直播羊草在不同pH土壤环境下的生物学特性和生理反应

采用人工配制的不同pH梯度的碱化土进行盆栽试验,研究了直播羊草在不同pH土壤环境下的生物学特性和生理反应.结果表明:pH 8.50以下的弱碱性土壤环境有利于直播羊草的生长,但随着土壤pH的升高其分蘖和地上部生物量均呈下降趋势;当土壤pH达到9.78时,直播后第2年羊草总株数比对照(pH 7.15)降低了42.0%,地上部干质量比对照降低了74.1%.此外,在盐碱胁迫下,羊草地上部含水量、可溶性糖、叶绿素和K 含量亦呈下降趋势,Na 含量和叶片外渗液电导率显著升高,地上部K /Na 比值从对照的28.5下降到1.6(pH 9.78),说明较高的K 水平以及较高的K /Na 比值可能是羊草耐盐碱的重要生理机制.     

黄土丘陵区撂荒群落演替序列种根系对氮素施肥方式和水平的形态响应

采用盆栽试验,研究了黄土丘陵区撂荒群落演替序列种(即,黄土丘陵区摞荒群落演替主要阶段的优势种)根系对氮素施肥方式和水平的形态响应,对了解我国氮沉降增加背景下的群落生态效应及人为施肥干扰促进植被恢复具有较好的理论和实践意义。测试并分析了6个演替序列种在不同施氮方式(匀质和异质施氮)和水平(高、低和无氮对照)条件下植株个体生物量指标(地上及地下生物量和根冠比)、根系形态指标(根长、直径、表面积、比根长和比表面积)的变化及其差异显著性;并且利用根钻法和单样本T检验比较了异质施氮方式下施氮斑块与不施氮斑块根系形态指标的差异。结果表明:1)6种演替序列种地上、地下生物量和根冠比存在种间固有差别,施氮方式和水平整体上对三者无显著影响;施氮方式和植物种类对根冠比存在显著交互作用,说明个别种的根冠比对施氮方式响应明显,其中猪毛蒿根冠比在异质施氮方式下显著高于匀质施氮。2)6种演替序列种根系塑形指标包括比根长、比表面积和直径存在种间差别,并且施氮水平对比根长影响显著,高、低施氮水平下比根长都显著低于不施氮对照。3)狗尾草和铁杆蒿分别在异质高氮和异质低氮条件下施氮斑块根系生物量密度显著高于未施氮斑块;猪毛蒿在异质高氮条件下施氮斑块发生了更多的伸长生长,其根长、根表面积、比根长和比表面积在施氮斑块中的密度显著高于未施氮斑块;猪毛蒿和狗尾草在异质高氮条件下,以及白羊草在异质低氮条件下,其根系直径在施氮斑块显著小于未施氮斑块。从根系形态变化敏感性和施氮对促进植物生长来看,演替过程中演替序列种对施氮响应的敏感性总体上呈降低趋势,前期种对施氮响应更敏感,从施氮获利也更多,因而恢复前期进行人为干扰促进植被恢复效果也会更好。     

波动和静止水文情势下小叶章(Calamagrostis angustifolia)的生理生态特征

通过野外调查与控制试验相结合的方法,比较研究了波动和静止两种水文情势下,沼泽化草甸植物--小叶章(Calamagrostis angustifolia)某些生理生态特征(种群密度与高度、叶长、叶宽、茎长、节长以及叶绿素含量)对不同水分条件的响应.结果表明,不同水文情势对小叶章生理生态特征具有明显的影响.波动水文情势下,小叶章种群、形态指标及叶绿素含量总体随水分的增加而减小或下降,但是由于特定水文情势下形成的群落竞争格局的影响,小叶章单优群落分布带上小叶章各指标值明显大于其它水分带;静止水文情势下,小叶章各指标值呈波动变化,30 cm积水处理下的种群密度、高度、叶宽和茎长以及叶绿素含量与其它处理差别显著.波动水文情势下小叶章各指标测定值均大于静止水文情势下的,同一生活史阶段要较静止水文情势下的提前,生长能力较强.湿地水分条件不仅直接影响植物特性,还通过影响植物定植的土壤环境特征及群落内的竞争格局间接作用于植物.不同水分条件下,小叶章的生理生态特征是水分条件直接与间接作用的综合结果.     

基于Voronoi图的丹顶鹤巢址空间格局分析

依据1996年、2003—2007年扎龙保护区丹顶鹤巢址数据，利用Voronoi图理论，分析了巢址的空间分布特征，计算了其拓扑指数—Voronoi图面积。结果表明，丹顶鹤巢址空间分布具有明显的空间聚类特征。以扎龙保护区的2006年巢址、居民点、国道和铁路为对象，构成其Voronoi图，较好地说明了人类活动对丹顶鹤巢址的空间格局的影响，研究结果对丹顶鹤栖息地的保护将起到重要作用。     

黄河口潮间带碱蓬湿地植物-土壤系统V和Co生物累积的季节变化

2008年5—11月,对黄河口滨岸潮滩不同表现型碱蓬(Suaeda salsa)(中潮滩碱蓬,MMS,S.salsa in middle marsh;低潮滩碱蓬,LMS,S.salsa in low marsh)湿地植物-土壤系统V和Co含量的季节动态及其生物累积特征进行了研究。结果表明:MMS和LMS湿地表层土壤中V或Co含量的季节变化差异明显,但同一种湿地土壤中V和Co含量的变化模式相似。MMS(或LMS)湿地土壤的V含量均明显高于Co含量,二者在生长季的变异系数分别为12.01%、12.35%(MMS)和4.08%、4.94%(LMS)。MMS和LMS湿地表层土壤V的地累积指数(I_(geo))大多介于1—2,处于轻度污染状况;Co的I_(geo)大多介于0—1之间,处于无污染到轻度污染状态。V和Co含量在MMS不同部分中整体表现为枯落物根叶茎(P0.05),而在LMS中表现为枯落物叶茎根(P0.001)。MMS和LMS不同器官的V或Co转移能力存在较大差异,前者V和Co的R/S(根茎比)、R/L(根叶比)和S/L(茎叶比)大多大于1,后者中两种元素的相应比值则大多小于1。MMS和LMS不同部分的V和Co累积系数(AF)整体均表现为AFVAFCo,前者分别为后者的0.31—1.32、0.12—5.56、0.08—1.23、0.38—0.65倍(MMS)和0.14—0.84、0.23—0.68、0.34—0.77、0.43—0.56倍(LMS)。研究发现,MMS和LMS湿地土壤中有机质和铁锰氧化物含量的差异是导致二者V和Co含量存在差异的关键因素,而两种碱蓬生理生态学特性、所处生境水盐条件以及V和Co在不同器官扮演生态功能的差异是导致二者植物体内V和Co转移、分配与生物累积差异的重要原因。随着该区潮间带石油开采强度及石油燃料使用的增加,湿地表层土壤的V和Co(特别是V)污染问题将会逐渐凸显,而LMS可用于未来受V污染湿地修复的备选物种。     

气候变化背景下松嫩平原玉米灌溉需水量估算及预测

开展农作物需水规律研究对于干旱半干旱区域旱作物节水灌溉和水分管理实践具有重要意义。以松嫩平原玉米为研究对象,研究玉米生育期需水量规律及灌溉需水量。结果表明:(1)历史时期和未来气候变化情景下,松嫩平原玉米全生育期和L~(mid)时段灌溉需水量等值线沿西南—东北方向递减,其中全生育期和L~(mid)时段2000s灌溉需水量临界等势线(灌溉需水量为0的等势线)分别比1970s北移70.2km和53.4km,全生育期和L~(mid)时段2040s灌溉需水量临界等势线分别比2010s北移30.9km和55.2km。(2)历史时期和气候变化情景下玉米全生育期灌溉需水量随年代呈波动增加趋势,其中前者以29.1mm/(10a)速度增加,后者以17.5mm/(10a)速度增加。(3)未来温度和降雨量变化对玉米需水量的贡献率为波动上升趋势,与1970s相比,2000s温度和降雨量变化对玉米需水量的贡献率为22.1%,增加6.8亿m~3灌溉水量;2040s温度和降雨量变化对玉米需水量的贡献率为38.3%,增加12.6亿m~3灌溉水量。     

松嫩平原苏打盐渍化旱田土壤表观电导率空间变异

在松嫩平原西部吉林省大安市乐胜乡,于2013年4月20日选择盐碱程度不均一的典型盐渍化旱田地块,面积为4.8 hm~2作为研究样地。利用EM38大地电导率仪测定结合田间定点采样,并通过经典统计和地统计相结合的方法研究了盐渍化旱田土壤表观电导率空间变异特征,分析了土壤表观电导率与土壤盐碱指标之间的关系。结果表明,盐渍化旱田土壤水平方向表观电导率(EC_h)经对数转换后具有强空间自相关,其变异特征主要是与地形地貌和水文状况等结构性因素有关。垂直方向表观电导率(EC_v)经对数转换后具有中等空间自相关性,其变异特征受结构性因素和随机因素共同作用。EC_h和EC_v半方差模拟的最优模型分别为球状模型和指数模型。Pearson分析表明土壤表观电导率(EC_h和EC_v)与土壤盐碱指标EC_(1∶5)、pH_(1∶5)、SAR、SC、Na~+、CO_3~(2-)、HCO_3~-呈正相关关系(P0.05),EC_h与土壤盐碱指标相关系数均大于EC_v。在实际应用中可以用EC_h来指示土壤的盐碱程度。回归分析表明土壤表观电导率(EC_h和EC_v)与土壤盐碱指标呈线性相关,且EC_h回归模型的决定系数均大于EC_v回归模型的决定系数,可用水平方向土壤表观电导率(EC_h)来计算土壤盐碱指标,进行土壤盐渍化的快速评估。     

羊草种质资源筛选及RAPD遗传多样性分析

利用大安碱地生态试验站采集的天然羊草种子进行单株培养筛选具有典型表型特征的羊草（Leymus chinensis）个体,通过无性繁殖建立了30个无性株系。RAPD分析结果表明,13个随机引物在30个羊草无性系中共扩增出98条带,其中多态位点为88个,多态位点百分率为89.79%,平均每个引物可扩增出7条带。运用Nei和Shannon多样性指数计算30个羊草无性系的遗传相似性系数,其平均遗传距离为0.3355。应用软件NTSYS对其做聚类分析,以0.65为阈值可将其分为2个类群。     

湿地生态需水研究进展

生态需水是目前生态学和水科学研究的一个热门课题，近年来已经引起许多学者的关注。湿地生态需水量是一个新的提法，湿地生态需水量的估算是湿地生态与环境保护迫切需要解决的问题，也是水资源合理配置的要求。本文介绍了湿地生态需水量的概念、内涵及特征，分析了国内外湿地生态需水的发展历程及目前的研究动态，将国内湿地生态需水研究分为基础性研究和应用性研究两个方面，其中基础性研究主要从湿地生态需水量计算方法来论述。最后从学科发展的角度指出了国内研究中存在的问题，并提出了未来发展方向。     

火灾恢复年限对大兴安岭森林乔灌草多样性及优势种影响

林火是大兴安岭地区森林生态系统的重要影响因子,研究火灾对植物多样性和优势种多度长期影响,有助于火灾区域森林生态系统重建与管理。本研究以大兴安岭不同火烧年限（1~5、5~10、10~20、20~30、30~40和40~50年）48对配对样地（火烧样地与邻近未火烧对照样地）为研究对象,利用二者差值变化来探讨森林恢复年限对植物多样性指数影响,通过对乔灌草相对多度变化确认火灾恢复对优势种的影响。研究结果表明：（1）火烧与对照间乔木多样性和丰富度差值先降后升趋势,在10年左右最低,而恢复30~40年后与对照样地相当或更高。灌木与乔木变化趋势相似,但是变化趋势多达到统计学显著（P<0.05）,灌木Shannon-wiener多样性指数和丰富度差值随年限增加而线性上升。草本Simpson多样性指数随火烧年限增加而直线下降,但是均匀度与丰富度没有出现线性变化。（2）乔灌草优势种变化趋势为：乔木层白桦（Betula platyphylla）在火烧5~30年占比均超过30%,在30年后占比不超过15%,同时兴安落叶松（Larix gmelinii）在30~40年占比超过50%;灌木层在0~30年均是越桔（Vaccinium vitis-idaea）占比最大,30年之后变为榛子（Corylus heterophylla）,草本层5~30年均是小叶章（Deyeuxia angustifolia）占比最大,30年之后变为其他物种。对照样地乔木层主要是兴安落叶松,占比超过50%,灌木层主要是越桔（Vaccinium vitis-idaea）,草本层主要是小叶章（Deyeuxia angustifolia）。整体来看,乔木火后恢复需要更长的时间,而灌木和草本火后恢复更快。植物多样性及优势种变化是研究其对生态服务功能（如碳汇）影响的基础,我们研究结果为天保工程后续实施及科学管理大兴安岭森林生态系统提供数据支撑。