矿区不同复垦措施对土壤碳矿化和酶活性的影响

矿区废弃地生态退化形势严峻,生态修复已成为矿区可持续发展的主要措施,目前关于矿区复垦后土壤碳矿化和酶活性变化的研究较少。以山西省孝义市露天矿区复垦区为研究对象,植被恢复类型包括了百脉根、苜蓿、油松和柳树-圆柏混交林,并对其分别进行不施肥(对照)、无机肥、复合肥和有机肥处理,从而研究植被类型与施肥方式对矿区土壤碳矿化和酶活性的影响。结果表明,乔本比草本恢复类型的土壤有机碳矿化潜势大,不同施肥条件的土壤有机碳矿化潜势和累积量趋势基本为:对照无机肥复合肥有机肥;4种土壤酶活性因植被恢复类型和施肥处理的不同而差异显著,不同土壤酶与降解特性不同的有机碳间相关性有所不同。土壤碳矿化累积量和酶活性均受植被恢复类型、施肥处理及两者交互作用的显著影响,因此对复垦措施敏感的土壤有机碳矿化和酶活性可作为评价复垦措施的指标。     

不同油松种源光合和荧光参数对水分胁迫的响应特征

采用盆栽控水试验方法,设置正常水分(T1,田间持水量的70％-80％)、轻度胁迫(T2,田间持水量的50％-60％)和严重胁迫(T3,田间持水量的30％-40％)3个水分梯度,对6个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)种源(陕西洛南LN,陕西桥山 QO,山西灵空山LK,辽宁千山QN,河北雾灵山WL和山西芦芽山LY)的光合参数和叶绿素荧光参数进行比较,探讨种源间光合和水分利用特征的差异及其与气孔导度和荧光参数的关系.结果表明,3个水分梯度下6个种源的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)、原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)差异均极显著(P＜0.01),在T1和T3下,各种源的实际光量子效率φPSⅡ和电子传递速率ETR差异显著(P＜0.05).在T2下,LK和WL的Pn达到最大,具有轻度胁迫下提高光合生产力的倾向.在T3下,QN种源的Pn和WUE较高(除LK的WUE最高外),而WL的Pn和WUE较低(除LK的Pn最低外);6个种源中QN的Pn、φPSⅡ和ETR最大,LY和QO的光合生产力仅次于QN,而LN、LK和WL的Pn、Gs、φPSⅡ和ETR比较低,其光合生产力及光量子产量受干旱胁迫影响较大.LK的WUE在各个水分梯度下均显著高于其它种源(P＜0.05).在T3下,各种源通过降低Tr提高WUE.在T1下,气孔限制是影响油松Pn的主要因素;在T2和T3下,Pn和WUE均与气孔导度、PSⅡ反应中心的光量子产量和电子传递速率密切相关.     

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.     

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。     

油松遗传结构与地理阻隔因素的相关性

油松(Pinus tabulaeformis)是我国特有广布树种。秦岭是我国亚热带和暖温带气候的重要分界线,贺兰山是我国西北干旱区与半干旱区的分界线。旨在以分布于秦岭、贺兰山和晋陕两省的10个天然油松种群为研究对象,通过对其线粒体DNA(nad1和matR内含子)的序列,探讨地理阻隔对油松遗传结构的影响。结果表明,10个天然油松种群的100个个体中共检测到27个单倍型,多态位点172个,简约信息位点35个,单一多态性位点137个。其中1个单倍型为全部种群共有,4个单倍型为2-5个种群共有,其余22个单倍型为各个种群所独有。在这10个种群中,有8个种群分别具有1-4个独有单倍型。尽管秦岭南侧种群和北侧种群分别具有两个和一个独有单倍型; 贺兰山东侧种群和西侧种群均具有3个独有单倍型;但是与晋陕种群(即油松分布区中心种群)相比,其种群独有单倍型平均数目则明显较少。与此同时,不仅秦岭南北两侧或贺兰山东西两侧种群的独有单倍型的进化关系往往较近,而且秦岭北侧或贺兰山东侧种群的独有单倍型与油松分布区中心种群的某些独有单倍型的关系亦较近。从而导致秦岭南北两侧或贺兰山东西两侧种群与油松分布区中心种群之间表现出比较复杂的聚类关系。由此可见,油松的遗传结构与山脉屏障的存在没有明显关系。     

晋西北3个树种抗旱性指数的研究

根据对海红、刺槐和柠条的ＰＶ曲线主要水分参数的测定,进行了抗旱性指数季节变化和种间排序分析。结果表明,树种的抗旱性随着年生长发育节律和环境水分条件而改变,其抗早性生长季初最弱,夏季高温干早阶段增强,秋季降雨峰期减弱,生长季末最强或很强。柠条的抗旱性与海红很接近。这对黄土高原地区果树和饲料的开发与水土保持树种的推广有重要意义。     

5个油松种源光合特性的比较研究

为了揭示自然条件下不同种源油松光合特性的差异,为优良种源选择提供依据,在黄土高原种源实验地,对5个油松种源（陕西洛南LN,陕西黄陵HL,山西吕梁山LL,山西灵空山LK,辽宁千山QM）幼苗的光合生理特征及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明：5个油松种源的净光合速率（P_n）呈双峰型,蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）亦基本呈双峰型,第1峰值均出现在上午8:00,有明显的光合午休现象。种源QM的水分利用效率（WUE）日变化呈单峰性,峰值出现在10:00,而种源LN、LL、LK和HL呈双峰型,第一峰值出现在8:00,第二峰值出现在12:00~16:00。种源LN、LL、LK和QM午间净光合速率的下降主要由气孔因素引起的,而种源HL则主要由叶肉细胞同化能力的降低引起的。种源LK的日均P_n、T_r和WUE均高于其他种源,是高光合、高蒸腾和高水分利用效率的种源,而种源HL属于低光合、低蒸腾和低水分利用效率的种源。T_a是影响各种源的P_n的首要因子,其次是VPD;RH是影响种源LN、LL和LK的T_r的首要因子;而T_a和VPD是影响种源HL和QM的T_r的主要因子。     

树种保护酶活性与PV曲线水分参数变化的关系

在水分胁迫条件下,树种间ＳＯＤ（超氧化物歧化酶）活性与其ＤＩ（抗旱性指数）值的排序结果基本一致,表明ＳＯＤ活性变化所反映的树木抗氧化伤害力大小与ＰＶ曲线水人参数所指示的树木耐旱性强弱具有密切的正相关性。但是树种间ＰＯＤ（过氧化物酶）活性变化与ＤＩ值之间的关系则不密切。其原因：①清除Ｈ２Ｏ２的抗氧化酶类较多（ＰＯＤ只是这一）;②某些树种中且存在歧化Ｈ２Ｏ２的抗氧化剂。在水分胁迫阶段,海红的ＤＩ值最大     

刺槐林水分生态研究

 本文以定位观测资料为基础,对晋西北黄土丘陵沟壑区人工刺槐林的水分生态特点进行了研究。结果表明,在年生长期中,刺槐林地水分条件严酷、土壤有效水分少。生长期刺槐的蒸腾强度为0.1140g·g-1·h-1±0.0586(平均值±标准差);蒸腾强度日变化与光照强度日变化的关系最为明显;与气温日变化的关系次之;但与相对湿度日变化的关系则不明显。生长期刺槐的水势为1.759-Mpa±0.457(平均值±标准差)。水势的日变化与气温日变化的关系最为明显,与相对湿度日变化的关系次之;而与光照强度日变化的关系最不明显。刺槐的蒸腾强度季节变化与土壤水分含量季节变化的关系不够显著;水势的季节变化与土壤水分含量季节变化的关系显著;但它们的季节变化与光照强度、气温和相对湿度季节变化的关系均不够显著。刺槐的蒸腾耗水量,林分总蒸散量分别占同期降水量的16.3%和68.0%,     

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.