影响阜康荒漠-绿洲过渡带荒漠植物数量特征的土壤驱动力分析

荒漠-绿洲过渡带是绿洲向沙漠系统的过渡地带,荒漠植物是绿洲扩展或荒漠化加速的缓冲器,土壤环境是影响植物演变的重要影响因素,土壤环境因素是整个过渡带演化的重要驱动力。通过对阜康荒漠-绿洲过渡带荒漠植物群落实地调查,利用通用植物数量分析软件CANOCO 5.0中冗余度分析(RDA),探讨过渡带影响荒漠植物群落数量特征指标的土壤驱动因子。结果表明:(1)土壤含水量、全N、全P和有机质是影响荒漠植物群落数量特征的主要驱动力因子,环境解释量累计达到69%,而总盐、p H和全K对荒漠植物群落数量特征影响较弱;(2)4个土壤主要驱动力对荒漠植物群落数量特征重要性大小顺序:土壤含水量有机质全N全P;(3)荒漠植物群落数量特征与土壤含水量、有机质和全P呈正相关,但与全N为负相关关系,揭示了土壤含水量、有机质和全P是利于荒漠植物群落稳定的正驱动力,而全N为抑制荒漠植物生长的负驱动力。综上所述,土壤各因子的驱动力作用不尽相同,存在正、负差异,协同维护荒漠植物群落数量特征的稳定和发展。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

沼泽、盐化沙丘过渡带和沙丘生境下芦苇的光合及生理生化特性

对于田地区3种不同生境(沼泽、盐化沙丘过渡带和沙丘顶)芦苇的生长环境特征、光合特性、渗透调节及抗氧化系统的特征进行研究。结果表明:芦苇叶片的Pn日变化在沼泽生境呈单峰曲线,在盐化沙丘过渡带和沙丘顶部均为双峰曲线,光合"午休"现象明显,气孔导度降低是其主要原因。脯氨酸和可溶性糖含量随根区土壤水分减少和盐分加剧增加显著,其中可溶性糖含量变化剧烈,对抵御干旱和盐渍化危害的贡献较大。芦苇叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱及盐分加剧增加显著,两者对水分亏缺的响应较盐分敏感,且可有效缓解沙丘生境由于缺水所造成的氧化损伤,使丙二醛(MDA)含量维持在相对较低水平。过氧化物酶(POD)活性在沙丘和盐渍化生境内都比较高,对抵抗盐渍化和干旱起着同样重要的作用。     

玉/豆和玉/薯模式下氮肥运筹对玉米氮素利用和土壤硝态氮残留的影响

过量施用氮肥造成的环境问题日益严重,氮肥合理使用已成为人们研究的热点.本文研究了西南玉米两种主要套作模式下氮肥运筹对玉米氮素利用和土壤硝态氮残留的影响.结果表明：连续分带轮作种植玉/豆模式后,玉米收获期植株中的氮素积累较玉/薯模式平均提高了6.1%,氮收获指数增加了5.4%,最终使氮肥利用效率提高4.3%,氮素同化量提高了15.1%,氮肥偏生产力提高了22.6%;玉米收获后硝态氮淋溶损失减少,60～120 cm土层中硝态氮残留玉/豆模式较玉/薯模式降低了10.3%,而0～60 cm土层中平均提高了12.9%,有利于培肥地力,两年产量平均较玉/薯模式高1249 kg·hm^-2,增产22%;增加施氮量提高了植株氮素积累,降低了氮肥利用率,显著提高了表层土壤中硝态氮的累积,60～100 cm土层中硝态氮的累积量在0～270 kg·hm^-2处理间差异不显著,继续增加施氮量会显著增加土壤硝态氮的淋溶;氮肥后移显著提高了土壤0～60 cm土层硝态氮的积累.两种模式下施氮量和底追比对玉米氮素吸收和硝态氮残留的影响结果不一致,玉/豆模式以施氮180～270 kg·hm^-2、按底肥∶拔节肥∶穗肥=3∶2∶5的施肥方式有利于提高玉米植株后期氮素积累、氮收获指数和氮肥利用效率,减少了氮肥损失,两年最高产量平均可达7757 kg·hm^-2;而玉/薯模式在180 kg·hm^-2、按底肥∶穗肥=5∶5的施肥方式下,氮素积累利用及产量均优于其他处理,两年平均产量为6572 kg·hm^-2,可实现两种模式下玉米高产、高效、安全的氮肥管理体系.
     

水盐梯度下克里雅河流域芦苇光合响应特征

选择新疆克里雅河流域地下水埋深不同的样点芦苇为材料,采用Li-6400便携式光合系统仪对各样点芦苇的光合响应特征进行实地测定,探讨其适应干旱胁迫和盐胁迫环境的光合机理。结果显示:(1)在干旱区,当地下水位大于2m时,芦苇的光饱和点、表观量子效率、光呼吸速率随地下水位的下降显著降低,而水分利用效率却随着地下水位的下降呈上升趋势;随着地下水位的下降,芦苇的羧化效率、最大净光合速率、CO2饱和点显著下降,水分利用效率随之增大;1.6m地下水位的芦苇相对于2.7m地下水位下芦苇的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率分别下降19.98%、40.61%、37%、74.56%。(2)在盐胁迫下芦苇的光合参数整体低于受干旱胁迫的参数;盐胁迫下的芦苇水分利用效率大于受干旱胁迫环境。(3)与陆生环境下的芦苇相比,渍水条件下芦苇的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点分别下降41.32%、14.56%、55.55%。研究表明,提高空气CO2供应量可降低水分利用效率从而缓解芦苇盐胁迫伤害,并且可通过调节气孔开闭程度显著增加水生芦苇最大净光合速率,这种变化是植物自身对环境因素变化的生理性反馈和适应性选择对策的结果。     

古尔班通古特沙漠某些短命植物叶片N、P化学计量特征的季节变化

短命植物是荒漠生态系统的重要组成部分。为了解短命植物叶片N、P化学计量特征随生长季变化的特点,选择古尔班通古特沙漠6种优势短命植物(3种一年生短命植物,3种多年生类短命植物)为研究对象,对比了2种生活型短命植物叶片N、P化学计量特征随生长季变化特点。结果表明,3种一年生短命植物尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、小花荆芥(Nepeta micrantha)以及条叶庭芥(Alyssum linifolium)N含量平均值(±标准差)分别为(11.23±7.16)、(14.11±6.38)和(10.85±6.14)mg·g–1;P含量平均值分别为(2.82±0.73)、(3.12±1.24)和(3.43±0.55)mg·g–1;3种多年生类短命植物独尾草(Eremurus chinensis)、雅葱(Scorzonera pusilla)和簇花芹(Soranthus meyeri)N含量的平均值分别为(19.97±5.94)(15.08±4.01)和(17.94±9.03)mg·g–1;P含量平均值分别为(3.55±0.83)、(2.73±1.11)和(5.03±0.65)mg·g–1。由此可见,短命植物在生长过程中叶片N-P化学计量特征存在一定差异。各物种N、P含量在生长初期都大于其它生长季节,在生长旺季随叶片生物量增加,N、P含量呈下降趋势;而在生长末季N、P含量又有所回升。相关性分析表明,不同生活型短命植物元素间的关系存在差异,但同一生活型短命植物元素间的关系并无显著差异,体现了种内一致性。     

分布式模型在流域蒸散模拟中的应用与验证

根据四川杂谷脑河流域上游地区1989～2000年气象站常规观测数据,应用分布式模型方法,考虑流域的空间异质性及时空变异性,选择离散单元格尺度为500 m,时间步长为1 d,采用Penman-Monteith公式的改进形式,估算流域多年平均潜在蒸散量的时空分布;结合流域下垫面特点,估算逐日实际蒸散量的时空分布;并将模型模拟的多年平均值与研究区同期水量平衡法计算结果相比,相对误差为+3.47%且时空分布合理.为流域分布式降雨-径流模型提供了可靠的实际蒸散量模拟方法.     

马铃薯/大豆套作对3个大豆品种光合指标和产量的影响

以大豆品种中黄30(早熟)、冀豆17(中熟)和齐黄34(晚熟)单作为对照,在大田条件下,研究马铃薯/大豆套作模式中3个品种生育期叶面积指数的变化及干物质积累的特征,分析套作马铃薯收获前后对大豆光合指标、产量及其构成因素的影响.结果表明： 生育前期阴蔽导致套作大豆叶面积指数(LAI)降低,干物质积累变缓,营养生长期相对延长,不同品种套作大豆光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(g_s)均低于单作.生育后期套作大豆生长加快,尤其是马铃薯收获后晚熟品种增幅显著提高.此时,套作大豆受光条件得到较大改善,表现出较强的补偿效应,LAI、干物质积累、P_n和g_s相对于单作上升幅度加大,接近于单作大豆,但不同品种补偿能力不同.与单作相比,套作模式下不同大豆品种的有效荚数、单株粒数及每荚粒数均有所降低,其中早熟品种分别显著下降22.0%、36.0%、17.6%,中熟品种下降5.1%、13.1%、8.9%,晚熟品种下降5.7%、7.6%、2.1%.套作模式下,中、晚熟大豆品种的产量较早熟品种分别高92.4%和163.4%,总土地当量比(LER)分别达到1.81和1.84.表明中、晚熟大豆品种与马铃薯组合套作优势更强,有利于马铃薯收获后大豆的补偿生长,促进套作大豆产量提高,充分发挥了复合群体的产量优势.     

克里雅河流域荒漠-绿洲交错带3种不同生活型植物的光合特性

利用LI-6400光合仪测定新疆克里雅河流域荒漠-绿洲交错带自然生长的芦苇、柽柳、胡杨叶片的气体交换参数及环境影响因子,通过对比3种植物光合特性的差异及其与环境因子间的关系,探讨3种植物对荒漠环境的适应特性和机制。结果表明:(1)3种植物叶片Pn日变化均呈不对称的双峰曲线,"午休"现象明显,Pn日均值的大小依次为胡杨芦苇柽柳,种间差异不显著。(2)Tr、PAR和Gs与3种植物Pn的日变化存在极显著或显著的相关关系,其中影响芦苇Pn的主要因子是Tr、PAR和Gs,作用效应为TrGsPAR;影响柽柳Pn的主要因子是Tr、Gs,作用效应为TrGs;影响胡杨Pn的主要因子是Tr。(3)3种植物的光合作用对光强和CO2的响应特征可用二次方程描述;光补偿点和饱和点均为柽柳胡杨芦苇;CO2补偿点为胡杨柽柳芦苇,饱和点为胡杨芦苇柽柳。(4)3种植物的表观量子效率在0.0341—0.0411 mol/mol之间,羧化效率在0.0480—0.0546 mol m-2s-1之间。综合比较表明,3种干旱区植物在自然条件下日均净光合速率、光能利用率和CO2同化能力差异不显著,气孔限制是光合"午休"现象产生的主要原因;影响3种植物光合作用的主导因子各不相同,但Tr与Pn间的关系较其它因子更为密切。