一种用SigmaPlot求PV曲线水分参数ψtlp的方法

以扶桑(Hibiscus Rose-sinensis)为例,用SigmaPlot for Windows软件分别绘制PV曲线双曲线和直线部分的散点图,同时拟合双曲线和直线方程.然后通过联立方程组求出质壁分离点的坐标值,计算出质壁分离时的渗透势(ψtlp)、相对水含量(RWCtlp)和相对渗透水含量(ROWCtlp).并与常用的直线回归法的结果进行了比较.该方法具有简单、准确、快速等特点,是获得PV曲线主要参数的一种新方法.     

山西高原草地景观的数量分类与排序

草地植被空间格局研究是草地景观研究中一项重要的基础工作。空间格局研究不仅限于描述景观的空间特征,而是要深入分析空间格局的分布规律及影响格局形成的原因及机制。以1∶50万《山西省草地类型图》、《山西省行政区域图》及《山西省地形图》为主要信息源,借助GIS技术,应用TWINSPAN和DCA对山西高原草地景观的1127个样方进行研究。结果表明:(1)在TWINSPAN分类结果中,31个群丛组从左到右的排列顺序很好地揭示了山西高原草地景观的纬向地带性分布规律。即从40°43'N向34°34'N依次分布着北部草原、中部灌草丛和草丛及南部的暖温带草丛。(2)1127个样方DCA排序图纵轴揭示了明显的海拔梯度,即由上至下海拔逐渐降低,相应地草地景观变化为亚高山草甸、灌草丛、草原及河漫滩草甸;DCA排序图的横轴揭示了明显的水分梯度,即从左到右水分逐渐增加。两大优势群丛组样方及44个优势群丛组物种DCA的排序图都很好地刻画了山西高原水热组合的变化,即从西北向东南由于地形地貌引起的水热组合由冷干向暖湿逐渐变化,水热组合的梯度变化进一步影响了草地景观整体的空间分布格局。(3)GIS技术与数量生态学方法相结合有助于丰富景观生态学研究的技术体系。     

庞泉沟国家自然保护区森林群落木本植物种间关系的分析

应用基于二元数据的χ²检验、方差比率法和基于数量数据的Pearson相关系数检验及Spearman秩相关系数检验等数量方法,研究了庞泉沟国家级自然保护区(东经111°22′～111°33′,北纬37°45′～37°55′）森林群落（海拔1 600～2 430 m）21个优势种的种间关系。结果表明：研究区域内森林群落优势种群的种间关系较为松散（χ²_0.95N＜W＜χ²_0.05N）,种的分布相对独立,森林群落总体处于稳定阶段;但局部地段优势种群间存在着一定程度的竞争。位于山体中下部的群丛组Ⅰ、群丛组Ⅱ的总体关联性存在一定程度的负关联,但未达到显著水平; 位于山体上部的群丛组Ⅲ的总体关联性为无关联,种间关系较为松散。随着海拔的升高,三个群丛组的联结指数(VR)呈上升趋势,χ²检验显著率和Spearman秩相关检验的正负关联比有所增加,负显著率都明显下降,正显著率有升高的趋势,说明随着海拔的升高,种间关系表现为无关联,森林群落也趋于稳定。应用方差比率法与χ2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验较为清晰地揭示了庞泉沟自然保护区森林群落的种间关系。这四种方法可以互相弥补彼此的不足,结合使用效果更好。本研究结果支持随着群落演替进程的发展,群落结构及其种类组成将逐渐趋于完善和稳定,群落种群总体种间关系也将向着无关联发展的观点。     

晋西北黄土区幼龄柠条细根的净生长速率

以晋西北黄土区5年生柠条(Caragana korshinskii)人工林为研究对象,使用微根管技术对林地100cm土层深度的柠条细根生长动态进行观测。以根长密度(RLD,mm.cm-3)为基本参数,以净生长量(RLDnet,mm.mm-3)和净生长速率(RLDNGR,mm.cm-.3d-1)为相应导出参数,对2007年生长季(4-9月份)柠条细根的RLDNGR及其与环境因子气温、降雨量、土壤温度、土壤水分的关系进行了探讨。结果表明:柠条细根的RLDnet为(2.923±1.767)mm.cm-3;RLDNGR为(0.113±0.069)mm.cm-.3d-1。50-100cm土层是柠条细根生长的活跃区,其细根RLDNGR是0-50cm土层细根的1.5倍。柠条细根生长的季节变化趋势呈单峰型,4月初至8月初RLDNGR逐渐增大,8月中旬RLDNGR达到最大,之后逐渐减小,9月下旬RLDNGR出现负值。统计分析表明,柠条细根的RLDNGR与气温呈显著正相关。年生长季柠条细根的累计净生长量为14.613mm.cm-3;累计净生产力为1.461×108m.hm-2。     

晋西黄土丘陵区若干树种水分生理及抗旱性量化研究

1996年林木生长季节(5~10月)野外条件下测定了12个树种的P-V曲线水分参数。研究了水分参数的季节变化及与林木抗旱性的关系。提出树种在水分胁迫条件下以水分参数Ψ_i^sat和Ψ_i^tlp所定义的渗透调节能力。并研究了树种的这种渗透调节能力的季节变化规律及与环境因素的关系。应用数量分析的方法对林木的抗旱性予以综合评价。     

柠条细根的空间分布特征及其季节动态

以晋西北黄土区30年生柠条(Caragana korshinskii Kom.)人工林为研究对象,2007年应用Minirhizotron技术,分别在距茎干水平距离0、50、100 cm处设点,对林地0-100 cm土层深度范围内的柠条细根空间分布及其生长季的动态进行了研究。结果表明:(1)生长季柠条细根根长密度(RLD)总平均值为1.3423 mm/cm²。在水平方向上,距茎干水平距离50 cm处分布最多(1.5369 mm/cm²),其次为0 cm处(1.3855 mm/cm²), 100cm处分布最少(1.1044 mm/cm²)。在垂直深度上,各土层RLD平均值大小顺序为40-60 cm>60-80 cm>20-40 cm>0-20 cm>80-100 cm;(2)在0-100 cm土层范围内,月平均RLD在生长季的波动范围为0.4405 2.1040 mm/cm²,其中9月份最多,4月份最少;RLD在5个土层深度3个水平距离处随季节变化均表现先增加后减少的趋势,且不同空间位置RLD峰值变化均在秋季(8 10月份)波动。细根的这种时空分布差异,可能主要受林下土壤资源空间异质性及其季节性变化的影响,但也不排除其它因素的影响(如真菌,植食性昆虫)。     

柠条细根的分布和动态及其与土壤资源有效性的关系

受土壤资源有效性时空异质性的影响,植物细根会表现出明显的垂直分布和季节变化特征。揭示这些特征对认识细根的养分和水分吸收规律,预测C在地下的分配特点具有重要意义。本研究运用Minirhizotron技术对晋西黄土丘陵区30年生柠条（Caragana korshinskii Kom.）人工林0-100cm土层深度范围内细根的密度( FRD, N cm-2)、根长密度( FRLD, mm cm-2)、平均直径(FRDi, mm)和根表面积(FRSA, mm2 cm-2)的垂直分布特征和季节动态进行了一个生长季的观测,并分析了这些参数与土壤温度、水分和有效氮之间的关系。结果表明：(1)FRD、FRLD和FRSA均表现出随土层深度增加而先增大后减小的趋势,以40-60cm土层之值最大(分别占总数的34.3%、35.5%和37.3%);而FRDi随土层深度增加而减小,其最大值为0.31970.0231mm,最小值为0.28840.0109 mm;(2)受土壤资源有效性季节变化的影响,FRD、FRLD和FRSA在不同土层(除0-20cm外)表现出相似的季节动态,即随季节变化而先增大后减小,春季小(分别为0.2204 N cm-2,1.8482 mm cm-2,2.2647 mm2 cm-2)而秋季大(分别为0.5316 N cm-2,4.4046mm cm-2,4.3007mm2 cm-2);FRDi则表现由粗逐渐变细的过程,春季最粗(0.3659mm)而秋季最细(0.2712mm);(3) 各细根参数与土壤温度、水分和有效氮在各土层存在不同程度的相关性。从简单相关分析来看,细根的季节性变化主要受土壤温度和水分的影响,有效氮的影响不明显。FRD、FRLD和FRSA在0-20cm土层主要受土壤水分影响(r=-0.729--0.914, p<0.05),而在20-100cm土层则主要受土壤温度的影响,且显著性随土层加深而增加(r=-0.028-0.832, p<0.05)。各土层细根与土壤有效资源间的相关性反映了细根功能的季节性差异。综合分析表明,各细根参数季节变化的54.0%-98.6%是由土壤温度和水分的交互作用而引起。     

近50年黄土高原地区降水时空变化特征

根据黄土高原地区214个地面气象站最近50年(1961-2010年)的逐日降水量数据, 采用非参数Mann-Kendall和Mann-Whitney法,从黄土高原地区、典型黄土高原和综合治理分区3个层面,对本地区年降水量(PTOT)、侵蚀性降水量(R12mm)、汛期降水量(RJJAS)和暴雨量(R50mm)的时空变化特点进行了研究。结果表明:(1)在黄土高原地区,PTOT、R12mm和RJJAS变化的空间格局基本一致,从东南向西北,其减少幅度逐渐变小,至西北部和最西部,其反而略有增加。但是R50mm变化的空间趋势不大明显。相比之下,典型黄土高原PTOT、R12mm和RJJAS变化的空间趋势更为突出。(2)在黄土高原地区,约83%的站点PTOT呈减少趋势,69%的站点R12mm和RJJAS呈减少趋势;其中20%的站点PTOT减少显著,10%的站点R12mm和RJJAS减少显著。而约68%的站点R50mm变化率为零。相比之下,在典型黄土高原,呈减少或显著减少趋势的站点比例较高,约92%的站点PTOT呈减少趋势,80%的站点R12mm和RJJAS呈减少趋势;其中24%的站点PTOT减少显著,12%的站点R12mm和RJJAS减少显著。R50mm变化率为零的站点比例则较底,约占62%。(3)近50a黄土高原地区的PTOT和R12mm总体上分别呈显著和接近显著减少趋势,递减率分别为9.9mm/10a和5.9mm/10a;但是其RJJAS和R50mm的减少不显著。近50a典型黄土高原的PTOT和R12mm均呈显著减少趋势,递减率分别为13.4 mm/10a和8.1mm/10a。其RJJAS减少趋势接近显著,递减率为7.6mm/10a。但是其R50mm减少不显著。(4)就5个综合治理区而言,第Ⅰ区和第Ⅱ区的PTOT总体呈显著减少趋势,这两个区的R12mm分别呈接近显著和显著减少趋势,而第Ⅲ至Ⅴ区的PTOT和R12mm总体呈不显著增加趋势。仅第Ⅱ区的RJJAS呈显著减少趋势。R50mm在第Ⅰ区、第Ⅱ区和第Ⅳ区减少不显著,在第Ⅲ区和第Ⅴ区变化率为零。(5)近50aPTOT减少的突变时间在黄土高原地区、典型黄土高原和综合治理第Ⅱ区始于1986年, 在第Ⅰ区始于1991年。PTOT在其余3个区没有出现突变现象。这些结果表明,在典型黄土高原,尤其是其水土保持重点区(即第Ⅱ区),近50a的年降水量、侵蚀性降水量和汛期降水量明显减少,但暴雨量却未显著减少。这意味着如果此种趋势继续下去,尽管因水蚀导致的土壤侵蚀量总体上会有所减少,但是缺水情形会更为严峻,因暴雨导致的剧烈水土流失仍不会有明显缓解。     

杨树无性系PV曲线水分参数的研究

采用PV技术对8个杨树无性系(3、6、7、8、9、10、11、12号)的水分参数ψstlp、ψssat、RWCtlp、ROWCtlp、AWC、ξmax和b值等进行了研究,并采用抗旱性指数(DI)和模糊数学反隶属函数两种方法对各个无性系的抗旱性进行了综合评价.结果显示:8个无性系的ψstlp、ψssat、ROWCtlp、ξmax、b值不同,抗旱性也存在一定的差异.其中,11、7和8号维持膨压和渗透调节的能力比其余无性系强;11号具有很强的保持最大膨压和维持低水势的能力;7~9号无性系具有较强的忍耐水分胁迫和抗脱水的能力;3和6号细胞弹性最大,主要依靠其坚硬厚实的细胞保持体内的水分.结果表明,8个无性系分为3个类群:第一类群为无性系7、8、9、11、12号,抗旱性最强;第二类群为无性系10号,抗旱性居中;第三类群为无性系3号和6号,抗旱性最弱.     

“生态环境”概念的起源与内涵

“生态环境”这一汉语名词是我国目前使用频率较高的术语之一,但同时也是较有争议的术语之一。据分析,它在我国的使用至少可以追溯到20世纪50年代初期,最初是从俄文“зкотоп”和英文“ecotope”翻译而来。但是“生态环境”这一汉语名词目前已经基本脱离了“母体”,与“зкотоп”和“ecotope”的联系很少。我国已经普遍将“生态环境”与“ecological environment”作为汉英、英汉双向对照名词。以生物为主体,“生态环境”可以定义为“对生物生长、发育、生殖、行为和分布有影响的环境因子的综合”。以人类为主体,它是指“对人类生存和发展有影响的自然因子的综合”。这一名词可以作为生态学的规范名词来使用。