丛枝菌根真菌与高羊茅协同修复镉污染土壤

本研究采用温室盆栽试验,利用丛枝菌根（AM）真菌摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae进行接种试验,研究了在Cd胁迫下（0、5、15和30mg/kg）接种AM真菌对高羊茅Festuca elata ‘Crossfire II’的生物量、防御酶活性、磷和镉（Cd）含量的影响。结果表明,随着Cd浓度的增加,高羊茅的菌根侵染率和菌根相对依赖性有所增加。接种AM真菌改善了磷从植株根系向地上部的转运,有助于植株在地上部积累更多的磷。此外,AM真菌和Cd胁迫对高羊茅植株抗氧化酶活性都有显著影响,在镉胁迫下,与未接种植株相比,接种AM真菌显著提高了植株的过氧化氢酶活性,而显著降低了植株的丙二醛含量。与未接种植株相比,接种摩西管柄囊霉显著提高了寄主植物对Cd的富集能力,有利于重金属在根部的积累,同时降低了地上部的Cd含量。本研究表明,高羊茅-丛枝菌根共生体在Cd污染土壤的修复中具有潜在应用价值。     

公路绿化植物油松(Pinus tabulaeformis)和小叶杨(Populus simonii)对重金属元素的吸收与积累

对内蒙古西部公路绿化植物油松（Pinus tabulaeformis）、小叶杨（Populus simonii）及其根际土壤中重金属元素（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr）和类金属元素（As和Se）含量以及根际土壤重金属（Cu、Zn、Pb、Ni和Cr）形态、土壤pH值进行了测定。对比分析了公路沿线不同绿化植物及其不同器官对重金属元素的吸收与积累特征。结果表明：绿化植物根际土壤对重金属元素的吸附及污染程度以Cd为最高。随原子序数的递增,小叶杨和油松两种植物的根部和茎叶两种营养器官中重金属的含量均表现出“N”字形变动趋势。而且重金属元素在不同植物不同器官中的含量具有Zn〉Cu〉Ni,Cr,As,Pb〉Cd〉Hg的基本规律。小叶杨茎叶对重金属元素Cr、Ni和Pb的富集能力较根部为强,油松茎叶对重金属元素Cr、Ni、Cu和Pb的富集能力较根部为强。绿化植物根际土壤重金属元素有效态占总量百分比的大小序列为Zn〉Pb〉Ni、Cr〉Cu,与重金属元素在不同植物不同器官中的含量大小序列Zn〉Cu〉Ni、Cr、As、Pb〉Cd〉Hg并非趋于一致。公路绿化植物对根际土壤中重金属元素的吸收和积累与重金属元素有效态所占的比例有关。     

美味牛肝菌菌塘中菌根促生菌的筛选与鉴定

为了获得黑松Pinus thunbergii-美味牛肝菌Boletus edulis（Be）菌塘中的菌根促生菌（mycorrhiza helper bacteria,MHB）,为美味牛肝菌的人工培育提供理论基础,通过比较野生牛肝菌菌塘细菌胞外代谢产物对菌丝生长的促进作用以及细菌+Be真菌双接处理黑松幼苗对其苗高、地径、茎根比、干重、根侵染率的影响,筛选出菌根促生菌。结果表明,菌株B2和K2代谢产物可以显著促进Be菌丝生长,盆栽实验结果表明双接种Be+B2、Be+K2的黑松苗,苗高分别增长了17.71%和16.82%,地径增长了41.65%和35.63%,干重提高了44.71%和48.78%,根侵染率提高了23.20%和21.50%,茎根比下降了46.41%和35.40%。可见菌株B2和K2是黑松-美味牛肝菌的菌根促生菌。通过细菌的形态、生化特性、16S rDNA序列测定,菌株B2和K2均鉴定为蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus。蜡样芽孢杆菌有望进一步开发为美味牛肝菌的菌塘生物肥料。     

蚯蚓-菌根在植物修复镉污染土壤中的作用

以灰化土(Aquods)为供试土壤,分别加入4个浓度的Cd2 (0,5,10,20mg/kg)模拟土壤污染,设置每钵接种8条蚯蚓(Pheretimasp.)、接种菌根(InoculumEndorize-Mix2)和同时接种蚯蚓和菌根的处理,以不加蚯蚓和菌根为对照,并种植黑麦草(Loliummultiflorum),研究蚯蚓菌根相互作用对Cd污染土壤中黑麦草生长及土壤中Cd生物有效性的影响。结果表明菌根浸染率不受添加Cd浓度的影响,平均浸染率为22%,加入蚯蚓能使菌根的侵染率提高9%。在Cd污染土壤上,引进蚯蚓显著增加了黑麦草地上部的生物量,接种菌根对黑麦草地上部分产量没有明显影响,同时接种蚯蚓和菌根与只接种蚯蚓相比没有显著差异。蚯蚓活动显著提高了土壤中CaCl2-Cd的含量,而菌根只在低浓度Cd处理上增加了土壤中CaCl2-Cd含量,二者对H2O-Cd、DTPA-Cd均无显著影响,蚯蚓和菌根对增加土壤有效态Cd含量不存在协同作用。蚯蚓活动促进了黑麦草对Cd的吸收,但吸收的Cd积累于黑麦草根部。接种菌根不仅能促进黑麦草对Cd的吸收,而且还能促进Cd从植物的根部向地上部分转移,由于接种蚯蚓可以提高菌根的浸染率,所以二者具有促进Cd向地上部转移的协同作用。这对于重金属污染土壤的植物修复具有十分重要的意义。     

AM真菌与镉互作影响桑生长和无机元素吸收转运

为评价Cd胁迫下接种AM真菌(AMF)对减轻桑树Cd毒害及Cd迁移规律的影响,采用了分室培养法开展试验。在菌根室种植无菌桑苗并接种AMF(Gigaspora rosea),菌丝室设置兼菌丝收集器功能的Cd陷阱。陷阱中的Cd处理浓度为0、5、20、40mg/kg,菌根室每室种植3株桑苗,6个重复,对照不接种AMF。培养60d后检测桑苗的菌根侵染率、不同部位的生长量、AMF菌丝生物量、4种矿质营养元素组分及Cd在AMF菌丝体和桑株中的定位及转运情况。结果表明:在0–40mg/kg的Cd处理下,不接种AMF处理的对照桑,其菌根侵染率、AMF菌丝生物量以及镉含量都为0。接种AMF处理中,当Cd<5mg/kg时,桑苗菌根侵染率、AMF菌丝生物量、桑苗鲜生物量、枝叶中N、K、Ca、Mg以及根系N、K、Ca矿质元素的积累都有促进作用,在5mg/kg时促生效果最佳;当Cd>5mg/kg时,随着Cd浓度的升高,桑苗菌根侵染率、AMF菌丝生物量、桑苗鲜生物量、枝叶中N、K、Ca、Mg以及根系N、K、Ca矿质元素的积累都受到渐强的抑制;陷阱中Cd浓度高低与根系中Mg元素的吸收量之间显著负相关;接种AMF可以显著提高桑株生物量和矿质营养的积累;Cd主要集中在桑苗的根部,Cd处理浓度与AMF菌丝体中以及桑株中的Cd含量均显著正相关;Cd在菌根桑苗中的迁移率(<9%)和不同部位(根-茎、根-叶)的转移系数(<0.1)都极其低。结果证明:Cd胁迫对桑苗的菌根侵染率、营养生长、AMF菌丝生长和矿质吸收(除Mg外)都存在低促高抑的剂量效应;AMF对Cd胁迫有一定的抗性,接种AMF显著促进植物的生长以及矿质营养元素的吸收和转运;重金属Cd在菌根桑中的分布、迁移是不均匀的,具有一定的独特性。     

红花尔基樟子松优良抗旱菌树组合的筛选

为筛选红花尔基樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）优良抗旱菌树组合,采用樟子松林下5个优势外生菌根真菌菌株为接种体,分别对5个月龄樟子松实生苗进行人工接种,接种8个月后观察菌根侵染情况及菌根形态,并在非干旱胁迫和干旱胁迫条件下测定不同菌树组合的生长和生理生化指标。结果表明：5个乡土菌种均能成功侵染樟子松并形成典型的外生菌根;干旱胁迫下,菌根化樟子松的各项生长指标均显著高于对照（P<0.05）,且接种粘盖牛肝菌（Suillus bovinus）具有最高的菌根侵染率、苗高、地上及地下生物量和根茎比;外生菌根共生体可通过提高植物SOD活性与POD活性,同时降低MDA含量来提高樟子松对干旱的耐受力;干旱胁迫下,所有接种处理苗木的萎蔫时间较对照处理均推迟,推迟时间最长的是粘盖牛肝菌接种处理,较对照推迟96.3 h;另外,接种处理均能显著延长宿主临界致死时间,尤其是接种粘盖牛肝菌可延长113.8 h。因此,可以认为粘盖牛肝菌与樟子松是一个较为理想的抗旱菌树组合。     

粘盖牛肝菌不同菌株对Zn2+、Cd2+的吸附及其对油松Zn2+、Cd2+的耐受性

为了探讨同一菌根真菌不同菌株对重金属的耐受性,选用采集于内蒙古阴山山脉不同地区的粘盖牛肝菌(Suillus bovinus)的不同菌株进行研究。首先,在不同浓度Zn^2 、Cd^2 液体培养基中培养菌丝体,以了解各菌株菌丝体对重金属的耐受性及吸附能力,采用烘干法和原予吸收法分别测定菌丝体的生物量和菌丝体、培养液中Zn^2 、Cd^2 含量,结果表明：劈柴沟粘盖牛肝菌在Zn^2 、Cd^2 胁迫条件下,生物量、吸附能力约为其余各菌株的1．5～2倍。其次,为了探明油松(Pinus tabulaeformis)形成菌根后对Zn^2 、Cd^2 胁迫的耐受性及其耐受机理,采用一次性定量浇灌不同浓度Zn^2 、Cd^2 溶液的方法,测定了菌根化油松苗地上、地下生物量及Zn^2 、Cd^2 含量的分配,结果表明：菌根形成后能显著促进油松的生长及对Zn^2 、Cd^2 胁迫的耐受性,并且菌根能够帮助油松吸收基质中大量的Zn^2 、Cd^2 ,根中重金属的含量是茎叶中的2～3倍以上,非菌根苗在重金属浓度稍高(Zn^2 400mg／kg;Cd^2 40mg／kg)时就会死亡。经方差分析及多重比较证实,劈柴沟粘盖牛肝菌对Zn^2 、Cd^2 的耐受性及对油松的促生效果与其它各菌株存在显著的差异,这可能是它通过把吸收的Zn^2 、Cd^2 最大限度地输送到根中的同时,也输送到了茎叶中,使重金属在体内得到一定程度的稀释,使自身免受毒害。     

外生菌根真菌通过调节离子平衡提高蒙古栎耐盐性

为探究盐胁迫对蒙古栎生长的影响以及外生菌根真菌(ECMF)对蒙古栎离子平衡的调节作用,对蒙古栎幼苗接种4种ECMF(铆钉菇、褐环乳牛肝菌、厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌)后,以1年生非菌根化与菌根化幼苗为试验材料,进行36 d的NaCl胁迫(0、100、200、300 mmol·L^-1)处理,分析幼苗的菌根特征、生长量、叶伤害症状、叶片电解质渗透率及含水量、根茎叶离子含量的变化特征。结果表明: 4种ECMF均能与蒙古栎建立共生体系,菌根化幼苗的根系较非菌根化幼苗粗壮。盐胁迫下,蒙古栎幼苗的生长受到抑制并出现焦叶症状,其叶片质膜损伤和失水程度随盐胁迫浓度升高而加重。低盐胁迫时(100 mmol·L^-1),蒙古栎优先将Na⁺积累在根和茎中,中高浓度盐胁迫下(200～300 mmol·L^-1),根成为积累Na⁺的首要器官。ECMF通过增加根部的Na⁺水平和减少茎、叶的Na⁺积累,加强对K⁺和Ca²⁺的吸收以提高K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺,进而调节蒙古栎的离子平衡。4种ECMF对蒙古栎盐毒害的缓解作用存在差异,铆钉菇作用效果最好,褐环乳牛肝菌次之,厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌的作用相对较小。     

污染条件下VAM玉米元素积累和分布与根际重金属形态变化的关系

为了了解重金属Cu、Zn、Pb、Cd在土壤－根际－植物系统中的行为,揭示VAM植物减弱土壤中过量重金属对植物生理毒的抗性机理,采用原子吸收光谱测定Cu、Zn、Pb、Cd在污灌土壤中生长的VA菌根玉米和无菌根玉米中的积累和分布,并用连接形态分析技术分析了菌根际中Cu、Zn、Pb、Cd的形态分布和变化趋势,结果表明,Cu、Zn、Pb、Cd在菌根玉米中的积累量比非攻根中积累量分别减少10％、18％和29％,Cd积累量没有改变,生长7周后,菌根玉米是非菌根玉米生物量的1．5倍,与对照土壤相比,根际中除Cu交换态显著增加外,Zn、Pb、Cd各形态相对改变量显著大于非菌根,且菌根根际上中Cu、Zn、Pb有机结合态增加量显著大于非根际土,说明菌根际金属向稳定状态转移的程度显著大于非菌根际,同时,讨论了根际金属形态对金属有效性的影响,及其与菌根植物金属抗性机理的关系。     

早期真菌与本土和外来松的菌根合成

为探讨早期真菌与本土和外来松树的共生特性,选用3种早期外生菌根真菌(环褐乳牛肝菌Suillus luteus、虎皮乳牛肝菌S. phylopictus和酒红蜡蘑Laccaria vinaceoavellanea)接种2种本地松(云南松Pinus yunnanensis、华山松P. armandii)和2种外来松(P. greggii、P. maximartinensis),并对接种后的侵染率、菌根特征和松苗株高等进行测量和分析,结果显示：6个月后,2种乳牛肝菌与4种松均能形成菌根,华山松与2种乳牛肝菌的亲和性最好,酒红蜡蘑仅能与2种外来松P. greggii和P. maximartinensis形成菌根,且菌根合成成功率仅为14.3%。此次合成的10种菌根组合均为首次报道,其中同一种真菌与不同松形成的菌根在形态和解剖特征上较为接近。3种真菌对宿主生长的促进作用因树种而异,整体上外来松苗的生长速率要快于本土松苗;华山松苗虽然菌根感染率最高,但生长效应却均不明显。研究认为：孢子接种对乳牛肝菌、蜡蘑等早期真菌的菌根合成研究是一种经济有效的手段;外生菌根真菌可能对外来树种具有更为重要的作用,与本土树种相比,外来树种与外生菌根真菌在能否形成菌根、菌根形成时间以及对宿主的生长效应等方面存在差异,需要开展进一步深入的相关研究。     

不同生态型东南景天对土壤中Cd的生长反应及吸收积累的差异性

 采用盆栽方法研究了两种生态型东南景天(Sedum alfredii)对土壤中不同含量Cd(即对照, 12.5, 25, 50, 100, 200, 300, 400 mg&;#8226;kg^－1)的生 长反应、吸收和积累Cd的差异性。结果表明,土壤添加重金属Cd后,矿山生态型东南景天生长正常,地上部和根系Cd含量随着土壤中Cd含量的 增加而增加,在400 mg&;#8226;kg^－1 Cd处理下含量分别高达2 900和500 mg&;#8226;kg^－1,其地上部显著大于根部;然而,土壤添加Cd后,非矿山生态型东 南景天的生长受到抑制,地上部和根部的生物量显著降低。当土壤Cd含量为50～100 mg&;#8226;kg^－1 时,非矿山生态型东南景天的地上部和根系Cd含 量随着土壤中Cd含量的增加而增加,而且根系Cd含量则大于地上部。当土壤Cd≤50 mg&;#8226;kg^－1时,矿山生态型东南景天根系Cd含量比非矿山生态 型高 ,但当土壤Cd≥100 mg&;#8226;kg^－1,两者之间无显著差异;然而,但在同一Cd处理水平下,矿山生态型东南景天地上部Cd含量总是高于非矿山 生态型。这些结果表明,矿山生态型东南景天有很强的忍耐和吸收土壤Cd的能力,再次证明其为一种Cd超积累植物。     

天山云杉针叶水提取物自毒效应及自毒物质的分离鉴定

天山云杉(Picea schrenkiana)是亚洲中部山地的特有物种, 在中国仅见于新疆, 主要分布在天山南北坡和昆仑山西部北坡, 对天山山地的水源涵养、水土保持和林业生产具有不可或缺的重要性。云杉天然林自然更新不良或障碍和生产力下降等问题的出现已成为长期困惑林业工作者的一大难题。该文从植物间的化感与自毒作用研究着手, 分析云杉针叶水提液的乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物对自身种子萌发和幼苗生长影响实验。以种子发芽率、发芽势和发芽指数作为种子萌发参数, 以胚根、胚芽长度和实生苗干湿重的变化作为幼苗生长参数。研究结果表明: 种子萌发实验中乙醚萃取物具有最强的抑制效应(IC₅₀ = 5.84 mg·ml^-1), 而正丁醇萃取物的抑制效应最弱(IC₅₀> 10.00 mg·ml^-1); 幼苗生长实验中, 1.25 mg·ml^-1乙醚萃取物对幼苗生长具有显著抑制作用(p<0.05), 1.25 mg·ml^-1正丁醇萃取物能够促进其幼苗生长, 大于2.5 mg·ml^-1的正丁醇萃取物对幼苗生长具有显著抑制效应(p<0.05)。采用GC-MS-MS和NMR技术分析3种有机萃取物的化学组成, 鉴定并定量分析出了包括酚酸、长链脂肪酸、单宁酸和吲哚类物质在内的17种化合物。乙醚萃取物中存在的2-keto-4a-methyl-8-methoxy-2, 3, 4, 4a, 5, 6, 11, 12-ocahydrochrysene (在该文中, 将其命名为云杉酮)为一新的化感物质。该研究证明了天山云杉针叶中存在的化感与自毒物质是导致其种群天然更新障碍的一个最主要原因, 同时揭示了自毒作用发生的化学物质基础。     

高寒草甸土地退化及其恢复重建对植被碳、氮含量的影响

以青海省达日县高寒草甸原生高寒嵩草(Kobresia)草甸封育系统为对照,研究了土地退化对植被生产力的影响,检验了不同人工重建措施(两个人工种植处理:混播(HB)、翻耕单播(DBF)和1个退化草地封育自然恢复处理(NR)及1个退化草地自然状态(SDL))对植被生产力的相对影响程度。结果表明,原生植被封育处理(YF)地上总生物量为265.1 g·m^-2,混播(HB)和翻耕单播(DBF)处理中地上总生物量分别为原生植被封育处理的116%和68%。退化草地封育自然恢复处理(NR)和重度退化自然状态下地上总生物量分别为原生植被封育的76%和53%。YF处理根系生物量远大于其它处理。原生植被封育系统中植被地上部分碳储量为 110.14 g·m^-2,地下根系(0~30 cm)碳储量为2 957 g·m^-2,植被总碳储量为 3 067.14 g·m^-2;重度退化草地系统中植被地上部分碳储量为 57.07 g·m^-2,地下根系(0~30 cm)碳储量为 357 g·m^-2,植被总碳储量为 414.07 g·m^-2。由此可见,高寒草甸严重退化后,通过植物组织流失的碳达到2 653.35 g·m^-2,即86.5%的碳损失;原生植被封育系统植被总氮储量为 56.85 g·m^-2,而重度退化草地植被总氮储量为 18.02 g·m^-2,高寒草甸严重退化使植物组织68.30%氮损失。与重度退化地相比,由于恢复重建措施增加了植物的生物量输入和群落组成,除翻耕单播处理外,其它恢复重建措施均能恢复系统植被的碳氮储量。这些恢复重建措施将会逐步改善土壤的物理和化学特性,最终使这些生态系统逐步由碳源向碳汇方向的转变成为可能。     

热冲击和加氯后亚热带海区浮游植物细胞数量的动态变化

 近年来, 随着电厂在河口和港湾等生态脆弱区和敏感区的急剧增多, 电厂冷却系统热冲击和加氯对浮游生物造成的伤害已成为沿海地区非常严峻的生态安全问题。为探明冷却系统升温和加氯联合作用对亚热带海区浮游植物的影响程度, 针对滨海电厂的实际运作情况, 在室内对采自浙江省乐清湾海域的四季浮游植物进行了不同水平的热冲击和加氯胁迫, 并观察了这些浮游植物细胞数量在15 d内的动态变化。结果表明, 热冲击、加氯和季节均显著影响浮游植物细胞数量的恢复(p＜0.001), 其中, 加氯的影响最大, 季节次之, 热冲击影响最小, 但热冲击增强了氯对浮游植物的毒性。自然水温越高、升温幅度越大, 细胞数量恢复越慢。春、秋、冬季自然水温较低时, 升温4～12 ℃后, 细胞数量仅需1～6 d即可恢复到对照组水平; 夏季自然水温较高, 升温4～8 ℃后, 细胞数量需4～9 d恢复到对照组水平, 但升温12 ℃后, 细胞数量在15 d内未能恢复到对照组水平。加氯浓度越高, 细胞数量恢复越慢。加氯1.0～1.8 mg&#8226;L^&#8722;1后, 浮游植物生长虽受影响, 但大多能在15 d内恢复; 而加氯5.6 mg&#8226;L^&#8722;1后, 其生长受到完全抑制, 细胞数量在15 d内未恢复到对照组水平。     

准噶尔荒漠早春短命植物的光合特性及生物量分配特点

准噶尔荒漠分布的早春短命植物不仅具有十分独特的生物学特点,而且在荒漠植物群落演替、物种多样性维持及土壤改良与防治水土流失等方面具有重要的生态学价值。该文运用Li-6400开放式气体交换光合作用测定系统,对分布于准噶尔荒漠的16种早春短命植物生长盛期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)等特征进行了测定,并对其中7种植物与生长相关的生物量分配特征进行了分析。结果表明:1)16种植物的最大P_n、 最大T_r及WUE分别为8.07~35.96 μmol CO₂·m^-2·s^-1、3.16~29.64 mmol H₂O·m^-2·s^-1、0.54~4.26 μmol CO₂·mmol^-1H₂O;种间最大P_n与最大气孔导度(Stomatal conductance, G_s)之间存在正相关关系,其相关系数为0.77(p<0.05),线性回归斜率为26.36 μmol·mmol^-1;从光合速率对胞间CO₂浓度及光量子通量密度的响应曲线来看,这类植物的表观CO₂补偿点均在4~5 Pa之间(28~30 ℃),表观羧化效率为0.64~1.86 μmol CO₂·m^-2·s^-1·Pa^-1,表观量子效率为0.05~0.06。2)从生物量分配来看,所测植物的个体生物量为0.05~0.39 g;单株总叶面积为 3.24~51.40 cm²;单位叶面积干重为0.40~0.77 g·m^-2,根在总生物量中所占比例为5.72%~19.43%,单株叶面积比在2.92~9.00 m²·kg^-1之间。种间根所占生物量的比与对应的WUE之间的比较分析结果表明,二者之间存在显著的正相关关系,其相关系数r为0.93(p<0.01)。这些结果表明,所观测的早春短命植物具有典型的C₃植物特征,相比其它类型的荒漠植物具有较高的单位叶面积P_n、高T_r及低WUE,并且在生长发育过程中表现出很低的根/地上生物量比、较高的叶面积比和单位叶面积干重,说明它们具有相对高的生长速率,这与其生长发育节律相一致,反映了它们与准噶尔荒漠环境相适应的特点。     

考考赖沟流域植被生产力模拟

 该文应用气象数据、土壤物理属性实测数据、土壤水分分布式动态模型和植被表面净辐射模型的模拟结果,利用多元线性回归分析方法,建立 了植被净第一性生产力模型,实现了鄂尔多斯高原东部砂质荒漠化地区考考赖沟流域尺度上30 m×30 m空间分辨率的植被生产力精确模拟,并 且用植被生产力的野外实测数据对模拟结果进行了验证表明: 实测值与模拟值在固定沙丘、半固定沙丘和样线2上都达到0.05显著性相关水平; 不同位置的实测植被生 产力数据多分布在1∶1直线附近,模拟值与实测值吻合较好;植被生产力实测值与模拟值的相对误差范围为3.22%～ 6.27%,偏斜度范围在-12.84%～4.43%。该文的研究方法可以为流域尺度上植被生产力的精确模拟提供借鉴和参考。     

塔克拉玛干沙漠腹地梭梭幼苗根系分布特征对不同灌溉量的响应

在塔克拉玛干沙漠腹地,采用分层分段挖掘法对不同灌溉量条件下(每株每次灌水35、24.5和14 kg)梭梭(Haloxylon ammodendron)幼苗根系的分布特征进行了研究。结果表明: 1)随着灌溉量的减少,梭梭幼苗根系生物量的分布格局有向深层发展的趋势,在不同灌溉量条件下地下垂直各层生物量与土壤垂直深度呈显著的负对数关系;2)各灌溉量梭梭幼苗的最大水平根长为垂直根长的2倍,但不同灌溉量根系生物量的水平分布趋势一致;3)吸收根生物量的垂直分布与土壤含水量的垂直变化基本一致,均呈“单峰型”曲线,但灌溉量不同,吸收根生物量峰值在土壤中出现的位置也不同,随着灌溉量的减少,吸收根集中分布区有向深层发展的趋势;4)根长、根表面积和根体积随着土壤深度的增加均呈“单峰型”曲线,灌溉量愈小,根长、根表面积和根体积的峰值愈位于土壤的深层;5)根冠比和垂直根深与株高之比随着灌溉量的减少而呈增加的趋势。     

三种苔藓植物对模拟N沉降的生理响应

该文研究了华南地区常见的3种苔藓植物大灰藓(Hypnum plumaeforme)、刺边小金发藓拟刺亚种(Pogonatum cirratum subsp. fuscatum)和石地钱(Reboulia hemisphaerica)在模拟N沉降条件下碳氮代谢的响应特征, 探讨了N沉降对这3种苔藓植物生长的影响。结果表明: 3种植物对N沉降的响应存在差异。大灰藓在加氮浓度为0 ~ 60 kg N·hm^-2的范围内, 光合速率、淀粉、可溶性糖、总氮及可溶性蛋白的含量均随加氮浓度的升高而上升; 对照条件下NR(硝酸还原酶)可诱导活性很高, 表明其对氮的需求强烈; 膜K⁺渗漏在加氮浓度为20 kg N·hm^-2时高于对照, 但更高的加氮浓度下并未使其进一步上升。刺边小金发藓拟刺亚种在加氮浓度为0~40 kg N·hm^-2的范围内, 碳氮代谢的多数指标的变化趋势与大灰藓相似, 但当N沉降高于40 kg N·hm^-2时, 呈现相反的变化趋势; 在对照条件下具一定的NR可诱导活性, 但人工加氮使其可诱导活性急剧下降。石地钱的可溶性糖及可溶性蛋白含量在不同处理条件下变化不明显, 但光合速率和淀粉含量在加氮浓度为20和40 kg N·hm^-2时低于对照及加氮浓度为60 kg N·hm^-2时, 而植物总氮含量的变化趋势刚好相反; NR固有活性及可诱导活性在各种N处理条件下均极低, 显示其对NO₃^-利用率低。刺边小金发藓拟刺亚种和石地钱的膜K⁺渗漏仅在60 kg N·hm^-2处理时显著上升。     

开垦对克氏针茅草地生态系统碳通量的影响

 植被–大气间CO₂净交换及其对环境变化的响应是目前全球变化研究的热点问题。该研究通过同化箱式法, 在内蒙古农牧交错带对比研究生长季草地生态系统和耕种多年的小麦田生态系统碳通量的变化, 以探讨该地区碳通量的变化规律及影响碳通量主要因子, 并揭示农田开垦对草原碳通量的影响。结果显示: 两个生态系统的群落净气体交换(Net ecosystem exchange, NEE)有明显的季节变化。整个测定期间, 草地生态系统的净气体交换NEE的最高值为–11.26 µmol CO₂&#8226;m^–2&#8226;s^–1, 平均群落净气体交换为–5.33 µmol CO₂&#8226;m^–2&#8226;s^–1; 小麦田群落NEE最大值为–12.29 µmol CO₂&#8226;m^–2&#8226;s^–1, 平均群落净气体交换为–7.66 µmol CO₂&#8226;m^–2&#8226;s^–1。分析发现, 叶面积指数LAI是影响该地区生态系统NEE的主要因子, 相对贫瘠的土壤也是限制该地区生态系统碳固定的一个重要因子。因小麦的生长特性, 在生长中后期, 小麦田生态系统NEE随LAI的变化没有草地生态系统的敏感。此外, 较低的土壤含水量限制了小麦田群落呼吸, 使得小麦田群落呼吸对温度的敏感性降低。     

基于EALCO模型对中亚热带人工针叶林CO2通量季节变异的模拟

 EALCO模型是一个基于生理生态学过程,模拟生态系统下垫面与大气之间水、热和碳通量交换的综合模型。将该模型应用在亚热带常绿针叶林, 对其生态系统过程进行了模拟,以深入探讨季节性干旱对生态系统过程的影响。对EALCO模型进行了参数化与初始化并对模型的光合作用时段和 落叶机制进行了改进,以更好地模拟亚热带人工针叶林生态系统。千烟洲通量观测站自2002年底开始应用涡度相关技术对中亚热带人工针叶林 生态系统进行通量观测,该站点2003年经历了一次较严重的季节性干旱(由高温与少雨综合作用造成),降水量仅为多年平均值的65%,而2004年 的年降水量与多年平均值较为接近,利用该站点2003和2004年特殊的气候条件,使用其通量观测数据对模型的模拟效果进行检验。从模拟结果 的总体趋势来看,模型能较好地从半小时、日及年尺度上反映两年内土壤-植被-大气之间的碳交换状况。总初级生产力(Gross primary production, GPP)在一年中呈现单峰型变化,遇高温及干旱胁迫GPP值下降。由于受到干旱胁迫的影响,2003年GPP值比2004年偏低12.9%。模拟 结果显示,2003年GPP值比2004年偏低11.2%。观测数据与模拟结果均显示,水分胁迫期间净碳交换量(Net ecosystem production, NEP)模拟值 与实测值的日变化均呈现一种“偏态",即一天中生态系统碳交换量最大值出现在上午某一时刻,之后逐渐降低。 模拟结果显示,水分匮缺对 光合能力的影响比对生态系统呼吸作用的影响更为强烈,因而导致了净生态系统生产力的降低。进一步分析表明,水分匮缺期间,晴天正午之 前,深层土壤( >20 cm) 水分的匮缺抑制了光合作用能力,正午之后,高温与深层土壤水分匮缺共同削弱光合作用能力,影响各占一半。