芦苇光合生理特性动态变化及其影响因子分析

以杭州湾滨海滩涂湿地自然生长的芦苇群落为研究对象,于芦苇生长季(5～11月份)采用LI-6400光合作用测定系统研究其光合生理指标变化规律及其与影响因子的关系.结果发现,芦苇最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)在生长季节内均表现为先增加后降低的变化过程,且均在7月份分别达到其最大值27.42、3.02和58.85 μmol*m-2*s-1,而表观量子效率(AQE)的变化无明显规律;芦苇Pmax的动态变化主要受叶绿素含量(包括叶绿素a和叶绿素总量)和环境因子(主要包括大气温度、光合有效辐射和相对湿度)的影响,其次是叶片营养元素P、N含量.     

杭州湾滨海湿地3种草本植物叶片N、P化学计量学的季节变化

动态平衡理论是生态化学计量学的理论基础,各种有机体是否存在一个固定的化学计量比是生态学研究的热点问题。该文研究了杭州湾滨海湿地3种优势物种海三棱藨草(Scirpus mariqueter)、糙叶薹草(Carex scabrifolia)和芦苇(Phragmites australis)叶片N、P生态化学计量特征的季节变化。结果发现,3种植物叶片N含量范围分别是7.41–17.12、7.47–13.15和6.03–18.09mg·g–1,平均值(±标准差)分别为(11.69±2.66)、(10.17±1.53)和(11.56±3.19)mg·g–1;叶片P范围分别是0.34–2.60、0.41–1.10和0.35–2.04mg·g–1,平均值为(0.93±0.62)、(0.74±0.23)和(0.82±0.53)mg·g–1;N:P范围分别是7.19–30.63、11.58–16.81和8.62–21.86,平均值为16.83±8.31、14.53±3.91和16.49±5.51,可见不同植物其生态化学计量值范围存在一定差异,但经方差分析发现3种草本植物间生长季节内N、P元素含量差异并不显著(p0.05)。各物种叶片N、P含量均表现出在生长初期显著大于其他生长季节(p0.05),生长旺季(6、7月)随着叶片生物量的持续增加,N、P含量逐渐降低并达到最小值,随后8–9月叶片不再生长而N、P含量逐渐回升,在10月叶片衰老时N、P含量再次下降;叶片N:P则在生长初期较小,在生长旺季先升高后降低,随后叶片成熟不再生长时又逐渐增加并趋于稳定。     

麻栎种源林叶片碳、氮、磷化学计量特征的变异

结合林木育种方法,以3个麻栎种源试验林为研究对象,测定了29个麻栎种源叶片碳、氮、磷化学计量特征.结果表明: 地点(环境)显著影响叶片碳、氮、磷、碳氮比、碳磷比、氮磷比,解释量占总变异量的13.2%～66.7%,而种源(遗传)的影响并不显著,解释量只占总变异量的2.9%～11.0%.叶片氮与碳氮比、氮与氮磷比、磷与碳磷比、磷与氮磷比均具有显著的相关性,且无论是地点间还是东西部种源间均存在共同的标准化主轴斜率.表明在单一树种(麻栎)水平上,种源间具有相似的碳、氮、磷生化过程,其叶片化学计量特征主要受环境的影响;而化学计量特征在地点间和东西部种源间稳定的相关系数反映出叶片化学计量特征的特定耦合比例不受环境和种源的影响,支持化学计量学的内稳性理论.     

杭州湾滨海滩涂盐基阳离子对植物分布及多样性的影响

滨海滩涂由于其高含盐量显著影响了植物群落分布及生物多样性。目前有关滩涂含盐量与生物多样性的关系研究较多,但不同区域盐基离子组成不同,且对植物的影响也存在较大差异,以杭州湾南岸不同年代形成的滩涂为研究对象,系统监测了50个样方土壤交换性盐基阳离子的组成、分布和植物组成及多样性特征等,采用去趋势典范对应分析(DCCA)、线性回归和多元逐步回归分析了4种盐基阳离子对物种数量、分布和多样性的影响。结果表明,杭州湾南岸滩涂4种主要盐基阳离子含量(g/kg)大小顺序为Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺,其中Ca²⁺占到总含量的61.97%;经DCCA分析发现4种盐基阳离子对植物群落的分布均有显著影响,但以Ca²⁺的影响程度最大;随着盐基离子含量的逐渐降低,物种数量逐渐增加,多样性指数逐渐增加,同时也发现Ca²⁺对两种多样性指数影响最大。     

模拟海平面上升对海滨木槿渗透调节的影响

通过模拟海平面上升对海滨木槿主要渗透调节物质可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉的影响发现,可溶性糖和可溶性蛋白均随水淹时间的延长呈现先升高后下降的变化,且变化较一致.而淀粉则呈先升高后下降再升高的N型曲线变化.另外通过对各个处理的分析比较发现,海滨木槿在海水淹浸35 cm·d-1和6 h·d-1环境下在渗透调节水平上仍然表现出较强的抗性.研究发现海滨木槿水淹胁迫程度较小的情况下可溶性糖与可溶性蛋白含量呈显著正相关,可溶性糖与淀粉呈显著负相关,说明海滨木槿在一定程度的水淹胁迫下主要渗透调节物质具有协同性,且水淹第21 d后存在可溶性糖向淀粉转化的可能.     

旱柳光合作用动态及其与环境因子的关系

运用Li-6400便携式光合作用系统,于2007年5—11月对杭州湾滨海湿地自然生长的唯一乔木树种——旱柳(Salix matsudana)的叶片光合作用和环境因子动态变化进行了测定,并通过多元逐步回归和通径分析方法分析了光合作用与环境因子间的相互关系。结果发现,生长季节各月所选典型天气下的P_n大小顺序表现为8月>9月>7月>6月>5月>10月>11月;其中5、6、10和11月,旱柳净光合速率(P_n)日变化呈现“单峰”曲线,经分析发现叶片温度(T_l)、大气水汽压亏缺(VPD)和光合有效辐射(PAR)是影响P_n变化的主导因子;7—9月P_n日变化出现“午休”现象,环境因子VPDT、和相对湿度(RH)成为主导影响因子;就整个生长季节来看,各因子对P_n变化的影响均显著,T_l和VPD是最主要的2个影响因子。由此可见,旱柳生长季节光合作用存在较大的差异,同时各环境因子对光合作用的影响及影响程度也各不相同。     

杭州湾滩涂湿地植被群落演替与物种多样性动态

以杭州湾不同年份形成的滩涂湿地植被群落为研究对象,采用样线法结合样方法进行调查取样,并通过除趋势对应分析排序研究了群落演替的动态和方向,同时采用Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数分析了物种多样性在群落演替过程中的动态变化.结果表明:该区域植被群落演替序列为海三棱藨草群落→芦苇群落→柽柳 芦苇群落→旱柳 白茅群落;随着演替的进行,群落物种丰富度显著增加,均匀度逐渐降低,物种多样性呈先增加后降低的趋势.     

海岸梯度上黑松针叶形态与解剖结构性状的变化规律

风对树木形态、生理和生长的影响一直是生态学研究的热点和难点问题,目前主要采用模拟风速或机械刺激的方式来研究树木对风胁迫的响应与适应变化,无法准确反映出树木在风环境下的长期适应机制。本文以海岸60年生黑松林(Pinus thunbergii)为对象,分析了海岸距离梯度上黑松迎风面和背风面针叶长度、宽度、面积、比叶面积、角质层厚度、表皮厚度等形态和解剖结构特征的变化规律。结果表明:黑松迎风面针叶长度、宽度、周长、面积、厚度和比叶面积随着离海岸距离的减小逐渐减小(P0.05);而表皮厚度、角质层厚度和导管孔径则随着离海岸距离的减小逐渐增加(P0.05);背风面各指标均无明显变化规律。黑松迎风面与背风面针叶性状(比叶面积除外)主要在海岸500 m内存在显著差异(P0.05)。可以看出,随着海风胁迫的增加,黑松通过降低针叶长、宽等形态指标,有效减少了风胁迫下黑松的受力面积,是一种躲避策略;而增加针叶表皮、角质层厚度和导管孔径等解剖结构指标,则增强了针叶坚韧性和保证针叶的水分供应,是一种忍受策略,这些策略有利于该树种在大风环境中得以更好的生存。     

沿海基干林带结构调控对林分冠层结构参数及林地土壤的影响

以上海浦东沿海水杉基干林带为研究对象,分析水杉林分间伐以及间伐后林下套种其他树种构建复层林2种结构调控措施下林分冠层及林地土壤的变化。结果表明:间伐和复层林构建可显著促进上层乔木树高和胸径的生长,也有助于林下乔灌木和草本植物的发育;未间伐水杉林带LAI最高,其次为复层林带,间伐林分最低。各林分林隙分数的分布特征与LAI相反;3种林分土壤全N、全P和速效K含量差异不显著,而间伐林和复层林土壤速效P、水解N和有机质含量比未间伐林有进一步改善,但间伐林分和复层林带之间土壤养分状况没有显著差异;林分结构调控增加了0～50cm土壤有机碳储量,其中以0～15cm土层有机碳密度最高。复层林带和间伐林土壤呼吸速率比未间伐林分别提高了42%和33%。     

两种消浪树种幼苗光合特性对模拟潮汐水淹的响应

滨海滩涂消浪林是沿海防护林体系的重要组成部分,在消浪护岸、促淤保滩、防御来自海洋自然灾害等方面具有不可代替的作用。本研究以中亚热带两种木本消浪植物海滨木槿（Hibiscus hamabo）和蜡杨梅（Myrica cerifera）为研究对象,模拟海水水淹,系统研究了不同海水水淹程度下两木本植物光合特性的响应规律。结果发现,随着水淹胁迫的增加,海滨木槿最大净光合速率逐渐下降、光补偿点逐渐增加,表观量子效率在7、21天时先降低后增加,后期呈现逐渐降低的趋势,说明胁迫初期通过增加光合利用率来适应水淹胁迫,暗呼吸速率在7、21天逐渐增加,而在42、70天时W8（水淹8 h,水深45 cm）处理显著小于其它处理,说明W8处理已显著影响了该树种的光合特征;蜡杨梅最大净光合速率、表观量子效率表现为逐渐降低的趋势,而光补偿点和暗呼吸速率则逐渐增加,42天后W6（水淹6 h,水深35 cm）、W8处理各项指标显著小于其它处理。经多元方差分析发现,水淹21天内海滨木槿的光合指标要显著好于蜡杨梅,而在42天后则基本相同;海滨木槿在水淹胁迫6 h内可以生长,而蜡杨梅则只能在4 h内,这可为消浪林构建提供理论依据。