光强、温度、总氮浓度对黑藻生长的影响

为寻求沉水植物生长的主效环境因子,探求富营养化水体沉水植物的衰亡机理并选择治理富营养化的先锋植物,实验选择长江中下游常见沉水植物种黑藻(Hydrilla verticillata),利用正交试验设计,通过室内静态模拟实验研究三种主要环境因子光照强度、温度、总氮浓度及其互作对黑藻断枝生长的影响。结果表明:光照强度和温度为影响黑藻生长的主效环境因子,并且光强与温度的交互作用对黑藻生长有较为显著的影响,具体表现为黑藻的生长指标(株高、生物量、分枝数)、光合指标(叶绿素a+b浓度、叶绿素a/b、叶绿体总色素含量)和生理活性指标(根活力、可溶性糖含量、MDA含量)的变化均与这两个环境因子及其互作呈显著相关;总氮浓度的变化对黑藻生长影响不大,在2-8 mg/L的总氮浓度下,黑藻均可以正常生长。根据本实验黑藻生长指标、光合色素含量以及生理活性在不同环境因子组合的变化结果可知,黑藻在5320-12000 lx光照强度、20°C-30°C、4-8 mg/L水体总氮浓度的条件下生长良好,故推测黑藻可作为春夏季富营养化水体中恢复和重建沉水植被的先锋工具种。       

五种沉水植物对富营养化水体的净化效果

为达到净化水质的目的,采用移栽沉水植物控制富营养化水体中营养盐含量和浮游藻类生物量。本研究在夏季藻类密度较高的富营养化水体中移栽5种长江中下游流域常见沉水植物,比较不同沉水植物去除营养盐和控制藻类总量的能力。研究结果:5种沉水植物对水体总氮含量去除率的大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>苦草>微齿眼子菜>菹草,对总磷去除率大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>微齿眼子菜>苦草>菹草;竹叶眼子菜控制水体中藻类总量的效果最佳,苦草、微齿眼子菜及菹草次之,黑藻对水体总磷和浮游植物的去除效果均极显著(p≤0.01),而对总氮含量的作用影响不明显(p=0.209)。综合营养盐吸收作用和藻类控制效果来看,竹叶眼子菜在整个实验过程中生长状态良好并达到较为稳定的净化作用,是夏季治理浅型富营养化静水水体的理想物种之一。     

菹草对底泥中重金属污染的修复效果

以沉水植物菹草为研究对象, 通过生态缸模拟试验, 研究菹草的种植密度对底泥中不同重金属富集能力的影响, 探索沉水植物菹草对不同重金属污染的修复效果。结果表明: (1)250 株⋅m–2 密度组的菹草体内Cd、Cu、Pb 元素的平均增量最大, 分别达到30.02 mg⋅kg–1、271.2 mg⋅kg–1、226.48 mg⋅kg–1, 富集效果较好; 167 株⋅m–2 密度组菹草体内Zn元素的平均增量最大, 达到423.08 mg⋅kg–1, 可见该密度下对Zn 的富集效果最好。(2)菹草对四种重金属富集能力而言,在实验的三个密度组中对Zn 的富集效果都是最好的, 生物富集因子BSAF 分别为7.77、9.57、8.16; Cd、Cu、Pb 在250 株⋅m–2(每缸30 株)密度组下BSAF 分别达到最高7.63、6.33、3.93。(3)回归分析的曲线估计, 可知菹草植株中的重金属含量(y)与底泥中的重金属含量(x)是一种线性回归的关系。回归方程通式为y= –ax+b, 决定系数R2 都接近1, 回归模型的显著性均达到显著水平。     

正交试验法分析环境因子对苦草生长的影响

苦草(Vallisneria natans),是我国长江中下游淡水水体中常见的沉水植物种类。通过室内模拟正交试验的方法,研究不同光照强度、温度和总氮浓度(3光照×3温度×3总氮浓度)对苦草生长的影响。结果表明:(1)苦草在5320lx光照强度、10℃、2—4mg/L水体总氮浓度的条件下生长良好。实验所设100%(12000lx)和50%(5320lx)光照条件下苦草均可正常生长;但对于30℃的高温胁迫耐受性较差;苦草在总氮浓度为4mg/L的水体中各生长指标达到最大值,2mg/L或8mg/L的总氮浓度均会抑制其生长。(2)5320lx的光照强度和10℃的温度对苦草光合色素的合成较为有利;而单纯总氮浓度的变化对苦草光合色素的合成影响不大。(3)苦草的生理活性在高于12000lx或低于1025lx的光强、高于30℃的温度以及8mg/L的总氮浓度下均会受到一定程度的抑制。(4)方差分析结果显示,苦草生长发育的过程中,光照强度和温度是主效环境因子;上述3个环境因子对苦草光合色素的合成均有极显著的影响,并且光强与温度的交互作用对其也有显著影响;光照强度、温度以及这两个环境因子的交互作用为影响苦草生理活性的主效因子。苦草作为不能形成冠层的基生叶莲座型沉水植物,对光强要求不高,对低温的耐受性较好,但较不耐高营养盐浓度,因此,在得到一定修复的富营养化水体中,可以作为秋、冬季水生植物恢复和重建的关键物种。     

青冈常绿阔叶林钙的积累和循环

研究了分布于浙江建德的青冈常绿阔叶林生态系统的Ｃａ的积累和循环。群落各代表种类的Ｃａ浓度为０．１２～１．２５％,变幅较大,其中能在石灰岩上分布的青冈比其它树种含Ｃａ量高,酸性土批示植物映山红含Ｃａ量很低。老的器官和个体中积累了较多的Ｃａ。青冈体内Ｃａ浓度的季节和径级变化不明显。轱叶和枯枝中的Ｃａ浓度比鲜叶和鲜枝高。降水通过林冠时有部分Ｃａ被淋溶出来。Ｃａ在群落中现存量为１０５７．２２ｋｇ／ｈｍ＾２     

浙江东白山次生针阔混交林群落组成及结构动态

次生针阔混交林是亚热带地区常见的森林类型,研究次生针阔混交林群落的演替特征及其更新规律,将为本地区植被恢复及森林经营管理提供重要依据。该文基于2013和2018年两次调查东白山次生针阔混交林1 hm²固定样地的数据,从木本植物组成、群落物种多样性、物种重要值、径级结构等方面,分析了东白山次生针阔混交林群落组成和结构的动态变化。结果表明:(1)2013—2018年间,群落内物种数和植株数均显著下降(P<0.05);(2)样地内DBH≥1 cm的个体死亡1 505株,年均死亡率6.40%,新增个体71株,年均补员率0.35%;(3)群落物种多样性指数均显著下降(P<0.05),其中Margalef丰富度指数下降最多,降低了25.03%,Shannon-Wiener指数降低了11.88%;(4)林冠层中常绿阔叶树种的优势地位在进一步加强,而针叶树种的优势度在逐渐下降;(5)5 a间,大、中径级的个体比例逐渐增加,小径级植株的存活个体比例逐渐下降。该研究表明,2013—2018年间,东白山次生针阔混交林群落组成和结构总体发生了较为显著的动态变化,群落处于次生针阔混交林向常绿阔叶林快速演替阶段。     

杭州湾滩涂Na元素含量对植物多样性和优势度的影响

钠元素是滩涂湿地土壤盐分的最主要成分。利用样方法调查了杭州湾滩涂湿地的植物多样性及其分布,以及土壤钠含量对植物多样性和优势度的影响,用相关回归方法对数据进行分析处理。结果表明：（1）海塘内的物种多样性要高于海塘外,有11种植物,优势植物是芦苇（Phragmites australis）和互花米草（Spartina alterniflora）,且互花米草的优势度要高于芦苇;但是在海塘外的自然滩涂,则只出现3种植物,主要优势植物是互花米草和海三棱藤草（Scirpus xmariqueter）,芦苇则较为少见。在海塘外的海三棱藤草-互花米草混合群落中,海三棱藤草的优势度要高于互花米草。（2）物种丰富度指数（Margalef指数）和物种多样性（Simpson指数）指数均与土壤钠含量呈极显著负相关关系,通过回归分析得回归方程分别为y（Margalef指数）=-0．05x＋1．608（R^2=0．732,P〈0．01,n=10）,y（Simpson指数）=-0．038x＋1．214（R^2=0．926,P〈0．01,n=10）。（3）海塘内互花米草的重要值与土壤钠含量呈极显著正相关,y=0．033x-0．007（R^2=0．802,P〈0．01,n=10）;而芦苇重要值则与其呈极显著负相关,y=-0．013x＋0．419（R^2=0．607,P〈0．01,n=10）。在海塘外的混合群落中,互花米草和海三棱藤草的重要值与土壤钠含量之间没有明显的相关关系。（4）随着（海塘）围垦时间的延长,其物种多样性呈现增大的趋势,中生植物更为丰富,而盐生植物逐渐萎缩。     

古田山常绿阔叶林主要树种2002-2007年间更新动态

种群更新是森林发育和演替过程中的重要环节.为了解古田山常绿阔叶林主要树种的更新动态,本研究以古田山自然保护区5 ha常绿阔叶林动态样地为对象,在对胸径(DBH)≥1 cm的木本植物个体2002年和2007年两次每木调查的基础上,比较主要树种的补员(recruitment)和死亡状况,分析种群大小变化趋势,研究了群落中主要木本植物的更新特点.结果表明:(1)5年间样地内木本植物个体从13,338株增长到16,812株,增幅达26.05%.新增4,758株胸径≥1 cm的补员个体,同时死亡1,384株.(2)乔木、小乔木或灌木、小灌木3种生长型的补员个体数目均随径级的增大而下降,但死亡个体却表现出不同的径级分布特点.(3)43个主要树种的平均年死亡率和年补员率分别为2.26%和5.90%.其中,19种小乔木或灌木在径级Ⅰ(1 cm≤DBH<2.5 cm)的补员率均高于死亡率,但径级Ⅱ(2.5cm≤DBH<5 cm)、径级Ⅲ(DBH≥5 cm)的补员率均和死亡率差别不大:而24种乔木各径级死亡率和补员率的关系则相对复杂.(4)43个主要树种中有31个为增长型种群,其余12个呈小幅度负增长.10个种群大小变化率在5%以上,属于快速变动的种群,其中以柳叶蜡梅(Chimonanthus salicifolius)(45.13%)和矩形叶鼠刺(Itea oblonga)(16.35%)的增幅最大,橙木(Loropetalum chinense)(-3.10%)和短柄袍(Quercus serrata vat.brevipetiolata)(-1.86%)的降幅最大.研究发现,3种生长型中,不同物种及其各个径级的补员率和死亡率各异,种群更新动态也有所差别,我们推测与密度制约和牛境波动有关.     

青冈常绿阔叶林氮的生物循环

对分布于浙江建德的青冈常绿阔叶林N的生物循环进行了研究.群落各代表种类的N浓度在0.49%～1.64%之间,其中下木层、草本层和藤本植物中N的浓度远大于乔木层和亚乔木层的种类;乔木层和亚乔木层4种器官中N的浓度基本为叶＞枝＞根＞干,其他层次的种类则为地上部分＞地下部分.乔木层青冈不同器官中N浓度的高低顺序为花序＞嫩叶＞老叶＞嫩枝＞老枝＞细根＞树干、粗根.各器官中N浓度的季节变化不是很大,其根、枝和叶中的N浓度均在秋季(10月份)最高;下木层青冈各部位N浓度在1月份最高.不同径级青冈中N浓度变化无明显规律.N元素在不同类型凋落物中的浓度范围为0.74%～2.30%,降水和穿透水中的N浓度分别为0.000038%和0.00009%,N在死地被层中的浓度为1.94%,土壤中N的浓度为0.59%.N在植物群落中现存量为1025.28 kg/hm2,死地被层中积累量为224.88 kg/hm2,土壤(A0～B层)中储存量为55151kg/hm2.群落中N的存留量为119.47 kg/(hm2·a);归还量为84.13 kg/(hm2·a),其中通过凋落物的为78.49kg/(hm2·a),通过穿透水的为5.64 kg/(hm2·a);吸收量为203.60 kg/(hm2·a).降水输入了4.88 kg/(hm2·a)的N.     

铜铅胁迫下水分、温度和施肥对黑麦草富集能力的影响

黑麦草（Lolium perenne L.）,是我国南方主要种植牧草之一,对土壤重金属（As、Zn、Cu、Pb、Cd等）具有一定富集效果。通过室内盆栽、正交试验的方法,研究不同水分、温度和施肥条件及其互作对黑麦草在Cu、Pb单一及复合胁迫下耐受性及富集能力的影响。结果表明：（1）在Cu、Pb胁迫下,黑麦草在90% WHC、保证N肥施用时取得最大生物量,其茎叶及根分别在30及25℃时生长积累最大;Cu-Pb复合胁迫使黑麦草地上部分的生长受到抑制。（2）综合分析金属含量及富集系数,90% WHC有利于黑麦草对Cu、Pb的富集,而温度、肥料随黑麦草富集部位及单一、复合金属污染的不同具有最适差异性。（3）黑麦草仅在90% WHC水分、30℃及施NPK肥时,对重金属Pb具有大于1的转运系数,其余各环境因子组合只能在不同程度上小幅改变植物转运系数,即黑麦草对Cu、Pb重金属的转运能力较差。（4）方差分析结果显示,水分和温度可作为对黑麦草Cu、Pb富集能力具有显著影响的单因子,在Cu、Pb单一污染胁迫下,还受到其二因素交互的显著影响;在单一及复合污染中,富集能力均受到与肥料间三因素交互作用的显著影响。综上,运用黑麦草作为修复植物改善土壤Cu、Pb污染状况时,可主要调节水分至90% WHC,并辅以改善温度和施肥条件来优化富集效果。