基于GET技术的混合厌氧发酵产甲烷研究

GET是一种国外新研发的在田间利用秸秆进行甲烷生产的技术。为了推动该技术在我国的实际应用,本研究以稻草与牛粪为发酵原料,水稻田土壤作为基底,采用正交试验法,测试了温度、发酵基质配比（稻草∶牛粪）和秸秆腐熟剂浓度对混合厌氧发酵产气量的影响。结果表明：各处理因子的产气动态呈“S”型增长模式,但在快速增长时间和增长幅度上有一定区别。30 ℃和40 ℃处理的累积产气量显著高于10 ℃和20 ℃处理的累积产气量;发酵基质配比以1∶1处理的累积产气量最大,分别比1∶0（对照）、1∶2和1∶3配比高34.12%、20.39%和21.78%;秸秆腐熟剂浓度的产气效果在实验范围内随着浓度的增加而增加。厌氧发酵过程中各实验因子下挥发性脂肪酸（VFAs）含量和pH在20 d左右分别有一个高峰和低谷值且都有较大差异,各因子主要是通过在这个时期对厌氧发酵进程的影响而对整个产气量产生影响。综合分析显示稻草厌氧发酵产生物甲烷的最优组合为：温度30 ℃、发酵基质配比1∶1、秸秆腐熟剂浓度8%。     

疏花水柏枝幼苗生物量与构件对模拟土壤地下水位变化的响应

通过模拟不同地下水位的方法,对疏花水柏枝（Myricaria laxiflora（Franch.）P.Y.Zhang et Y.J.Zhang）一年生幼苗在不同条件下地上与地下部生物量及构件的变化进行测定,分析幼苗生长对地下水位变化的响应。结果显示：随着地下水位的降低,疏花水柏枝幼苗的生长特征指标均呈先增加后减少的趋势,其中地上、地下部分生物量的最高值分别为0.0438、0.0100 g,最低值分别为0.0177、0.0026 g。幼苗地上部生物量在-10 cm处理水平最高;地下部生物量在-15 cm处理水平最高。幼苗直径、根表面积、株高、主根长度、根体积、一级枝数、二级枝数等指标也分别在-10 cm或-15 cm处理水平达到最高值。疏花水柏枝幼苗主要构件的生长与地下水位的变化存在显著相关性。主成分分析结果表明,幼苗的地下部分更容易受到土壤地下水位变化的影响,幼苗性状症候群随地下水位的变化而发生移动,说明该物种幼苗在不同地下水位时的生长投资策略具有较大差异。     

疏花水柏枝幼苗生物量与构件对模拟土壤地下水位变化的响应

通过模拟不同地下水位的方法,对疏花水柏枝(Myricaria laxiflora (Franch.) P. Y. Zhang et Y. J.Zhang)一年生幼苗在不同条件下地上与地下部生物量及构件的变化进行测定,分析幼苗生长对地下水位变化的响应。结果显示:随着地下水位的降低,疏花水柏枝幼苗的生长特征指标均呈先增加后减少的趋势,其中地上、地下部分生物量的最高值分别为0.0438、0.0100 g,最低值分别为0.0177、0.0026 g。幼苗地上部生物量在-10 cm处理水平最高;地下部生物量在-15 cm处理水平最高。幼苗直径、根表面积、株高、主根长度、根体积、一级枝数、二级枝数等指标也分别在-10 cm或-15 cm处理水平达到最高值。疏花水柏枝幼苗主要构件的生长与地下水位的变化存在显著相关性。主成分分析结果表明,幼苗的地下部分更容易受到土壤地下水位变化的影响,幼苗性状症候群随地下水位的变化而发生移动,说明该物种幼苗在不同地下水位时的生长投资策略具有较大差异。     

长柄双花木叶性状异速生长关系随发育阶段和海拔梯度的变化

长柄双花木(Disanthus cercidifolius var. longipes)是一种仅分布于我国东南地区的珍稀濒危植物。为研究该物种叶性状异速生长关系和叶片资源利用策略及其随发育阶段和海拔梯度的变化规律,该文以分布于江西省不同海拔梯度的长柄双花木群落为研究对象,调查分析了群落中不同发育阶段长柄双花木植株的叶片面积、叶片体积以及叶片含水量与叶片干重之间的异速关系。结果表明:不同发育阶段植株之间叶性状异速生长关系有着显著差异。成树叶片面积的增长速度低于或等于叶片干重的增长速度,幼树、幼苗叶片面积的增长速度低于叶片干重的增长速度; 成树叶片体积与叶片干重呈等速增长,幼树、幼苗叶片体积的增长速度高于叶干重的增长速度; 成树叶片含水量的增长速度低于叶干重的增长速度,幼树、幼苗两性状间保持等速增长。海拔梯度对长柄双花木叶性状异速生长关系也有影响,植株叶体积和叶含水量与叶干重的异速生长指数在不同海拔间有显著性差异。在低海拔区域,叶体积与叶干重呈等速增长,叶含水量的增长速度低于叶片干重的增长速度。在高海拔区域,叶体积的生长速度低于叶干重的生长速度,叶含水量和叶片干重呈等速增长。这说明长柄双花木叶片资源投资策略随着发育阶段和海拔梯度的不同发生变化。成树主要将叶生物量投资于光捕获面积和同化结构,幼树和幼苗则主要投资于维管组织的建设。由于海拔升高会引起风力增大、光强增强和土壤理化性质改变,长柄双花木在中低海拔倾向于增大叶体积以抢占资源,在高海拔倾向于加强机械组织和维管组织的建设来抵抗外界因子干扰。     

井冈山鹿角杜鹃群落灌木层功能多样性及其随海拔梯度的变化

研究植物群落功能多样性沿环境梯度的变化可以揭示功能多样性与生态系统功能间的关系及维持机制。以井冈山地区鹿角杜鹃（Rhododendron latoucheae）群落为研究对象,通过调查不同海拔梯度群落灌木层植物的物种组成与结构特征,研究了该群落类型灌木层植物的物种多样性、功能多样性、环境因子的特征及其相互之间的关系。结果表明：1）群落类型灌木层植物物种多样性和功能多样性沿海拔梯度呈现不同的变化趋势。物种多样性指数均随着海拔的升高呈减小趋势,而功能多样性指数的变化却较为复杂。其中FRic、FEve和FDis随着海拔的升高显著减小,FDiv和Rao却随海拔的升高而增加;2）群落中物种多样性和功能多样性呈现复杂的相关性。FRic、FEve与丰富度指数呈显著正相关,而Rao、FDis、FDiv与Simpson优势度指数呈线性相关关系,且具有显著相关性;3）群落所分布的坡位及土壤氮与磷含量等环境因子对灌木植物的功能多样性有着重要的影响。鹿角杜鹃群落灌木层植物的物种多样性和功能多样性的相互关系及其对环境变化的响应共同决定了群落的生态系统功能。