芦苇根际微生物及其生物学活性的研究

芦苇(Phragmits Communis Trin)是一种喜湿性多年生禾本科植物,分布颇为广泛。在有水流的地边、池塘边、河流或沼泽地带都有这类植物生长。苇根能耐碱水,也能适应于弱酸性水土。它依赖于地下粗壮的根茎、须根和根毛吸取养分,     

湿地芦苇植株氮素分布动态特征分析

 湿地植物组织器官氮素变化是湿地氮循环的一个重要环节。对盘锦湿地芦苇(Phragmites australis)植株整个生长季地上和地下不同器官的含氮量进行分析, 结果表明: 芦苇不同器官(叶片、茎秆、根须、根茎)的含氮量差异显著, 总体表现为叶片＞茎秆＞根须＞根茎, 地上器官的含氮量大于地下器官, 且各器官含氮量的高值出现在生育前期。生长期叶片含氮量与累积叶面积指数呈负相关关系, 而成熟期叶片含氮量与叶面积指数呈负相关关系; 根茎含氮量随土壤深度的增加而增加; 根系含氮量与生物量呈线性关系。整个生长季芦苇群落氮库随生长进程逐渐增大, 2005年芦苇地上冠层和地下30 cm以上的氮储量分别为25.76和24.04 g·m^–2。     

崇明东滩湿地芦苇和互花米草N、P利用策略的生态化学计量学分析

测定了崇明东滩湿地典型植物群落内芦苇和互花米草各器官及土壤中的N、P含量和N∶P,揭示了它们的季节性动态,并对其N、P利用对策进行了生态化学计量学分析.结果表明:两种植物的N、P含量差异显著且芦苇＞互花米草;不同植物以及同一植物不同器官的N、P含量随生长节律发生明显变化;N、P含量的器官分配模式对于芦苇和互花米草均是叶＞茎＞根;两种植物地上部分和地下部分N、P含量5月＞9月＞7月;芦苇N、P积累量＞互花米草;2种植物地上部分N、P含量差异显著;互花米草生境土壤各月份N含量均高于芦苇生境土壤;P含量仅在5月份高于芦苇生境土壤,其它月份均低于芦苇生境土壤.芦苇叶片N含量与生境土壤N含量相关不显著,叶片P含量与土壤P含量显著正相关;互花米草叶片N含量与土壤N含量极显著正相关,叶片P含量与土壤P含量相关不显著.芦苇和互花米草叶片N∶P与土壤N、P含量及N∶P间相关均不显著.芦苇在生长初期和生长末期的N∶P＜14,表明其生长受到N限制;处于生长旺季时,14＜N∶P＜16,表明其受到N、P共同限制.互花米草在各月份的N∶P＜14,说明其主要受到N限制.总体而言,N素是芦苇和互花米草净初级生产力的主要而经常性的限制因子.     

滨海盐渍土壤中不同类型盐生植物富集镉的效应

为了利用被镉污染的滨海盐渍土壤,通过实验对比分析3种不同类型盐生植物对盐渍土中镉的富集效应,以期初步探明不同类型盐生植物在镉污染盐渍土壤修复中的效果。选择的3种盐生植物类型是:聚盐盐生植物,泌盐盐生植物和避盐盐生植物。通过温室盆栽实验,将植物在不同镉含量的盐渍土壤中种植培养60 d,测定和分析不同类型盐生植物对镉的生物浓缩因子、转移系数以及植株内地上部分和根部生物量和镉含量的变化。结果表明,不同镉含量的土壤对碱蓬和芦苇的生长影响较小,对二色补血草的生长影响较大。不同镉含量的土壤中,芦苇地上部分镉的生物浓缩因子变化差异不显著,并且其地上部分吸收镉的百分率较高。碱蓬和芦苇的转移系数大于二色补血草的转移系数,并且碱蓬的转移系数在不同镉含量的土壤中变化不显著;二色补血草的转移系数随着土壤中镉含量的增加而显著增大。3种盐生植物中,碱蓬最具修复镉污染盐渍土壤的潜力,这可能和它是聚盐盐生植物的生理类型有关。芦苇整个植株的地上部分富集镉的总量在3种植物中是最高的,因此,芦苇在镉含量较低时也可以做为镉污染盐渍土壤的修复材料。     

呼伦贝尔草地植物茎秆和叶片中养分的时间动态与回收

明确植物不同器官中的养分回收状况对探究植物养分利用策略与养分循环有重要意义。以往关于养分回收的研究多聚焦于叶片, 而对于茎秆研究较少。此外, 以往研究对植物生长盛期的叶片取样均在同一时间完成, 忽略了不同物种养分峰值可能存在时间差异, 进而导致养分回收效率被低估。该研究以呼伦贝尔草地22种多年生草本植物为研究对象, 在生长季不同时期进行茎秆和叶片取样, 测定其氮(N)、磷(P)含量, 分析茎秆和叶片两类器官中的养分在生长季内的变化情况与养分回收效率。结果表明: 1)植物N、P含量在生长季内有明显的时间变化规律, 呈现出先增加后减少的趋势; 不同物种峰值对应时间存在显著差异, 大部分物种养分峰值出现于8月下旬。2)茎秆和叶片两类器官养分回收模式存在差异, 植物叶片的N回收效率高于茎秆, 但P回收效率两者差异不明显; 叶片中N、P回收效率显著正相关, 而两者关系在茎秆中不显著。3)枯叶中养分含量是回收效率重要的影响因子, 植物养分回收效率与枯叶期养分含量呈显著负相关关系, 与生长盛期养分含量无关。4)以往研究中不同植物种在生长盛期同一时间取样, 造成茎秆和叶片N、P回收效率被不同程度地低估。该研究重新审视了养分回收研究中的取样策略, 表明依据不同物种在生长季内养分含量峰值出现时间决定生长盛期成熟组织的取样时间, 能够增加养分回收效率计测的准确性和科学性。     

湿地土壤埋深对芦苇、香蒲种子萌发的影响

土壤埋藏深度是影响湿地植物种子萌发与幼苗生长的重要因子。通过室内模拟实验,分析了松花江下游沿江湿地7种土壤埋深(0、5、10、15、20、25和30 mm)对芦苇和香蒲2种典型湿地植物种子发芽率、发芽速率、芽长和根长的影响,旨在利用芦苇、香蒲等湿地植物以有性繁殖的方式为松花江下游沿江湿地恢复提供技术支持。结果表明:土壤埋深对芦苇、香蒲种子的发芽率和发芽速率均有显著影响,2种植物种子发芽率、发芽速率随土壤埋深增加波动变化;0和25 mm土壤埋深时芦苇种子发芽率较高、发芽速度较快;0和>20 mm土壤埋深时香蒲种子发芽率较高、发芽速度较快;从芽长和根长来看,<10 mm的土壤埋深更利于2种植物存活和生长;相同土壤埋深情况下,芦苇种子较香蒲种子具有更强的萌发能力。     

植物群落和植被的概念

一、什么叫做植物群落在自然界里,植物通常都是成群地生长着的,即使在植物生长很不利的荒漠中,也不易找到单独生长的、并与其他植物毫无关联的植物。如此,在某一定的地面上成群生长的、或大或小的植物群,都呆以叫做植物群落。植物群落一般都是由多种植物组成的。由单独一种植物组成的植物群落,在自然界中是很少见到的。例如有时候偶然也可以在河岸附近或湖泊旁边看且单纯由芦苇组成的群落;但这只是从高等植物的角度上来看,因为在芦苇丛中,无论如何也具有很多细菌和土壤微生物,如果把这些     

土壤养分异质性和种间竞争对互花米草和芦苇生长繁殖特性的影响

土壤养分异质性在自然界中普遍存在。土壤养分异质性对克隆植物生长繁殖有一定影响,但耦合竞争对入侵植物和本土植物生长繁殖影响的研究却相对匮乏。以入侵克隆植物互花米草和本土克隆植物芦苇为研究对象,通过温室控制实验模拟设置了土壤养分同质和养分异质处理(保证两种土壤的总养分含量相同),交叉3种定植模式(实验容器内单植入侵种6株,单植本土种6株以及两物种各3株交替种植),探究土壤养分异质性和种间竞争对入侵种互花米草和本土种芦苇生长繁殖的影响。结果表明:土壤养分异质性显著降低了互花米草的单株叶片数,而增加了其单株节间长以及芦苇的单株根状茎长;种间竞争模式下,互花米草的单株分株数,以及两种植物的单株节间长、根状茎节数和根状茎长都显著高于单植模式,而芦苇的单株地上生物量、叶生物量、茎生物量都显著低于单植模式;土壤养分异质性和种间竞争对互花米草单株的叶片数和茎生物量产生了显著的交互作用,而对芦苇各指标无显著影响。这些结果说明,土壤养分异质性可以影响互花米草与芦苇的种间竞争关系。     

银川市典型湖泊湿地中芦苇生长特性及其生境土壤因子研究

该研究以银川市典型湖泊湿地芦苇为对象,通过原位试验监测芦苇生长发育过程中生长指标的月份变化特征,建立形态指标与群落数量指标关系估测模型,分析影响芦苇生长的主要土壤因子,为湖泊湿地生态恢复工程和芦苇湿地的有效管理提供理论依据。结果表明:(1)银川湖泊湿地芦苇在5~7月间生长速率快(P0.05),在8~9月份生长累积速率降缓(P0.05),芦苇株高、盖度、生物量等指标峰值出现在8月或9月,10月份各生物学指标出现上下波动变化(P0.05)。(2)银川湖泊湿地芦苇种群密度增加,群落环境改变,单株生存空间缩小,抑制了茎秆横向生长,表现为密度与茎粗呈极显著负相关关系;单株展叶数增加,单株叶面积伴随增长,群落尺度盖度和地上生物量也相应极显著增加(P0.01)。(3)在5~10月,各月株高与地上生物量的关系可用幂函数模型或指数函数模型表达,生长初期表现出一定的正相关关系,之后随生长速率变缓这种正相关趋于减弱并消失;在6~8月,各月茎粗与单株地上生物量拟合效果依次增加,随单株地上生物量累积量越来越大,茎秆横向生长起到了物理支撑作用;形态指标与生物量指标在峰值期(8月或9月)拟合效果最佳,多为幂函数模型,表现为异速生长关系。(4)土壤全氮(TN)、土壤有机碳(SOC)、土壤碱解氮(AN)、全盐、pH、土壤速效钾(AK)均是影响芦苇生长的特征因子,并以TN、SOC对芦苇生长发育影响最大。     

鄱阳湖湿地景观恢复的物种选择及其对环境因子的响应

湿地是重要的生态系统,对人类和野生生物都具有极其重要的价值。由于自然因素的变化和人类活动的干扰,湿地退化严重。近年来,湿地恢复已成为世界环境问题改善的重要工具之一。选择适用的湿地植物是退化湿地恢复的关键途径。本文以鄱阳湖湿地为研究对象,通过专家赋值、野外调查、定位观测等方法,筛选了苦草、野菱、芦苇、苔草等25种鄱阳湖常见植物作为湿地景观恢复的优先物种。对苦草、黑藻、菹草、菖蒲、芦苇等5种植物对环境因子的响应进行观测。结果表明,苦草在清水环境130-140cm处的生长最好;黑藻在清水环境中100-110cm处的生长最好;菹草在不同水深(50-160cm)下都能够生长,菹草高度随水深增加而增加;菖蒲具有一定的耐淹能力(< 80cm),但完全淹水(水深100-120cm)明显影响到菖蒲根状茎萌发、幼苗生长和生物量的积累;芦苇根状茎萌发对水深要求严格,土壤要湿润且透气性良好才是芦苇萌发的最好条件,芦苇根状茎萌发前淹水超过20 cm其萌发将会受到明显抑制,淹水超过30 cm则无法萌发。通过对沉水植物的透明度研究表明,植物对水质的透明度都有一定的要求,透明度较好更利于湿地植物的生长发育。     

不同土壤类型对芦苇生长及光合特征的影响

以宁夏平原湿地恢复中常用的几种土壤进行芦苇栽培控制实验,获取芦苇在不同土壤环境中生长及光合作用特征,探讨影响芦苇正常生长发育的主要土壤因子和适宜土壤类型。结果表明:(1)不同土壤环境条件下芦苇的多度、株高、叶面积、株径、生物量存在显著差异,且各生态和生长特征值均为草炭土最大。(2)芦苇的光合参数Pn、Gs、Tr表现出相同的变化趋势,即峰值出现在10:00,具有明显的"午休"现象,但Ci值的变化趋势则相反。(3)不同土壤类型上芦苇的光合效应表现为草炭土沼泽土原位土灰钙土沙土,显示草炭土中芦苇的光合效应最强。(4)土壤因子与芦苇的生物量、净光合速率的通径分析及逐步回归分析结果表明,土壤有机碳含量(SOC)、全氮含量(TN)是影响芦苇生物量的决定因子;影响芦苇净光合速率的决定因子为土壤全氮含量(TN)、有机碳含量(SOC)和土壤全磷含量(TP),土壤全盐含量(TS)为限制因子。(5)芦苇属于典型的水生植物,对水分的要求较高,草炭土富含养分,且保水能力特别强,是最适合芦苇生长的土壤类型。     

降雨量增减对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸和芦苇光合特性的影响

滨海湿地地下水位浅,淡咸水垂直交互作用明显,全球气候变化背景下降水变异改变其土壤表层水盐状况,从而影响植物光合作用与土壤呼吸.为探究降雨量变化对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸和光合特性的影响,采用固定式遮雨顶棚和雨水输送管道相结合的方法设置增减雨处理小区,于2015年生长季测定土壤呼吸和光合作用光响应曲线,同时连续测定土壤温度、土壤含水量、土壤含盐量等土壤环境因子.结果表明: 根据土壤含水量波动情况可将生长季分为3个阶段:干旱期、湿润期、淹水期. 不同土壤水分阶段,土壤呼吸和芦苇光合特性对降雨量增减的响应不同. 在干旱期,增雨处理下土壤呼吸速率显著提高了31.8%,同时芦苇叶片气孔导度和光合能力显著增强;减雨处理下土壤呼吸速率降低41.1%,芦苇叶片气孔阻塞,光合能力降低. 在湿润期,增雨和减雨处理使土壤呼吸速率及其温度敏感性指数(Q₁₀)均出现下降,但二者未对芦苇各光合参数和净光合速率产生显著影响. 在淹水期,增减雨处理未对土壤呼吸产生显著影响,但芦苇对淹水胁迫较为敏感,增减雨分别加重和降低了淹水对芦苇植株的伤害,光合速率由高到低为减雨>对照>增雨.     

艾比湖湿地典型植物群落土壤酶活性季节变化特征

对艾比湖湿地典型芦苇和柽柳群落土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶及其影响因素进行了分析.结果表明: 在植物不同的生长期,土壤酶活性具有明显的季节变化特征,芦苇群落土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶峰值均出现在生长旺盛期(3.26、0.60、0.33 mg·g^-1),谷值出现在萌芽期和展叶期,而柽柳群落的峰值出现在枯黄期(6.33、0.58、0.21 mg·g^-1),谷值出现在开花期和生长旺盛期;脲酶在不同生长期较为稳定,是湿地土壤酶活性差异的指示指标;芦苇和柽柳群落不同生长期土壤酶活性与土壤有机质和全磷含量呈显著正相关,而与土壤含水量的相关性不显著;芦苇群落迅速生长期土壤酶活性与土壤铵态氮呈显著正相关;两种植物群落土壤盐分与酶活性的相关性不显著.芦苇和柽柳群落不同生长期土壤酶活性受多因素的共同影响,土壤有机质和水热因子是影响艾比湖高盐湖泊湿地土壤酶活性的主导因子.     

闽江河口湿地植物与土壤灰分及其影响因子分析

以闽江河口鳝鱼滩湿地生长的芦苇(Phragmitesaustralis)和互花米草(Spartina alterniflora)为研究对象,并对相应的36个土壤剖面进行取样分析,揭示它们的(厂火)分含量分布特征,并对其影响因子进行分析。研究结果表明:闽江河口鳝鱼滩湿地芦苇和互花米草各个器官(厂火)分含量的差异性明显,芦苇各部位(厂火)分含量的平均值大于互花米草;芦苇和互花米草湿地土壤(厂火)分含量的垂直分布较为类似,芦苇湿地土壤(厂火)分合量略高于互花米草湿地土壤(厂火)分含量,但两种植物土壤(厂火)分含量的差异并不显著;芦苇和互花米草湿地土壤(厂火)分含量与土壤有机碳有极其显著的负相关关系,与土壤含水量的相关性也较明显;从单一的植物类型来看,互花米草湿地土壤(厂火)分含量与容重、碳含量、含水量和盐度呈显著的相关关系,芦苇湿地土壤(厂火)分含量与土壤pH值有明显的正相关关系。     

1,3-二氯苯对芦苇湿地土壤生物活性的影响

采用传统微生物培养及酶学方法,研究了1,3-二氯苯(1,3-DCB)对芦苇湿地土壤微生物及酶活的影响。结果表明,1,3-DCB处理芦苇湿地土壤对微生物不同类群影响不同,其中对细菌和放线菌生长具有抑制作用,各浓度1,3-DCB处理对放线菌的抑制较为显著,浓度高于120μg/g显著抑制对细菌的生长。1,3-DCB对真菌表现为先刺激后抑制。在实验过程中,1,3-DCB可显著抑制湿地土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性,表明这2种酶是1,3-DCB污染芦苇湿地土壤的敏感指标。     

土壤呼吸对秸秆与秸秆生物炭还田的响应及其微生物机制

土壤呼吸释放CO_2是温室气体排放的重要途径之一,减少土地利用中温室气体排放、增强土壤碳汇聚能力对于减缓全球温室效应具有重要意义。生物炭具有改善土壤理化性质、增加作物产量、调节土壤微生物性质等特性。本研究采用室外盆栽的方式,以地肤草为目标植物,研究了芦苇、水稻、互花米草三种农林秸秆及其秸秆生物炭还田对土壤的改良效应,以及对土壤呼吸的影响及其微生物机制。结果表明:秸秆及其秸秆生物炭均可改善土壤肥力,促进植物生长,且生物炭改良效果略好于秸秆直接还田。但秸秆生物炭还田的土壤呼吸显著低于秸秆直接还田,其中芦苇生物炭最低。秸秆直接还田可促进土壤β-糖苷酶、脱氢酶和活性微生物量等微生物活性指标,从而促进土壤呼吸,增加土壤CO_2的释放,而生物炭还田对土壤微生物活性无显著的促进作用,反而有一定的抑制作用,这可能是由于生物炭中易降解有机物含量很低,可降解性较低的缘故。     

水位调控对崇明东滩围垦区滩涂湿地芦苇和白茅光合、形态及生长的影响

于2011年植物生长季,研究了长江口崇明东滩围垦区滩涂湿地3个地下水位梯度(低水位、中水位和高水位)下芦苇和白茅的光合、形态和生长特征,以及土壤温度、湿度、盐度和无机氮含量等土壤因子.结果表明： 在生长旺期,芦苇叶片光合能力在高水位显著低于低水位和中水位,白茅叶片光合能力在3个水位梯度间无显著差异.整个生长季内,在单株水平,芦苇形态和生长指标总体上在中水位最优,白茅大多数形态和生长指标在3个水位梯度间差异不显著;在种群水平,芦苇植株密度、叶面积指数和单位面积地上生物量在高水位最大,白茅植株密度、叶面积指数和单位面积地上生物量在低水位最大.生长季初期,3个水位梯度间0～20 cm土层芦苇根状茎生物量差异不显著,而0～20 cm土层白茅根状茎生物量在高水位显著低于低水位和中水位.作为围垦前的原生湿生植物,芦苇在3个水位梯度下表现的差异性可能是由于不同水位梯度下土壤因子和白茅竞争强度不同.合理调控围垦区滩涂湿地水位可以抑制中生草本植物白茅的生长和繁殖,有助于以芦苇为单优势种的原有湿地植物群落的恢复.     

盘锦湿地芦苇(Phragmites communis)群落蒸发散主导影响因子

利用2005年全年盘锦芦苇湿地梯度观测和涡动相关系统的监测数据,对芦苇群落的蒸发散变化规律及其主导影响因子分析表明,不同月份芦苇群落蒸发散日变化呈现出相同的变化趋势,即早晚低、中午高的单峰型曲线;芦苇群落蒸发散主要受当地气象因素、植被生长状况和生理生态特征的影响.相关分析表明,芦苇湿地蒸发散与净辐射、气温、地表温度、相对湿度、风速、土壤含水量等环境因素的变化都有很好的响应.回归分析表明影响生长季主要因素有:净辐射、土壤含水量、相对湿度、气温和地表温度;影响非生长季主要有:净辐射、地表温度和风速.同时,植被生长状况和生理生态特征对蒸发散也有显著影响,其中叶面积指数与气孔导度是芦苇群落蒸发散的主导影响因子.     

四种湿地植物在人工湿地的生长特性研究

研究了表面流人工湿地中香根草(Vetiveria zizanioides)、风车草(Cyperus flabelliformis)、芦苇(Phrogmites australis)和水鬼蕉(Hymenocallis littoralis)4种植物的根生物量和生长量、根系分布、地上部分的生长情况.风车草、香根草和水鬼蕉根系及地上部分的生长节律相似,9月或10月前生长较快,以后生长减慢甚至停止;芦苇则不同,7月以前生长缓慢,以后生长加速,冬季也保持较快的生长.全年根生长量和根生物量以水鬼蕉最大,显著高于其它植物(P<0.01),香根草最小,显著低于其它3种植物(P<0.01).香根草的根系垂直向下生长,分布较深,而其它3种植物的根系主要分布在浅层土壤中.风车草分株最多,叶面积指数最大.香根草叶面积指数最小.结果表明,在构建多种植物人工湿地群落时,可以考虑将芦苇与大多数湿地植物搭配以保证湿地全年保持较好的净化效果;水鬼蕉可以作为底层植物,和风车草等生长早、植株较高的植物构建多种湿地群落.     

水文连通强度对芦苇、碱蓬生态化学计量的影响

【摘要】黄河三角洲以芦苇(Phragmites australis)和盐地碱蓬(Suaeda salsa)等植物建立的湿地生态系统对维持区域生态安全有着十分重要的作用。近年来由于受到人类活动和气候变化的双重影响, 该区域湿地出现了不同程度的退化。目前黄河三角洲自然保护区正在探索引入水文连通理论指导退化湿地的恢复和重建工作。本研究以实验室模拟结合生态化学计量方法, 探究不同水文连通强度的补水修复措施对建群种芦苇和碱蓬的生长及化学计量的影响。研究结果表明较弱的水文连通强度有利于碱蓬生长, 而水文连通强度对芦苇生长影响不显著; 碱蓬体内氮磷元素含量随水文连通减弱而增加, 芦苇体内氮磷元素含量则不受水文连通强度影响。此外, 植物体内氮磷比主要取决于土壤内的氮磷元素含量, 水文连通对植物体内氮磷比的影响并不显著。