三峡库区不同植被类型消落带土壤重金属含量的时空变异

通过测定2009、2015年三峡库区秭归段典型植被(次生灌丛、弃耕地)消落带不同淹水高程(高程145~175 m)和对照高程(175~185 m)土壤重金属含量,揭示其年际时空变异特征,并运用地质累积指数(Igeo)对不同年限不同高程土壤中各类型重金属进行污染评价。结果表明:所测各年限不同高程土壤重金属含量为:铁锰铜(锌)。随水淹年限增加,次生灌丛比弃耕地积累更多的重金属;土壤重金属在低海拔地区的积累过程更加明显,且各水淹高程倾向于积累更多的铜、铁;而对照高程中倾向于积累更多的锌、锰。各植被类型土壤重金属存在迁移:随水位涨落周年增加,次生灌丛消落带各水淹高程的重金属铜、锌含量增加,增幅较2009年分别达41.1%、23.1%、50%、9.3%和28.6%、50.0%、38.6%、56.8%;而弃耕地重金属铜、锌含量减少,下降范围分别达28.3%~48.5%和15.5%~29.9%。通过污染评价可得:在经历7次水位涨落周年后,次生灌丛土壤主要受重金属铜、锌、铁、锰综合性污染;而弃耕地土壤主要受重金属铁、锰复合型污染。     

光周期对穗花狐尾藻生长、开花与种子形成的影响

通过人工补光和遮光处理,初步研究了光周期对狐尾藻生长和开花的影响。研究发现:8h短日照条件不利于狐尾藻的生长和花序形成,导致狐尾藻不能正常开花和结实;与自然日照长度(平均日照14h)条件下相比,16h长光照条件可以增加植株的高度和分枝数,形成更大的生物量;但24h全光照条件对生长有抑制作用。长光照条件下,狐尾藻花序形成时间和开花时间均比自然条件下延迟,形成花序的数目也显著较自然条件下的少,但长光照条件下形成的种子比自然条件下形成的种子具有更高的萌发率。     

三峡库区马尾松人工林土壤酶活性和微生物生物量对氮添加的季节性响应

以三峡库区马尾松人工林为对象,分析土壤微生物生物量、酶活性和养分含量对氮添加的初期响应规律,为预测该地区在大气氮沉降持续增加的背景下森林土壤的季节动态提供参考。结果表明：氮添加初期,中氮水平（60 kg hm^-2 a^-1）的氮添加处理使得各季节土壤β-1-4葡萄糖苷酶、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化物酶活性均增加,高氮（90 kg hm^-2 a^-1）水平的添加处理增加了土壤有机碳、全氮和微生物生物量碳、氮、磷的含量和酸性磷酸酶及多酚氧化酶活性,降低了土壤pH值、全磷含量和β-1-4葡萄糖苷酶及N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性。土壤酶活性和微生物生物量存在明显的季节变化,秋季水解酶活性和微生物生物量碳、磷含量显著高于春夏两季,而氧化酶活性和微生物生物量氮含量则是春夏季较高。土壤酶活性与季节、土壤含水量、养分含量及微生物生物量碳氮磷含量存在显著的相关性,酶活性变化是多因子综合作用的结果,冗余分析表明土壤含水量、微生物生物量碳、氮、磷和全氮是驱动土壤酶活性的主要环境因子。氮沉降的持续增加会加速当地马尾松人工林土壤腐殖质的形成,增加有机碳的积累,导致土壤酸化,并产生磷限制。     

三峡库区马尾松细根生产和周转及其影响因子

采用连续根钻法、分解袋法、分室通量模型法计算三峡库区马尾松细根的年生产量和周转率,分析细根生产量和周转率与各影响因子的关系.结果表明: 马尾松<0.5、0.5～1和1～2 mm细根年均生物量分别为0.29、0.59、0.76 t·hm^-2,细根年生产量分别为0.13、0.49、0.37 t·hm^-2,细根年周转率分别为1.49、1.01、0.40 a^-1.各影响因子对不同径级细根生产与周转的影响不同.土壤温度、土壤钙含量显著影响<0.5 mm细根生产量与细根周转,且土壤温度解释生产量和周转率32.8%和25.0%的变异,土壤钙含量解释65.6%和73.1%的变异;细根生物量与细根生产量呈显著正相关,细根生物量分别解释<0.5、0.5～1和1～2 mm细根生产量41.0%、41.1%和54.5%的变异;细根P、K含量与<0.5 mm细根生产量具有显著相关性,分别解释<0.5 mm细根生产量32.2%、39.2%的变异.<0.5 mm细根与各影响因子的关系最为密切,土壤温度、土壤钙含量是细根生物量的主要影响因子.     

三峡水库消落带现存植物自然分布特征与群落物种多样性研究

水文节律是河岸带植物群落演替的主要驱动因子,三峡库区"冬蓄夏泄"的水位调度方式不利于原河岸带陆地植物群落的生存。为揭示三峡库区消落带植被在经历长期水位变动后的物种多样性特征及其分布的时空格局,研究以2008年消落带典型区域固定样地野外调查资料为依托,于2016年9月对经历长期水位涨落周年后的消落带植被的自然分布特征与群落物种多样性等进行复位调查研究,运用重要值、多样性指数、LSD检验等统计计算方法针对物种组成、群落多样性及生活型进行了深入探讨。结果表明:区域植被类型以一年生和多年生的草本植物为主,共发现和确认草本植被群落共有22科40属49种,其中禾本科(Gramineae)6种6属、菊科(Compositae)9种9属、蓼科(Polygonaceae)3种1属、大戟科(Euphorbiaceae)6种5属,为主要优势科,单种、属现象明显;消落带植被的物种多样性随海拔变化呈现"单峰"分布格局,中等海拔(155—165 m)的植物物种多样性最高;且海拔与物种多样性指数(Shannon-weiner指数、Pelou指数、Simpson指数和Richness指数)之间的趋势模拟均呈幂指数关系,其拟合系数r值分别为0.834、0.824、0.817和0.808;受环境资源结构决定,不同海拔消落带物种均呈现出特定的R生存对策。此区段消落带共发现9种生活型,且随海拔的增加,一年生草本植物均占据极大的优势地位,但是库区植物的生活型更加多样化,其他生活型,如藤本、灌木以及落叶乔木的物种出现且数量表现为逐渐增多。这些研究结果对未来消落带物种多样性提高及地域性特色的消落带植被维护具有重要的参考价值。     

濒危植物大别山五针松根际细菌群落特征与功能分析

植物根际微生物群落对植物健康生长有重要影响, 每种植物根际都有其特定的微生物群落。大别山五针松(Pinus dabeshanensis)被国际自然保护联盟列为濒危物种, 具有重要研究价值。该研究采用16S rRNA高通量测序技术与生物信息学方法, 对濒危植物大别山五针松根际细菌群落特征与功能进行分析。结果表明, 大别山五针松根际微生物的主要种类为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和疣微菌门。网络分析表明, 大别山五针松根际细菌类群存在显著相关性, 其中Bryobacter属、Bradyrhizobium属和未定义的TK10属是互作网络中的重要节点。PICRUSt1功能预测表明其微生物组功能主要为氨基酸运输和代谢、细胞壁/膜/膜生物发生以及能量产生和转换。FAPROTAX功能预测表明, 大别山五针松根际富含的优势菌群具有丰富的化学异养、纤维素水解、需氧化学异养和固氮功能, 其对植物生长发育具有重要作用。研究结果可为培育健康的大别山五针松根际微生物菌群及微生物资源的开发利用提供重要依据。     

三峡库区消落带现存草本植物组成与生态位

为揭示经历长期水位变动后,三峡水库消落带优势植物对可利用资源的分享状况、不同资源环境下植物种群生态位特征以及植物种间竞争和共存机制,对三峡库区秭归段典型消落带现存优势草本物种的种群空间格局及生态位特征进行研究.结果表明: 该区共有草本植物39种,隶属18科32属,以禾本科、菊科、蓼科和大戟科植物为主;狗牙根、狗尾草、狼把草和毛马唐具有较大的重要值和生态位宽度,为主要优势种;海拔145～155 m段植物生态位宽度前3位依次为狗牙根＞酸模叶蓼＞狗尾草;海拔155～165 m段植物生态位宽度前3位依次为狗尾草＞毛马唐＞狗牙根;海拔165～175 m段植物生态位宽度前3位依次为狗尾草＞狼把草＞红蓼;不同海拔物种间生态位重叠均保持较高状态,生态位宽度较小物种也可与生态位宽度较大物种有较大的生态位重叠值,仅凭生态位宽度不能判定生态位重叠值.消落带经历7次水位涨落周年后,大多数优势物种为一年生草本植物,生态位分化程度较低,在资源匮乏且不稳定的生境中种间竞争强烈,消落带植被仍处于群落演替的初级阶段.