大麦叶面积指数模拟模型

准确模拟叶面积指数是作物生长模拟模型预测作物生长和产量的关键.本文通过系统分析扬州和武汉地区不同大麦品种高产群体叶面积指数变化动态,建立了大麦群体的叶面积指数模拟模型.大麦叶面积指数是品种叶面积指数扩展的遗传参数和气温日较差、日照时数、辐射量等气候因子及水肥丰缺因子的函数.孕穗抽穗期最大叶面积指数与该期最适叶面积指数是不同的概念,二者之间存在着极显著差异.利用扬州、南京和昆明地区不同品种的播期试验及氮肥试验资料对模型进行了检验,结果表明,模型对大麦叶面积指数的模拟效果较好,模拟值与观测值吻合度高,根均方差RMSE介于0.742～2.865,平均值为1.348.对模拟值与观测值进行y=x的线性回归分析,相关系数R²介于0.511～0.954,均呈极显著正相关.     

温室盆栽金鱼草叶面积指数形成模拟模型

以温室中生长的金鱼草品种‘泛美夏粉’为研究对象,依据盆栽金鱼草叶片生长与光温环境的关系,构建了适合温室金鱼草叶面积指数模拟模型,并用独立试验数据对模型进行了检验,旨在提高温室金鱼草生长和蒸腾模型精度和适用性。结果表明,金鱼草出叶数与出苗后累积辐热积呈指数函数关系;叶片长度与出叶后累积辐热积呈负指数函数关系;金鱼草出叶数、叶片长度和叶面积指数的模拟结果与实测值基于1：1直线间的决定系数R。分别为0．98、0．93、0．99,其回归估计标准误R懈E分别为2．6,0．33cm、0．17。本研究建立的模型能够较准确地预测温室盆栽金鱼草叶面积指教动态,参数少且易获取、实用性强。     

碳供给与碳利用对树木生长的限制机制

树木生长固碳过程使森林生态系统成为减缓大气CO₂浓度升高的一个巨大而持续的碳汇。根据树木可利用碳的状况, 限制树木生长的机制可分为碳供给限制和碳利用限制。许多环境因子交互作用, 共同影响树木的碳供给与碳利用, 因而很难量化碳供给和碳利用活动及其对环境变化敏感性对树木生长的影响。因此, 从碳供给与碳利用角度揭示环境变化对树木生长影响的生理机制, 对于预测全球变化背景下树木生长及森林碳汇功能至关重要。为此, 该文介绍了树木生长碳供给与碳利用限制争议的相关背景; 从碳供给与碳利用角度探讨了叶损失、干旱和低温等胁迫条件限制树木生长的生理机制; 提出该领域今后应优先研究的3个问题: (1)探索非结构性碳水化合物(NSC)储存形成的调控机制, 确定什么情况下以及多大程度上树木通过主动降低生长而将光合产物优先分配给NSC储存; (2)加强碳利用活动研究, 系统测定光合产物在其碳利用组分的分配(特别是根系及其共生微生物活动); (3)开展树木碳代谢、矿质营养与水分生理的互作研究, 充分认识树木碳、水和养分耦合关系及对树木生长的影响。     

特定化合物同位素分析技术在树木非结构性碳水化合物研究中的应用

特定化合物同位素分析(CSIA)可以实现对复杂基质中特定化合物稳定碳同位素组成(δ¹³C)的精确测定。应用此方法测定树木非结构性碳水化合物(NSC)中特定成分(如糖类、有机酸和糖醇)的δ¹³C,不仅能够追踪新同化的光合产物在树木中的运移及与外界的碳交换,还能够更敏感地指示树木生理状况对环境变化的响应。本文首先系统介绍了CSIA从样品采集、处理到δ¹³C测定的方法,然后综述了树木NSC中各成分之间及各成分在不同器官之间的δ¹³C差异,阐述了树木NSC的δ¹³C时间动态变化特征及内在机制,最后分析了NSC作为主要呼吸底物,其δ¹³C与树木呼吸释放CO₂的δ¹³C(δ¹³C_R)之间的联系,并针对CSIA分析技术在后光合分馏、树木逆境生理和年轮δ¹³C形成机制等研究的应用前景提出了展望。     

AM真菌与非菌根植物的相互作用关系

丛枝菌根(AM)真菌作为一类在全球分布广泛的土壤微生物,能够与陆地上大多数的维管植物形成专性共生关系,对于植物营养吸收和生态系统功能具有重要作用.而较少量的维管植物如苋科、黎科、石竹科、十字花科等植物被认为是非菌根植物.目前,对于这些非菌根植物与AM真菌之间的相互作用关系研究少且分散,缺乏系统总结.本文综述了非菌根植物的类型以及低侵染的原因,邻体植物形成的菌丝网络对AM真菌侵染非菌根植物的影响,并探讨AM真菌和非菌根植物之间可能存在的相互作用,以及植物-AM真菌之间的物质交换及可能存在的生态功能,旨在为进一步发挥非菌根植物在脆弱生态系统的功能潜力提供新思路.     

长白山红松针阔叶混交林林冠层叶面积指数模拟分析

根据长白山原始红松针阔叶混交林光合有效辐射的连续3年自动观测结果,结合便携式叶面积仪的季节观测,建立了以林冠上下光合有效辐射估算森林冠层叶面积指数的半经验公式.结果表明,该方法可以很好地反映叶面积的季节动态. 通过3年叶面积指数的季节动态比较发现,该森林冠层叶面积的起始生长日期随气温稳定通过0 ℃的日期延迟而延迟,整个生长季的叶面积动态可划分成上升期、相对稳定期和下降期,每个阶段都与大于0 ℃的积温存在较好的相关关系,分别用Logistic曲线和线性方程表达. 并对叶面积的观测和估算方法中存在的问题进行了讨论.     

干旱胁迫下梭梭水力性状调整与非结构性碳水化合物动态

梭梭(Haloxylon ammodendron)是古尔班通古特沙漠的主要建群种,在生物多样性保护和防止旱地退化等生态系统服务方面有重要作用。气候变化引起的频发干旱对梭梭生存有显著的影响,明晰干旱胁迫下梭梭的抗旱策略,对于荒漠生态系统的可持续发展至关重要。水力性状和碳收益作为抗旱机制中的重要部分,目前对干旱胁迫下梭梭生存的水力性状阈值尚不明确。该研究以成年梭梭为对象,分别设置对照组和干旱处理组,对梭梭上、中、下3个高度的同化枝水分状况、枝条木质部导度损失率、气体交换特征、非结构性碳水化合物含量和形态特征等进行了测定,利用单因素方差分析检验不同处理及枝条高度间的各项性状差异,结合线性回归了解梭梭气孔敏感性,通过主成分分析解析梭梭的抗旱策略。研究表明:(1)梭梭的黎明和正午同化枝水势、同化枝含水量和枝条含水量均因干旱胁迫而下降,但并未随高度增加而降低;P50和P88 (最大导水度损失50%和88%的木质部水势)未因干旱胁迫和枝条高度的增加显著变化,两个处理下3个枝条高度的P50平均值为–4.12 MPa,P88为–7.10 MPa,而水力安全边界在干旱胁迫下显著降低;(2)梭梭的气孔行为对...     

高山林线形成机理研究进展

高山林线是郁闭森林与高山植被之间的分布界限,作为重要的生态过渡带,对全球和区域性气候变化的反应极为敏感,被认为是气候变化的理想监测器.高山林线研究从最初的形态描述到林线成因假说都是为了寻找高山林线形成的原因.迄今出现的高山林线成因假说都能够在局地尺度解释高山林线成因,但仍然缺乏可以普遍解释全球高山林线现象的假说.温度是林线分布的限制因子,低温限制了林线树种的生存及生长,但是低温影响了哪一个生化过程仍不明确,其影响机理还需进一步探讨.本文对高山林线形成机理,特别是对低温对高山林线植物光合特性、养分特征、非结构性碳水化合物和抗氧化系统的影响等研究进展进行综述,并提出了未来林线研究应该关注的问题.     

基于空间变异性的树冠非结构性碳含量估算：以胡桃楸和春榆为例

以胡桃楸和春榆为例,采用枝解析法测定不同基径枝条的非结构性碳水化合物（NSC）浓度的变异,进而估算并评价不同取样方法对树冠NSC含量估算的误差.结果表明： 器官对两种树种树冠NSC浓度的影响显著,叶、新枝、老枝和死枝的可溶性糖与淀粉的总和（TNC）的平均浓度分别为17.6%、12.6%、5.7%和2.9%.叶和新枝的NSC浓度随枝基径、枝龄、枝长和枝相对高度的变异多不显著,但老枝的NSC浓度随枝基径、枝龄和枝长增大而降低,而随枝相对高度增加而增加,其中枝基径是老枝NSC浓度的最佳预测变量（R²在0.87~0.95）.两树种叶、新枝和老枝平均TNC含量分别占其树冠TNC含量的28%、2%和70%.分析树冠枝NSC的空间变异性对树冠NSC含量估算误差的影响发现,采用新枝和直径约3 cm老枝枝段的NSC浓度估算冠层NSC含量是较简易而精确的方法.     

模拟增温对杉木幼树生长和光合特性的影响

为阐明杉木生长特征及光合能力对未来全球变暖的响应方式,通过在福建省三明市森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点内开展的土壤增温(电缆加热,+4℃)实验,研究了增温条件下杉木幼树生长(树高、地径)特征及光合作用参数的变化,并对土壤有效氮(N)、叶片N含量、叶绿素含量(Chl)及非结构性碳水化合物(NSC)指标进行了测定。结果表明:1)在增温条件下,杉木幼树净光合速率(P_n)和水分利用效率(WUE)显著增加,分别增加了71.4%、51.3%,增温后杉木叶片能维持较高的气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和胞间二氧化碳浓度(C_i)。2)增温促进土壤有机氮矿化作用,使土壤中可供植物吸收利用的有效N含量显著增加,从而引起杉木叶片N含量显著提高。而N作为叶绿素的重要组成物质,增温后,叶片N含量显著提高,最终导致杉木幼树叶片Chl a、Chl b及Chl总量显著增加,增加比例分别为76.3%、55.8%、68.7%,Chl a/b值亦呈增加趋势。3)增温对杉木幼树生长及叶片NSC含量并无显著影响。综上所述,增温通过改变杉木叶片气孔导度敏感性以及促进杉木叶片Chl含量合成,增加叶片对CO_2的吸收以及光能捕获能力,进而提高光合效率。同时,增温引起的根系高温可能大幅度提高杉木呼吸强度,加剧对杉木叶片碳水化合物的消耗过程,使其NSC含量无显著变化,从而导致杉木幼树生长无显著差异。     

光质对温室甜椒干物质生产和分配指数的影响

为了研究不同光质对甜椒植株干物质生产与分配指数的影响,以甜椒茎有限生长品种"苏椒13号"为试验材料,于2010年计不同种彩色塑料薄膜(红、黄、蓝、绿、紫,白色为对照)试验。结果表明:不同光质处理的甜椒单位面积干物质生产量(Wt)与冠层截获的太阳光合有效辐射日积分(daily photosynthetic active radiation integral,PARi,MJ·m-2)之间的模型为Wt=22.07×e0.0054λPARi;单位面积植株总干重、果实的干物质分配指数、果实采收指数和单位面积果实产量均以红膜最高,紫膜最低;蓝膜的茎干物质分配指数最高,红膜最低;蓝膜、绿膜和紫膜的植株叶片干物质分配指数明显高于红膜和黄膜;不同光质处理对甜椒植株地上部分干物质分配指数的影响差异不显著;研究认为红膜和黄膜能够促进甜椒植株的干物质积累和果实发育,紫膜和蓝膜则有明显的抑制作用,该研究结果可为温室甜椒栽培的光质选择和环境调控提供决策依据。     

施肥对大棚甜椒品质的影响

对塑料大棚栽培的甜椒进行滴灌施肥,研究不同用量的氮磷钾肥料对甜椒品质的影响,结果表明,侧枝是甜椒硝态氮的敏感反应部位,且含量最高,叶片次之,果实最少,高量施肥对甜椒果实的硝态氮与可溶性糖含量没有产生不良影响,果实是甜椒糖分的主要贮存器官,其可溶性总糖含量在50%-55%范围内,高于叶片和侧枝,施肥量减少,果实中肌醇和蔗糖的含量增加,葡萄糖与果糖是甜椒果实主要的可溶性糖类,高量施肥削弱叶片的C素代谢作用,表现为抑制同化物淀粉在叶片的积累,粗淀粉在果实中的含量最高,叶片脂类含量均超过侧枝和果实3-4倍以上,可能是由于叶片中叶绿素含量高所致。     

Factors affecting the distribution of a predatory mite on greenhouse sweet pepper

The predatory mite Neoseiulus cucumeris is used for biological control of phytophagous mites and thrips on greenhouse cucumber and sweet pepper. In a previous study, N. cucumeris provided effective control of broad mite but was only rarely found on the sampled leaves, raising questions about the factors affecting N. cucumeris distribution. To determine the distribution of N. cucumeris, leaves of pepper plants were sampled three times per day: just after sunrise, at noon and just before sunset for two years and throughout a 24 h period in one year. The presence of other mites and insects was recorded. Biotic (pollen) and abiotic (temperature, humidity) factors were monitored from the three plant levels. The effect of direct and indirect sunlight on the mites was assessed. N. cucumeris was found primarily in flowers; however, the mite’s distribution was affected by other predators (intraguild predation); in the presence of the predatory bug Orius laevigatus virtually no mites occurred in the flowers. Whereas temperature and humidity varied from the top to the lower level of the plants, apparently neither these factors nor the presence of pollen outside the flowers influenced mite distribution. N. cucumeris was found to be negatively phototropic; therefore N. cucumeris were pre-conditioned to light by rearing under light conditions for 4 months before being released. The light-reared mites were initially more numerous during the noon sampling period, however, rearing conditions caused only a temporary and non-significant change in distribution.     

环境因素对干旱半干旱区凋落物分解的影响研究进展

凋落物分解是干旱半干旱区重要的生化过程,也是区域内物质周转与能量流动的关键生态环节,主要受气候、凋落物基质质量（简称凋落物质量）和土壤生物群落等因素的综合影响.本文综合评述了非生物因素(温度、降水、光辐射、土壤有机质等)和生物因素(凋落物质量、土壤微生物、种群组成和群落结构等)对干旱半干旱地区凋落物分解的影响的相关研究进展.在诸多影响因素中,降水与光辐射是最重要的限制因素.降水能够在短期内使凋落物分解速率迅速增加,而干旱半干旱区光照强度大、时间长,UV B引起的光矿化效应能较好地解释区域内凋落物分解规律.凋落物质量和群落结构主要受生态系统类型的影响,属于长期效应.今后凋落物生态研究的重点主要为全球气候变化下各环境因素的交互作用,不同尺度下凋落物分解过程与格局的变化,以及多因素交互作用凋落物分解模型的构建等方面.     

光强对杉木幼苗形态特征和叶片非结构性碳含量的影响

选取南方重要的造林树种杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)幼苗为研究对象,通过搭建遮荫棚设置5个光照强度(分别为自然光照的100%、60%、40%、15%和5%),研究了幼苗在不同光照强度下的生长形态、生物量积累及分配、叶片的非结构性碳含量(NSC)特征。结果显示:(1)叶长、叶宽和叶面积在40%光照强度下最大,而比叶面积和叶片相对含水量随着光照强度的降低呈递增趋势;(2)随着光照强度的降低,杉木幼苗各器官生物量下降,根生物量比和根冠比降低,茎和叶生物量比增加;(3)杉木幼苗在60%光照强度下叶片非结构性碳含量最高,5%光照强度下含量最低;(4)杉木幼苗比叶面积与叶生物量以及与非结构性碳含量之间存在极显著的负相关关系(P0.01),叶生物量与非结构性碳含量之间存在极显著的正相关关系(P0.01)。杉木幼苗能够通过形态学上的可塑性来适应不同的光强环境,提高光竞争能力和生存适合度,但在5%光照强度下,由于较难维持碳收支平衡而不利于其生长和存活。