福建平潭岛海岸不同演化阶段草丛沙堆表面老鼠艻叶水势日变化特征

以福建省平潭岛海岸不同演化阶段草丛沙堆表面典型沙生植物老鼠艻为对象,研究其叶水势日变化特征及其影响因素.结果表明: 老鼠艻叶水势日变化以“W”型为主,午间出现短暂升高现象.发育阶段沙堆表面老鼠艻叶水势日均值较稳定阶段高,且夜间水分恢复能力更强;老鼠艻叶水势与大气水势和相对湿度呈显著正相关,与气温呈显著负相关,但与不同深度土壤水势无显著相关性;发育阶段沙堆丘间地老鼠艻叶水势在10:00—16:00皆高于迎风坡和背风坡,迎风坡除10:00和12:00外皆低于背风坡.不同坡位叶水势日变异程度表现为背风坡>迎风坡>丘间地,但无显著差异.沙堆迎风坡老鼠艻叶水势与大气水势和相对湿度呈显著正相关,与气温呈显著负相关;沙堆背风坡和丘间地老鼠艻叶水势与气象因子有一定相关性,但不显著.     

树木非结构性碳水化合物含量多时空尺度变化特征及其影响因素研究进展

非结构性碳水化合物(NSC)是树木生长和代谢的重要物质,对树木适应环境变化等具有重要作用。从时间尺度来看,受树木自身生长和碳储存策略影响,其NSC含量在年际尺度上变化不大。各个气候区树木NSC含量主控因素不同,其在季节尺度上差异明显。从空间尺度来看,在全球或大陆尺度上,受水热梯度影响,树木NSC含量随纬度降低总体下降,但变化不显著。而在地区尺度上,因水热梯度减小,采样频率低,树木NSC含量随纬度降低呈相反趋势。受树种特性及区域微生境影响,树木NSC含量随海拔升高的变化更加复杂。树木NSC含量在不同时空尺度的波动受多个生物和非生物因素影响。光合产物合成、呼吸作用消耗以及生长之间的权衡,决定了树木NSC含量的变化动态。不同研究方法各异,使得树木NSC含量在多时空尺度结论存在很大的不确定性。未来需要统一样品采集与分析标准,提高研究结果的可比性,并从整株入手,对不同树种及各个龄级的树木NSC含量在多时空尺度上进行测定,探讨NSC储存、转化与分配在树木生长和存活过程中的重要作用及其意义。     

干旱地区斑块状植被格局形成的水分驱动机制及其研究进展

斑块状分布是植被在水分匮乏环境中长期适应的结果,其演替过程可以作为生态系统响应气候变化和人类活动产生突变的"指示器"。本文通过对斑块状植被的起源、生态水文过程及其对干旱区植被恢复的启示等方面进行综述,提出了我国干旱区植被恢复中目前尚存在的主要问题。认为斑块状植被的形成可能受气候变化、人类活动、植物自身的生物学特性及其对环境胁迫的适应等方面的影响,但不是主要因素,植被斑块和裸地斑块之间在不同空间尺度的水分再分配是其在干旱半干旱地区形成并且能够维持稳定的关键。斑块状植被是一个高效的雨水集流系统,裸地斑块是整个系统径流的"源",而植被斑块是整个系统径流的"汇",保护植被斑块的同时维持一定面积的裸地对于整个生态系统的稳定都具有极其重要的意义。斑块状植被也是一个非常脆弱的生态系统,气候的剧烈波动以及人类的过度活动都可能导致生态系统功能丧失,最终产生不可逆转的影响,因此需要加以严格保护。     

甘肃民勤不同演化阶段白刺灌丛沙堆分布格局及特征

通过对甘肃民勤不同演化阶段灌丛沙堆的调查,研究了其空间格局、形态和表层土壤水分特征及其差异,并对研究区的生态环境现状进行了分析。结果表明,研究区灌丛沙堆以稳定阶段为主,但这种稳定状态可能是暂时的,随着距离沙丘距离的变化,不同演化阶段灌丛沙堆呈现出有规律的分布,植被、表层土壤水分以及风力的相互作用是引起这种分布的主要原因。随着灌丛沙堆的演化,灌丛沙堆的形态参数呈现不同的变化趋势,雏形阶段灌丛沙堆的高度与水平尺度之间无明显相关性,发育阶段灌丛沙堆高度随水平尺度的增加呈现二次函数增长,稳定阶段灌丛沙堆高度随水平尺度的增加呈现对数函数增长,活化阶段灌丛沙堆高度与水平尺度的相关性较差。     

平潭岛海岸三种典型沙生植物非结构性碳水化合物含量特征研究

非结构性碳水化合物(non-structural carbonhydrate,NSC)作为光合作用的主要产物,其含量多少可反映植物整体的碳收支平衡关系及对外界环境胁迫的适应策略。该研究采用改进的苯酚-浓硫酸法对福建省平潭岛海岸处于生长旺盛期的3种典型沙生植物木麻黄、单叶蔓荆和老鼠艻茎叶的NSC及其组分含量进行测定。结果表明:(1)单叶蔓荆叶片、茎干可溶性糖含量均最大,分别为(137.83±3.75)、(90.74±2.65)mg·g~(-1),老鼠艻叶片、茎干淀粉含量均最大,分别为(105.41±2.49)、(120.48±7.67) mg·g~(-1),二者茎叶NSC含量均大于木麻黄,且全部达到显著水平(P0.05)。(2)沙堆表面老鼠艻叶片NSC及组分含量从雏形、发育到稳定阶段变化不明显,但茎干NSC及组分含量在雏形阶段沙堆表面显著大于其他两个演替阶段(P0.05),且依次呈现下降趋势。(3)从幼龄林、中龄林到成龄林阶段,木麻黄NSC含量呈现先上升后下降趋势,其中成龄林叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量、茎干可溶性糖和NSC含量均显著低于其他两个生长阶段(P0.05)。(4)不同沙生植物对环境胁迫的适应策略各异,海岸沙丘表面植被恢复应充分考虑物种特性及其更新。     

广州市典型绿地土壤水分入渗特征

绿地对于缓解城市洪涝灾害具有非常重要的作用,对其土壤入渗的定量化研究是评价城市绿地雨洪调蓄能力的关键。受城市土壤空间异质性的影响,不同功能区绿地土壤水分入渗速率的差异较大。采用双环入渗仪对广州海珠国家湿地公园典型乔草和灌草绿地的土壤水分入渗特征进行测定,并对其影响因素进行分析,结果表明：（1）广州海珠国家湿地公园的绿地土壤水分入渗性能处于中等至较高水平,但受机械和人为压实作用,绿地土壤容重偏大,总孔隙率偏低,加上外来客土影响,土壤物理性黏粒含量高,且有人为侵入体混入等,从而抑制了绿地表层土壤的水分入渗;（2）灌草相对于乔草对绿地表层土壤水分入渗的改善更为明显,这主要与前者的根系分布较浅有关,此外灌草绿地的凋落物更易留存,且其细根分解较快,这均有助于表层土壤有机质的及时返还,从而促进了绿地表层土壤的水分入渗;（3）广州海珠国家湿地公园绿地土壤的水分累积入渗量随时间变化更符合Kostiakov模型。未来广州市绿地的建设及管理应减少土壤压实及外来客土混入,适当增加灌草比例,使其兼顾旅游休闲和雨洪蓄积功能,从而有助于海绵城市的高效建设。     

台风干扰海岸林受损及灾后恢复的影响因素研究进展

随着气候变暖,台风登陆的强度及频率均呈增加趋势,其对海岸森林的影响也日益严重,从而危及沿海生态安全。但因台风登陆的不确定性、海岸森林恢复的滞后性和数据源受限等影响,当前对台风后海岸森林受损及灾后恢复的影响因素研究仍存在很大的不确定性。台风登陆导致海岸森林枝叶脱落、树干折断和根系裸露等,受树种特征(冠层、树干和根系),林分结构(密度、组成),立地条件(地形、土壤)和台风特征(强度、频率)等影响,海岸森林在不同研究尺度的受损存在明显的空间异质性,单一因素难以完全解释台风后海岸森林的受损格局。台风后部分海岸森林因受损严重而死亡,其余仍以种子萌发、幼苗/幼树生长或萌生更新的方式持续恢复。海岸森林在灾后的恢复周期从几个月到几十年不等,其具体时长与树种更新策略(实生、萌生),森林类型(人工林、天然林),树木受损程度(轻度、重度)及区域水热条件(水分、热量)等有关。未来仍需借助多源遥感数据,并结合台风后的固定样方调查、野外采样和室内样品分析,对海岸森林的受损和恢复格局开展多时空尺度研究,阐明不同受损程度下树木的水分传输和光合产物分配过程及其差异,全面揭示台风干扰对海岸森林的影响机制。     

华南海岸典型沙生植物根系构型特征

选择华南海岸典型沙地, 采用全挖法, 对4种典型沙生植物木麻黄(Casuarina equisetifolia)、厚藤(Ipomoea pes-caprae)、老鼠艻(Spinifex littoreus)和狗牙根(Cynodon dactylon)的根系构型进行了研究。结果表明: 1)狗牙根和老鼠艻的根系总体分支率显著高于木麻黄, 厚藤最小, 说明大部分草本植物在生长过程中通过增加根系分支率, 提高物质传输效率, 除木麻黄外, 其他3个物种枝系均平卧伸展, 易于受到沙埋生出不定根, 进一步提高其物质传输效率; 2) 4种沙生植物根系平均连接长度最大的为木麻黄, 平均连接长度为19.25 cm, 且相对其他3个物种传导根所占的比例最大, 说明木麻黄通过增加平均连接长度以减少根系内部对土壤资源的竞争, 并提高传导根的比例, 以增加资源传输效率; 3) 4种沙生植物根系构型均倾向于叉状分支, 其中草本植物的根系构型更为接近, 说明草本植物受到的资源胁迫相对较小, 有利于在海岸沙地恢复中快速定居; 与内陆地区沙生植物相比, 海岸沙生植物在土壤资源的获取及空间拓展方面表现出显著的差异, 反映出不同生境条件下物种对生境胁迫的适应策略。因此, 海岸沙地前缘植被恢复应以草本植物为主, 尤其是具有不定根的物种, 乔木则不适合。     

平潭岛典型海岸草丛沙堆植物群落水势日变化特征及其影响因素

水势是反映植物受到环境胁迫的重要指标之一,可用来确定其受胁迫的程度和适应能力大小。以福建省平潭岛海岸典型沙生植物老鼠艻(Spinifex littoreus)形成的草丛沙堆为研究对象,选取晴朗无云的天气,采用PSYPRO水势测量系统对其植物叶、茎水势及其所形成的沙堆土壤水势进行测定,同时采用HUMIPORT10手持式温湿度计对当日的气象要素进行同步观测。结果表明:(1)老鼠艻的叶水势呈现出与早晚高午间低相反的反梯度现象,叶、茎水势的日变化均表现为"M"型变化趋势,除18:00后,其它时间均表现为叶片水势下降、茎干水势上升,并且发现叶、茎水势的变化趋势存在位相后移现象;(2)老鼠艻的叶、茎水势在10:00时差异达到最大的0.65MPa,且茎水势高于叶水势,在14:00左右,植物茎水势出现低于叶水势的反常现象,在18:00时叶、茎水势趋于相同;(3)除表层30cm外,其它层土壤水势日变化特征总体表现为从早晨开始下降,14:00达到最低,但总体变化不明显;(4)随着深度增加,草丛沙堆土壤水势呈现为依次增加的趋势,但80cm以下土壤水势变化不显著(P0.1);(5)叶水势与大气水势具有较好的相关性,且变化显著(P0.1),与茎水势及浅层土壤水势有一定相关性,但变化不显著(P0.1),与50cm以下土壤水势均无相关性。     

样品预处理方法对海岸典型沙生植物非结构性碳水化合物含量测定的影响

量化植物非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)含量对研究其生长和适应策略具有重要意义,但其预处理方法多样,导致不同研究结果之间的可比性较差。该研究以华南海岸典型沙生植物木麻黄、老鼠艻、海马齿和厚藤为例,采用苯酚-浓硫酸法,分析是否去皮和过筛目数大小对其NSC及组分含量测定的影响。结果表明:(1)不同龄级木麻黄样品去皮后提取的NSC、可溶性糖和淀粉含量均出现下降趋势,与对照相比,幼龄林和中龄林样品可溶性糖含量下降达到显著水平(P<0.05),而淀粉含量差异不显著,成龄林样品NSC及其组分含量差异均不显著。龄级越小,去皮预处理对树木NSC及其组分提取影响越大,尤其以可溶性糖影响最为明显,建议乔木处理时统一保留树皮。(2)不同沙生植物枝(茎)样品提取的NSC及其组分含量随过筛目数增大总体呈增加趋势,且木麻黄和老鼠艻枝(茎)过筛100目相对18目提取的NSC含量均达到显著水平(P<0.05),而叶(同化枝)样品除老鼠艻外均变化不显著。(3)沙生植物器官机械组织含量越高,不同过筛目数提取的NSC及其组分含量差异越大,综合考虑样品获取难度及NSC含量的测定精度,建议所有沙生植物枝叶样品均过100目筛。