4种荒漠植物气体交换特征的研究

 在自然条件下我们对塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲边缘4种主要荒漠植物胡杨(Populus euphratica Oliv.)、沙拐枣(Calligonum caput_medusae Schrenk.)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia B.Keller et Shap)和柽柳(Tamarix ramosissima Lbd.)的气体交换、水势及其δ13C的季节变化特征进行了比较研究。结果表明胡杨和沙拐枣气体交换日变化为单峰曲线,骆驼刺和柽柳为双峰曲线;其中骆驼刺属低光合低蒸腾型,WUEph最低,     

喀斯特石漠化区不同小生境常见灌木种叶片δ13C值特征

测定了喀斯特石漠化区不同小生境内5种常见灌木(鼠李、火棘、粉枝莓、竹叶椒和烟管荚蒾)的叶片δ13C值,探讨喀斯特石漠化对植物水分利用空间异质性的影响.结果表明:不同小生境植物的δ13C均值大小顺序为:石面＞石沟＞石缝＞土面.土面生境中多数灌木种植株叶片δ13C值较其他生境偏轻;灌木叶片δ13C值大小顺序为:烟管荚蒾＞粉枝莓＞竹叶椒＞火棘＞鼠李.各小生境内灌木叶片δ13C均值和主要灌木种叶片δ13C值均随着石漠化加深而增大,且不同小生境间差异显著.随着石漠化的加剧,喀斯特生境结构和功能受损,小生境逐渐分异,环境逐渐向着干旱化发展.     

昆仑山北坡不同海拔塔里木沙拐枣的光合生理生态特性

在2008年7月25日-8月6日的连续晴天中,选择昆仑山北坡塔里木沙拐枣自然分布区3个海拔高度(2100,2300,2500m),利用便携式光合测定仪LI-6400测定塔里木沙拐枣的光合生理生态特性。结果表明:2100m处塔里木沙拐枣的光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)与2300m,2500m处差异分别达到显著,而3者间的最大净光合速率(P_max)差异均达显著。表观量子效率(AQY)在3个海拔之间差异均不显著,但在2100m处的羧化效率(CE)分别与2300m和2500m处的差异显著。相同海拔下塔里木沙拐枣的暗呼吸速率值(R_day)要高于光呼吸速率值(R_p),且2500m处的暗呼吸速率分别与2100m和2300m处的有显著的差异,2100m处的光呼吸速率分别与2300m和2500m差异显著。3个海拔塔里木沙拐枣的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)的日变化均为单峰曲线。随着海拔的升高,塔里木沙拐枣P_n,T_r,G_s和L_s的日均值降低,但光能利用率(LUE)和水分利用效率(WUE)却显著增加。塔里木沙拐枣的P_n与叶温(T_l)、大气温度(T_a)和光照强度(PPFD)具有极显著的正相关关系,与海拔呈显著负相关,与空气相对湿度(RH)和大气CO₂浓度(C_a)之间均不具有显著相关性。T_r与T_a,T_l和PPFD具有极显著的正相关性,与RH之间存在显著的负相关。G_s只与C_a之间呈极显著的负相关。P_n与T_r,L_s,G_s,WUE和V_pdl分别具有极显著的正相关性,与C_i呈极显著的负相关。通过对不同海拔高度塔里木沙拐枣光合生理参数与光、温等生态因子关系的对比分析表明:塔里木沙拐枣对山地荒漠草地自然环境变化的温度和光照有很好的生态适应性。     

毛白杨杂种无性系叶片δ13C差异与气体交换参数

在苗木生长的不同时期对13个毛白杨(Populus tomentosa)杂种无性系叶片碳同位素δ¹³C和气体交换参数(净光合速率P_n、蒸腾速率T_r、瞬时水分利用效率WUE_i、气孔导度G_s和胞间CO₂浓度C_i)的差异进行研究, 分析不同无性系间δ¹³C与气体交换参数的相互关系, 目的在于探求δ¹³C在筛选高光合及高水分利用效率毛白杨杂种无性系中的应用价值。结果表明: 不同生长时期和不同无性系间δ¹³C、T_r、WUE_i、G_s和C_i的差异均显著, δ¹³C和WUE_i表现为9月>7月, T_r、G_s和C_i表现为7月>9月, P_n在不同生长时期差异不显著。季节变化是引起毛白杨杂种无性系叶片δ¹³C差异的主要原因。同一时期, 无性系间δ¹³C和WUE_i表现出较好的一致性, 即WUE_i较高的无性系30、42、46、83、BL2和BL5, 其δ¹³C值也较高, WUE_i较低的无性系B331和TG34, 其δ¹³C值也较低, 且不同时期(7月和9月) δ¹³C和WUE_i呈较强的正相关, 相关系数r分别为0.739 0和0.545 8, 高δ¹³C可以作为筛选高WUE_i毛白杨的有效指标, 且在苗木生长旺盛时期选育能得到更为可靠的结果。对毛白杨而言, 高WUE_i的无性系, 一般具有适中或较低的G_s和C_i, 但不一定具有很高的P_n, 气孔调节使得毛白杨在不影响光合作用的同时保持较高的WUE。     

C差异与气体交换参数

在苗木生长的不同时期对13个毛白杨(Populus tomentosa)杂种无性系叶片碳同位素δ¹³C和气体交换参数(净光合速率P_n、蒸腾速率T_r、瞬时水分利用效率WUE_i、气孔导度G_s和胞间CO₂浓度C_i)的差异进行研究, 分析不同无性系间δ¹³C与气体交换参数的相互关系, 目的在于探求δ¹³C在筛选高光合及高水分利用效率毛白杨杂种无性系中的应用价值。结果表明: 不同生长时期和不同无性系间δ¹³C、T_r、WUE_i、G_s和C_i的差异均显著, δ¹³C和WUE_i表现为9月＞7月, T_r、G_s和C_i表现为7月＞9月, P_n在不同生长时期差异不显著。季节变化是引起毛白杨杂种无性系叶片δ¹³C差异的主要原因。同一时期, 无性系间δ¹³C和WUE_i表现出较好的一致性, 即WUE_i较高的无性系30、42、46、83、BL2和BL5, 其δ¹³C值也较高, WUE_i较低的无性系B331和TG34, 其δ¹³C值也较低, 且不同时期(7月和9月) δ¹³C和WUE_i呈较强的正相关, 相关系数r分别为0.739 0和0.545 8, 高δ¹³C可以作为筛选高WUE_i毛白杨的有效指标, 且在苗木生长旺盛时期选育能得到更为可靠的结果。对毛白杨而言, 高WUE_i的无性系, 一般具有适中或较低的G_s和C_i, 但不一定具有很高的P_n, 气孔调节使得毛白杨在不影响光合作用的同时保持较高的WUE。     

喀斯特石漠化区不同小生境常见灌木种叶片δ13C值特征

测定了喀斯特石漠化区不同小生境内5种常见灌木（鼠李、火棘、粉枝莓、竹叶椒和烟管荚蒾）的叶片δ¹³C值,探讨喀斯特石漠化对植物水分利用空间异质性的影响.结果表明： 不同小生境植物的δ¹³C均值大小顺序为：石面>石沟>石缝>土面.土面生境中多数灌木种植株叶片δ¹³C值较其他生境偏轻;灌木叶片δ¹³C值大小顺序为：烟管荚蒾＞粉枝莓＞竹叶椒＞火棘＞鼠李.各小生境内灌木叶片δ¹³C均值和主要灌木种叶片δ¹³C值均随着石漠化加深而增大,且不同小生境间差异显著.随着石漠化的加剧,喀斯特生境结构和功能受损,小生境逐渐分异,环境逐渐向着干旱化发展.     

祁连山中部优势灌木物种叶功能性状参数变化特征

植物叶功能性状是连接植物与外界环境的重要桥梁,是探索植物适应环境、进行全球气候变化研究的指标,也是生态水文模型重要的输入参数。通过高时间分辨率样品的采集结合图像处理技术,对祁连山中部优势物种金露梅(Dasiphora fruticosa)和鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)叶功能性状变化特征进行研究,结果表明：叶面积(LA)从生长初期到生长末期发生明显变化,且2020年6—7月初灌木叶面积变化最为明显;比叶面积(SLA)分别在76—157 cm²/g之间和120—217 cm²/g之间,金露梅SLA平均值(123 cm²/g)<鬼箭锦锦鸡儿SLA平均值(176 cm²/g);在生长初期金露梅的叶面积指数(LAI)明显大于鬼箭锦鸡儿,金露梅和鬼箭锦鸡儿的叶面积指数随时间的变化都符合三次函数;生物量与基径和高度的乘积呈显著性相关,最优回归模型均为幂函数;地上生物量与叶功能性状参数在不同阶段的模拟方程均不同,地上总生物量与叶生物量在生长期的最优选择模型分别呈S型函数和幂函数,金露梅的单株地...     

8种阔叶树种叶片气体交换特征和叶绿素荧光特性比较

在自然条件下,测定了8种阔叶树种叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数并对其进行比较.结果表明,8种阔叶树种紫玉兰、广玉兰、玉兰、美人梅、铁杆梅、腊梅、红碧桃和紫薇的叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（gs）、瞬时水分利用效率（WUE）和潜在水分利用效率（WUEi）的种间差异达极显著水平（p〈0.01）,指示了不同树种间的光合能力及水分利用能力差别较大.8种阔叶树种叶片的初始荧光（Fo）、可变荧光（Fv）、最大荧光（Fm）和PSⅡ电子传递量子效率（ФPSⅡ）的种间差异极为显著（p〈0.01）,PSⅡ最大光能转换效率（Fv/Fm）、可变荧光与初始荧光之比（Fv/Fo）和非光化学猝灭系数（NPQ）的种间差异也达显著水平（p〈0.05）,说明各树种叶片的PSⅡ原初光能转换效率和潜在活性、PSⅡ电子传递量子效率以及PSⅡ的潜在热耗散能力差别较大,而实际光下最大荧光（F′m）和PSⅡ光能捕获效率（F′v/F′m）的种间差异不显著.3种木兰科植物的Pn、Tr、WUE和WUEi平均值均高于3种蔷薇科植物,说明木兰科植物的光合能力较强,对吸收的光能和水分的利用较高.蔷薇科植物的Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ、F′v/F′m和光化学猝灭系数（qp）平均值均高于木兰科植物,而木兰科植物NPQ较高,表明其PSⅡ的潜在热耗散能力较强,可有效地避免过剩光能对光合机构的损伤.研究还表明3种木兰科植物和3种蔷薇科植物之间的叶绿素荧光参数差异不大,说明同一科属植物叶片的光合能力较为相近.相关分析表明,8种阔叶树种叶片的Pn与Tr、Tr与gs、Fv/Fm与Fv/Fo、ФPSⅡ与F′v/F′m、qp与NPQ均呈极显著正相关（p〈0.01）,Pn与gs呈显著正相关（p〈0.05）,而Tr、gs与WUE、WUEi,Pn与ФPSⅡ,ФPSⅡ与NPQ,F′v/F′m 与 qp、NPQ均呈极显著负相关（p〈0.01）.     

水分胁迫下天然次生灌木山桃和山杏光合气体交换特征

以半干旱黄土丘陵区3年生天然次生灌木山桃(Prunus davidiana)和山杏(Prunus sibirica)为试验材料,采用充分供水、正常供水、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫5种水分处理,比较了水分胁迫对山桃和山杏光合气体交换参数的影响.结果表明:山桃和山杏的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)在不同水分处理之间差异显著.随着水分胁迫的缓解,山桃和山杏的Pn日变化曲线逐渐从单峰型转变成不明显的双峰型;重度水分胁迫下,Pn受到明显抑制,一直维持在较低水平;Pn在轻度或中度水分胁迫下出现最大值,且山桃的日均Pn要高于山杏;Pn降低的原因上午表现为气孔限制因素,而下午则以非气孔限制因素为主.山桃和山杏的Ci日变化规律与Pn基本相反,它们的Tr日变化在轻度和中度水分胁迫下为双峰曲线,并以正常供水条件下日均Tr最大;不同程度水分胁迫下,山桃、山杏的Gs日变化表现出相似的变化规律,且气孔都出现了过早关闭的现象.适度的水分胁迫能够提高山桃、山杏的水分利用效率,同时也降低了Pn和Tr.研究发现,山桃和山杏在水分胁迫下能通过较大幅度降低蒸腾速率来提高其水分利用效率,从而增强其适应干旱环境的能力,它们在黄土丘陵区具有较广阔的发展潜力.     

秦岭太白山北坡土壤拮抗性放线菌分布及特性

以太白山北坡12个不同海拔高度的代表性土样为研究对象,采用皿内琼脂块法筛选拮抗性放线茵.结果表明:在太白山北坡不同海拔高度土壤中生存着大量拮抗性放线菌,在分离出的141株放线菌中,有82.3％的放线菌对21种靶标菌有拮抗作用.其中,海拔800～1845、3488、3655和3670 m土壤中的拮抗性放线菌分别占其总数73.7％～86.8％、81.3％、78.9％及82.3％,在海拔1200～2300及3400 m以上土壤中分离到的广谱强拮抗性放线菌占其总数的42.1％.在拮抗性放线菌中,对金黄色葡萄球菌有强拮抗性的放线菌占拮抗菌总数的24.1％,对棉花黄萎病、草莓疫霉及人参根腐病原菌等多种植物病原菌有强拮抗性的放线菌分别占拮抗菌总数的2.4％、6.9％和11.2％.土壤放线菌拮抗潜势SAAP可作为评价土壤中拮抗性放线菌资源蕴藏量的定量指标.     

祁连山典型灌丛降雨截留特征

基于2010年6月至10月的野外试验数据,研究了祁连山金露梅、高山柳、沙棘和鬼箭锦鸡儿灌丛降雨截留特征,分析了降雨量和雨强对灌丛降雨截留过程的影响。结果表明:试验期间共降雨298.6 mm,在降雨量<2.1 mm时,降雨被全部截留,实际发生穿透和茎流的降雨为283.1 mm;金露梅灌丛穿透雨量、茎流量和截留量分别为175.8 mm(62.0%)、9.5 mm(3.4%)和62.0 mm(34.6%),高山柳为179.8 mm(63.5%)、9.1 mm(3.2%)和63.5 mm(33.3%),沙棘分别为148.1mm(52.3%)、22.5mm(8.0%)和52.3 mm(39.7%),鬼箭锦鸡儿分别为170.4 mm(60.2%)、11.8 mm(4.2%)和60.2 mm(35.6%);灌丛穿透雨量、茎流量和截留量均与降雨量呈显著线性正相关(P<0.001);穿透率、茎流率和截留率与降雨量呈指数函数关系(P<0.05);平均雨强与截留率关系以指数函数拟合最好(P<0.05)。在降雨性质相同的情况下,植被形态特征是影响灌丛降雨截留的重要因素。     

长白山北坡河岸带群落植物区系分析

对吉林省二道白河河岸带植物区系的研究结果表明,河岸带植被中共有维管束植物68科169属288种,其中包括蕨类植物11科16属26种,种子植物57科153属262种．种子植物中,裸子植物3科6属9种,被子植物54科147属253种;被子植物中,双子叶植物45科118属212种,单子叶植物9科29属41种．由此可见二道白河河岸带的植物种类较为丰富．对其中被子植物分布区类型的分析表明,二道白河流域河岸带种子植物区系科、属的分布类型较为丰富,在科级水平上有6个分布类型2个变型,在属级水平上有9个分布类型7个变型．河岸带植物区系呈温带特性,各类温带分布类型117属,占河岸带种子植物153属的76．5％．二道白河流域河岸带植物区系地理联系广泛,与热带植物区系和东亚区系具有一定的联系,但与地中海植物区系的联系甚少．表明河岸带在生物多样性保护中的重要作用．     

长白山北坡天然次生林典型建群种的种群结构及动态特征

分析长白山林区典型天然次生林的建群种种群结构及动态特征,揭示关键种群的生存现状和发展趋势,以期为研究区的天然林保护与修复提供基础资料和理论依据。基于24块1 hm²的固定样地数据,通过编制种群静态生命表,拟合并绘制种群存活曲线,运用生存分析、种群数量化分析和时间序列分析,定量研究2种典型天然次生林4个建群种的种群结构与动态特征。结果显示,4个种群的存活曲线总体均趋于Deevey-Ⅱ型,但所属亚型有所区别。臭冷杉（Abies nephrolepis）种群死亡率波动较大,在不同龄级出现了多次死亡高峰;鱼鳞云杉（Picea jezoensis var. microsperma）和蒙古栎（Quercus mongolica）种群死亡率随龄级增大逐步递增;红松（Pinus koraiensis）种群在各龄级上的死亡率均较高。数量化动态分析表明,4个种群均属于增长型,增长潜力为红松 > 臭冷杉 > 鱼鳞云杉 > 蒙古栎;4个种群受外界干扰的敏感程度均较高,其中红松种群受干扰的概率最大。时间序列预测表明,臭冷杉和红松种群个体数量在未来2、4、6、8个龄级后均呈现不同幅度的增加趋势,增长势态稳定。鱼鳞云杉和蒙古栎种群在幼、中龄级表现出衰退迹象。结论表明,臭冷杉和红松种群的自然更新较好,增长潜力较大,但同时受外界干扰的敏感程度也较高。鱼鳞云杉和蒙古栎种群的自然更新不足,增长潜力小,群落存在偏离稳定状态的风险。建议严格保护臭冷杉和红松种群的生境,适度开展疏伐抚育;改善鱼鳞云杉和蒙古栎种群空间格局,及时实施人工促进天然更新,促进群落进展演替。     

对比8．1级昆仑山地震

2001年11月14日，昆仑山口西发生8．1级地震，震级与2008年5月12日汶川8．0级地震相仿．但造成的破坏以及公众影响程度远远小于汶川地震。     

秦岭太白山北坡土壤有机碳储量的海拔梯度格局

土壤碳库是陆地生态系统的重要碳库,山区大约占全球25%的陆地表面积,因此研究山区土壤有机碳储量的变化特征及其影响因素对丰富陆地生态系统土壤碳循环理论具有重要的意义。在秦岭太白山北坡上,海拔高度每隔50 m设置一个采样点,研究土壤有机碳储量的海拔梯度变化特征及其影响因素。海拔梯度对太白山北坡的SOCD影响显著,且不同土层厚度的SOCD均呈现出随着海拔梯度的增加而增加的趋势,增加幅度高达10%—88%。不同气候带上的SOCD差异显著,呈现出亚寒带(3.63 kg/m~2)大于寒温带(3.40 kg/m~2)大于温带(3.39 kg/m~2)大于暖温带(3.30 kg/m~2)的趋势。SOCD也因植被带发生显著差异,最小值出现在低山扰动带仅为2.15 kg/m~2,而最大值出现在高山草甸带高达3.63 kg/m~2,平均2.94 kg/m~2。SOCD随着土层厚度的增加呈现出减少的趋势,减少幅度为14%—70%。在太白山北坡上,随着海拔梯度的增加,土层深度从低山区的78 cm减少到中山区的33 cm和高山区的10 cm,相应的总SOCD从低山区的35.45 kg/m~2减少到中山区的28.84 kg/m~2和高山区的12.29 kg/m~2,但是对应单位土层深度上的SOCD却从低山区的0.51 kg/m~2增加到中山区的0.87 kg/m~2和高山区的1.23 kg/m~2。因此,在秦岭太白山北坡上,除了海拔梯度、气候带、植被带、土层厚度等因素以外,土层深度对土壤有机碳储量的影响不容忽视,这对准确预测该区域的土壤碳储量具有重要的理论和实际意义。     

对比8.1级昆仑山地震

2001年11月14日,昆仑山口西发生8.1级地震,震级与2008年5月12日汶川8.0级地震相仿,但造成的破坏以及公众影响程度远远小于汶川地震。昆仑山地震发生在青藏高原北部,与近东西向库赛湖断裂(昆仑山断裂)的左旋走滑运动密切相关。该次地震影响区多数是海拔4400～5000米的高原丘陵,地势总体比较平缓,植被和建筑物很少,沿着断裂带形成长达426公里稳定分布的地震破裂带,且在各类遥感影像图上都有清晰的显示。在昆仑山口附近,地表破裂带     

长白山北坡植物群落相异性及其海拔梯度变化

在长白山北坡,从海拔700～2600m,每隔100m设置一个样地。运用群落多样性指数,分析了在不同海拔,两个群落之间,不同取样面积之间的差异性。结果表明。当取样面积超过16m^2时,在不同取样面积之间,群落之间的差异性表现出相同的规律性。群落差异性指数出现在海拔700～800,1000～1100,1700～1800m,这正是不同植被类型的分界点。群落相似性指数随着取样面积的增加呈线性增加。随着海拔差的增加,群落相似性指数增加率也是不同的。     

Comparative gas exchange of four California beach taxa

Summary Laboratory gas exchange measurements were conducted on four pioneering beach species from southern California. Atriplex leucophylla (Moq.) D. Dietr., a C₄ species, had a photosynthetic temperature optimum substantially higher than leaf temperatures normally experienced on the beach during the primary growing season. The C₃ species, Cakile maritima Scop., Ambrosia chamissonis Less. and Abronia maritima Nutt. ex Wats., had photosynthetic temperature optima close to their growth temperature and higher photosynthetic rates than the C₄ species at normal field growth temperatures. Atriplex leucophylla had higher mesophyll conductances which resulted in higher water use efficiencies at all measurement temperatures. Leaf chlorophyll and protein contents were not correlated with photosynthetic rates. The possible significance of water use efficiency is discussed in relation to the characteristics of the beach habitat.