羊草种群的能量流动及其稳定性分析

本项研究内容包括太阳总辐射、反射辐射和透射辐射强度以及羊草种群净光合、暗呼吸和蒸腾速率的定位、定量测定,然后将测定结果换算成能量。研究结果表明:羊草种群的能量流动是一个太阳辐射能被羊草种群吸收、固定、转化、损耗和积累的生物能量学过程。在羊草种群的能量流动过程中,能量输入为5199kcal/m~2·d,能量损耗为5132.31kcal/m~2·d,能量积累仅为66.69kcal/m~2·d。可见,羊草种群的能量转化效率是很低的,98.72%的能量损耗于其能流过程之中。稳定性分析的结果表明,羊草种群能量流动过程中的平衡态是渐近稳定的。这说明其平衡态的稳定性机制为负反馈机制,即当羊草种群的能量流动过程受到干扰时,羊草种群具有抵抗干扰和保持其平衡态的自我调节能力,以确保能量流动的正常进行。     

辽河口滨海湿地CH4排放特征及其影响因素

采用静态箱-气相色谱法,于2016年6—11月连续观测辽河口芦苇湿地、翅碱蓬湿地和裸滩湿地的CH_4排放速率,同时测定温度、氧化还原电位(Eh)、pH值和电导率(EC)等相关环境因子的动态变化。结果表明,3种类型湿地的CH_4排放具有明显的季节变化特征,均呈先上升后下降趋势。芦苇湿地、翅碱蓬湿地(涨潮前)和裸滩湿地(涨潮前)CH_4排放通量变化范围分别为0.447—10.40、0.045—0.509 mg m~(-2) h~(-1)和0.016—0.593 mg m~(-2) h~(-1),观测期内排放通量均值相应为(3.699±3.679)、(0.165±0.156) mg m~(-2) h~(-1)和(0.198±0.191) mg m~(-2) h~(-1),不同类型湿地之间差异显著(P0.01),芦苇湿地裸滩湿地(涨潮前)翅碱蓬湿地(涨潮前)。涨潮过程中,翅碱蓬湿地和裸滩湿地的排放速率分别变化在0.009—0.353 mg m~(-2) h~(-1)和0.018—0.335 mg m~(-2) h~(-1),观测期间其排放速率均值分别为(0.119±0.132) mg m~(-2) h~(-1)和(0.131±0.103) mg m~(-2) h~(-1),明显低于涨潮前(P0.01)。不同湿地类型间CH_4排放通量与电导率(EC)呈显著负相关(P0.01)。研究结果表明,潮汐和电导率均为影响辽河口不同类型湿地中CH_4排放的关键因子。     

内蒙古草原温室气体交换通量

草地生态系统是地球上十分重要的陆生生态系统,内蒙古草原在我国草地生态系统中占有重要地位,其在全球温室气体收支平衡中扮演重要角色。统计分析内蒙古地区34个观测地点的多年(1995—2012)温室气体观测数据,得到内蒙古3种主要草原类型(草甸草原、典型草原、荒漠草原)主要温室气体(CO2、CH4、N_2O)的年度或生长季平均通量并据此判断其温室气体源汇类型,并选择内蒙古草原中分布最广泛的典型草原的温室气体交换通量与环境因子进行相关性分析。结果显示,典型草原、荒漠草原表现为CO2交换源汇动态变化的过程(生长季交换通量分别为(-4.26±15.57)mg C m~(-2)h~(-1)、(-42.5±5.42)mg C m~(-2)h~(-1)表现为汇,年度交换通量分别为(20.64±11.54)mg C m~(-2)h~(-1)、(18.04±2.48)mg C m~(-2)h~(-1)表现为源),草甸草原CO2年度交换通量为(-10.31±1.15)mg C m~(-2)h~(-1)表现为汇;草甸草原、典型草原、荒漠草原CH4年度交换通量分别为(-30.48±9.57)μg C m~(-2)h~(-1)、(-41.25±3.61)μg C m~(-2)h~(-1)、(-85.00±51.03)μg C m~(-2)h~(-1),均表现为CH4的汇、N_2O年度交换通量分别为(28.40±7.27)μg N m~(-2)h~(-1)、(3.18±0.91)μg N m~(-2)h~(-1)、(2.51±0.67)μg N m~(-2)h~(-1),均表现为N_2O的源。在典型草原温室气体交换通量与环境因子的相关性分析中发现,CH4平均吸收通量与降水量(P0.05)、土壤湿度(P0.05)、土壤温度(P0.01)有显著或是极显著线性正相关关系;CO2平均通量与降水量(P0.01)、土壤湿度(P0.01)、叶面积指数(P0.01)有极显著线性负相关关系,与气温(P0.01)有极显著线性正相关关系;N_2O平均通量与降水量(P0.05)、土壤湿度(P0.05)、气温(P0.01)有显著或极显著的线性正相关关系。     

热带雨林和亚热带季雨林灌木光合作用对水分胁迫的反应

生长在热带植物温室的热带雨林植物Piper hispidum和亚热带季风常绿阔叶林植物九节(Psychotria rubra),在灌水、环境的CO_2浓度和26℃下,饱和光强的最大光合速率(PN)分别为6.3和9.8μmol·m~(-2)·s~(-1)。在低的叶片/空气水蒸汽压陡度(△w=10毫巴·巴~(-1))情况下,每降低叶片水势(ψ)1巴,P.hispidum的PN降低0.38μmol·m~(-2)·s~(-1);当ψ为-8巴时,PN随△w增高而降低,其关系PN=7.02-0.06△w(r~2=0.7);ψ为—13巴时,PN与△w关系的直线斜率变小(0.02)。对于九节,PN对△w变化的反应更为敏感。在ψ为-8.75巴时,PN=11.16—0.1△w(r~2=0.65)。在高ψ(-8和-8.75巴)情况下,两种灌木的气孔传导率(g)随△w的变化而相近;但ψ降低时,九节的g对△w的变化反应较P.hispidum敏感。ψ降低导致两种灌木的水分利用效率(WUE,μmol·m~(-2)·s~(-1)CO_2同化/mmol·m~(-2)·s~(-1)水散失)增高;而△w增高,WUE降低。九节的PN对△w增高的反应较P.hispidum敏感。     

植被恢复对库布齐沙漠非生长季土壤CH4、N2O通量的影响

荒漠土壤温室气体排放是陆地碳氮循环的重要组成部分,目前人工建植促进植被恢复对非生长季荒漠土壤CH_4、N_2O通量的影响尚不明确。本研究采用静态暗箱-气相色谱和时空替代法,分析非生长季库布齐沙漠东部不同植被恢复阶段土壤CH_4、N_2O通量特征及其与环境因子之间的关系,探讨植被恢复对非生长季荒漠土壤温室气体排放的影响。结果表明:非生长季荒漠土壤是CH_4的吸收汇,也是N_2O的排放源。不同植被恢复阶段CH_4平均吸收量和N_2O排放量均表现为:苔藓结皮固定沙地(47.6μg CH_4 m~(-2) h~(-1), 13.5μg N_2O m~(-2) h~(-1))地衣结皮固定沙地(32.2μg CH_4 m~(-2) h~(-1), 9.1μg N_2O m~(-2) h~(-1))藻结皮固定沙地(23.7μg CH_4 m~(-2) h~(-1), 8.7μg N_2O m~(-2) h~(-1))半固定沙地(22.4μg CH_4 m~(-2) h~(-1), 5.0μg N_2O m~(-2) h~(-1))流动沙地(18.7μg CH_4 m~(-2) h~(-1), 3.9μg N_2O m~(-2) h~(-1))。荒漠土壤在不同冻结时期温室气体排放存在较大差异,融冻期CH_4吸收贡献率最大,在结冻期N_2O排放贡献率最大。非生长季荒漠土壤存在明显的水热同期现象,土壤水热因子对N_2O通量的影响较小,仅半固定沙地土壤温度与N_2O通量呈显著正相关;而在藻类、地衣和苔藓结皮固定沙地中,土壤温度和含水量均与CH_4通量呈显著负相关。植被恢复过程中,生物量的积累和土壤理化性质的改善,能够显著影响荒漠土壤CH_4、N_2O通量的变化。因此,人工建植促进植被恢复实现沙漠化逆转可改变荒漠生态系统的温室气体排放格局。     

蚕豆植株中酰脲分布和叶片中酰脲水解活性

蚕豆根、茎和叶含有0.31～0.70 μmol酰脲·g~(-1)FW,并受结瘤和生长发育的影响。摘除正在生长的器官可观察到同腋位叶片酞脲含量暂时升高现象。 叶片中酰脲主要是尿囊酸。尿囊素酶和脲酶活性分别为0.30 μmol尿囊酸·g~(-1)FW·h~(-1)和0.19 μmol NH_3·g~(-1)FW·h~(-1)。尿囊酸含量和尿囊素酶活性日变化相似,只是后者峰值比前者出现早。     

光合细菌产氢条件的研究

从被有机物污染的土壤及水域中分离得到13株属于红螺菌科的光合细菌,对其在苹果酸、乳酸、葡萄糖、乙酸、丙酸及丁酸中的光致产氢现象进行了研究。最高产氢量为39.8ml·20ml菌液~(-1)·48h~(-1),产氢活性为7.8ml·g生物量~(-1)·h~(-1)”。底物对不同菌株的产氢量与产氢活性均具有影响,pH对产氢过程也有明显的作用,大于6000lx的光强度对提高产氢活性已无明显作用。固定化细胞在静态培养条件下也能提高产氢能力,但延长产氢时间的作用不明显。     

多效唑在蔓性千斤拔上应用的初步研究

为了解生长调节剂提高蔓性千斤拔产量的方法及机理,进行多效唑对蔓性千斤拔的化控试验。在蔓性千斤拔初花期,设30、60和90株·m~(-2)3个植株密度,用浓度为0、300、600、900 mg·L~(-1)的多效唑对蔓性千斤拔进行叶面喷施,测定叶绿素、叶面积、叶面积指数及药材产量。结果表明,植株密度为60株·m~(-2)、多效唑喷施浓度为600 mg·L~(-1)的处理,蔓性千斤拔叶绿素含量显著高于其它处理,叶面积和叶面积指数适度缩小,药材干重提高了16.7%。初步确定蔓性千斤拔增产效果最好的植株密度为60株·m~(-2)、多效唑喷施浓度为600 mg·L~(-1)。     

大豆叶片光呼吸对光强和CO_2浓度的响应

利用低氧法(2% O_2)研究了大豆叶片光呼吸速率(R_p)对光强和CO_2浓度的响应。结果表明:当光合有效辐射强度(PAR)小于600μmol·m~(-2)·s~(-1)时,大豆叶片的R_p随光强的升高而几乎直线增加;当PAR约为1200μmol·m~(-2)·s~(-1)时,R_p达到最大值(12.69·mol CO_2·m~(-2)·s~(-1)),随后R_p随PAR的升高呈下降趋势;构建的光呼吸速率与光强的方程式拟合结果表明,大豆叶片最大光呼吸速率为13.42·mol CO_2·m~(-2)·s~(-1),其对应的光强为1207.74·mol·m~(-2)·s~(-1),该拟合值与实际测量值极为吻合(P0.05);当PAR一定(2000μmol·m~(-2)·s~(-1))时,随着CO_2浓度的增加(0~1200μmol·mol~(-1)),大豆叶片的R_p呈先升高后下降变化,在600μmol·mol~(-1)时达到最大值(9.97·mol CO_2·m~(-2)·s~(-1));构建的光呼吸速率与CO_2浓度的方程式拟合结果表明,大豆叶片最大光呼吸速率为10.21·mol CO_2·m~(-2)·s~(-1),其对应的外界CO_2浓度为625.74·mol·mol~(-1)。该拟合值也与实际测量值极为吻合(P"0.05)。本文所构建的方程式可较好地拟合光呼吸速率对不同光强和不同CO_2浓度的响应,这对定量研究光呼吸提供了强有力的手段。     

红海榄红树林的蒸腾作用与生态因子的关系

在海南东寨港应用气孔计对红海榄红树群落的蒸腾速率、气孔导度和几个生态因子日变化同步进行测定。在12月19日晴天条件下,冠层叶的蒸腾作用上午10—11时达到最高值4.27—4.34μg·cm~(-2)s(-1),午间蒸腾速率下降。群落总蒸腾速率与光合有效辐射、叶内外水汽压差、气温、相对湿度、叶温和风速等因子的复相关达到极显著;对蒸腾速率影响显著的生态因子是光合有效辐射,相对湿度和叶内外水汽压差。红海榄群落日平均蒸腾速率为2502gH_2O·m~(-2)d~(-1),其中冠层叶的蒸腾占总量的63％。     

A REINTERPRETATION OF THE ONTOGENY OF THE ASCOCARP OF SPECIES OF THE ERYSIPHACEAE

A study of four species of Erysiphaceae (Uncinula salicis, Podosphaera leucotricha, Erysiphe cichoracearum, and Microsphaera diffusa) revealed that the binucleate stages of the ascocarp are initiated in a similar manner to those of Diporotheca rhizophila Gordon & Shaw. The “appendages” developing on immature ascocarps are considered to be receptive hyphae. Appendages characteristic of mature ascocarps are produced much later. Lysis of certain centrum cells occurs, and asci are initiated from some of the remaining binucleate centrum cells. Resorption of centrum cells by the asci is supported by this investigation, corroborating Björling's earlier studies on Erysiphe graminis.