮汐影响的黄河三角洲原生盐地碱蓬盐沼湿地为对象,通过野外原状土柱的控制试验,分析土壤碳矿化(CO₂和CH₄通量)在不同时期(干旱期和湿润期)对降雨事件的响应。结果表明: 降雨时间和降雨量对土壤CO₂通量的影响存在交互作用。在干旱期,大降雨事件显著降低了土壤CO₂通量;而湿润期的降雨事件对土壤CO₂通量没有显著影响,这可能与盐沼湿地的水盐运移有关。降雨量、降雨时间及其交互作用均对土壤CH₄通量没有显著影响。降雨时间和降雨量对CH₄/CO₂比率均没有显著影响,但是相关分析表明随着土壤含水量和盐分的升高,CH₄/CO₂比率呈升高趋势。随着降雨量的增加,土壤含水量和土壤盐分都显著增加,且两因素呈现显著的正相关关系。因此,未来该地区降雨体系改变将可能通过调控土壤水盐运移等条件对该滨海湿地土壤碳矿化和碳汇功能产生深远影响。     

腾格里荒漠红砂-珍珠群落CO2收支变化及其不同观测方法间的比较

由于荒漠生态系统植被覆盖度低、生产力低下,其在全球碳循环中的作用被长期忽视。为探讨荒漠生态系统碳收支各组分的变化规律,以腾格里荒漠红砂(Reaumuria soongorica Maxim.)-珍珠(Salsola passerina Beg.)群落为研究对象,采用静态箱式法研究了该群落的净生态系统CO2交换量(NEE)、生态系统呼吸、土壤呼吸的日变化规律,同时将该方法所获得的NEE结果与涡动相关法观测的结果进行了比较。结果表明:(1)红砂-珍珠群落NEE的日变化表现为,在6:00—9:00左右出现一个CO2吸收的高峰值,随后在12:00—15:00左右出现一个CO2释放高峰值。红砂种群、珍珠种群和整个群落NEE的平均值分别为0.018、0.020和0.028 mg CO2m-2s-1;(2)红砂种群、珍珠种群、土壤及整个群落生态系统呼吸速率的日变化规律一致,均表现为明显的单峰变化趋势,在12:00—15:00左右出现一个CO2释放的高峰值。红砂种群、珍珠种群、土壤和整个群落的生态系统呼吸的平均值分别为:0.121、0.062、0.029和0.040 mg CO2m-2s-1。以盖度为加权因子计算得到红砂种群、珍珠种群和土壤呼吸占生态系统呼吸的比例分别为:9%、21%和70%,由此可见,生态系统呼吸主要来源于土壤呼吸。(3)将箱式法和涡动相关法观测的NEE进行比较,结果表明两种方法观测的NEE变化规律基本一致,相关系数达到0.7。采用箱式法观测的NEE高于涡动相关法观测的结果,平均值分别0.028 mg CO2m-2s-1(箱式法)和0.015 mg CO2m-2s-1(涡动相关法),涡动相关法的观测结果与箱式法观测结果的比值为0.54。综上可得,荒漠生态系统土壤呼吸的变化速率决定了生态系统呼吸的变化规律,采用箱式法可能高估了荒漠生态系统CO2的释放量。     

元江干热河谷稀树灌草丛植被碳储量及净初级生产力

稀树灌草丛作为干热河谷区特殊的植被类型,其碳储量等一直缺乏必要的研究。以元江干热河谷稀树灌草丛植被为对象,利用典型样地法研究该区稀树灌草丛植被的碳储量与净初级生产力。结果表明:元江稀树灌草丛植被的碳储量为32.13 t C/hm~2,其中乔木、灌木和草本各层次的碳储量为26.70、4.04、1.40 t C/hm~2,分别占到总碳储量的83.02%、12.57%、4.4%。乔木层中地上部分碳储量占到66.70%。另外,元江稀树灌草丛的净初级生产力为3.88 t C hm~(-2)a~(-1),其中林分的净初级生产力为1.90 t C hm~(-2)a~(-1),凋落物量为1.98 t C hm~(-2)a~(-1);林下植被层对林分净初级生产力的贡献达到了46.92%。说明元江稀树灌草丛具有较高的碳储量和碳汇能力。结果为稀树灌草丛碳循环及碳汇功能研究提供了基础,同时也为干热河谷区植被的保育与可持续经营提供了科学依据。     

黄河三角洲典型滨海盐沼湿地土壤CO2和CH4排放对水盐变化的响应

滨海盐沼湿地是重要的“蓝碳”碳汇,研究水盐变化对土壤碳矿化(CO₂和CH₄排放)的影响,对理解滨海盐沼湿地的碳汇稳定机制具有重要意义。该研究选取黄河三角洲典型盐沼湿地土壤为研究对象,通过水盐梯度模拟实验,研究土壤碳矿化、理化性质、微生物生物量及群落结构对不同土壤水分和盐分含量的响应。主要结果:(1)水盐变化对土壤CO₂、CH₄排放量以及CH₄:CO₂的影响均不存在交互作用,CO₂排放量随土壤含水量增加呈先升后降的单峰型变化趋势,盐分含量升高则显著抑制CO₂排放;水分含量升高对CH₄排放具有显著促进作用,盐分升高则显著抑制CH₄排放。(2)水盐变化对土壤可溶性有机碳(DOC)含量具有弱交互作用,在低水分处理下,DOC随着土壤盐分的增加呈减少趋势,但在高水分处理下呈增加趋势;CO₂排放与DOC含量呈显著正相关关系,而CH₄排放与D...