陇东旱塬苹果根系分布规律及生理特性对地表覆盖的响应

为探明陇东旱塬区不同覆盖物对苹果园土壤理化性状、根系分布及根系生理活性的影响,以14年生苹果树为试材,采用土壤剖面分层取样法,调查根系空间分布,并对根系生物量、根长、表面积等进行分析,测定根系活力、抗氧化酶类、活性氧代谢等相关生理指标,同时测定不同深度土层土壤容重、孔隙度等.结果表明: 覆草可有效增大土壤含水量、孔隙度、有机质含量,增幅分别为2.7%～11.6%、3.2%～27.7%、5.1%～36.0%,但土壤容重降低,为清耕(CK)的88.7%～96.4%.CK根系主要分布在距树干30～120 cm范围内的0～60 cm深土层中;覆草、覆膜处理主要分布在距树干0～150 cm、0～60 cm水平范围内的0～100 cm深土层中,以20～40 cm根系最为密集;覆膜处理细根总量仅为CK的96.4%,根系水平分布范围较CK有所减小,0～60 cm内细根占根系总量的51.6%.不同覆盖处理显著增强0～80 cm土层根系活力及抗氧化酶活性,其中覆草处理根系活力为CK的111.3%～136.7%.综合分析根系生长分布与生理活性、土壤理化性状等,认为覆草处理是陇东旱塬区苹果园较为适宜的地表覆盖方式.     

黄土高原退耕草地植被根系动态分布特征

采用土钻法研究了黄土高原不同退耕年限和天然草地植被根系的垂直分布特征.结果表明,样地上不同采样点间的根系分布不存在显著差异,根系指标的合并计算结果可以代表立地上植被根系的分布特征.植被根系生物量、根系长度等指标的垂直分布特征均表现出随着深度增加而减少的趋势;随着退耕年限的增加,植被根系的生物量、根系长度等指标逐渐增加,一般在退耕年限超过20年后,植被根系的分布特征接近天然草地的根系分布特征.随着退耕年限的增加,根系消失系数从0.98逐渐降低到0.96,说明植被在深层土壤中的相对含量逐渐减少,根系逐渐集中在0～40cm的表层土壤中.退耕植被根系分布特征的改善提高了土壤理化性质,有利于新物种入侵和植被演替进行.     

模拟氮沉降对中亚热带杉木幼树根系生物量的影响

植物根系是全球陆地生态系统碳储量的重要组成部分,在全球生态系统碳循环中起着重要作用,日益加剧的氮沉降会影响根系生物量在空间和不同径级的分配,进而影响森林生态系统的生产力和土壤养分循环。以杉木幼树为研究对象,通过野外氮沉降模拟实验,研究氮沉降四年后对不同土层、不同径级根系生物量的影响。结果发现：（1）低氮和高氮处理总细根生物量较对照均无显著差异（P > 0.05）,高氮处理粗根生物量及总根系生物量较对照分别增加45%和40%（P < 0.05）;（2）与对照相比,施氮处理显著增加20-40 cm与40-60 cm土层细根和粗根生物量,且在低氮处理下,20-40 cm土层细根、粗根在总土层细根与粗根生物量的占比显著提高。（3）与对照相比,高氮处理显著增加了2-5 mm、5-10 mm及10-20 mm径级的根系生物量,低氮处理显著增加2-5 mm、5-10 mm径级根系生物量,且显著降低20-50 mm径级根系生物量。综上所述表明：氮沉降后杉木幼树通过增加较粗径级根系来增加对养分及水分的输送,同时通过增加深层根系生物量及其比例的策略来维持杉木幼树的快速生长;而根系生物量的增加,在一定程度上会增加根系碳源的输入,影响土壤碳循环过程。     

喀斯特峰丛洼地不同植被恢复阶段细根生物量、形态特征及其影响因素

以喀斯特峰丛洼地不同植被恢复阶段的草丛、灌丛、次生林和原生林为研究对象,采用土芯法,分0~10、10~20、20~30 cm等3层获取群落活细根(直径≤2 mm),分析其生物量、形态特征及其与土壤性状的关系.结果表明:各恢复阶段细根生物量为194.63~255.19g·m^-2,集中分布在0~10 cm表层土壤中,占0~30 cm土层总生物量60%以上,不同恢复阶段群落生物量的差异不显著;细根比根长和比表面积在不同恢复阶段差异显著,随着植被由草丛向原生林正向恢复而逐渐降低;超过66%的根长和64%的根面积分布在0~10 cm表层土壤中,多数细根根长和根面积均在0~0.5 mm和0.5~1 mm径级,这两级根长和根面积占其总量的87%和72%以上.冗余分析表明,喀斯特峰丛洼地植物群落细根特征与土壤性状之间存在着不同的相关性,其中土壤有机碳、速效钾和全氮对细根特征影响较大.这是植物长期适应生境条件形成的有效策略.     

三峡库区马尾松根系生物量的空间分布

以三峡库区主要植被马尾松人工林为研究对象,用内径为10 cm的根钻,分别在马尾松中龄林、近熟林和成熟林内,据树干0.5、1.0、1.5 m和2.0 m处设置取样点,各样点按0-10、10-20、20-30、30-40、40-60 cm将土壤分为5个垂直层次,对马尾松根系的空间分布格局进行调查。结果表明:(1)三峡库区马尾松总根系生物量(0-10 mm)为中龄林(4.72 t/hm²)显著高于成熟林(2.94 t/hm²)和近熟林(2.40 t/hm²)(P<0.05)。细根(0-2 mm)生物量随年龄增加而递减,差异不显著(P>0.05);(2)马尾松3个林龄中根系生物量表现出一定的水平分布特征,但具体趋势表现各异,细根生物量最大值均出现在距离样木1.0 m处;(3)细根主要分布在土壤上层,其中47.53%-71.73%的活细根集中在0-20 cm土壤深度内,且随土层的加深,其生物量明显减少。粗根(2-10 mm)则主要分布于20-60 cm土层范围内;(4)根系直径越小,受环境变化越明显。马尾松细根生物量分布主要受土壤深度的影响,树龄和不同水平距离对细根分布格局影响不显著(P>0.05),各因素对粗根生物量的影响均未达到显著水平(P>0.05)。     

大气增温对杉木幼树根系生物量的影响

为揭示亚热带杉木人工林地下生物量对全球变暖的响应,本研究以杉木幼树为研究对象,在福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站利用开顶式(OTC)大气增温模拟气候变暖,研究增温对杉木幼树根系生物量的空间分布和不同径级分配的影响。结果表明：增温处理后总根系生物量、总细根生物量及总粗根生物量较对照均无显著差异;与对照相比,增温处理显著降低20～50 cm土层的细根生物量占比与0～10 cm土层的粗根生物量占比,但显著提高20～50 cm土层的粗根生物量占比;其余土层细根生物量和粗根生物量较对照均无显著差异;与对照相比,增温处理后0～2、2～5、5～10、10～20和>20 mm径级根系生物量均无显著变化。因此,增温处理下杉木幼树通过降低表层粗根生物量的占比,提高深层粗根生物量的占比以固定和支撑杉木生长,同时通过降低深层细根生物量的占比来维持表层细根生物量以保证水分和养分的吸收;大气增温影响根系生物量的垂直分布和不同径级的分配,在一定程度上影响地下碳分配,可能导致碳循环过程发生改变。     

绿竹根系分布及生物力学性质

为探讨绿竹根系固土力学机制,研究了绿竹根系在土壤中的垂直分布状况,以及绿竹单根抗拉强度和林地土壤抗剪切强度.结果表明:绿竹根系干质量、长度、表面积和体积均随土层深度增加而减小,0~40 cm土层集中了90%以上的根系.径级D≤1 mm根系占全部根系长度的比例最大,为79.6%,占全部根系体积的比例最小,为8.2%;而D≥2 mm根系则相反,D=1~2 mm根系居于二者中间.12%含水率和饱和含水率下,绿竹根系最大抗拉力与直径呈幂函数正相关,而根系抗拉强度与直径呈幂函数负相关;不同径级根系的抗拉强度存在显著差异,D≤1 mm根系抗拉强度最大,而D≥2 mm最小.12%含水率下根系抗拉强度显著高于饱和含水率下根系抗拉强度,含水率对根系抗拉强度的影响随根系径级增大而减小.绿竹林地土壤抗剪切强度和裸地土壤抗剪切强度均随土壤深度增加而增大.绿竹林地土壤抗剪切强度与根系含量呈线性正相关,且显著大于裸地土壤抗剪切强度,其增加值与根系含量呈指数正相关,而与土壤深度关系不大.     

沿海防护林四个树种根系分布对盐胁迫的响应

研究盐分胁迫下植物根系的分布及生长特性对沿海防护林树种的筛选具有重要意义。以8年生女贞(Ligustrum lucidum)、洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)、木麻黄(Casuarina equiestifolia)和墨西哥落羽杉(Taxodium mucronatum)等4个亚热带沿海防护林树种为对象,对其根系生长特性与土壤盐度关系、根系生物量分配格局、功能根的分布特征以及根系的比根长和根长密度进行了比较。结果表明:1)土壤盐分对植物根系垂直生长与分布具有强烈的制约作用,根系的水平伸展能力与树种根系垂直生长呈负相关;2)不同树种适应盐分胁迫能力不同,导致各自功能根的生物量分配格局差异;3)根径级越小,其吸收水分和营养物质的能力越强;根径级越大,固定和支持植株的能力越强;4)墨西哥落羽杉盐分阈值0.45%,根系垂直分布在0～95cm的土层中,具有良好的抗台风和耐盐土能力;木麻黄和洋白蜡2个树种的主根系长度分别为25cm和29cm,支撑根的比例分别为87.2%和56.3%,因此也具有一定的抗台风能力,可以栽植在盐度0.36%的沿海滩涂上;女贞盐分阈值0.21%,垂直根系为20cm,支撑根比例51.0%,不适合栽植于高盐分的台风分布地理区域。     

黄土丘陵区退耕地先锋群落演替过程中细根特征的变化

采用空间序列取代时间序列的方法,对退耕时间分别为2、4、6和8年的退耕地群落细根特征进行了分析,以探讨退耕地植被演替过程中细根特征在土壤剖面上的变化及其在演替过程中的作用.结果表明:(1)群落细根根长密度和根面积密度随植被演替显著增加;比根长、比根面积和地下/地上生物量也有增加趋势;细根平均直径随植被演替波动,但有减少趋势;(2)在土壤剖面上根长密度、根面积密度和根系生物量均随土壤深度的增加而降低.其中超过63%的根长、61%的根面积和72%的生物量分布在0～20 cm的表层土壤中;(3)根径级统计表明,多数细根直径在0～0.5和0.5～1.0 mm之间,这两级细根长度占细根总长度的80%以上;(4)逐步回归分析表明,植被演替过程中细根特征的变化主要与土壤有效氮(第2年)、有效磷(第2～8年)和土壤水分(第8年)的含量有关,且随着植被演替,2～6年退耕地中细根特征与土壤资源正相关,而第8年中二者呈负相关.这可能与植物生长对资源的需求与土壤提供资源的能力之间的平衡有关.研究表明,退耕地植被演替过程对土壤资源有一定影响,尤其是土壤水分含量显著减少;而土壤水分等土壤资源的变化又对群落产生影响,导致茵陈蒿先锋群落向地带性长芒草群落演替.     

陕西榆林春玉米高产田土壤理化性状及根系分布

调查分析了陕西榆林2块19500 kg·hm^-2以上超高产春玉米田的产量构成、干物质分配和0～100 cm土层根系分布及土壤理化性状指标.结果表明：其种植密度为105000～123000株·hm^-2、成穗率97.7%～102.2%、千粒重320 g以上,果穗干物质积累量占整株干物质积累量的60.2%～65.5%.0～100 cm土壤平均容重为1.28～1.33 g·cm^-3,层间（每层20 cm）土壤容重、孔隙度和田间持水量均呈“M”型变化.玉米根系主要分布在0～60 cm,0～20 cm土层根系量占根系总量的64.8%～72.1%,20～60 cm土层根系量占根系总量的23.30%～28.17%.根系分布与土壤理化性状关系密切,0～20 cm土层玉米的根系量与土壤有机质、全氮和全磷含量呈显著正相关,20～60 cm土层根系量与土壤容重和田间持水量显著相关.因此,选择通透性和保水保肥能力良好的土壤,实行宽窄行双株密植栽培是获得玉米高产的关键.     

水标本中脊髓灰质炎病毒三种浓缩方法的比较及改进方法的建立

本文用三种浓缩方法对人工污染标本进行了病毒回收率的比较试验,三种方法结果基本相同(47—49％)。在被检脊髓灰质炎Ⅰ型病毒蒸馏水标本中加1％NaCl可提高滤膜法对水中病毒的回收率;在含脊髓灰质炎病毒的河水、污水标本中加1％NaCl及AlCl_3(河水为0.0005mol/L、污水为0.001mol/L),离心沉淀过程中,我们惊奇地发现病毒全在沉渣中,结果表明用该方法病毒回收率竟提高了一倍(92—99％)。     

内陆河干旱区生态需水分析

根据水分驱动生态演变模型 ,以水分运动和补给条件 ,研究了内陆河平原生态系统的需水结构。生态需水分为过渡带生态需水 ,绿洲生态需水 ;绿洲生态需水又进一步分为天然绿洲生态需水和人工绿洲生态需水。通过流域水分平衡和地面观测资料确定了生态圈层结构的水分需求 ,以及降水与径流对水分需求的补给比例。生态需水的分析计算 ,类似于供需平衡分析。从植物生理角度分析生态需水 ,得到天然植被的总腾发量 Et,作为植被生态需水总量。各典型天然植被的 Et通过实验资料获得。将植被和水面的总生态需水量扣除有效降水补充的部分 ,即为径流性生态需水量 GE。另一方面 ,以流域为单元进行降水和径流统一考虑的水分综合平衡 ,进行生态可利用水量分析。得到生态系统可能实际利用的径流性水资源量 GR。　　将生态需水量 GE与生态系统可能实际利用的水资源量 GR进行平衡分析 ,计算实际生态耗水 ,并分析盐碱地无效耗水。根据 2 0 2 0年生态状态情景分析 ,作出了 2 0 2 0年生态需水与生态系统结构演变的预测     

The dielectric method of investigating bound water in biological material: An appraisal of the technique

Three independent dielectric methods for the measurement of water of hydration (bound water) in a biological material are described and discussed comparatively. For well-defined aqueous solutions of biological molecules, hydration can be obtained from direct observations made on the δ dispersion or from measurement of the dielectric values of the β dispersion. For whole tissue, however, neither of these two methods is applicable, and to deduce the hydration, it is necessary to use the third technique in which the volume of the hydrated biological particle is obtained by measuring the effect of it on the known dielectric properties of pure water. The hydration can then be calculated by deducting the volume of the anhydrous particle from the experimentally determined volume of the hydrated particle. Owing to possible systemmatic errors the uncertainty in the absolute hydration value associated with this technique is rather larger than that obtained with the other two dielectric methods. For studying the differences between hydration in similar tissues, however, this objection disappears.     

Recent human-induced invasions of fresh waters by saltwater animals?

In a review Lee and Bell (1999) state that recent invasions of fresh waters by saltwater species in many cases have been made possible by human activities. A considerable number of their examples are based on impoundments of brackish estuaries in the Netherlands. I show that they have wrongly interpreted the original literature and missed important publications. Lee & Bell (1999) define freshwater invaders as salt- or brackish-water populations that gain the ability to complete their entire life cycle in fresh water. I suggest that at least in the Dutch cases the species involved already possessed that ability before they developed new populations in freshwater lakes. Moreover, these lakes are still slightly brackish.     

晋西北黄土区人工林土壤水分动态的定量研究

本文根据１９８８－１９９０年在定位观测资料,对晋西北黄土丘陵区河北杨林、刺槐林和柠条藻木林的土壤水分动态规律进行了定量分析。依次就水分分布分层、水分剖面特征、水分季节动态、水分循环模式与水分循环水分等问题进行了探讨。本文采用的新的分析途径和方法将有助于对黄土区不同植被类型土壤水分生态研究的进一步深化。     

柠条抗旱的生理生态与土壤水分关系的研究

采用LI－1600气孔计和压力室测试了风沙土上生长的柠条的SPAC系统的水分关系和P－V水分特征曲线,结果表明：当沙土含水率（W）的水分特征曲线的回归方程为：ψs=-40．32196×0．427905W,沙土平均含水率大于45％,柠条固沙林生长正常,叶水势高。沙土含水率小于4．5％时,柠条生长速度显著下降,柠条清晨叶水势（ψm）与沙土含水率（W）的回归方程为：ψm=－0．35926·e6．31144／W,风沙土上生长的柠条的“经济水阈”大约在4．5％左右,“生命水阈”大约在3．5％左右。     

Relationships between plant and soil water status in vine (Vitis vinifera L.)

Soil water status and its effect on plant water status are commonly evaluated for water stress diagnosis in annual crops. We investigated the application of this method to vineyards, using the fraction of transpirable soil water (FTSW) to characterise the soil water deficit experienced by the plant. The stability of the relationship between FTSW and predawn leaf water potential (Ψp) was analysed over two years (2000–2001), in two contrasted soils in vineyards in south eastern France, both planted with the cultivar Syrah, but grafted on different rootstocks (SO4 and 140Ru). FTSW was determined from soil moisture measurements performed with a neutron probe down to 2.5 m, under the rows and between the rows (3 replicates in each case). Vertical and horizontal variations in soil water content were analysed and the upper and lower limits of total vine’s transpirable soil water (TTSW) were calculated for each soil. The lower limit was also compared with the value of soil moisture content determined at −1.5 MPa in the laboratory. FTSW could be calculated for the soil depth analysed, without distinguishing horizontal position (row or inter-row). The lower limit of TTSW for vine was higher than the soil water content at −1.5 MPa, except in the upper horizons (0–0.2 m) which are prone to soil evaporation. A single relationship between Ψp and FTSW was obtained for the two vineyards and for the two years of measurement. This relationship was similar to that established by Lebon et al. (2003) on Gewürztraminer/SO4 in a vineyard in northern France. FTSW can therefore be used as an indicator of the water deficit experienced in vineyards, provided that TTSW is correctly estimated.     

一株紫色非硫光合细菌净化养殖水体初步研究

选取从杭州养鱼塘水样中分离得到的1株紫色非硫光合细菌菌株HZ-1,利用它的纯培养物处理养殖水体,测定COD去除率和亚硝态氮降解率。结果表明,菌株HZ-1可以有效地分解水体中的污染物,去除水体中的COD,对养鱼塘水去除率达到20.99%;对养虾池水去除率达到了36.09%;菌株HZ-1可以有效地降低水体的亚硝态氮,对养鱼塘水亚硝态氮的降解率为41.18%,具有较好净化效果。     

稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析

稳定氢氧同位素技术被广泛运用于生态系统、特别是干旱区生态系统中植物水分来源的研究,其理论假设为"水分被植物根系吸收并向木质部运输过程中不发生氢氧同位素分馏"。生态系统中不同水源的氢氧同位素组成普遍存在显著差异,为从水源混合体中区分出各水源的贡献率提供了前提条件。但在实际应用过程中,诸多因素导致稳定氢氧同位素技术定量植物水分来源的结果具有不确定性。综合已有研究并加以分析,举证说明植物吸收水分相对于水源同位素变化的滞后性、水源同位素的季节性变化、蒸发作用和水源之间的混合作用对水源同位素的影响等导致植物水分来源定量结果不确定性的几个因素,以期为今后稳定氢氧同位素技术在植物水分来源领域的应用提供参考。