模拟淹水对池杉和栓皮栎光合生理生态过程的影响

池杉（Taxodium ascendens）和栓皮栎（Quercus variabilis）是我国亚热带河岸带和库塘消落区常见的植物，对于河岸带和库塘消落区的水土保持和水源涵养具有十分重要的作用。研究通过测定二者的最大净光合速率、光饱和曲线、二氧化碳饱和曲线、根／茎／叶的可溶性糖含量、叶片的比叶重（Ieaf mass per unit area，LMA）和根系活力等指标研究了模拟淹水（50d）对两年生栓皮栎和池杉树苗生理生态过程的影响。在淹水过程中，栓皮栎的最大净光合速率不断下降，到试验结束时淹水处理的最大净光合速率降低为对照的9％，而且处理与对照差异极显著；而在整个淹水过程中池杉则在处理和对照间没有显著差异。淹水胁迫下：（1）淹水导致栓皮栎表观量子效率（φ）不断下降，淹水第6天降为对照的59．9％左右（P〈0．001），第26天降为对照的40．9％左右（P〈0．001），而26d的淹水对池杉的光饱和曲线却影响不大；（2）淹水导致栓皮栎羧化效率（CE）的不断下降，在正常生长条件下栓皮栎的CE为（0．331±0．075）μmolm^-2s^-1Pa^-1。淹水第10天栓皮栎的CE下降到对照的22．1％，淹水第30天降到对照的16．8％，且差异均显著（P〈0．001）。淹水对池杉的二氧化碳饱和曲线没有造成显著影响；（3）淹水导致两个种的根／茎／叶可溶性糖含量呈现动态变化。50d的淹水导致栓皮栎叶片可溶性糖含量相比于对照略有上升，茎和根可溶性糖含量显著上升。而池杉根／茎／叶可溶性糖含量对照和处理之间差异不显著；（4）淹水导致栓皮栎的比叶重持续升高，池杉的与对照没有显著差异；（5）淹水导致栓皮栎的根系活力持续下降，池杉则开始时下降后又升高，这可能与池杉在淹水过程中产生了有利于吸收氧气的不定根，而栓皮栎没有产生不定根有关。以上实验结果说明相对池杉，栓皮栎应属于对淹水较敏感的树种。短期淹水（1～10d）导致栓皮栎光合速率下降的生理生态原因应该至少包括表观量子效率和羧化效率下降两个原因。而长期淹水条件下，叶片碳水化合物的积累（LMA升高）导致的负反馈效应也可能是光合速率下降的原因之一。     

林隙与林下环境对锐齿槲栎和米心水青冈种群更新的影响

 锐齿槲栎（Quercus aliena var. acuteserrata ）和米心水青冈（Fagus engleriana）是广泛分布在我国暖温带和亚热带山地中海拔地段的主要建群种,对水土保持和维持生态系统稳定具重要意义。该文通过在神农架地区的典型样地调查,分析了这2个种群在林隙和林下不同光环境中的更新状况和径级结构;利用便携式Licor-6400光合仪测量了2种苗木的光饱和及光诱导曲线,探讨了光对这2个树种更新的影响机理。实验结果表明,在所调查的林地中,锐齿槲栎和米心水青冈种群都有充足的幼苗库,锐齿槲栎幼苗以实生为主,米心水青冈幼苗以萌生为主;从幼苗到幼树的转化过程中,锐齿槲栎的成活率几乎为零,而米心水青冈的成活率约为6%～8%;在两者的混交林中,米心水青冈种群呈稳定的金字塔形年龄结构,而锐齿槲栎则是某一生长阶段的种群占据主导地位。光饱和曲线显示,对2年生同生群苗木,在林窗下,锐齿槲栎的最大净光合速率（4.61 μmol·m-2·s-1）比米心水青冈的（4.16 μmol·m-2·s-1）要高;而在林冠下,米心水青冈的最大净光合速率（Pn=3.89 μmol·m-2·s-1）比锐齿槲栎的最大净光合速率（Pn=3.68 μmol·m-2·s-1）要高。无论在林窗下或林冠下,米心水青冈幼苗的光饱和点比锐齿槲栎的要低。两者混交林下的光诱导曲线显示,与米心水青冈幼苗相比,锐齿槲栎幼苗对光的反应速度较慢,最大净光合速率也较低,在林冠下表现出较弱的竞争力。资源分配试验证明,锐齿槲栎在幼苗阶段以地上部分生长为主,而米心水青冈倾向于把更多的干物质贮藏在根部,显示出不同的光利用策略。     

神农架米心水青冈-曼青冈群落的地形异质性及其生态影响

地貌单元和地形的局部变化严重制约着光照、温度、水分甚至土壤资源的再分配 ,从而对植被的分布产生影响。以永久性监测样地为基础 ,利用数字高程模型模拟 0 .96 hm2样地的地形表面 ,在地理信息系统的支持下分析了米心水青冈 -曼青冈群落的地形异质性状况 ,并结合群落调查的结果探讨了地形因素对群落组成的影响。结果表明研究范围内样方的平均坡度在 18.2～ 74 .6°之间。坡向可以分为南坡、西南坡及东南坡 3部分 ,坡度及坡向差异显著。对坡度、坡向等地形因素及群落的物种组成进行半方差分析 ,发现三者的空间异质性尺度分别为 2 85 .8m,2 80 .5 m及 6 .1m。地形因素的变化尺度远大于植被组成的变化 ,说明小尺度下地形因素不是影响群落内种群分布格局的唯一因素。坡度和坡向因子的块金值分别为 2 1.8及 4 98.0 ,说明两者在小尺度下的某些过程不能忽视。植物与地形因素的相关分析表明不同的种对地形的适应性不同 ,群落中的 2 4种主要植物可以分为 4个生态种组。因此 ,群落的物种组成变化受到多种因素的影响 ,这种影响可以在地形变化中得到反映。     

大叶黄杨叶片内部光能利用梯度

采用一种新方法来测量大叶黄杨叶片(Euonymus japonicus T.)内部的绝对光能利用效率梯度曲线.该方法基于光声光谱的深度分析(Depth-Analysis)理论,并结合了光纤微探测器的叶片光梯度测量结果.日本小檗(Berberis thunbergii D C.)叶片的光声光谱扫描显示了深度分析的精确性.实验结果表明:叶片内部利用光能效率最低处在栅栏组织和海绵组织之间(入射光能0.026%-660 nm红光);越靠近叶片的上表皮和下表皮,显示出叶片组织利用光能效率有上升的趋势(分别为0.092% 和0.036%).因此,不同叶肉组织绝对光能利用效率是不同的,该实验结果直接证实了Han和Vogelmann (1999)所提出的假设.     

生物入侵的危害与防治对策

生物入侵是一个世界范围的生态学现象。入侵种通过竞争、捕食、改变生境和传播疾病等方式对本地种及其系统产生影响。生物入侵的危害表现为：造成巨大的经济损失,仅美国每年因外来种入侵造成的经济损失近1370亿美元;威胁到人类的健康和生存。成千上万的人被外来种传染疾病以致死亡;引起严重的社会恐慌和动荡,人们寝食不安;改变了生态系统的结构和功能,全球自然灾害频频爆发;导致生物多样性的急剧下降,威胁到子孙后代的生存和发展。防治生物入侵有3条途径：实行全面检疫,阻止外来种的偶然入侵;采取全面的生态评估和监测,防范引进品种的入侵灾难;对已入侵的外来种采用机械法、化学法和生物防治法进行根除和控制,应用生物防治法、筛选天敌和对其进行危害评估时要特别慎重。     

大叶黄杨叶片内部光能利用梯度

采用一种新方法来测量大叶黄杨叶片（Euonymus japonicusT.)内部的绝对光能利用效率梯度曲线。该方法基于光声光谱的深度分析（Depth-Analysis)理论,并结合了光纤微探测器的叶片光梯度测量结果。日本小檗（Berberis thunbergii DC.)叶片的光声光谱扫描显示了深度分析的精确性。实验结果表明：叶片内部利用光能效率最低处在栅栏组织和海绵组织之间（入射光能0.026%-660nm红光）;越靠近叶片的上表皮和下表皮,显示出叶片组织利用光能效率有上升的趋势（分别为0.092%和0.036%)。因此,不同叶肉组织绝对光能利用效率是不同的,该实验结果直接证实了Han和Vogelmann(1999)所提出的假设。     

开通机场和列入世界遗产对神农架游客增长的影响

神农架机场是新开通的国内旅游支线机场,神农架也于2016年7月正式列入了世界遗产。利用神农架机场开通2年来的航班数据及神农架近年来的游客数量,分析神农架机场开通对神农架游客增长的影响,并结合列入世界遗产对当地游客增长影响的相关研究和分析方法,对神农架游客增长进行了预测,进一步分析讨论了游客增长与旅游环境容量的关系。结果表明,神农架机场航班执行率较低,月均航班执行率仅为65.79%,而且客座利用率也很低,月均仅为30.8%;实际进出港人数仅为2.29万人次,仅占神农架2014年游客数(55.58万人次)的2.06%。可见,机场开通对神农架旅游的增长作用不大。结合国内世界自然遗产游客增长趋势,预测神农架游客2022年可超过249万人次,并超过其旅游环境容量。为应对列入世界遗产后可能的旅游增长,并且可能突破旅游环境容量,建议政府加强政策和制度保障,增加人员和资源配置,提高旅游管理和服务的质量和效率,并采取积极有效的游客管控措施,通过游客分流和游客数量调控,减缓游客增长对遗产地的压力,达到遗产资源有效保护和旅游资源的可持续利用。     

宜昌黄杨对夏季淹水的生理生态学响应

宜昌黄杨(Buxus ichangensis)主要分布于长江三峡地区的消落带,对该地区的水土保持和岸坡地稳定起着十分重要的作用。作者通过模拟夏季淹水研究了宜昌黄杨的形态特征、光合作用和根系活力的变化特征,揭示了宜昌黄杨对淹水的生态学响应规律。结果表明宜昌黄杨在淹水过程中产生了皮孔、不定根等形态适应特征,经过60d的淹水处理,植株仍全部存活,表现出较强的适应能力。但是植株的生长仍然受到淹水的显著影响:淹水条件下宜昌黄杨的最大光合速率、气孔导度和根系活力与对照相比都显著下降,60d后分别只有对照的19.24%、24.04%和4.78%。在不同处理阶段这些指标下降的幅度不同:初期的下降幅度最大,后期下降幅度减少,其中根系活力在后期还有所回升。叶绿素A的含量随淹水延长持续下降,后期有所回升,而叶绿素B和类胡萝卜素的变化却不大。最后,作者对该物种在水电工程库区退化消落带植被生态恢复中的应用提出了一些建议。     

克隆整合有助于狗牙根抵御水淹

尽管国内外开展了大量的克隆整合对克隆植物抵御逆境能力影响的研究,但整合对植物抵御水淹能力的影响研究仍比较缺乏。该文从克隆整合的角度探讨多年生草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)对水淹胁迫的响应。试验模拟了先端分株(相对年幼的分株)分别处于0、5和15cm三种水淹胁迫环境,并在每个水淹梯度下实施先端分株与基端分株(相对年长的分株)之间匍匐茎连接或切断处理,调查水淹一个月后基端分株和先端分株以及整个克隆片段在形态和生理上的表现。研究发现:切断匍匐茎连接显著降低了狗牙根先端分株的生长,表现在生物量下降、匍匐茎长度减短和分株数减少等方面;水淹显著抑制了先端分株的生长,但对基端分株的生长并未造成显著影响;在5cm水淹处理下,匍匐茎保持连接时,先端分株和整个克隆片段的生长显著增加;连接或切断处理在不同水淹梯度下对匍匐茎平均节间长没有显著影响,对先端分株或基端分株在光化学转化效率上也未表现显著性差异。结果表明:克隆整合效应促进了狗牙根在水淹胁迫下分株的生长,并有助于整个克隆片段抵御水淹胁迫。     

濒危植物银杉幼树对生长光强的季节性光合响应

银杉(Cathayaargyrophylla)是我国松科中特有的单种属植物,被认为处于濒危状态。在对银杉群落多年调查研究的基础上,针对银杉幼树生长过程对光强的需求特性,我们开展了银杉幼树对光的适应性研究。试验在人工培育的银杉苗圃地,采用遮荫的方法设置不同的光环境处理(100%、45%和3%自然光强),利用气体交换技术和叶绿素荧光技术测定了3种光强下银杉叶片光合生理指标的变化,探讨了不同光环境下银杉幼树光合能力在夏季和冬季的变化及其对生长光强的响应等。结果表明:在夏季银杉生长旺盛时期,遮荫导致叶片最大光合速率(Pnmax)、羧化效率(CE)下降,但不同叶龄叶片的下降幅度不同。随生长光强的下降,银杉幼树的光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)有所降低,但全晴天时,低光强(3%自然光强)条件下实际的光辐射量高于当年生叶片光补偿点的累积时间约6h,而且与光饱和的区域相差极大,造成全天碳同化量低,同化物累积少,严重影响了银杉幼树的正常生长。在不同处理中全光强条件下银杉幼树长势最好,45%光强条件下幼树生长减慢。冬季银杉最大光合速率(Pnmax)、羧化效率(CE)值均低于夏季,光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)也较夏季降低。全光照条件下无论是当年生叶片和一年生叶片,在冬季均出现了轻微光抑制现象,适度遮荫有利于银杉抵御冬季光抑制。无论在遮荫或不遮荫条件下,冬季银杉叶片将所吸收的相对过剩光能通过非辐射途径耗散出去,表现出一种光保护策略。