东北地区芦苇植硅体形态的空间差异

笔者对东北地区12个样点的芦苇叶片的植硅体进行了分析,探讨了芦苇植硅体在空间上的分布规律,揭示芦苇植硅体的环境指示意义,为定量恢复古环境提供参考。实验结果表明:12个样点中芦苇植硅体基本类型相同,共有5种主要植硅体类型,即中鞍型、帽型、芦苇扇型、尖型和棒型;但芦苇植硅体的浓度随着纬度的变化而相应的发生变化。总体来说,纬度较低的样点芦苇植硅体的浓度较大,而纬度较高的样点芦苇植硅体的浓度相对较小;随着纬度的变化,芦苇的特征植硅体中鞍型的浓度也呈现波状变化,牡丹江以南的几个样点中鞍型植硅体浓度相对较大,9、10两个月牡丹江以北的几个样点中鞍型植硅体浓度迅速减少。芦苇扇型植硅体则呈现出纬度较高的样点植硅体浓度较大,纬度较低的样点植硅体浓度较小的特点,芦苇扇型植硅体的空间变化规律与扇型植硅体的不同。     

东北地区芦苇植硅体浓度的时空分异规律

芦苇是生态域极广的一种禾本科芦竹亚科植物,且其植硅体含量丰富,基于此,本文探讨了东北地区不同温度带及生长期的不同阶段芦苇植硅体浓度的变化规律,揭示芦苇植硅体的环境指示意义,从而为定量恢复古环境和探讨植硅体形成机理提供相关参考。结果表明:东北地区12个样点芦苇样品中共包含6种主要植硅体类型,其中鞍型的含量最高,是芦苇植硅体的优势类型。同时在不同温度带及生长期芦苇植硅体浓度具有明显差异。在东北地区,从温带到暖温带,芦苇植硅体和鞍型浓度均随温度升高而增多,但在不同湿度区,其随温度的变化趋势并不一致。总的来看,东北地区芦苇植硅体和鞍型浓度与温度的关系密切,可指示环境温度的变化,但其在一定程度上也受湿度的影响。在6—10月,芦苇植硅体和鞍型浓度均在其生长初期较多,而在9、10月相对较少,并推测植物植硅体浓度的变化规律可能与植物生长本身对硅的需求规律相一致。该结果有助于理解植硅体的形成机理,从而促进植硅体分析在古环境研究中的应用。     

玉米生长周期内植硅体的变化研究

植物不同组织部位的植硅体形态、组合研究有助于准确鉴定考古地层植硅体来源植物的具体种类以及组织部位;生长周期内植硅体形态、组合变化研究有利于探讨植硅体的形成机制,认识植硅体形态组合变化与环境因子之间的关系,科学解释土壤及沉积物植硅体古植被、古环境信息。玉米变种亚航0919在生长的初期,尤其是前3片真叶,含比重较高的3片以上的多铃型植硅体;随着玉米生长天数增加及生长温度的升高,第4—5片真叶3片以上多铃型植硅体消失,哑铃型植硅体含量逐渐增加,尖型及棒型植硅体含量有所降低,叶片哑铃型植硅体长度(L)及宽度(W)有增加的趋势;相同生长阶段,叶片与叶脉植硅体组合及大小显著不同,叶脉相对叶片含较低比重的哑铃型植硅体、较高比重的十字型和椭圆-哑铃型植硅体,叶脉中哑铃型植硅体小于叶片中的。玉米叶片植硅体形态、组合在生长季节内的变化主要与植物的成熟阶段及生长环境温度的变化有关,其植硅体形态、大小和组合,尤其是哑铃型植硅体大小能够响应温度变化。     

浙江青浜岛现代植物群落和表土植硅体研究及环境意义

在植物分类基础上全面调查了浙江舟山青浜岛分布的植物群落类型,获得8个群丛类型,对青浜岛25种现代植物植硅体进行提取,共鉴定出17种形态类型。帽型、齿型、哑铃型、鞍型和扇型主要见于禾本科植物;蕨类主要产波状棒型和三棱柱型;木本主要产纺锤型和多边形板状型,这表明不同分类位置的植物产生不同的植硅体形态及组合。对横跨整个青浜岛东南—西北坡向的8个群丛样方进行表土植硅体提取分析,共获得14种植硅体形态类型,研究结果显示表土植硅体贡献主要来自禾本科、蕨类、阔叶类和裸子类植物。随着岛屿山体海拔的增加(海拔20—90m),示冷型和示干旱型植硅体增加,青浜岛局部生境(自东南向西北翻过山顶)气候变化表现为温暖湿润—温凉偏干—温暖湿润。表土植硅体组合灵敏地响应了海拔改变而引起的局地植被和环境的变化,是重建第四纪环境变化的可靠代用指标。     

水稻和旱稻植硅体形态的对比研究

我国南方丘陵山地地区的原始稻种种类是"旱稻"还是"水稻",一直备受争议。水稻和旱稻是亚洲栽培稻(Oryza sativa)的不同生态型,如何区分史前遗址中两者遗存是解决该争议的关键。植硅体分析方法可有效区分野生稻和栽培稻,在研究水稻驯化过程中取得了重要研究进展,因此旱稻植硅体形态大小和组合变化与水稻可能存在差异。本文对水稻与旱稻的植硅体形态进行统计和对比分析,结果显示虽然两种水稻型所含植硅体形态相似,但旱稻哑铃型和刺棒型植硅体百分含量高于水稻,水稻扇型植硅体百分含量较高,且水稻扇型、哑铃型植硅体个体更大。以上这些差异可能与不同生态型水稻的生长环境、耕作及管理方式、泡状细胞发育程度等因素相关。哑铃型、双斧型、刺棒型的百分含量差异或可作为判别水稻和旱稻的指标,在判别南方丘陵山地史前稻作方式中拥有较大潜力。     

长白山北坡垂直植被带木本植物的植硅体形态特征及其环境意义

长白山垂直分布的植被是温带到寒带植被的组合,能够很好地反映温度变化趋势,研究其植物的植硅体对于了解长白山气候变迁有重要意义.作者选择长白山9科14属木本植物的叶子,采用湿式灰化法对其进行植硅体分析,计算了不同形态植硅体的百分含量,同时测量了长度和宽度.研究表明:长白山北坡垂直植被带中典型木本植物的叶子具有8种植硅体类型:表面有突起、皱纹的椭圆形、卵形;具有螺旋纹的纺锤状以及导管形、弓形、鸟嘴状、扁棒型、石块状、松树皮状、不确定型.在14种木本植物叶子中都出现了扁棒型植硅体,其含量随海拔升高逐渐增加,说明在长白山区扁棒型植硅体是示冷型植硅体.阔叶类木本植物叶子中,具有螺旋纹的纺锤体及导管形、弓形植硅体占优势;裸子植物叶子中松树皮状、石块状植硅体,其含量随海拔升高逐渐递减,说明松树皮状和石块状植硅体是示暖型植硅体.     

安徽禹会村遗址双墩文化时期农业发展的植硅体证据

本文利用植硅体分析方法,对安徽蚌埠禹会村遗址双墩文化时期44份土壤样品开展植物考古研究,重点关注典型农作物植硅体类型及其形态特征,以及敏感型与固定型植硅体组合特征等。结果显示,禹会村遗址大部分样品中皆发现有水稻特征型植硅体,并未发现粟、黍等旱地作物遗存;水稻扇型及双峰型植硅体形态特征分析显示,水稻遗存为驯化程度较高的粳型稻。以上研究结果表明,该遗址双墩文化时期的农业结构延续了顺山集文化时期以来种植粳型稻为主的传统。此外,通过水稻植硅体高密度样品中敏感型与固定型植硅体含量比值为0.7±0.2推测,该遗址水稻栽培环境属于“高地势-雨水供给”或“低地势-雨水供给”类型。本文研究结果为探讨淮河中游地区新石器时代农业发展、水稻栽培与驯化以及人类适应策略等问题提供了重要科学依据。     

盐碱胁迫下羊草植硅体的形态变化

对6个不同盐碱度梯度环境的羊草(Leymus chinensis)群落中生长状况良好的羊草进行人工筛选, 选取其中长势相近、叶片大小一致的羊草叶片, 用湿式灰化法提取植硅体并对其进行分类和命名, 共统计植硅体3387粒, 鉴定出植硅体类型10类, 分别是平顶帽型、尖顶帽型、刺帽型、光滑棒型、刺棒型、似牛角棒型、尖型、板型、蜂窝状和其他类型。随着盐碱浓度的增加, 帽型、棒型、尖型、板型和蜂窝型都有不同程度的变化。帽型植硅体的百分含量都有不同程度的增加, 6组样品中同种形态植硅体的大小有一定差别, 植硅体的大小随着盐碱度的升高呈现出不同程度的变化, 总体上有增大的趋势。     

松嫩草原典型群落植硅体固碳与植硅体类型关系研究

探讨植硅体固碳能力与植硅体形态间关系,可以更精确估算群落植硅体固碳量,同时为植硅体固碳机制解释提供依据。本文在松嫩草原选取28个群落样方进行研究,按优势植物分为禾本科、莎草科、菊科三种群落类型,采用植硅体碳含量来指示植硅体自身的固碳潜力,植硅体碳占干物质含量指示群落长时间固碳能力(以下简称群落固碳能力),植硅体百分含量与固碳有关指标间的相关性来指示不同植硅体类型的固碳贡献量。研究发现:与非短细胞植硅体相比,短细胞植硅体的百分含量与植硅体碳含量、植硅体碳占干物质含量间的相关性更显著,因而其对植硅体固碳的贡献相对更大。究其原因,本文认为这可能主要与松嫩草原的短细胞植硅体的产量大以及短细胞植硅体的形成过程有关。     

中国-中新世湖泊的古生态:根据山旺盆地植硅体的初步解释

山东山旺中新世山旺组湖相沉积中富含保存精美的古生物化石。对于湖相沉积中的昆虫、植物和哺乳动物化石,前人已经做了大量的研究工作。其中植物大化石和孢粉的研究结果表明,中新世山旺组在沉积期间,山旺湖周围的植被处于湿润的暖温带到亚热带的古生态环境下。哺乳动物蝙蝠和貘化石的研究结果也支持这个结论。然而,迄今为止,还没有关于草本植物的种类组成及含量的研究报道。本文首次对山旺组样品中的植硅体进行了研究,为山旺中新世植被的研究提供了新的证据。对从6块山旺组样品中分析出的植硅体进行研究的结果表明,山旺中新世植硅体组合含有丰富的保存极好的草本植物植硅体,代表森林成分的双子叶植物植硅体,以及偶尔出现的棕榈科植硅体。草本植物的植硅体主要来自于C_3/C_4禾本科的PACCAD类群和早熟禾亚科的植物,少数可能来自于在林下封闭生活环境中生长的草本植物。山旺中新世植硅体组合显示,在湖边森林生活环境下,伴生大量的适合沼生到中生环境的草本植物,在较干旱的地区生长着早熟禾(和PACCAD)的草本植物。本文的研究结果进一步支持山旺中新世气候比现在更加湿润而且变动较小的观点。山旺中新世植硅体组合与土耳其和北美大平原中新世湖相沉积中的植硅体组合不同,后者的植硅体组合主要是由多种C_3早熟禾亚科草本和不同种类的PACCAD类群草本植物组成。今后的研究工作将进一步揭示这种差异是否反映了草本植物群落在大尺度的生物地理上的差异,或者是由于地区性的局部气候不同所导致。     

小叶章种群高度的季节动态

探讨了三江平原以小叶章为优势种的典型草旬、沼泽化草甸、沼泽３个植被类型中小叶章种群高度的变化规律。结果表明,在３个类型中,种群高度的季节动态均呈单峰型,极大值均出现在７月末,分别为１１２．６７ｃｍ、１０１．６１ｃｍ、８３．８８ｃｍ。ＨＡＧＲ的季节动态在７月末之前〉０,之后〈０;典型草甸和沼泽化草甸的极大值出现在６月末至７月中旬,沼泽则出现在６月中旬至６月末;极小值典型草甸出现在８月末至９月中旬,而     

江苏海岸带滨海盐土植被和沙生植被生物量和能量研究

在滩涂生态演替序列中,自海向陆随着土壤和植被的演替,初级生产者的生物量及其固定的能量同步增长。滩涂主要陆生盐生植被和盐沼生植被的初级生产均始于3月;初级生产力和光能利用率峰值,大穗结缕草群落出现在5月,盐蒿群落出现在7月,白茅群落、芦苇群落和糙叶苔群落出现在6月;生物量峰值出现在9月或10月。     

芦苇和香蒲地上部N和P积累动态及适宜收获时期分析

通过野外采样和室内分析相结合的方法,对5月至11月芦苇〔Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.〕和香蒲(Typha orientalis Presl)地上部生物量以及N和P的含量和积累量的动态变化进行了分析,并对生物量、N和P含量及N和P积累量间的相关性进行了研究;在此基础上,确定芦苇和香蒲的适宜收获时期。结果表明:在整个生长过程中,芦苇和香蒲地上部生物量随生长时间延长呈典型的单峰型曲线,最高值分别出现在9月份和10月份,且芦苇地上部生物量极显著高于香蒲(P<0.01)。芦苇和香蒲地上部N含量呈先升高后降低的趋势、P含量呈逐渐降低的趋势,香蒲地上部N和P含量均极显著高于芦苇地上部。芦苇地上部N和P积累量在8月份达到最高,香蒲地上部N和P积累量在9月份达到最高。芦苇和香蒲地上部C/N、C/P和N/P比在不同月份差异较大,C/N和N/P比呈波动趋势,C/P比则总体呈逐渐升高的趋势。总体来看,芦苇和香蒲的生长在生长初期和中期受N限制、在生长末期受P限制。相关性分析结果表明:芦苇和香蒲地上部的N含量与P含量、N积累量与P积累量间均呈极显著正相关;N和P积累量与其生物量呈显著正相关(P<0.05),但与N和P含量的相关性不显著(P>0.05)。综合分析结果表明:芦苇和香蒲的适宜收获时期分别为8月份和9月份。     

Descriptive phenology and seasonality of a Canadian brown-water stream

A phenological-type synthesis was attempted for 10 years of limnological data of a brown-water stream of Alberta, Canada. The objectives were to predict the normal occurrence of seasonal events in the stream and to formulate indices upon which to base general stream management strategies. The stream supports a diverse chironomid fauna (109 species); and four taxa, chironomids, ostracods and the ephemeropteransLeptophlebia cupida andBaetis tricaudatus, account for 61% of the total yearly fauna by numbers. There are two obvious major seasons: a 7 month ice-free season (ca 15 April–15 November) and a 5 month winter season. Based on numerical classification of physical and chemical parameters, the ice-free season is separated into spring (April and May), summer (June, July and August) and autumn (September and October) seasons; and these four seasons can serve as the basis for describing biological seasonality. There are few detectable periodic events during the long, 5-month winter season: flow and water temperature are relatively constant and at minimum values. There are no reproductive periods for species studied; no new generations appear; drift densities are at minimum values; and for most taxa, little growth takes place in winter. Some of the important phenological events of the three ice-free seasons include: (1) a total emergence, hence reproductive, period of 6 months (April–September) for aquatic insects studied, with the largest number of taxa reproducing in late June and early July; (2) a 31/2 month period (late April–early August) when water temperatures are on the rise (log phase of total degree days curve), with maximum rate increase in May, maximum rate decrease in October, and maximum water temperature values in early August; (3) a completely green (trees and marsh grasses) watershed of less than 2 months (late June–early August); (4) a leaf-drop period of 11/2 months (September–mid October), with maximum litter-fall rate in early September; (5) maximum discharge in April; (6) minimum standing crop by numbers in April and maximum numbers in September; (7) maximum daily drift and drift densities (all taxa) in August; (8) maximum impounding effect of beaver dams in September; (9) maximum aquatic macrophyte standing crop in September; and (10) maximum ‘potential’ food resources (detritus of aquatic macrophyte and terrestrial leaf origin) in mid October.     

扎龙芦苇湿地生长季的甲烷排放通量

为研究高寒地区天然淡水芦苇湿地的甲烷排放特征,采用静态箱-气相色谱法,测定了扎龙不同水位芦苇湿地生长季的甲烷排放通量.结果表明:观测期内,扎龙芦苇湿地甲烷排放通量平均为7.67 mg·m^-2·h^-1（-21.18～46.15 mg·m^-2·h^-1）,其中深水区(平均水深100 cm)和浅水区(平均水深25 cm)的平均甲烷排放通量分别为5.81和9.52 mg·m^-2·h^-1,排放峰值分别出现在8月和7月,最低值均出现在10月.深水区夏季(6-7月)的甲烷排放通量显著低于浅水区,而春(5月)、秋(8-10月)季节显著高于浅水区.生长季甲烷排放通量的变化为夏季>秋季>春季;昼夜排放量为12:00和14:00最高,0:00最低.温度和水位是高寒地区淡水芦苇湿地甲烷排放通量变化的主要影响因子.     

未来气候变化对黄土高原黑河流域水资源的影响

气候变化对黄土高原的水资源有重要影响,对其影响进行评估可以为区域发展提供重要的决策依据.基于分布式水文模型SWAT和4种全球环流模式的各3种排放情景,评估了2010～2039年黄土高塬沟壑区黑河流域水资源对气候变化的潜在响应.结果表明,黑河流域2010～2039年的年均降水变化-2.3%～7.8%,年均最高和最低温度分别升高0.7～2.2 ℃和1.2～2.8 ℃,年均径流量变化-19.8%～37.0%,1.2 m剖面年均土壤水分含量变化-5.5%～17.2%,年均蒸散量普遍增长0.1%～5.9%;水文气象变量变化趋势复杂,但T检验表明年降水、径流、土壤水分和蒸散增长的概率较大.对于季节变化,降水可能在12～7月份和9月份增长,8月份和10～11月份减少;径流在4～7月份和9～10月份增加,11～3月份和8月份减少;土壤水分在各月都增长;蒸散11～6月份普遍增长,7～10月份减少的可能性较大.未来气候将发生显著变化并对水资源有重要影响,需采取必要的措施来减缓其不利影响.     

Seasonal changes in redox properties of peat, nutrition and phenology of Menyanthes trifoliata L. in a floating peat mat in Mizorogaike Pond, central Japan

Seasonal changes in leaf population per area, nutrient absorption rate and elemental concentration of Menyanthes trifoliata L. were studied in a floating peat mat in Mizorogaike Pond, central Japan, with reference to the peat redox potential. Leaf population of M. trifoliata showed a rapid increase in May, reached the maximum in June, and then decreased to 12% of the maximum density in July. The foliage density of M. trifoliata again increased and reached its second maximum in September, and then it decreased to zero in December. The decrease of the foliage density from June to July corresponded to the minimum of redox potential (Eh) of the surface peat. Low Eh in the rhizosphere of M. trifoliata relates to the temporary disappearance of the foliage of the plant from June to July. Nutrient concentration (K, Mg, Ca, Fe) in M. trifoliata roots showed minimum in June to August. The nutrient absorption rate of M. trifoliata evaluated from the rubidium absorption rate of excised root of M. trifoliata showed a minimum value in June and July. Peat redox properties would affect the nutrient absorption activity of the roots and the consequent foliage phenology of M. trifoliata in Mizorogaike Pond.     

阿尔泰山萨彦岭4种优势树种径向生长对气候因子的响应

气候变化深刻地影响森林树木的生长,而树种对气候变化敏感度的差异可能影响了气候变化下的森林生态系统响应。因此,研究优势树种间生长对气候变化的敏感度差异,对正确认识气候变化下林分生长动态及分布格局十分重要。基于树木年代学的方法,研究了阿尔泰山萨彦岭西伯利亚落叶松（Larix sibirica）、西伯利亚红松（Pinus sibirica）、西伯利亚冷杉（Abies sibirica）以及西伯利亚云杉（Picea obovata）4种优势树种的径向生长-气候关系。结果显示：（1）西伯利亚冷杉径向生长与上一年10-11月、当年1-9月的干旱指数、2-4月的降水显著正相关,与1月的平均温和最高温呈显著负相关关系,与当年4、6月份的水汽压正相关;（2）西伯利亚落叶松径向生长与上一年8月和当年8月的平均温、最高温以及当年8月的最低温显著负相关,而与当年6月的最低温则正相关,与8月份的水汽压显著负相关;（3）西伯利亚红松径向生长与3月降水、7月最低温、上一年10月的水汽压显著正相关;（4）西伯利亚云杉径向生长与6月平均温、最高温、水汽压正相关,与上一年10-11月、当年2-4月和9月的干旱指数正相关,同时与3、4月的降水量显著正相关。西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉、西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松、西伯利亚云杉和西伯利亚红松对于特定气候因子表现出相似的响应结果,与年表间相关性的结果一致。但差异也是明显的,西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉对区域水分变化敏感,而西伯利亚落叶松和西伯利亚红松主要对区域温度变化敏感。综上所述,气候变化下,该区域优势树种对气候变化响应的差异可能导致区域林分动态和格局的改变,因此,多树种径向生长-气候关系研究有助于正确反映森林动态。研究结果可以为区域森林管理与生态保护工作提供理论依据。     

Sap Flow of Populus euphratica in a Desert Riparian Forest in an Extreme Arid Region During the Growing Season

In the present study, the heat pulse technique was applied to investigate the stem sap flow of Populus euphratica in a desert riparian forest in an extreme arid region from April to October 2003 and from May to October 2004. The experimental sites were in Qidaoqiao （101 °10′ E, 41°59′ N） and Bayantaolai farm （101°14′ E, 42°01′ N） in Ejina county, in the low reaches of the Heihe River, China. The results indicated that the diurnal change in the velocity of sap flow showed minor fluctuations. At night, the rising of sap flow could be observed in the main tree species because of root pressure. During the growing season, the maximum average velocity was observed in July, followed by August, and the same velocity was observed in September and May; the minimum velocity was observed in October. The transpiration from June to August during the growing season accounted for approximately 70% of the annual total transpiration. The sap flow velocity of P. euphratica trees of different ages could be arranged in the order： 15 yr 〉 25 yr 〉 50 yr. Sap flow velocity was closely related to changes in micrometeorological factors, with average sap flow velocity showing a significant linear correlation with net radiation, air temperature and relative humidity.