青藏高原高寒湿地GPP变化特征及对生长季积温的响应

基于涡度相关系统,利用2004-2016年的涡度相关系统观测资料,做了青藏高原高寒湿地生长季总初级生产力（GPP）在不同时间尺度上对生长季有效积温（GDD）响应的研究。结果表明：高寒湿地生态系统在生长季的日GPP、GDD与月际GPP、GDD都表现为先增大后减小的单峰变化趋势,都在7月或8月达到峰值,在5月达到最小值。在整个生长季尺度上,GPP与GDD变异性较大,没有明显的变化趋势。2004-2016年整个生长季GPP与GDD的均值分别为（458.82±25.78）gC m^-2季^-1和（1060.89±84.07）℃。在日尺度、月尺度、生长季尺度上,GPP与GDD都呈极显著正相关关系（P < 0.01）。但是,通过比较生长季分别每个月GPP与GDD的关系发现,5、9月的GPP与GDD没有显著相关性（P > 0.05）,而在7月相关性最为显著（P < 0.01）。整体上看,高寒湿地生态系统植被的总初级生产力与热量条件表现为正相关关系,由此说明在全球气候变暖的背景下,将会提高青藏高原高寒湿地生态系统植被的光合生产能力。     

生物环境温热条件的数学表达

依据数学分析、随机过程等基础数学知识研讨生物环境温热条件的连续型以及离散型的数学表达,阐述不同生态环境下温热条件的生物学意义,提出在霜期生态研究中低温限制指标的积温描述方法及其在林、果、温室等方面应用途径的建议.     

河西走廊植物群落特征及其与气候的关系初探

对河西走廊荒漠植物的群落类型、盖度、密度、重要值、地上生物量等进行了调查,收集整理各区域的气候资料,对它们的关系进行了初步研究。结果显示:(1)物种种类组成、总密度与海拔、经度呈正相关,与纬度呈负相关,在走廊的东南→西北方向上呈递减趋势。(2)在活动积温(>10℃)>3 200℃的荒漠地区,灌木(包括半灌木)在群落中占有绝对优势,其重要值可达到100;当活动积温在3 000℃左右时,群落往往是一些过渡类型,或以草本为优势种、以半灌木或灌木为伴生种,或以半灌木为优势种、以多年生草本为伴生种。(3)在年降水量110 mm以上的荒漠地区,植物群落生活型主要为半灌木或多年生草本;在年降水量110 mm以下的地区,生活型主要为小灌木或一年生草本;在年降水量小于50 mm的极端干旱地区,只有在雨季时有一年生草本生长。表明荒漠生态系统植被稀疏,生物量小,对气候因子,特别是降水变化敏感,对其保育显得尤为重要。     

乌鲁木齐河山区树木年轮一积温关系及≥5．7℃积温的重建

为了研究云杉树木年轮生长与环境温度的关系,计算出天山乌鲁木齐河山区大西沟气象站9种类型的369个积温因子序列和9个差值树轮年表的27个年轮指数序列,用逐步回归方法建立积温与年轮指数序列间的关系。结果表明大西沟气象站≥5．7℃积温与树木生长的关系最为密切。对≥5．7℃的积温进行对数变换,使用提取主分量在回归方法建立其与年轮场的4个主分量间的转换函数,该转换函数可解释1962～1992年大西沟气象站≥5．7℃积温方差的55％。交叉检验表明该转换函数是稳定的。由此重建出了1796～1991年≥5．7℃积温长序列。≥5．7℃积温长序列完整地经历了7个偏多及7个偏少阶段,存在着3．32、34、3．84、9、4．36及6．53a的变化准周期。≥5．7℃积温变化具有两个基本特征：一是偏冷年出现的频率大于偏暖年,二是暖年出现的频率多于冷年。两个最暖年出现在1917年及1944年,其≥5．7℃积温分别为415．6C和386．0℃,两个最冷年出现在1803年及1961年,≥5．7℃积温分别是26．5℃和26．9℃。最显著的≥5．7℃积温减少趋势出现在1806～1852年,减少率为15．2℃／10a,显著水平为0．0003。最显著的≥5．7℃积温增加趋势出现在1958～1987,积温增多率是16．6℃／10a,显著水平达到0．003。Mann—Kendall突变检测指出≥5．7℃积温在1835年发生由暖向冷的突变。≥5．7℃积温重建序列对天山山区积温变化的代表性以中段为最佳。     

北美东部8种温带树种向北分布的限制气候因子

利用分布于北美东部的8种温带落叶树种为研究材料,应用反映热量和降水状况的11个变量为气候指标,用标准差分析方法分析了这8个树种的分布北界与气候因子之间的关系.结果表明,在所使用的气候指标中,同一树种不同地点的温暖指数或年生物温度的标准差最小,说明积温是限制这些树种向北分布的主要气候因子;温暖指数和寒冷指数随着年降水量的增大而减小,寒冷指数随着年较差的增加而增加,温暖指数随着水热综合指数的增加表现出减小的趋势.表明,除了生长季节的积温之外,降水和大陆性等气候条件对温带树种向北分布也起着重要作用.     

华北平原11种植物种子萌发的生物学零点与积温探究

研究分析了华北平原11种植物种子萌发所需要的生物学零度和积温,结果表明:与其原产地年均气温比较,由于长期的适应,各植物的生物学零点和原产地的平均气温存在明显的正相关关系;种子萌发的积温和种子萌发的生物学零度之间存在显著地负相关关系。     

秋季降温期水温和饵料量对沙蜇无性繁殖的影响

20世纪末以来,沙蜇在东亚水域频繁暴发,不仅影响正常的渔业生产活动,也给海洋生态系统健康带来极大危害。在室内模拟秋季降温条件,研究了不同水温（4种降温条件）与饵料量（0.42、1.25、和4.2 μg C螅状体^-1d^-1）对沙蜇螅状体足囊繁殖与横裂生殖的影响。结果显示：1）秋季降温速度快慢导致的积温差异对沙蜇螅状体生成足囊数有显著影响（P < 0.001）,积温越大,螅状体生成的足囊数量越多,发现两者具有较好的线性关系（y=142.59x+208.39;R²=0.967）,低积温条件下的足囊萌发也较少;2）饵料量对螅状体无性繁殖的影响是有一定阈值范围的,在一定饵料量范围内,螅状体生成的足囊数量随饵料量的增加而增加,而超过一定阈值范围,过剩的饵料影响水质对沙蜇螅状体反而产生负面影响。3）秋季新繁育出来的当龄沙蜇螅状体可在越冬前发生横裂生殖,但横裂生殖的螅状体比例和放碟数量均较少。试验结果说明,全球变化背景下,积温升高、饵料量小幅增加均可能导致沙蜇秋季有性繁殖的当龄螅状体在越冬前生成更多的足囊,促进诱发翌年水母暴发。     

白纹伊蚊幼虫龄期的发育历期

在实验室内20±1℃, 23±1℃, 25±1℃, 28±1℃和30±1℃恒温条件下, 观察了白纹伊蚊(Aedes albopictus)幼虫(广州株)的发育历期.幼虫的总发育历期和各龄幼虫的发育历期随温度的上升而缩短, 各龄幼虫历期在总发育历期中占有恒定的百分比, 据此计算出其捕获机率.各龄幼虫的发育历期与温度呈直线回归关系.通过积温公式, 求出各龄幼虫的积温常数.此外还探索了营养对幼虫发育历期的影响, 从而影响各龄幼虫捕获机率的计算.     

亚高山/高山森林土壤有机层氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度特征

为了解季节性冻融作用对川西亚高山/高山地区土壤氨氧化微生物群落的影响,采用qPCR技术,以氨单加氧酶基因的α亚基(amoA)为标记,在生长阶段、冻结阶段、融化阶段中的9个关键时期调查了该地区不同森林群落：岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林(PF)、岷江冷杉(A. faxoniana)和红桦(Betula albosinensis)混交林(MF)、岷江冷杉次生林(SF)土壤有机层的氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)丰度的特征。结果表明,三个森林群落土壤有机层中都具有相当数量的氨氧化细菌和古菌,均表现出从生长阶段至冻结阶段显著降低,在冻结阶段最低,但冻结阶段后显著增加,在融化阶段为全年最高的趋势。土壤氨氧化微生物类群结构(AOA/AOB)受负积温影响明显。冻结后期三个森林群落土壤负积温最大时,AOA数量明显高于AOB,但其他关键时期土壤氨氧化微生物类群结构与群落类型密切相关。高海拔的PF群落土壤有机层表现为AOA>AOB(冻结初期除外),低海拔的SF群落中表现为AOB>AOA(冻结后期除外),而MF群落则仅在融冻期和生长季节末期表现为AOB>AOA。这些结果为认识亚高山/高山森林及其相似区域的生态过程提供了一定的科学依据。