岷江上游4个栽培树种细根功能性状垂直分布的差异性

细根(直径≤2 mm)功能性状及垂直分布格局是反映植物对土壤资源吸收策略和影响森林地下生态过程的关键。本研究以岷江上游4个人工林树种连香树(Cercidiphyllum japonicum)、白桦(Betula platyphylla)、华山松(Pinus armandii)和油松(P. tabuliformis)为对象,调查不同海拔树木细根功能性状及其在不同土层间的垂直分布格局,并分析细根功能性状分布与构型之间的相关关系。结果表明:阔叶树种比针叶树种有更大的根长密度、生物量、比根长和比表面积,而直径反之; 4个树种细根集中在0～20 cm土层,根长密度和生物量在较高海拔地段均显著大于较低海拔,且均随土壤深度增加而减少,但比根长、比表面积和直径无显著的海拔差异,随土层加深也无明显的垂直变化规律;针阔树种间的细根构型差异显著,但不受海拔差异的影响,阔叶树的细根分支强度与一级根数量显著大于针叶树种;一级根数和根尖密度与比根长以及分根比与根长密度和生物量均呈显著正相关,而分叉与几个细根功能参数均呈负相关;随着土层深度增加,细根总生长量明显减少,但细根资源利用效率和策略不变; 5个细根功能性状的垂直分布格局差异明显,且受树种特性影响显著,细根分支构型对其垂直分布及资源获取策略具有显著影响。     

常绿阔叶林外生和丛枝菌根树种细根形态和构型性状对氮添加的可塑性响应

以中亚热带常绿阔叶林外生菌根树种罗浮栲和丛枝菌根树种木荷为研究对象,采用根袋法进行野外原位氮添加试验,研究了细根形态性状(比根长、比表面积、组织密度、平均根直径)和构型性状(分枝数、分枝比、根长增长速率、根尖密度、分枝密度),分析不同菌根树种细根形态和构型性状对氮沉降的响应.结果表明:随序级增加,外生和丛枝菌根树种细根...     

川中丘陵区3个树种的细根形态和功能异质性分析

以川中丘陵区柏木低效林林窗改造初期种植的银木和香椿细根为研究对象,以未改造的柏木纯林为对照,采用LI-8100土壤碳通量测量系统测定银木、香椿和柏木1~5级细根的原位呼吸速率,并探讨细根形态结构和养分元素浓度与细根呼吸的相关关系,以揭示细根结构与功能异质性。结果表明:银木、香椿和柏木细根的直径、根长、组织碳浓度均随着根序级别的增加而增加,而它们细根的比根长、组织氮浓度和比根呼吸速率均随着根序的增加而降低,树种、根序级及其交互作用对3个树种细根形态、养分浓度和比根呼吸均有显著或极显著影响。回归分析显示,3个树种比根呼吸速率均随细根直径、比根长、N浓度变化呈现出系统性的变化,三者分别能解释64.7%、87.6%和、67.6%的比根呼吸变异。可见,细根在形态和功能上存在明显的异质性,且细根的形态特征、组织化学含量和生理功能之间存在着紧密的联系,为理解植物根系结构与功能变异提供了依据。     

科尔沁沙地主要造林树种细根生物量垂直分布特征

以科尔沁沙地主要造林树种杨树、榆树、油松和樟子松细根为对象,分析各树种细根生物量的垂直分布特征,探讨其与土壤水分和有机质的关系。结果表明,科尔沁沙地主要造林树种细根生物量分布消弱系数为0.968~0.979,32 a生樟子松总细根生物量显著高于其它年龄樟子松(P0.05),而同龄级树种细根总生物量差异不显著(P0.05)。各树种细根生物量垂直分布与土壤水分的相关性大于土壤有机质(22 a生樟子松除外);10、22、42 a生樟子松及44 a生油松和35 a生榆树细根生物量与土壤水分呈显著正相关(P0.05),而32 a生樟子松和13 a生杨树细根生物量与土壤水分呈显著负相关(P0.05)。以上结果表明,科尔沁沙地主要造林树种细根生物量垂直分布较深,其与土壤水分显著相关。     

水肥耦合对欧美108杨幼林表土层细根形态及分布的影响

采用根钻法对水肥耦合条件下(地表滴灌和随水施肥)欧美108杨幼林(Populus×euramericana cv.‘Guariento’)林地0—30 cm表土层细根形态及分布进行了系统研究。田间试验设计3个灌溉水平(灌溉土壤水势起始阈值为-75、-50、-25 k Pa)和3个养分水平(施N150、300、450 g株-1a-1),组合成9个水肥耦合处理,另设1个对照处理(CK)。研究结果表明:(1)垂直方向上,10个处理下欧美108杨幼林细根生物量、表面积、体积和根长密度均随着土壤深度的增加而递减(且多数处理达到显著水平),而比根长则在低水和中水处理下表现出0—10 cm土层显著小于10—20 cm和20—30 cm土层,在高水和CK处理下各土层之间差异不显著(P0.05)。从表征细根分布特征的多数指标来看,水肥耦合没有改变欧美108杨幼林细根的垂直分布格局,其细根主要分布在0—10cm土层,该层生物量和根长密度分别是10—20 cm土层的1.25—5.05倍和1.05—2.05倍、分别是20—30 cm土层的2.8—13.06倍和1.99—4.99倍。(2)欧美108杨幼林细根生物量、根长密度、表面积和体积均表现出:低肥量下的3个滴灌水平处理均与CK无显著差异,中肥和高肥量下的6个处理均显著大于CK,尤其高水高肥处理促进细根生长的效果最显著,其3个土层细根生物量较CK分别显著提高了316%、386%和442%,根长密度较CK分别显著提高了345%、176%、132%(P0.05);各处理比根长均随着滴灌和施肥量的增加而减小。(3)同一滴灌水平下各土层细根生物量随施肥量变化的回归方程拟合具有较高R2(0.702—0.891),P0.0001,而同一施肥水平下各土层细根生物量随滴灌量变化的回归方程拟合度较低,说明欧美108杨幼林细根的趋肥性强于向水性,故在对其水肥经营管理中应该将施肥措施放在首位。     

亚热带6种树种细根序级结构和形态特征

以福建省建瓯市万木林自然保护区内占优势的6种天然林树种(沉水樟Cinnamomum micranthum,CIM;观光木Tsoongiodendron odorum Chun,TOC;浙江桂Cinnamomum chekiangense,CIC;罗浮栲Castanopsis fabri,CAF;细柄阿丁枫Altingiagracilipes,ALG;米槠Castanopsis carlesii,CAC)为研究对象,对其1—5级细根的结构,形态特征及生物量进行了分析。结果表明:沉水樟,细柄阿丁枫和米槠细根分支比表现出在1,2级(4倍以上)明显大于其它序级(3倍左右);其余3种树种则是在3,4级的细根分支比最大,其中浙江桂达到8.65倍,其它序级则大致为3倍左右。6种树种1,2级细根数量占到总数的70%—90%。6种树种细根直径,根长,组织密度随序级升高逐渐增大,比根长减小,生物量未表现出一致的变化规律,6种树种生物量主要集中在高级根部分。方差分析表明,树种对细根分支比例有显著影响(P<0.05),浙江桂和米槠细根分支水平对分支比例有极显著影响(P<0.01),其余4种树种分支水平对分支比例有显著影响(P<0.05),树种和分支水平的交互作用对6种树种细根分支比均有极显著的影响(P<0.01);树种对细根根长,直径以及生物量均有极显著影响(P<0.01),对比根长有显著影响(P<0.05),而对组织密度的影响则不显著(P>0.05);树种和序级的交互作用对细根根长,直径以及生物量均有极显著影响(P<0.01),对组织密度有显著影响(P<0.05),对比根长影响不显著(P>0.05)。序级对6种树种细根根长,直径,比根长以及生物量的影响并未达到一致,对6种树种细根组织密度有极显著影响(P<0.01)。树种间1—4级根的比根长变异主要由组织密度引起,而5级根的比根长变异则由直径引起,同时在1级根中组织密度与直径呈现出权衡的关系。6种树种细根数量,直径,根长,比根长,组织密度以及生物量与序级之间回归分析发现它们与序级之间具有指数函数,线性函数,二次函数,三次函数或者幂函数关系。     

陇中黄土高原主要造林树种细根生物量分布

以2 mm为粗、细根的划分界限,采用根钻法对黄土高原安家沟流域油松、白杨、山杏、刺槐、沙棘和柠条6个主要造林树种细根分布进行研究,并测定不同林地下土壤含水率和土壤理化性质.结果表明： 在水平方向上,油松细根生物量呈先增大后减小的二次多项式分布,其他5个树种细根生物量均呈对数分布,水平根系发达,细根主要分布在冠幅半径2~3倍的范围内,表明各植被通过水平扩展来获取更多的土壤水分.在垂直方向上,随着土层深度的增加,细根生物量均呈减小趋势.6种植被细根生物量与土壤水分、容重呈显著负相关,与有机质、全N含量呈显著正相关.     

树木位置和胸径对人工林细根水平分布的影响

通过研究福建三明莘口林场33年生格氏栲和杉木人工林细根生物量与树木位置和胸径大小的关系,探讨人工林细根水平分布特点。用土芯法(土钻内径6 .8cm,深10 0 cm)测定细根生物量,格氏栲和杉木人工林分别随机取土芯4 1个和4 0个,同时记录离取样点最近的第1棵、第2棵和第3棵树的距离和胸径。格氏栲和杉木人工林细根生物量平均值分别为3.2 6 6 t/ hm2和2 .0 4 8t/ hm2 ,变异系数分别达37.3%和4 2 .8% ,细根生物量均遵从正态分布(p<0 .0 5 )。格氏栲和杉木人工林细根生物量均与离取样点最近第1棵、第2棵树的距离有显著的负相关,且以与最近第1棵树距离的相关系数最大。格氏栲人工林细根生物量与最近第1棵树的胸径呈显著的正相关(p<0 .0 1) ,而与最近第2、第3棵树的胸径无关(p>0 .0 5 ) ;而杉木人工林细根生物量则与最近第1、第2和第3棵树的胸径均无显著相关(p>0 .0 5 )。逐步多元线性回归分析表明,离取样点最近第1棵树距离和胸径可解释格氏栲人工林细根生物量水平变异的4 1.0 % ,而离取样点最近第1、2棵树距离则可解释杉木人工林细根生物量水平变异的4 0 .6 %。由于人工林细根水平分布呈现特定模式,规则取样估计细根生物量将产生系统误差。     

武夷山不同海拔毛竹细根功能性状

细根作为植物最重要的资源获取功能器官,是影响陆地生态系统的重要组成部分。定量化毛竹的细根功能性状对于理解其生理生态特征响应及生活史策略至关重要。为揭示毛竹细根功能性状随海拔梯度的变化规律以及细根的适应策略,对武夷山不同海拔(840 m、1040 m、1240 m)毛竹细根的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量和比根长(SRL)、比根面积(SRA)等性状进行测定,分析细根性状在海拔上的差异及其异速生长关系。结果表明：(1)不同海拔毛竹细根养分性状存在显著差异。毛竹细根C含量在海拔1040 m最大。随海拔升高,细根N、P含量均呈下降趋势,细根C∶N、C∶P随着海拔的升高而增加。(2)细根的结构性状在海拔梯度上差异显著。随海拔升高,细根平均根直径(AvgDiam)、SRL及SRA均呈下降趋势,而根组织密度(RTD)呈升高趋势。(3)细根性状间存在显著的异速生长关系。细根N与P含量存在显著的等速生长关系,二者与C含量存在显著异速生长关系;SRL与SRA存在显著的等速生长关系,二者与RTD存在显著的负等速生长关系,与N含量存在显著的异速生长关系;细根AvgDiam与RTD存在显著的负异速生长关系。毛...     

亚热带6个典型树种吸收细根寿命与形态属性格局

根周转是地下生态过程的主要驱动力, 根属性指征了物种生态策略, 根寿命与属性是理解生态系统碳氮循环和群落多样性的关键。目前对亚热带常绿阔叶林根周转等生态过程的直接观测资料缺乏。该研究对中亚热带江西樟树试验林场6个树种吸收细根动态进行了2年观测, 获取了2.8万张微根管照片, 分析了吸收细根寿命年际和季节变化特征及其与根形态属性的关系。结果显示: 1)亚热带6个树种间吸收细根寿命变异为4.6倍, 变异系数可达73%。中值寿命排序为: 红豆杉(Taxus wallichiana)(426天) >复羽叶栾树( Koelreuteria bipinnata)(155天) >竹柏( Nageia nagi)(145天) >樟( Cinnamomum camphora)(126天) >东京樱花( Cerasus yedoensis)(93天) >深山含笑( Michelia maudiae)(92天); 2)树木吸收细根寿命年际、季节变异较大, 可能是适应伏秋旱、雨热不同期、年际变化大的亚热带季风气候的结果; 3)吸收细根寿命与直径呈显著正相关关系, 与比根长呈显著负相关关系, 表明根的构建成本可以在一定程度上预测寿命。这些结果为预测亚热带地下生态过程、揭示亚热带常绿阔叶林碳氮循环、物种共存机制提供依据。     

采用遥感手段估算海洋初级生产力研究进展

海洋初级生产力的精确估算对渔业资源评估与管理、海洋生态系统和全球变化等研究具有重要意义.传统的现场测量与估算方法必须依赖于随船采样数据.卫星遥感具有能够获取实时的、大尺度的、动态的海洋环境参数的优点,因此卫星遥感日益成为大尺度海洋初级生产力估算的重要手段.本文从海洋水色传感器的发展历程出发,着重归纳了以叶绿素、浮游植物碳和浮游植物吸收系数为参量的海洋初级生产力的遥感估算方法,并就这3类模型的适应性和复杂程度进行了讨论.在此基础上,进一步分析评价了全球海洋初级生产力遥感估算的研究现状.鉴于当前海洋初级生产力遥感估算研究中存在的问题,今后的研究需要在4个方面进一步加强:1)对全球海洋初级生产力估算进行分区域研究;2)加深对浮游植物吸收系数的研究;3)提高海洋遥感技术水平;4)加强实地测量技术的研究.     

黄浦江上游主要树种水源涵养林生态系统碳储量

研究林分碳储量对了解一个地区森林生态系统服务功能和碳汇林分经营具有重要意义。本研究以上海黄浦江上游水源涵养林杜英、香樟、马褂木和黄山栾树等4个主要树种为对象,构建了4个树种林木生物量方程,并对4个树种林分生物量(乔木层、凋落物层)碳储量和土壤碳储量进行了估测。结果表明,4个树种的胸径-生物量方程拟合效果较好(R2>0.9)。9年生人工林生态系统总碳储量分别为杜英117.32t·hm-2、香樟127.38t·hm-2、黄山栾树80.93t·hm-2、马褂木105.87t·hm-2。在杜英、香樟、黄山栾树和马褂木林总碳储量中,乔木层碳储量所占比例分别为35.1%、44.6%、35.2%和19.0%,凋落物层碳储量所占比例分别为1.2%、1.9%、1.2%和0.6%,土壤碳储量(0～40cm)所占比例分别为63.7%、53.5%、63.6%和80.4%。这些人工幼龄林现在处于快速生长阶段,具有较高的固碳潜力。     

Response of net primary production to land use and climate changes in the middle‐reaches of the Heihe River Basin

Net primary production (NPP) supplies matter, energy, and services to facilitate the sustainable development of human society and ecosystem. The response mechanism of NPP to land use and climate changes is essential for food security and biodiversity conservation but lacks a comprehensive understanding, especially in arid and semi‐arid regions. To this end, taking the middle‐reaches of the Heihe River Basin (MHRB) as an example, we uncovered the NPP responses to land use and climate changes by integrating multisource data (e.g., MOD17A3 NPP, land use, temperature, and precipitation) and multiple methods. The results showed that (a) land use intensity (LUI) increased, and climate warming and wetting promoted NPP. From 2000 to 2014, the LUI, temperature, and precipitation of MHRB increased by 1.46, 0.58°C, and 15.76 mm, respectively, resulting in an increase of 14.62 gC/m² in annual average NPP. (b) The conversion of low‐yield cropland to forest and grassland increased NPP. Although the widespread conversion of unused land and grassland to cropland boosted both LUI and NPP, it was not conducive to ecosystem sustainability and stability due to huge water consumption and human‐appropriated NPP. Urban sprawl occupied cropland, forest, and grassland and reduced NPP. (c) Increase in temperature and precipitation generally improved NPP. The temperature decreasing <1.2°C also promoted the NPP of hardy vegetation due to the simultaneous precipitation increase. However, warming‐induced water stress compromised the NPP in arid sparse grassland and deserts. Cropland had greater NPP and NPP increase than natural vegetation due to the irrigation, fertilizers, and other artificial inputs it received. The decrease in both temperature and precipitation generally reduced NPP, but the NPP in the well‐protection or less‐disturbance areas still increased slightly.     

岷江干旱河谷25种植物一年生植株根系功能性状及相互关系

相同条件下相同生长期的植物根系生长与适应策略及其差异性还不清楚。因此,采集岷江干旱河谷地区25种乡土植物(木本15/草本10种)的种子于2009年3月播种在同一干旱环境中,9月测定了1年生植株的最大根深(RDmax)、根幅(RW)与根生物量(RB),计算了总根长(TRL)、比根长(SRL)及细/粗根生物量比(RBf/c),分析了它们之间的关系,进行了根系功能组划分。结果表明:1)25种植物1年生植株RDmax与RW变异较小,总变异率为14.9%和20.7%;TRL和SRL变异相对较大,分别为28.5%和34.7%,草本植物SRL明显大于木本植物;RB和RBf/c种间变异较大,总变异率分别为50.1%和70.5%;2)25种植物的RDmax、RW、RB和TRL间呈显著正相关关系,表明根系较深的物种RW较大,TRL和RB也较高;SRL与RDmax呈极显著负相关关系,与RBf/c呈极显著正相关关系,表明根系垂直分布较浅的物种细根发达,SRL较大;3)主成分分析显示,25种植物可分为3个功能组:第1组具有较大RDmax、RW和RB,资源利用持续时间较长;第2组具有较大TRL、SRL和RBf/c,资源利用效率较高;第3组根系功能性状没有一致的突出特点,可能通过降低自身生理机能适应生存条件。综合分析表明,岷江干旱河谷区25种植物1年生植株根系的功能性状变异明显,可塑性大,历经长期自然选择压力而形成了不同的环境适应策略,但生长型并不必然表达出1年生植株根系功能性状的差异性。     

Length-weight relationships of four fish species from the lower reaches of the Nujiang River and its tributaries in China

As one of the largest Southeast Asian rivers, flowing through China, Myanmar, and Thailand, the Nujiang (Salween) River contains a unique and rich diversity of fish species. In the present study, we investigated the length–weight relationships (LWRs) of four fish species (Pteronemacheilus meridionalis, Devario shanensis, Exostoma gaoligongense, and Glyptothorax granosus) collected from the lower reaches of the Nujiang River and its tributaries (24.175N~25.842N, 98.861E~98.903E), including the Mengboluo, Kungong, Luomingba and Laowo rivers in southwest China. Specimens were collected by using drift gill nets (100 m length × 1.5 m depth or 3 m depth, mesh-size: 1 cm-5 cm), cast nets (6.5 m, mouth opening: 35 × 45 cm², mesh-size: 4 mm) , and an electric shocker apparatus (12 V, 200 Hz) from different regions in the Nujiang River basin in September and October 2019 and June and September 2020. Before the collected fishes were placed in formalin, standard length (SL) and net weight (W) were measured respectively to the nearest 0.1 cm and 0.1g, respectively. Based on searches of the FishBase database and other relevant scientific literature, this study provides a new record of maximum size for P. meridionalis and LWRs for the four fish species.     

基于Campbell椭球分布函数的大兴安岭地区主要树种叶倾角分布模拟

叶倾角分布(LAD)直接决定着植被冠层对辐射的截获量,同时对入射太阳辐射的大小与走向也起着决定性作用,是定量遥感中的关键参数.本研究基于Campbell椭球分布函数和迭代方法拟合大兴安岭林区主要树种的LAD,定量分析冠层叶片分层与不分层时模型的拟合情况及不同龄组对LAD的影响.结果表明： 大兴安岭地区6种主要树种的LAD均属于横椭球分布,针叶树的平均叶倾角小于阔叶树;无论对叶片分层处理与否,模型拟合叶倾角的结果与实测结果基本一致;白桦和落叶松的拟合结果与实测结果线性回归的相关系数分别是0.8268、0.8192,均方根误差分别是3.7%、4.3%,说明Campbell模型应用于森林冠层是可靠的;考虑龄组的影响时,虽然分层处理时叶倾角的分布趋势与龄组无关,但幼龄落叶松的平均叶倾角小于成熟落叶松,表明龄组对叶倾角分布取值有正向影响,而对消光系数取值有负向
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