近30年辽宁玉米水分适宜度时空演变特征及农业干旱评估

引入农业气象干旱指标建立发育期尺度的玉米水分适宜度模型,利用1981-2010年辽宁52个气象站玉米发育期及常规气象数据,采用气候趋势分析和突变分析方法对玉米水分适宜度时空演变特征及农业干旱进行分析和评估.结果表明: 不同发育期水分适宜度变化趋势不同,出苗至七叶期(Ⅱ)、拔节至抽雄期(Ⅳ)及乳熟至成熟期(Ⅵ)分别在1994、1996和1999年发生气候突变,在30年内播种至出苗期(Ⅰ)、七叶至拔节期(Ⅲ)、Ⅳ和抽雄至乳熟期(Ⅴ)水分适宜度呈不显著增大趋势,Ⅱ和Ⅵ期呈减小趋势,其中Ⅵ期达到显著水平.水分适宜度气候趋势存在空间差异,不同等级干旱在各发育期发生的概率不同,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ期辽宁仅部分地区水分适宜度增大或减小趋势显著,这4个时期辽西北和辽南地区是水分适宜度高变异性区域,也是中、重度干旱的高发地区,而Ⅳ和Ⅴ期干旱发生频率较低,仅在相应地区发生轻、中度干旱.区域平均的水分适宜度能够对区域尺度上的农业干旱进行很好的评价.
     

毛乌素沙地沙地柏（Sabina vulgaris）的水发生态初步研究

对毛乌素沙地沙地柏群落的水分状况作了初步研究,在典型的沙地柏群群落中选取位于丘顶（水分条件较差）和丘间低地（水分条件较好）的两个样地作为研究对象,观测了植物叶子的蒸腾速率,气孔阻力及水势等生理生态指标,并结合群落特征和土壤水分状况,探讨了水分与亏缺对沙地柏的影响。研究结果表明：１）虽然沙地柏具有比多数沙生灌木国小的蒸腾速率和更强的抗旱性,但是在不能利用地下水的情况下,其过大的密度可经起大量蒸腾耗水     

毛乌素沙地沙地柏(Sabina vulgaris)的水分生态初步研究

对毛乌素沙地沙地柏群落的水分状况作了初步研究。在典型的沙地柏群落中选取位于丘顶（水分条件较差）和丘间低地（水分条件较好）的两个样地作为研究对象,观测了植物叶子的蒸腾速率、气孔阻力及水势等生理生态指标,并结合群落特征和土壤水分状况,探讨了水分亏缺对沙地柏的影响。研究结果表明：１）虽然沙地柏具有比多数沙生灌木较小的蒸腾速率和更强的抗旱性,但是在不能利用地下水的情况下,其过大的密度可引起大量蒸腾耗水,并使植物处于严重的水分亏缺之中;２）在沙地柏群落的退化乃至于成片枯死过程中,水分胁迫是重要的因素之一;３）为了防风固沙,人工栽植沙地柏的适宜地段应选择水分条件较好的沙地（如滩地覆沙）,而在高大的沙丘或梁地栽植沙地柏,应该注意规模和密度。     

毛乌素沙地牛心朴子叶片的光合特征研究

对毛乌素沙地主要建群植物牛心朴子（Cynanchum komarovii Al.Iljinski)的光合特征进行了动态研究。结果表明,牛心朴子整个生育期间光合作用日变化呈双峰曲线,第一峰出现在上午11：00左右,第二峰出现在下午16：00左右,第一峰值明显高于第二峰值;蒸腾速率日保持恒定且维持较低的水平,但不同时期差别明显;不同叶位光合作用存在明显差别,以上部展开第3叶为最高;牛心朴子气孔对环境条件变化不敏感;叶绿素荧光猝灭日变化分析显示,牛心朴子叶绿体PSⅡ的原初光化学效率（Fv/Fm)以及通过PSⅡ非环式电子流的量子效率在上午10：00左右较高,中午下降,下午15：00左右又呈回升的现象。     

不同水分条件对毛乌素沙地油蒿幼苗生长和形态的影响

选择毛乌素沙地优势半灌木油蒿为研究对象,人为控制4种施水量水平来观察油蒿幼苗的生长和形态对全球降水量变化的响应。结果表明,不同施水量显著影响了幼苗生物量及其分配,枝叶形态和细根分布。随着施水量的增加,幼苗生物量、株高、总枝数和长度、总叶片数、总叶面积、比叶面积和细根长逐渐增大,而生物量根冠比、硬叶特征和叶肉质化程度逐渐减小。     

毛乌素沙地籽蒿种子萌发对光照的反应

籽蒿(Artemisia sphaerocephala)为毛乌素沙地的主要物种,广泛用于我国北方干旱、半干旱区的生态恢复.籽蒿种子萌发对光照反应的研究目前存在两种不同的结论,对飞播技术的改善造成一定影响.考虑种源地、种子保存时间和方式、结实部位及温度,研究籽蒿种子萌发对光照的反应.结果表明种源地、种子保存方式和时间、结实部位会影响籽蒿种子的萌发,当温度较低时(10:20℃),黑暗条件下的萌发率高于光照条件下的萌发率.采自榆林地区的种子萌发率比其它两地低(低于鄂托克旗6 4%～54.4%,低于伊金霍洛旗0.8%～48%),黑暗中阴干保存的种子萌发率较低(低于新鲜保存6.4%～41.6%,低于野外保存2.4%～39.2%),大多数结实部位为上部的种子比下部的种子萌发率高(2.4%～41.6%).研究结果亦表明郑元润等的结论更接近实际,即低温与强光会抑制籽蒿种子的萌发.因此,在飞播实践时应为种子创造一定的沙埋条件,创造有利于种子萌发的黑暗环境,促进种子的萌发,从而提高飞播工作的成效.     

土壤大气湿度组合对玉米生长的WUE效应研究

采用人工气候生长箱盆栽试验,模拟土壤和大气湿度不同组合处理,发现土壤干旱和大气干旱显著抑制玉米生长。大气湿度提高在一一程度能改善作物的水分状交,降低蒸糖,解除土壤干旱危害,产生生长和补偿效应,明显提高水分利用效率。     

水分供应对毛乌素沙地油蒿和羊柴种间关系的影响

油蒿和羊柴为毛乌素沙地的共生优势物种, 然而关于土壤水分对其种间关系的研究相对较少。设置低水(200mL)、中水(300 mL)和高水(400 mL)三个水分处理水平及单独和混合生长两种种植方式, 通过油蒿和羊柴的生长响应,来研究不同水分供应条件下两物种种间关系的变化。结果表明: 水分处理显著提高了油蒿的株高和基径以及羊柴的基径, 竞争存在与否对两物种的形态生长指标均没有显著影响。在生物量积累方面, 水分处理对于油蒿总干重的影响表现为先增加后降低, 且主要是在混合生长条件下; 水分显著降低单独生长油蒿的根冠比。竞争对油蒿总干重的促进作用主要是在中水条件下, 对其根冠比的抑制作用是在低水条件下。对于羊柴, 水分处理显著提高其总干重而降低其根冠比, 竞争仅对其总干重有显著的降低作用且是在中水条件下。通过对相对竞争系数的进一步研究发现, 油蒿和羊柴的种间关系表现为在低水、高水下竞争, 在中水条件下共存, 并且两物种的相对竞争能力随处理的时间而变化。上述实验结果表明, 中等水分供应条件对两物种的共存是有利的, 这可为毛乌素优势群落的管理提供一定的理论参考。     

遮荫和干旱复合处理对黄藤幼苗个体生长及生理特性的影响

以1年生黄藤(Daemonorops jenkinsiana)实生苗为试验材料,采用盆栽控制试验测定分析遮荫和干旱复合处理下黄藤幼苗的生长状况、叶片光合参数、生物量及生理特征的变化情况,以阐明遮荫和干旱复合处理对其生长和生理的影响规律。结果显示：(1)黄藤的株高、地径和功能叶片数目均随遮荫度上升而增加;植株叶片的生物量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)均随遮荫度上升而呈先上升后下降的趋势。(2)黄藤叶片的可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)随着遮荫度的增加而先增加后下降,丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性则均呈先下降后上升的趋势。(3)中度遮荫时,黄藤的株高、地径、功能叶数目、叶片生物量的积累以及P_n、T_r、WUE、Pro和SP含量均显著升高(P＜0.05),SOD活性和MDA含量则显著降低(P＜0.05)。(4)干旱胁迫导致黄藤的株高、地径、功能叶片数目、叶片生物量积累、P_n、T_r、WUE显著降低,SOD活性、POD活性、MDA含量和Pro含量均显著升高。研究发现,遮荫和干旱复合作用影响黄藤幼苗的生长和发育。黄藤幼苗能通过调整生长策略、光合策略、代谢策略等使植株逐步适应或耐受胁迫,表现出一定的抗旱性和喜阴性;中度遮荫(遮光20%~30%)能够改善黄藤幼苗的生境,并能缓解干旱胁迫对植株造成的伤害,对其生长有利。     

毛乌素沙地油蒿和牛心朴子生理生态学研究

 作为毛乌素沙地植被主要建群种的油蒿(Artemisia ordosica)在一些地方出现了不同程度的退化,而萝摩科的一种多年生草本植物牛心朴子(Cynanchum komarovii)却出现了繁茂的生长。它们之间存在着一定的演替关系。本文通过对油蒿和牛心朴子的生理生态学特性和生殖生物学特性的研究及对其生境各要素的分析,说明了油蒿具有变水植物的特点,牛心朴子具有恒水植物的特点。在不同立地条件下,两种植物的光合、蒸腾及气孔行为都不相同。即便是在相同立地条件下,牛心朴子的水分利用效率亦显著高于油蒿;并且,牛心朴子只受轻微水分胁迫或不受水分胁迫,而油蒿则始终处于水分胁迫之下,说明牛心朴子在竞争中比油蒿占有相对的优势。在生态诸因子中,土壤水分状况是演替的外因,两种植物的水分生理生态特性和生殖生物学特征的差异是演替的内因。     

环境噪音对鸟类鸣声的影响及鸟类的适应对策

在高噪音环境中生存的动物,发出的声信号会与噪声的频率、振幅和时间等重叠,使动物声信号的传播效率降低.鸟类主要靠鸣声通讯,鸣声传播效率下降会影响鸟类个体间识别、配偶关系、领域防卫、种群密度、群落结构等.本文综述了城市噪音、自然噪音等环境噪声对鸟类鸣声的影响以及鸟类的适应对策,提出在城市化进程中要关注噪音对鸟类的影响,并展望了本领域今后可能的研究热点.     

Plasticity in Physiology and Growth of Salix matsudana in Response to Simulated Atmospheric Temperature Rise in the Mu Us Sandland

In a controlled experiment, Salix matsudana cuttings were subjected to three atmospheric temperatures (i.e. control, 0.5 and 1.0 °C above the control, respectively) to explore their short-term plastic responses to simulated atmospheric temperature rise. Warming affected significantly net photosynthetic and transpiration rates, but had no significant impacts on water use efficiency, ratio of sub-stomatal to atmospheric CO₂ concentration, maximum quantum yield, water saturation deficit, tissue density, and water loss. Leaf natality and leaf mortality were affected significantly by increasing atmospheric temperature. Total plant biomass, leaf mass ratio, root mass ratio, and canopy productivity index exhibited significant responses to the warming treatments, but obvious differences in the changing details did appear among the four traits. Hence: (1) S. matsudana cuttings were sensitive to small-range atmospheric temperature increases such as 0.5–1.0 °C, which can alter growth and allocation through modifying photosynthetic rate and leaf turnover. (2) Short-term physiological acclimation did not occur in young individuals of S. matsudana. (3) The warming depressed growth of young individuals of S. matsudana to various extents. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

毛乌素沙地北沙柳形态特征与花序分布习性研究

采用随机抽样法,对毛乌素沙地鄂尔多斯市乌审旗图克乡境内的北沙柳株丛的形态特征和花序数量进行了调查分析,以明确北沙柳的形态特征及其花序分布习性.结果显示:北沙柳树冠最大横截面积在5～10 m2的株丛最多,占总株丛数的40%,频率呈现偏左正态分布.北沙柳株高、近地直径和枝条长度频率均呈现正态分布;80%以上的株丛其花序数量小于3万个,频率呈现偏左正态分布;株丛树冠最大截面积与花序数量的相关系数为0.588(P＜0.05);着生花序枝段长度与花序数量间的相关系数为0.355(P＜0.05);2年和3年生萌蘖枝数平均花序数量分别为92个和138个.研究表明,花序数量主要取决于株丛最大横截面积、2年和3年生萌蘖枝数量以及着生花序枝段长度;生产中平茬周期以4年为宜,雌雄树比例应为1:0.75.     

镉在旱柳中亚细胞分布及存在的化学形态

以2个旱柳无性系幼苗为材料,通过营养液培养并结合差速离心与化学试剂提取法,分析了不同浓度Cd2+胁迫下旱柳叶和根中Cd的亚细胞分布及其存在的化学形态.结果显示,(1)随着培养介质Cd2+浓度升高,旱柳无性系幼苗叶和根中各亚细胞组分Cd含量随之增加.叶片的Cd主要富集于细胞壁、叶绿体和可溶性部分,它们的含量分别占65%～69%、14%～22%、6.8%～7.7%,仅少量Cd发现于膜部分;而根中Cd主要积累于细胞壁和可溶性部分,其中含量分别占59%～66%和14%～25%,Cd在根亚细胞组分中积累量依次为细胞壁>可溶性部分>质体>膜部分.(2)旱柳体内Cd以不同的化学形态存在,大部分为HCl(FHCl)、NaCl(FNaCl)、醋酸(HAC,FHAC)提取态,极少部分为乙醇(EtOH,FEtOH)和水提取态(Fwater),叶和根中5种Cd提取态含量依次为FHCl>FNaCl>FHAC>Fwater>FEtOH,而叶和根中HCl和NaCl提取态Cd占有比例大于30%以上.研究表明,旱柳无性系中Cd主要与蛋白质和有机酸螯合或以金属磷酸盐沉淀的形态存在,其根、叶的细胞壁和液泡在Cd忍耐与解毒中起到重要作用.     

镉胁迫对旱柳光合作用和内肽酶变化的影响

通过水培方法,添加不同浓度CdCl2(0、5、25、50 μmol·L^-1)处理14 d,测定叶绿素含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性、游离氨基酸含量及内肽酶活性,调查Cd对旱柳光合作用和内肽酶变化活性影响。结果发现：Cd处理降低了总叶绿素、叶绿素a、b含量; Rubisco活性随着介质中Cd浓度增加而降低;Cd抑制根和叶PEPC活性;同对照相比,根中游离氨基酸含量没有显著变化,而叶中游离氨基酸含量增加;不同浓度Cd处理降低根的内肽酶活性,高浓度Cd使叶内肽酶活力增加。这些结果表明,Cd通过降低叶绿素含量,促进叶内肽酶活性和抑制了CO₂羧化酶活性来影响旱柳光合作用。     

镉胁迫对旱柳细胞膜透性和抗氧化酶活性的影响

以‘Fuyang 3’旱柳为材料,通过水培方法研究了中、高剂量(5、25μmol.L-1)镉胁迫下旱柳器官的镉(Cd2 )积累、叶和根细胞膜渗透及抗氧化酶活性的变化。结果表明:Cd2 主要积累在旱柳的根部(最高达1 297.71μg.g-1),其次是枝条(最高为163.13μg.g-1)。中、高剂量Cd2 胁迫下,旱柳叶相对电导率、根K 渗透以及根和叶丙二醛(MDA)含量均未发生显著变化。中、高剂量Cd2 胁迫使旱柳根系的超氧歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性,以及叶片的SOD、愈创木酚过氧化酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和GST活性均比对照显著增强;且高剂量胁迫旱柳根系的SOD和GST活性,及其叶片的POD、GPX和GST活性均显著高于相应中剂量胁迫。研究发现,旱柳在不同浓度镉胁迫条件下,其根是Cd2 主要积累器官,其叶和根细胞质膜能保持相对稳定性,其根和叶各抗氧化酶活性发生不同程度改变,从而使旱柳对Cd2 胁迫表现出一定的忍耐性。     

毛乌素沙地优势克隆半灌木生物量配置对小尺度植被盖度变异的响应

克隆植物根据其构型可以分为游击型和密集型。游击型克隆植物的间隔子长,分株在水平空间的扩展范围大,可以利用更大空间范围内的资源,其通过克隆生理整合作用发生的非局部反应的能力强。由此可以得出的推论之一是,小生境斑块的环境发生变化,生长于其中的密集型克隆植物的反应可能会更灵敏。这种反应可能会体现在生物量以及配置格局的变化上。以毛乌素地区沙生半灌木群落中两种优势克隆植物羊柴(H edy sarum laeve)和油蒿(A rtem isia ord osica)为研究对象,前者是典型的游击型克隆植物,后者是密集型克隆植物。采取野外调查的方式,观测在不同植被盖度的小生境斑块内二者地上生物量分配格局的变化情况,并结合二者的克隆构型和生活史特征试图探讨产生这种格局的原因。结果表明:羊柴的地上各部分生物量对植被盖度变化的响应不如油蒿敏感。这或者是因为羊柴的游击型克隆构型决定其可以跨越小尺度斑块实现克隆生理整合,可以利用不同小生境斑块的资源导致的。油蒿只能利用小生境斑块内的资源,当小生境斑块的条件改变,其生物量以及配置方式也随之发生相应的变化。在繁殖方式上,羊柴的有性繁殖结构以及有性繁殖投资显著小于油蒿。在资源有限的条件下,对一种繁殖方式的投资常常会削弱另一种繁殖方式。羊柴主要依靠克隆繁殖,这或者符合并支持配置理论的观点。     

Clonal integration and its ecological significance in Hedysarum laeve, a rhizomatous shrub in Mu Us Sandland

Hedysarum laeve, a rhizomatous clonal half-shrub, commonly dominates in inland dunes in semiarid areas of northern China. This species propagates vegetatively by the extension of horizontal rhizomes resulting in programmed reiteration of apical and/or axillary meristems. In this study, ¹⁴C labeling and experimental defoliation were employed to test the photosynthate translocation within the interconnected parent–daughter ramet pairs. A proportion of ¹⁴C-photosynthates was transported from the parent ramet into the daughter ramet, the roots of the daughter ramet, and the rhizome; these three components showed more than 70% sink activity after 24-h translocation. On the other hand, the basipetal translocation (from daughter ramet into parent ramet) was relatively small with sink activity of less than 5%, but sink activity of the rhizome exceeded 10%. Defoliation had an influence on the photosynthate translocation between parent and daughter ramets. The intact parent ramets significantly increased their ¹⁴C-photosynthate translocation into defoliated daughter ramets when compared to intact daughter ramets. The daughter ramets transported significantly more ¹⁴C-photosynthates to the defoliated parent ramets than to the intact parent ramets. A portion of ¹⁴C-photosynthates was transported into the rhizome from both parent and daughter ramets, indicating that the rhizome is supported by both ramets for photosynthates. The clonal integration between ramets of the species through rhizome connection may confer benefit both to the ramets and the genet in adverse environments. Received: April 12, 2001 / Accepted: November 26, 2001     

浑善达克沙地黄柳种子发芽和幼苗生长特性的研究

在实验室通过模拟野外自然条件,研究了土壤水分、沙埋厚度和温度对黄柳种子发芽与幼苗生长的影响。结果表明:(1)黄柳种子对水分条件很敏感,发芽的适宜土壤含水量为3%~20%,低于3%或高于20%发芽都会受到抑制;(2)种子萌发需要沙土覆盖,适宜覆沙厚度为0.1~0.4 cm,此条件下第5天种子发芽率达80%以上;但当沙埋厚度超过0.6 cm时,种子出苗就会受到抑制;当沙埋厚度超过1.2 cm时,将不能出苗;(3)种子发芽的适宜温度为15~35℃,当温度高于45℃时种子将不能萌发并最终死亡;(4)幼苗的耐热性较强,40℃处理下幼苗出现热害症状,并且热害症状发展缓慢,60℃处理下90 min后幼苗干枯死亡;(5)种子的寿命为120 d左右。     

Physiological acclimation and growth response to partial shading in <Emphasis Type="Italic">Salix matsudana</Emphasis> in the Mu Us Sandland in China

In a controlled experiment, Salix matsudana plants were subjected to uniform nonshading (F-S), partial shading (P-S) and uniform shading (U-S). The shoots of the plants in the F-S and U-S treatments were referred to as H-H and L-L, respectively. The plants in the P-S treatment had two kinds of shoots: (1) shoots under the nonshading treatment that were connected to others under the shading treatment (H-L).(2) Shoots under the shading treatment that were connected to others under the nonshading treatment (L-H). The physiological acclimation and growth response of the species to the partial shading were examined. The partial shading had significant effects on photosynthetic dynamics, transpiration and stomatal conductance, but no effect on instantaneous water use efficiency and maximum quantum yield. Water saturation deficit and coefficient of water loss were significantly smaller in the H-L shoots than in the H-H shoots. Leaf natality, leaf mortality and leaf turnover were greater in the H-L shoots than in the H-H shoots. In contrast, these three parameters were smaller in the L-H shoots than in the L-L shoots. The H-L shoots had significantly larger branching ratio, total branch length and shoot biomass than the H-H shoots. The L-H shoots had smaller branching ratio, total branch length and shoot biomass than the L-L shoots. Total plant biomass in the treatments increased as follows: F-S相似文献