长白山落叶松和白桦-沼泽生态交错带群落演替规律研究

研究了长白山落叶松、白桦沼泽生态交错带群落演替规律,通过野外观测和建立斑块状态、林木蒸腾量与林木年龄的相关模型,利用相关模型定量地分析斑块和林木蒸腾量随林木年龄增长的动态变化过程,并分析了区域气候变化和群落演替的关系。探讨森林沼泽交错群落对湿地生境改造作用、湿地生境的中生化过程以及区域气候变暖对森林湿地演替的影响机制,揭示森林沼泽生态交错带群落的演替规律。结果表明,斑块宽度、高度、面积、体积随林木年龄增长均呈现三次式相关关系,林木蒸腾量随林木年龄增长呈现幂函数相关关系。落叶松、白桦沼泽交错群落经过60年左右时间发育,斑块将不断扩大,使地势平均升高0．405～0,590m;林木蒸腾量也不断增大,平均降低水位1．050～1．442m。森林湿地生境将演变为中生化的森林生境,同时,区域气候变暖与森林树种向湿地侵入存在密切关系,区域气候变暖将加快森林向湿地侵入进程,进而森林沼泽交错群落在相对较短的时间内(50～60年)将演替为森林群落。     

长白山森林／沼泽生态交错带群落和环境梯度分析

揭示了森林－沼泽过渡带群落的结构、生产力、植物多样性等群落梯度和交错环境梯度的相关规律,并结合交错区环境梯度分析这些群落特征形成机制,为维持、保护与经营管理这一交错带生物资源提供了理论依据。将长白山地区森林和高、中、低位沼泽所形成的三大类型过渡带研究对象,采用样带网格的调查方法,并应用系统软件分析方法建立了经验回归模型,研究了森林／沼泽生态交错带群落的种类组成、群落建群种径级结构与年龄结构、植物多样性、群落生产力及其随生态交错带环境梯度变化趋势。结果表明,森林／沼泽生态交错带群落结构特征、植物多样性、群落生产力均随着交错带环境梯度的变化而呈现有规律的分布格局,沿着沼泽至森林方向的交错区环境梯度,群落建种种发生更替现象;群落种类数目呈现指数递增趋势;群落的径级结构呈现双曲线分布规律性;年龄结构一般呈三次式分布规律;揿样性呈二次式梯增分布趋势;群落生物量均呈现三次函数曲线递增趋势,表现出群落梯度和环境梯度的高度相关性。     

长白山毛赤杨和白桦-沼泽生态交错带群落生物量分布格局

采用样带网格、树干解析和经验模型方法,研究了长白山毛赤杨和白桦．沼泽交错群落生物量分布格局。揭示群落建群种生长过程、器官生物量分布、群落生物量水平分布和垂直分布规律性,结果表明,毛赤杨和白桦在生长过程及适宜生境方面存在差异．毛赤杨生长速度是白桦的2～3倍,随交错区环境梯度旱化。其生长呈减缓趋势,而白桦生长呈加快趋势,故白桦是耐水湿树种,毛赤杨是喜湿树种,毛赤杨和白桦个体营养器官生物量表现出相似的分布规律．两者营养器官生物量分布格局为树干1／2、树根1／4、树枝1／10、树皮1．5／20、树叶1／20,乔木层生物量占群落生物量的87％～90％、灌木层占7％～9％、草本层占2％～3％,群落生物量沿沼泽到森林交错区环境梯度呈显著线性递增趋势。     

长白山森林/沼泽生态交错带群落和环境梯度分析

揭示了森林沼泽过渡带群落的结构、生产力、植物多样性等群落梯度和交错带环境梯度的相关规律,并结合交错区环境梯度分析这些群落特征形成机制,为维持、保护与经营管理这一交错带生物资源提供了理论依据.将长白山地区森林和高、中、低位沼泽所形成的三大类型过渡带作为研究对象,采用样带网格的调查方法,并应用系统软件分析方法建立了经验回归模型,研究了森林/沼泽生态交错带群落的种类组成、群落建群种径级结构与年龄结构、植物多样性、群落生产力及其随生态交错带环境梯度变化趋势.结果表明,森林/沼泽生态交错带群落结构特征、植物多样性、群落生产力均随着交错带环境梯度的变化而呈现有规律的分布格局.沿着沼泽至森林方向的交错区环境梯度,群落建群种发生更替现象;群落种类数目呈现指数递增趋势;群落的径级结构呈现双曲线分布规律性;年龄结构一般呈三次式分布规律;植物多样性呈二次式递增分布趋势;群落生物量均呈现三次式函数曲线递增趋势,表现出群落梯度和环境梯度的高度相关性.     

黄土丘陵区坡面林-草边界土壤水分特征

研究了黄土高原丘陵区林-草边界上旱季和雨季土壤水分的空间分布变化特征.结果表明,旱季林地土壤水分的变异系数都小于草地,林地内各个层次土壤含水量差异不大,草地内各个层次土壤含水量差别较大;雨季林地土壤水分的变异系数都大于草地,林地内各个层次土壤含水量差别较大,而草地内各个层次土壤含水量差异不显著;林-草边界各个层次土壤水分的变异程度为弱变异或中等变异.林-草边界在旱季和雨季具有不同的影响域,旱季边界影响域为从林外0.4倍树高距离到林内0.4倍树高距离;雨季边界影响域为从林外0.4倍树高距离到林内0.8倍树高距离.因此,可将林-草景观划分为3个区：草地区,即由距林缘0.4倍树高距离处向草地方向延伸;林缘区,即由林外0.4倍树高距离到林内0.4倍树高距离(旱季)或0.8倍树高距离(雨季);林地区,即由林内0.4倍树高距离(旱季)或0.8倍树高距离(雨季)处向林内方向延伸.林-草边界水平方向上3个分区的土壤水分垂直分布呈现出不同的变化规律,而且旱季的规律特征与雨季相反.     

森林沼泽交错带的研究进展

综述了国内外森林沼泽交错带及森林沼泽交错带植物的研究进展,总结了对森林沼泽交错带进行研究的重要意义。     

长白山植被类型特征与演替规律的研究

根据多次对长白山植被调查和长期定位观测资料 ,全面系统地总结了长白山植被类型特征和演替规律 ,详细描述了长白山地带性和非地带性植被类型的性质、组成、结构和分布规律 ,探讨了长白山植被演替与火山爆发的关系。提出长白山植被垂直分布基带应是红白松阔叶混交林 ,也是长白山地带性植被类型。但由于长期受人类活动影响 ,削弱了地带性表现 ,形成大面积的天然次生林和耕地。据此不应该认为 ,人类能消灭客观自然规律的植被分布的地带性 ,为了恢复地带性植被和定向改造自然 ,应引进地带性树种 ,营造结构合理、种类多样和稳定性强的森林群落。     

保护区对生物多样性的长期保护效果：长白山自然保护区北坡森林植物多样性43年变化分析

利用a多样性测度指标、物种丰富度、Shannon-Wiener和Pielou均匀度指数, 对长白山自然保护区北坡海拔800 ~ 1700 m的红松(Pinus koraiensis)针阔混交林、红松针叶混交林和云冷杉暗针叶林三种类型森林, 1963年和2006年的植物群落进行对比分析, 讨论了43年来该区域的植物多样性变化特点, 探讨了人类活动和生物多样性的关系, 为评价保护区的效果提供科学依据. 结果表明：(1) 长白山北坡森林植物群落的整体空间格局保存完好, 2006年各海拔的共建种组成符合1963年的划分方式, 乔木层的植物多样性与海拔高度呈负相关关系, 林下层植物多样性受小环境影响, 与海拔高度无明显相关性;(2) 乔木层植物多样性变化不显著, 针阔混交林乔木层多样性指数和均匀度指数均升高, 原优势种红松(Pinus koraiensis)有退化的趋势;针叶混交林和暗针叶林乔木层的均匀度指数都降低, 多样性指数前者增长而后者下降. (3) 在人类干扰条件下, 各群落类型的灌木层和草本层多样性下降明显, 针阔混交林演替层和林下层阴性植物种增加, 而针叶混交林和暗针叶林相反, 阳性植物种类增加. 造成这种变化的原因可能是：禁止砍伐等保护措施的实施, 基本保存了乔木层的垂直分布格局和相对稳定, 而采集松籽等人类生产及旅游活动对林下层植被影响破坏较大. 提议加强保护区内管理力度和规划, 以减缓红松退化和灌草多样性减少的趋势.     

河北北部和内蒙古东部森林-草原交错带森林景观格局初步研究

河北北部、内蒙古东部森林 草原交错带的森林景观主要有白桦林、山杨林、云杉林、蒙古栎林和榆树疏林。森林斑块的数量在森林 草原交错带的森林草甸区最多 ,其次是森林带 ,再次是森林 草原交错带的草甸草原区 ,草原带没有森林斑块。从森林带到森林 草原交错带 ,森林斑块变小、森林景观破碎化程度提高。森林 草原交错带森林景观的形成是气候变化和现代气候、地形、火灾和人为活动综合作用的结果     

玉米-花生间作对作物产量和光合作用光响应的影响

研究了玉米-花生间作对玉米、花生经济产量及功能叶片光合作用光响应的影响.结果表明：间作体系总体表现出明显的产量优势,2004和2005年分别为2 896和2 894 kg·hm^-2,土地利用率提高了14%～17%;玉米-花生间作提高了玉米功能叶片的光饱和点、光补偿点和强光时的光合速率,降低了花生功能叶片的光补偿点和光饱和点,但提高了花生表观量子效率和弱光时的光合速率.表明间作提高了玉米对强光和花生对弱光的利用能力,从而使间作体系表现出明显的产量优势.     

太湖环棱螺(Bellamya sp.)及其与沉水植物的相互作用

选用太湖常见的环棱螺及沉水植物,研究了不同状态下环棱螺营养盐的释放特征,探讨了环棱螺对水体营养盐、透明度和浮游藻类的影响,及其与沉水植物的相互作用.结果表明:在一定温度范围内,环棱螺营养盐的释放速率随温度升高而增加,且进食状态下释放速率高于饥饿状态;环棱螺能在短时间内提高水体透明度,但其营养盐释放又引起局部水体溶解态氮磷含量的增加;适宜的条件下,水体中藻类的再生能力超过环棱螺对其的抑制力;水体营养盐含量增加,促进与环棱螺共存的伊乐藻和轮叶黑藻的生长.在太湖的不同湖区,草型湖区螺类的生物量远高于藻型湖区,这表明沉水植物可能是影响螺类分布的重要生态因子之一.     

Ecological restoration and factors regulating phytoplankton community in a hypertrophic shallow lake,Lake Taihu,China

A restoration program for the control of cyanobacterial blooms and the re-establishment of submerged macrophytes was conducted in Meiliang Bay of Lake Taihu since 2003. The effect of this ecological projects on plankton community and water quality, and factors regulating phytoplankton community were investigated in 2005. In general, some improvements of water quality occurred in the ecological restoration region, especially in the region of restoring aquatic macrophytes, where we detected significant reduction of nutrients. However, it seems the abundance of phytoplankton cannot be effectively control by the present ecological engineering. The phytoplankton abundance was high in the target restoration zone. Results of CCA and correlation analysis indicate that the phytoplankton community was mainly controlled by physico-chemical factors. Cyanobacteria species were positively related with pH, temperature, TP and TSS, while negatively related with TN, TN/TP and conductivity. The most discriminant variable was TN/TP, which explained 15% of the total variance of phytoplankton. However, TN was more important for the fluctuation of TN/TP than TP. It suggested that TN may be the ultimate factor controlling the phytoplankton community in Lake Taihu. Variation partitioning analysis showed that the pure contribution of crustacean was low for the variation of phytoplankton, suggesting that top-down control by crustacean zooplankton was weak in Lake Taihu. In general, this study suggested the reduction of nutrient load should be more important than top-down control using zooplankton for the ecosystem restoration in Lake Taihu.     

东太湖四角菱（Trapa quadrispinosa）生长特性

通过室外受控实验,研究了在不同沉积物类型及不同水体营养水平条件下东太湖四角菱的生长特性.结果表明:沉积物类型对菱的各项生长指标均有显著影响.在营养相对丰富的湖泥中,菱的相对生长率、同化根与吸收根的生物量以及株高增长率分别为相对贫瘠的岸泥的4.3、2.4、7.3、2.5倍,菱盘直径增长率在湖泥中为16.5%,在岸泥中则为负增长(-13.2%).水体营养盐浓度升高在一定程度上也促进了菱的生长,而且营养盐浓度(尤其是磷)升高对菱生长的促进作用在岸泥中要比在湖泥中显著得多.探讨了沉积物类型与水体营养水平对菱生长的作用机理,并认为水体富营养化的加剧及湖泊沼泽化所造成的氮、磷等营养物质在沉积物中的大量积累是东太湖菱种群迅速扩张的重要原因之一.     

Seasonal growth of the submerged macrophyte Ceratophyllum demersum L. in mesotrophic Lake Vechten in relation to insolation,temperature and reserve carbohydrates

Seasonal growth of a Ceratophyllum demersum stand in Lake Vechten, The Netherlands, varied considerably during 1978, '79 and '81. The biomass was highest in 1981 (max. 115 g ash-free dry weight m^–2). The 1978 growth trend was similar to that of 1981 with slightly lower net annual production (max. 92 g AFDW m^–2). The vegetation almost disappeared in 1979 (max. 24 g AFDW m^–2). These large differences in biomass could not be explained by differences in insolation but were mainly attributed to the severe winter of 1978–'79 which slowed plant development and full maturity was attained only after the diurnal insolation had decreased.Reserve carbohydrates were primarily starch and water-soluble sugars. Starch concentrations varied between 71.5 and 24.7 mg g^–1 AFDW in the winter and summer, and total sugar concentrations between 24.9 and 20.2 mg g^–1 AFDW, respectively. The non-reducing sugars tended to predominate in summer and the reducing sugars in winter. The value of these reserves for maintenance, growth and survival was assessed by calculating plant carbon budgets for several seasons.It was concluded that C. demersum relies heavily on its developmental timing and energy-conserving physiological mechanisms to survive extended periods of stress and in these respects is analogous to a typical terrestrial shade plant.     

太湖水体中微型原生动物对细菌的捕食作用

运用稀释法研究了太湖中不同粒径的微型原生动物对细菌的捕食压力,探讨了捕食作用对细菌生长及温度对捕食作用的影响.结果表明:太湖水体中32μm以下的微型原生动物对细菌的捕食率为5.07d-1,其中大部分捕食压力来自小于16μm的超微型原生动物,占总捕食率的90.7%;小于16μm的超微型原生动物的捕食作用明显抑制了细菌的生长;温度对捕食作用有明显影响,随着温度的升高,超微型原生动物的捕食率和细菌的生长率均明显升高.     

无机氮磷添加对太湖来源浮游植物和附着生物生物量的影响术

为了探讨富营养对太湖来源水体浮游植物的影响,对来源于太湖梅梁湾的水体进行氮磷营养盐添加实验.实验共3个处理(T0、T1和T2),T0不进行营养盐添加,处理T1和T2添加无机氮磷,T1中总氮、总磷净增加分别为10和0.5 mg·L-1,T2添加的量为T1的2倍.结果表明:T0的浮游植物叶绿素a含量明显低于添加营养盐的2个处理,而添加营养盐的2个处理之间没有显著差异,说明氮磷营养盐的添加在一定程度上能够促进浮游植物的生长,但并非营养盐添加越高浮游植物生物量就越高;添加处理与对照中附着生物叶绿素a含量的比较结果与浮游植物生物量的相同;T2中浮游植物的生长可能受到除氮磷之外的因素的限制;T1和T2中均没有出现期望的蓝藻水华,表明蓝藻水华的形成不只是与充足的氮磷供应有关.     

太湖入湖河道污染物控制生态工程模拟研究

于１９９３年采用水培经济植物对太湖入湖河道污染物的控制作了生态工程动态模拟试验,结果表明,生态工程对ＴＮ、ＴＰ、ＮＨ４＾＋－Ｎ,ＣＯＤ和浊度的平均除率分别为８４．１７、８３．７５、８７．９９、８６和８６．５３％,这为有效地控制太湖入湖河道污染物提供了一条新的途径。     

珠江河网典型水草床与贝类群落生物量特征

于2015年和2018年12月初调查珠江河网4个江段(左滩、小塘、外海和榄核)的典型水草床群落生物量时空变化特征,同时调查了相应江段的水草床、邻近非水草床区域的主要贝类生物量时空变化,并利用CCA分析其与主要水文、水质及沉积环境因子的相关性。结果表明:珠江河网典型水草床群落主要以刺苦草为优势种,偶伴生金鱼藻、穗状狐尾藻和轮叶黑藻等种类;对比两次调查结果发现,除小塘江段水草床生物量(以鲜重计)维持较稳定,高达9 kg·m^-2以外,其余3个江段的水草床均有种类减少、生物量下降的消落趋势。小塘江段贝类生物量最高,均值达968.8 g·m^-2,显著高于其他江段;所调查江段水草床区域中的贝类均高于非水草床区域;在由浅至深的水草床区域,虽然水草生物量逐增,但其贝类生物量却逐减;相同江段非水草床区域的贝类生物量显著低于水草床区域,表明珠江河网水草床为贝类提供良好的栖息、生长和繁育生境。径流量和水位变化可能是驱动珠江河网典型水草床群落年际演替的主要因素,而水草优势种类的保持可能受沉积物粒径组分和水体流速等因子的调控。     

沉水植物化感作用对西湖湿地浮游植物群落的影响

通过微宇宙实验,在控制光照和营养盐浓度的条件下分别研究了苦草(Vallisneria spiralis)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的化感作用对采集于杭州西湖湖西湿地的藻类密度、叶绿素a浓度、群落结构、多样性指数等的影响。其结果表明,3种沉水植物对微宇宙系统中的藻类都具有明显影响,藻类密度与叶绿素a浓度受到显著抑制,3个草-藻研究系统中藻类群落结构都发生了变化。在实验末期苦草组、金鱼藻组和穗花狐尾藻组中藻类总生物量(以细胞密度计)分别较初始值降低了37.06%、78.37%和83.40%。栅藻对3种沉水植物的化感作用敏感性较弱。藻类生物多样性方面,穗花狐尾藻系统中最高,其次是金鱼藻组,最后是苦草组,其Shannon-Wiener指数(H)分别为2.76、2.06和0.72,穗花狐尾藻组中H的显著高于苦草组(P0.05)。     

Effects of light heterogeneity on growth of a submerged clonal macrophyte

Many studies have examined the effects of spatial heterogeneity in light supply on clonal plants in terrestrial environments, but few have examined those in aquatic conditions. In a greenhouse experiment, we grew the rhizomatous submerged macrophyte Vallisneria spiralis L. in containers in three homogeneous light treatments (100%, 65%, and 30% of ambient light coded as high, medium, and low light, respectively) and two heterogeneous ones differing in patch scale (small and large patch). The growth of V. spiralis decreased significantly with decreasing light availability. In the low light conditions, V. spiralis allocated greater biomass to shoots and developed elongated leaves. In the patchy treatments, ramets distributed in the light‐rich patches had significant costs in the large patch treatment, but not in the small patch treatment, while both small and large patch treatments had no significant benefits in the light‐poor patches. We conclude that V. spiralis could escape from adverse habitats and occupy the favorable habitats. Providing the same amount of light, responses of V. spiralis to different patch scales were different at the patch level, but not at the whole clone level. Together, growth of V. spiralis could not benefit from different patch scales in heterogeneous environments at the patch as well as the whole clone level.