水稻化感作用及其生理生化特性的研究

选用具有强化感作用的6个水稻品种为供体,大田稗草为受体,研究了水稻化感作用及生理生化特性,结果表明,提高水稻叶片浸提液浓度,可以相应增强对稗草生长的抑制效果,这种抑制效果与杂草的种植密度呈负相关;化感水稻叶片浸提液能显著抑制物质稗草体内超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性,从而影响其生长;苯丙氨酸氨解酶（PAL）的活性大小与酚类物质的含量吴正相关;多种酚类物质的化感作用之间可能是增效的,也可能是拮抗的。     

色季拉山林线不同生活型植物稳定碳同位素组成特征

通过测定青藏高原东南部色季拉山林线处典型冷湿气候条件下植物叶片δ13C 值,从物种、生活型(常绿乔木、常绿灌木、落叶灌木及草本)两个水平研究该地区植物的水分利用策略是否存在明显的分异,进一步验证生活型能否用来划分林线地区极端环境条件下生理学特征(碳-水平衡)类似的不同植物类群.结果表明,所测定的隶属于18科、28属的31种植物叶片的δ13C值介于-30.24‰和-25.39‰之间,平均值为-27.68‰,表明色季拉山研究区内植物的碳固定均通过C3光合作用途径实现,没在C4植物的分布.常绿灌木黄杯杜鹃与海绵杜鹃δ13C值无显著性差异(P>0.05),落叶灌木西南桦楸、山生柳以及冰川茶藨子也无显著性差异(P>0.05).相反,不同生活型植物之间叶δ13C值差异显著(P<0.01),为常绿乔木(冷杉)(-27.27‰) > 常绿灌木(-27.56‰) > 落叶灌木(-27.93‰)= 草本(-27.91‰).本研究结果表明在色齐拉山高山林线地带,尽管水分相对充足,但不同生活型植被之间存在明显不同的稳定碳同位素分馏.同一生活型的叶δ13C值无显著差异,而不同生活型植物δ13C值差异显著,说明植物水分利用策略的变化主要是由于生活型的变化引起的,即不同生活型植物的叶δ13C值可综合反映不同功能类群植物的水分利用策略变化.     

藏东南急尖长苞冷杉林林隙土壤线虫群落特征

为了解西藏东南部急尖长苞冷杉林林隙土壤线虫群落特征,对林隙、非林隙土壤0~30 cm范围内不同深度土层的线虫群落进行调查,并用线虫个体密度、生物多样性指数和营养类群指数等特征值分析了土壤线虫群落的结构及多样性特点.结果表明： 采用浅盘法分离得到土壤线虫26801 条,隶属于2纲5目40科64属;线虫个体密度平均为3552 条·100 g-1干土,表聚性极强.垫咽属、丝垫刃属为林隙土壤线虫优势属;食细菌性线虫为主要营养类群.土壤有机质的分解兼有真菌分解和细菌分解两种途径.线虫的生物多样性及丰富度与林隙面积有关.土壤线虫群落特征表明,林隙具有异于郁闭林分和林间空地的特性,在环境指示方面具有应用潜力.     

云南轿子山不同海拔急尖长苞冷杉径向生长动态及其低温阈值

环境对树木的功能和生存具有至关重要的意义, 但环境因素影响树木发育的过程仍有待探究。树木径向生长动态监测是深刻了解树木生长状况及其对气候变化响应的重要手段。该研究以云南轿子山不同海拔树线树种急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)为研究对象, 对其年内径向生长动态进行监测, 以期明晰树木径向生长各阶段起止时间的海拔差异, 分析不同海拔树木形成层活动和木质部分化对温度的响应, 辨析树木径向生长的低温阈值。结果表明: (1)海拔越高, 径向生长开始的时间越晚, 结束越早, 生长季缩短。海拔每上升100 m, 急尖长苞冷杉径向生长的开始时间推迟4.7 d, 结束时间提前7.2 d, 生长季缩短12.8 d; (2) 3个海拔急尖长苞冷杉的径向生长具有相似的低温阈值(约5 ℃), 温度控制形成层活动的开始与木质部分化的结束; (3)不同海拔急尖长苞冷杉形成层的细胞分裂活动均在温度较高时(夏至日前后)减弱。 形成层活动的结束与海拔引起的温度变化关系较弱, 光周期可能参与了形成层活动结束的调控, 以确保当年新生细胞能够在冻害来临前完成木质化。该研究结果有助于加深树木生长动态对气候变化响应机制的认识, 为更好地适应和应对气候变化提供科学依据。     

不同生态区烤烟叶片稳定碳同位素组成特征

在河南、福建和云南3个生态区大田种植烤烟K326,采集不同叶位生理成熟的烟叶,测定δ13C值、总碳、全氮及比叶重,探讨了不同生态区烟叶δ13C值组成特征。结果表明:河南烟叶δ13C值分布范围为-31.2%—-27.3‰,平均值-29.7‰;福建烟叶δ13C值分布范围为-28.6%—-24.6‰,平均值-26.3‰;云南烟叶δ13C值分布在-27.1—-24.0‰之间,平均值-25.6‰;河南烟叶全氮含量最高,其总碳、碳氮比和比叶重均显著低于其余两地;福建和云南烟叶各生理指标值较为接近;各生态区烟叶δ13C值均与全氮含量呈负相关,与碳氮比及比叶重呈正相关。河南与其余两地烤烟生理特征的差异性,以及福建与云南烤烟生理特征的相似性表明,δ13C值可能与烤烟的品质存在关联。     

典型滨岸草地生态系统碳稳定同位素组成及分布特征

通过测定上海市青浦区东风港百慕大、白花三叶草、高羊茅和白茅等4种典型滨岸草本植物各组织以及不同垂直深度土壤有机质δ¹³C值,对滨岸草地生态系统的植物-土壤碳稳定同位素特征进行了分析.结果表明: 白花三叶草、高羊茅属于C3植物,百慕大、白茅属于C4植物,其茎叶、凋落物和根系各组织间δ¹³C值无显著差异.C3和C4植物样带表层土壤有机质δ¹³C值随着土壤深度递增而呈现截然不同的变化特征,这与样带本底δ¹³C值以及碳稳定同位素分馏效应有关,同时还受植物根系分布深度的影响.植物输入是土壤有机碳(SOC)的最主要来源,植物有机体δ¹³C组成对土壤有机质δ¹³C值有直接影响,植物各组分δ¹³C值与土壤有机质δ¹³C值均存在极显著相关.4种草本植物样带SOC含量与δ¹³C值均呈极显著相关,其中,C3植物样带SOC含量与δ¹³C值呈线性负相关,C4植物样带SOC含量与δ¹³C值呈线性正相关.     

黄土地区不同覆被下土壤无机碳分布及同位素组成特征

土壤无机碳在剖面上的分布在评估区域碳库储量、陆地碳循环以及全球变化的研究中具有重要作用.本文通过测定黄土地区不同植被类型覆盖下土壤pH值、碳酸盐含量、δ13C和δ18O值,探讨了黄土地区植被类型对碳酸盐在土壤剖面中分布和同位素组成特征的影响.结果表明:各剖面碳酸盐含量为5.7％ ～ 14.1％,其均值大小为荒地＞草地＞林地;林地中,阔叶林＞灌木林＞针叶林,针叶林变化最明显;受成土母质影响,各剖面土壤pH值在7～8,呈弱碱性;土壤碳酸盐δ13C值分布为-6.2‰～-1.8‰,各剖面δ13C均值大小为荒地＞灌木林＞针叶林＞草地＞阔叶林;植被类型主要是通过向土壤输入有机质来影响土壤无机碳同位素组成;不同覆被下土壤剖面碳酸盐δ18O值差异明显,其可能受土壤物理性质如孔隙度、湿度等影响;黄土地区不同覆被下土壤无机碳含量和δ13C、δ18O值明显不同,因此,在植被演替过程中,植被类型的改变会影响到土壤无机碳库的储量和区域碳循环过程.     

岩溶区不同植被下土壤水溶解无机碳含量及其稳定碳同位素组成特征

自2010年7月至2011年7月对重庆青木关岩溶区典型植被下的土壤水进行了月动态取样,分析了土壤水溶解无机碳含量(DIC浓度)及其稳定碳同位素组成(δ13CDIC值)的时空变化特征,以揭示岩溶土壤系统碳酸盐岩溶蚀作用及其碳汇效应。研究结果表明:草地和针叶林地土壤水的DIC浓度和δ13CDIC值相对较低,分别为59.12 mg/L和-17.22‰,31.47 mg/L和-16.37‰;而旱地、灌丛地、退耕还林地土壤水具有较高的DIC浓度和δ13CDIC值,分别达153.88 mg/L和-12.2‰,221.82 mg/L和-11.9‰,97.30 mg/L和-11.23‰,其中灌丛和退耕还林地的δ13CDIC值与DIC浓度呈正比,且雨季较旱季偏高约4‰—5‰。根据δ13CDIC值,结合各植被类型下土壤水DIC浓度与其相应的土壤碳酸盐含量呈正相关,判断旱地、灌丛地、退耕还林地等岩溶土壤水中的DIC主要来自土壤中碳酸盐岩矿物的碳酸溶蚀,即岩溶土壤中存在着碳酸盐岩碳酸溶蚀作用,从而在一定程度上减少了土壤系统向大气排放的CO2量。     

模拟增温对川西亚高山林线交错带绵穗柳生长、叶物候和叶性状的影响

采用开顶式生长室(open-top chamber, OTC)模拟增温的方法,研究了模拟增温对川西亚高 山林线交错带绵穗柳生长和叶性状的影响.结果表明：与对照样地相比,OTC内日平均气温(地上12 m)在植物生长季中增加2.9 ℃,而5 cm土壤温度仅增加0.4 ℃;温度升高使绵穗柳芽开放时间明显提前、落叶时间明显推迟,叶寿命延长;OTC内绵穗柳叶面积和侧枝生长速率明显加快,比叶面积明显增加,而叶氮浓度却显著下降;OTC内绵穗柳的气孔导度、净光合速率、光呼吸速率和暗呼吸速率总体上呈增加趋势.综上所述,绵穗柳适应增温效应的能力较强,在未来气候变化背景下,其分布的海拔高度有可能上升.     

藏东南色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)林线的生态气候特征

高山林线因其对气候因子的敏感性和自身结构的不稳定性而被视为气候变化的"监视器",通过自动微气象站对藏东南色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)林线气象因子的连续监测,探讨了色季拉山高山林线的生态气候特征.结果表明:在色季拉山急尖长苞冷杉林线处,年平均温度为1.3℃,年平均相对湿度为79.4%,全年降水量为892.6 mm,主要集中在6、7、8、9月4个月份.林线最热月平均温度为9.4℃,最冷月平均温度为-6.4℃,年生物温度为3.1℃,温暖指数是11.6℃月,寒冷指数是-55.9℃月,生长季内平均温度为7.7℃,生长季长度为133d,大陆度指数为34.0,湿润指数为217.5.其温暖指数与我国两种山地森林树种祁连圆柏和喜马拉雅冷杉的分布上限较为接近.林线的最热月温度、年生物学温度和生长季平均温度与全国高山林线的平均值十分接近.从全球范围来看,色季拉山林线最热月平均温度9.4℃与全球均值10℃很接近.生长季内10cm深度的土壤均温为6.22℃,接近Krner观测的(6.7±0.8)℃全球均值.     

不同生活型绿化植物叶片碳同位素组成的季节特征

通过测定北京地区不同生活型绿化植物叶片的碳同位素组成(δ13C值),从植物种和生活型两个方面研究植物水分利用效率的自然可变性。结果表明:所测定的75种植物(隶属于35科65属)的叶片的δ13C值变幅,春季为-30.7‰--23.4‰,夏季为-31.5‰--25.1‰,秋季为-31.4‰--23.9‰;落叶灌木种间差异不显著(p=0.114),而常绿乔木(p=0.005)、落叶乔木(p0.001)、常绿灌木(p=0.022)、草本植物(p0.001)和藤本植物(p=0.001)的种间差异显著或极显著;同一生活型植物叶片的δ13C季节差异显著,春季叶片的δ13C值显著大于夏秋两季(常绿乔木除外),不同生活型植物叶片的δ13C值在春、夏、秋3个季节差异都达到了极显著水平(春季p=0.001、夏季p0.001、秋季p0.001),且叶片的δ13C值表现出乔木树种灌木树种藤本植物草本植物、常绿植物落叶植物的规律。因此,植物种和生活型均会引起植物叶片δ13C值的变化,但δ13C受生活型变化的影响较大,表明不同生活型植物的水分利用效率具有明显差异。     

核桃青皮分解对小白菜生长及生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了不同剂量核桃(Juglans regia L.)青皮在土壤中分解过程中对受体植物小白菜(Brassica rapa L.var.chinensis)幼苗生长及其生理特性的影响,探讨核桃青皮的化感作用机理。结果表明:(1)核桃青皮在施入土壤的75d内,显著抑制了小白菜地上部分生物量的积累。(2)各剂量青皮处理小白菜叶片的叶绿素含量在施入20d时均较CK降低,且随着处理时间延长总体呈减少趋势。(3)各剂量青皮处理小白菜叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性在施入20d和75d时大多比对照显著升高,且有随剂量增加而增强的趋势,但过氧化氢酶(CAT)活性则随添加量增大或处理时间延长多无显著变化。(4)小白菜叶片可溶性糖(SS)含量在施入20d时随青皮添加量的增加而增加,后期则表现为显著下降,而可溶性蛋白(SP)和脯氨酸(Pro)含量在整个处理期则呈减少趋势。研究认为,核桃青皮在土壤中分解可能对小白菜的生长和抗性生理指标产生了明显的化感作用,其化感作用强度随其分解时间延长呈先强后弱的变化趋势,且高添加量产生的效应比低添加量快而且强。     

五味子稳定碳同位素分布特征及其与环境因子的关系

利用稳定碳同位素技术分析了辽宁省五味子果实、果梗、叶片稳定碳同位素组成(δ13C)随生长时间的变化规律及果实δ13C值与环境因子之间的关系。结果表明:植物不同器官δ13C值差异显著(P0.01),表现为果实(-26.356‰)果梗(-26.620‰)叶片(-28.327‰),说明光合产物由光合作用器官到非光合作用器官存在明显的碳同位素分馏,非光合作用器官之间也存在差异。随着时间变化,五味子果实δ13C值相对稳定,果梗δ13C值降低,叶片δ13C值显著降低(P0.001)。五味子果实δ13C值随纬度的升高略有升高(R=0.101),与大气δ13C值呈弱负相关(R=-0.204)。果实δ13C值随纬度的变化为利用同位素技术进行五味子产地鉴别提供了理论依据。     

侧柏不同器官水提取物对油松种子萌发和幼苗生长的他感效应

研究了侧柏（Platycladus orientalis）根、枝、叶、果实不同浓度水提取物及枝叶挥发油对油松种子萌发和幼苗生长的他感效应。结果表明：侧柏各器官及挥发油都含有化感物质,均对油松种子萌发及幼苗生长表现出“高抑低促”效应,而且低浓度时的促进作用明显强于高浓度时的抑制作用。与对照相比,在浓度为2 mg·mL^-1时,侧柏根水提取物对油松幼苗根长和鲜重的促进能力最强,其根长和鲜重分别比对照提高了79.78%和376.60%;侧柏叶水提取物对油松幼苗苗高促进能力最强,比对照提高了102.41%;侧柏枝水提取物对油松种子发芽的促进能力最强,发芽率比对照提高了65.63%。而在浓度为30 mg·mL^-1时,除了侧柏根和枝水提取物对油松种子萌发（87.50%）和鲜重（85.11%）表现出明显的抑制作用外,其它提取物对油松幼苗根长和苗高生长的抑制作用均不明显。侧柏枝叶挥发油对油松种子萌发,幼苗生长均表现为促进作用,特别对油松种子萌发具有显著的促进作用,其促进率达70.37%。说明侧柏和油松混交,可能有利于油松树木生长及生产力的提高。     

干旱胁迫和化感作用对榄仁树幼苗生长、光合作用及生理生化的影响

该研究通过榄仁树幼苗的盆栽实验,用称重控水法设置3个水平的土壤水分含量(分别占田间持水量的75％~80％、50％~55％、30％~35％)和2个浓度水平的木麻黄凋落物浸提液,研究不同土壤干旱程度及不同浓度木麻黄凋落物浸提液对榄仁树生长、光合作用及生理生化的影响。结果表明：随着幼苗生长期的延长,土壤干旱和木麻黄凋落物浸提液对榄仁树幼苗存活率和株高增长有一定影响。60 d胁迫后显著减小了幼苗叶片数、叶面积、叶片含水量及叶片的生物量。15~60 d期间幼苗的净光合速率( Pn)、气孔导度( Ccond)、蒸腾速率( Tr)均显著减小,而幼苗叶片胞间CO2浓度( Ci)呈先减后增的变化。幼苗的水分利用率( WUE)和气孔限制值( Ls)显著增加,是导致光合作用降低的主要原因。干旱和木麻黄凋落物浸提液能显著增加榄仁树幼苗的叶片和根的细胞膜透性、Peroxidase(POD)活性及叶片Superoxide dismutase(SOD)活性。二元方差分析表明,土壤干旱和木麻黄凋落物浸提液对榄仁树的生长、光合作用及生理生化的影响有明显的交互作用且表现出一定的拮抗作用。该研究结果可为构建混交林型海防林提供参考。     

亚热带不同稻田土壤溶解性有机碳的剖面分布特征

通过选取亚热带5种不同母质发育的稻田土壤(黄泥田Ⅰ、黄泥田Ⅱ、麻砂泥、红黄泥、河沙泥),按土壤发生层次采集剖面样品,研究土壤溶解性有机碳(DOC)的剖面分布特征及其与土壤有机碳(SOC)的关系,并探讨DOC的剖面迁移规律及影响因素.结果表明:稻田土壤剖面DOC含量介于13.61 ～90.34 mg · kg-1,以耕作层(A/Aa和Ap)最高,平均达到69.40 mg·kg-1,耕作层以下相对较低.除河沙泥外,其余4种稻田土壤剖面DOC含量并未随土层深度的增加而逐渐降低,而是在渗育层(P)及以下的某些土层(如We/W2层、C层)出现DOC含量较上一层次升高的现象.这可能与稻田土壤剖面特殊的DOC淋溶和淀积、生物降解、矿物相吸附和氧化还原状况有关.DOC/SOC的比例介于0.21％～1.31％,以耕作层土壤最低,表下层土壤相对较高,反映稻田表下层土壤SOC的活性较耕作层明显增强,在人为干扰(如翻耕)下,表下层土壤SOC可能更容易损失.相关分析表明,DOC与SOC呈显著正相关,剖面SOC含量对DOC的剖面分布具有决定作用.从维持土壤质量和固碳减排的角度看,应针对不同类型稻田土壤采取不同的耕作和管理措施.     

不同供氮条件下水稻的化感抑草作用与资源竞争分析

为探讨化感水稻在不同氮素水平下的生物干扰现象,提出了一种新的测试方法———化感竞争分离法(allelopathyandcompetitionseparation basedbioassay,ACS),成功地区分了在稻/稗共生系统中水稻化感作用与资源竞争及其在不同N条件下的反应特性.结果表明,水稻PI312777具有较强的生物干扰能力.在不同N水平下,其资源竞争能力较强且表现稳定,但化感作用潜力则随供N水平的下降而明显增强.水稻Lemont不具化感作用潜力,在供N水平正常或充足条件下,其资源竞争能力减弱,但在N胁迫下却明显增强.这是在环境资源贫乏时,稻/稗共生系统中生态位竞争加剧的结果.     

北方常见绿化树种凋落物添加对城市土壤有机碳组成特征的影响

本研究将垂柳（Salix babylonica L.）、元宝枫（Acer pictum subsp. mono (Maxim.) H. Ohashi）、银杏（Ginkgo biloba L.）、龙爪槐（Sophora japonica L. var. japonica f. pendula Hort.）、油松（Pinus tabuliformis Carrière）、刺柏（Juniperus formosana Hayata）、侧柏（Platycladus orientalis (L.) Franco）和云杉（Picea asperata Mast.）等8种北方城市常见绿化树种的凋落物与延安市城区受到频繁扰动的表层土壤以2%（凋落物/干土）的比例混合,在模拟自然条件下的土壤容重和含水量的基础上进行120 d的室内培养实验,检测处理后土壤有机碳及其各组分的含量以及相应碳库指数的变化,并分析凋落物化学特性与上述指标的关系。结果显示,8种供试凋落物中,除五角枫和刺柏外的所有凋落物处理均显著提高了土壤总有机碳含量,除五角枫、银杏和刺柏外的凋落物处理显著提高了其稳定组分的含量,而所有凋落物处理普...     

不同培养温度下长期施肥水稻土的有机碳矿化特征

选择湖南省3个国家级稻田肥力变化长期定位监测点的土壤,分别在10、20和30℃进行室内恒温培养试验,研究温度和施肥对土壤有机碳矿化的影响及其与不同碳形态含量的关系.结果表明:在培养前期(0~13 d)土壤CO2产生速率较快,后期逐渐下降,其速率变化符合对数函数;升温促进了土壤有机碳矿化,各施肥处理土壤中,以秸秆还田和化肥配施有机肥处理土壤有机碳的累积矿化量较多;各施肥土壤的Q10值为1.01~1.53,与总有机碳、易氧化有机碳、胡敏酸碳和富里酸碳呈显著正相关;在10和20℃下CO2矿化量与微生物生物量呈显著的线性相关关系,而30℃下则无显著相关关系;CO2矿化量与不同碳形态含量和胡敏酸碳/富里酸碳呈显著的线性正相关;在10℃下矿化率与不同碳形态含量呈显著的线性负相关,在20和30℃下,矿化率与不同碳形态含量无明显相关关系.因此可以通过施用秸秆和有机肥增加对土壤碳的固定,减缓大气CO2浓度的升高,减少温室气体排放.     

天津沼泽湿地芦苇叶片的碳稳定同位素比值分布特征及其环境影响因素

天津芦苇(Phragmites australis)沼泽具有重要的生态功能。目前天津地区水体咸化、氮污染和水资源短缺问题严重, 显著影响了芦苇湿地的植物生理生态过程。植物稳定碳同位素组成(碳稳定同位素比值(δ¹³C))能够记录与植物生长过程相关联的环境变化信息, 反映植物对环境变化的生理生态适应特性。该研究调查了天津七里海、北大港和大黄堡湿地芦苇叶片的δ¹³C分布特征, 探讨了影响该地区叶片δ¹³C值变化的主要因素。研究表明: 1)天津芦苇湿地植物叶片δ¹³C的变化范围在-26.3‰ - -23.6 ‰之间, 平均值为-25.8‰; 2)芦苇叶片δ¹³C与底泥相对含水量呈显著负相关关系, 与底泥有效氮和全氮含量呈显著正相关关系, 而与底泥盐度和磷含量没有显著相关关系; 水分条件和底泥氮营养状况是影响叶片的δ¹³C值变化的主要因素; 3)淹水条件下, 芦苇叶片δ¹³C与叶片质量氮含量呈显著正相关关系, 与叶碳氮比呈显著负相关关系, 8月份七里海湿地干涸打破了此相关关系。当前环境压力下, 天津沼泽湿地干涸极大地改变了芦苇的氮、水平衡和植物对水、氮资源的利用策略, 而湿地干涸对该过程的影响要高于盐度和氮负荷增加。