水分驱动下茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)地上生物量模型与异速生长特征

构建生物量预估模型,探究生物量在各器官中的分配策略和异速生长关系及其对环境因子的响应,对理解植物群落结构、功能、碳储存和分配机制具有重要意义。本研究以内蒙古荒漠草原常见种茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)为对象,在不同水分处理下,利用易测指标,如株高、基径、分枝数、冠幅和生物量等参数建立生物量模型,采用标准化主轴分析法分析其异速生长关系。结果表明:在不同水分处理下,茵陈蒿的最佳生物量预估模型的变量选择不同;不同水分处理下茵陈蒿各器官间、各器官与地上生物量间的异速生长关系不同,但相对于自然降水量,增水和减水50%下均为等速生长,这说明在不同水分条件下茵陈蒿对各器官间的资源配置存在权衡策略,符合最优分配假说;而在极端气候条件下,各器官对资源的竞争会变弱;在荒漠草原中,对草本植物进行生物量模拟,选择预测变量和方程模型时,应考虑生长季降水量。本研究可为荒漠草原草本植物生物量预估模型的建立和异速生长关系对环境因子适应的理解等提供方法支持及理论依据。     

氮添加与降雨变化对红砂幼苗非结构性碳水化合物的影响

非结构性碳水化合物(NSC)在植物体内的含量及分配对植物生长和存活至关重要。开展氮沉降和降雨变化对幼苗NSC影响的研究,为揭示干旱导致幼苗死亡机理及预测气候变化背景下幼苗自然更新及培育提供依据。本研究以1年生红砂幼苗为对象,测定了不同降雨(降雨减少(W-)、自然降水(W)和降雨增多(W+))和氮添加(N0(0 g N·m-2·a-1)、N1(4.6 g N·m-2·a-1)、N2(9.2 g N·m-2·a-1)、N3(13.8 g N·m-2·a-1))条件下红砂幼苗各器官NSC及其组分含量。结果表明:红砂幼苗各器官NSC含量为28.8～71.8mg·g-1,叶片含量最高,茎含量最低。氮添加和降雨变化对红砂幼苗叶片和根系淀粉及总NSC含量有显著影响,而对茎无显著影响。各降雨条件下,氮添加均促进了红砂幼苗叶片淀粉和总NSC累积,在降雨增加30%的条件下氮的促进效应更显著,中高氮(N2和N3)叶片淀粉与总NSC含量显著高于低氮水平(N1和N0);在低氮降雨减少30%(N1W-)处理下,红砂叶片淀粉和NSC含量最小,而根系淀粉和NSC含量最大,即低氮干旱胁迫下红砂可通过NSC在不同器官的重...     

基于稳定氧同位素确定植物水分来源不同方法的比较

利用稳定同位素技术确定植物水分来源,对提高生态水文过程的认识和对干旱半干旱区的生态管理至关重要。目前基于稳定同位素技术确定植物水分来源的方法众多,但不同方法之间对比的研究较少。本研究基于原位样品采集,室内实验测试,利用直接对比法、多元线性混合模型(IsoSource)、贝叶斯混合模型(MixSIR、MixSIAR)和吸水深度模型分析植物水分来源,并对比各方法的优缺点。结果表明:相对于多元线性混合模型(IsoSource)而言,贝叶斯混合模型(MixSIR、MixSIAR)具有更好的水源区分性能,但对数据要求较高,且植物木质部水和潜在水源同位素组成的标准差越小,模型运行结果的可信度更高。本研究中贝叶斯混合模型(MixSIR)为最优解。在利用稳定氢氧同位素技术确定植物水分来源时,可先通过直接对比法定性判断植物可能利用的潜在水源,然后再用多元线性混合模型(IsoSource)、贝叶斯混合模型(MixSIR、MixSIAR)计算出各潜在水源对植物的贡献率和贡献范围,必要时可评估模型性能,选择出最优模型,定量分析植物的水分来源。若植物主要吸收利用不同土层深度的土壤水,可结合吸水深度模型计算出植物...     

猪场废水施用对直播稻磷素吸收利用与氮磷生态化学计量的影响

以直播稻为对象,在上海农场进行了猪场处理废水基肥和穗肥不同用量组合的田间试验,研究猪场废水对水稻磷养分吸收利用与氮磷生态化学计量的影响。结果表明:施用猪场处理废水对直播水稻干物质积累、植株磷含量有显著影响。水稻拔节期、齐穗期和成熟期干物质积累量以及产量随废水施用量增加而增加;拔节期、齐穗期和成熟期植株、秸秆及籽粒含磷量与废水用量皆呈显著正相关;不同施肥处理在整个生育期水稻植株N∶P为3.13～5.10,在拔节期、齐穗期、成熟期分别为3.13～4.83、3.42～4.35、3.98～5.10,总体上以齐穗期N∶P值较低;成熟期秸秆N∶P值变动较大(4.30～6.57),而籽粒变化较小(3.85～4.37);齐穗期植株、成熟期秸秆、籽粒和植株的N∶P值与废水施用总量皆呈显著正相关,表明废水施用对直播稻氮素吸收的促进作用大于磷素。     

高寒草甸植被细根生产和周转的比较研究

植物根系是陆地生态系统重要的碳汇和养分库,细根周转过程是陆地生态系统地下部分碳氮循环的核心环节,在陆地生态系统如何响应全球变化中起着关键作用。在全球变化敏感地区之一的青藏高原,对该地区的主要植被类型矮嵩草草甸同时采用根钻法、内生长袋法和微根管法3种观测方法研究细根生产和周转速率,并探讨了极差法、积分法、矩阵法和Kaplan-Meier法等数据处理方法对计算值的影响。研究结果显示:在估算细根净初级生产力时,根钻法宜采用积分法,内生长袋法宜选用矩阵法;由此进一步以最大细根生物量为基础,根钻法和内生长袋法估测的细根年周转速率分别为0.36 a-1和0.52 a-1,内生长袋法的估算结果是根钻法的1.44倍。对于微根管法,将其观测得到的细根长度转换为单位面积的生物量值后,采用积分法计算出细根周转速率为0.84 a-1,远高于传统方法的估算结果;若采用Kaplan-Meier生存分析方法,则计算出的细根周转速率更高达3.41 a-1。     

剪形臂尾轮虫形态的时空变化及其与生态因子间的关系

对芜湖市镜湖和汀棠湖中剪形臂尾轮虫(Brachionus forficula)的发生及其形态特征进行了一年的观察,并分析了其与环境因子间的关系。结果表明,镜湖中,剪形臂尾轮虫出现于7月至10月,且仅存在短后棘刺型个体;2样点内,除了前外棘刺长以外,轮虫的其他各形态参数均随季节显著变化,形态参数的样点间差异也因季节的不同而异;轮虫的各形态参数均随pH的升高而延长,随过滤水体中叶绿素a含量和水体中总叶绿素a含量的升高而缩短;体长和体宽均随晶囊轮虫密度的升高而增大。汀棠湖中,短后棘刺型个体出现于6月至10月,而长后棘刺型个体仅出现于6月至8月;2种形态型个体同时存在时,长后棘刺型个体在种群中所占比例始终高于短后棘刺型个体,并与水温、水体中总叶绿素a含量以及枝角类、桡足类和晶囊轮虫的密度均呈显著的正相关;2样点轮虫短后棘刺型个体各形态参数均随季节显著变化;长后棘刺型个体在1号样点内仅前外棘刺和后棘刺长有显著变化,而2号样点内仅体长、体宽和后棘刺长有显著变化;2样点内长后棘刺型个体的体长、体宽以及前外棘刺和后棘刺均显著长于短后棘刺型个体;同一形态型个体形态参数的样点间差异因季节的不同而异;短后棘刺型个体的前外棘刺和后棘刺长均与水体中总叶绿素a含量呈显著的正相关,后者与过滤水体中叶绿素a含量和枝角类密度也呈显著的正相关;长后棘刺型个体的后棘刺长与桡足类密度呈显著正相关,前内棘刺长与水温、溶氧量和晶囊轮虫密度呈显著负相关。两湖泊内剪形臂尾轮虫的后棘刺长和体长之间均呈显著的正相关,提示其后棘刺的延长并不是对体长的异速增长。     

红汁乳菇醇提物对水稻、稗草的化感影响

研究了红汁乳菇子实体乙醇抽提物对水稻、稗草的化感影响。用不同浓度的红汁乳菇子实体乙醇抽提物处理水稻和稗草种子 ,测量处理后不同时间的水稻和稗草幼苗的根长和苗高 ,按照 Willamson,G.B.的方法计算化感作用效应 (RI)。结果表明 :红汁乳菇乙醇抽提物对稗草幼苗的生长有显著的抑制作用 ,能够导致稗草叶片发黄 ,缩短稗草的根和苗 ,甚至延迟部分种子的萌发。其中 8.5 mg/ ml的乙醇抽提物处理稗草种子后 3d、8d,对根长的化感作用效应分别为 - 0 .98、- 0 .5 8;对苗高的化感作用效应分别为 - 0 .5 0、- 0 .5 1。 6 .5 m g/ ml和 10 .5 mg/ ml处理组的结果与 8.5 mg/ ml处理组的结果在 p=0 .0 5水平上差异不显著。对水稻幼苗的生长表现出一定的调节作用 ,在较低浓度下 (≤ 4 .5 0 mg/ m l)对水稻幼苗有一定促进作用 ,如 4 .5 0 m g/ ml处理水稻种子后 3d、8d,对苗高的化感作用效应分别为 0 .2 5、0 .10 ;在较高浓度下 (如≥ 6 .5 0 mg/ ml)对水稻根长和苗高均为抑制作用 ,6 .5 0 mg/ ml时抑制作用最强 ,处理水稻种子后 3d、8d对幼苗的根长的化感作用效应分别为 - 0 .93、- 0 .4 8;对苗高的化感作用效应分别为 - 0 .5 0、- 0 .2 2 ,在 p=0 .0 5水平上与其它处理组差异显著     

水肥条件对新老两个春小麦品种竞争能力和产量关系的影响

采用de Wit替代系列实验研究了传统地方品种和尚头和现代品种定西-24在土壤水肥梯度下混播时的竞争结局以及竞争能力和单播产量之间的关系。在各个水肥处理条件下,混播时,虽然和尚头对定西-24的影响效应有所减弱,但是,和尚头对定西-24的竞争结局并没有发生改变:和尚头最终完全排除定西-24,成为竞争中的优胜者。在低水无肥和高水高肥条件下,定西-24的单播产量显著高于和尚头的单播产量,二者的竞争能力与其单播产量之间呈负相关;在低水低肥条件下,和尚头的单播产量与定西-24的单播产量几乎相等,二者的竞争能力与其单播产量之间没有特定的关系;在中水中肥条件下,和尚头的单播产量高于定西-24的单播产量,二者的竞争能力与其单播产量之间呈正相关,据此可以认为和尚头和定西-24混播时的竞争能力与其单播产量之间没有特定的关系。在低水无肥和高水高肥条件下,定西-24的单播地上生物量显著高于和尚头的单播地上生物量。在水分严重亏缺的条件下,和尚头的水分利用效率显著低于定西-24的水分利用效率;随着水分供给的改变,和尚头的水分利用效率得到了显著提高,然而当水分不再成为和尚头生长限制因子时,其水分利用效率降低,结果表明一定程度水分利用效率的提高有利于春小麦适应半干旱区的水分环境。     

不同农业土地利用方式和管理对土壤有机碳的影响 ——以北京市延庆盆地为例

自20世纪80年代以来,我国农业土地利用方式和农田管理发生了巨大变化,由此引起的土壤有机碳（SOC）含量、密度及其垂直分布发生了相应的变化,研究不同土地利用方式和管理对土壤有机碳的影响对于探讨农田生态系统的固碳作用具有重要的意义.以北京市延怀盆地为典型研究地区,选择6种农业土地利用和管理模式,共计42块样地,在1m深土体内分层采集197个土壤样品.研究结果表明：（1） 不同农业土地利用和管理方式对SOC含量的影响主要发生在0～25 cm土层中,剖面中SOC含量自上向下明显降低.（2） 通过对6种土地利用和管理方式下土壤SOC含量进行比较,结果发现果园和高投入的玉米地土壤在0～100 cm土层中SOC含量均较高,变化范围分别为4.16～10.00 g kg^-1和4.73～9.31 g kg^-1; 菜地土壤在0～40 cm土层中SOC含量较高,变化范围为6.42～9.67 g kg^-1;大豆地、中、低投入玉米地土壤在0～100 cm土层中SOC含量较低,变化范围分别为3.27～7.73 g kg^-1、3.14～8.33 g kg^-1和1.83～7.67 g kg^-1. （3） 不同农业土地利用方式对SOC密度影响的趋势与对SOC含量影响的趋势基本一致,在0～100 cm土壤中,SOC密度的顺序为果园＞菜地＞高投入玉米地＞中投入玉米地＞大豆地＞低投入玉米地,变化范围为4.15～8.22 kg m^-2.     

森林生态系统立地指数的遥感分析

森林生态系统立地指数分析和立地质量的评估是森林生态系统经营管理和造林营林的重要理论基础与规划方法,也是研究森林生态系统生产力的重要内容.由于技术的限制,迄今为止,还没有实现森林生态系统立地空间分布格局的分析和开展立地条件随时间动态变化的研究.卫星遥感为大面积研究森林生态系统的生产力及其空间分布格局和动态提供了一条重要的途径.以云杉为对象,利用卫星遥感为研究手段,在岷江上游的四川西北部松潘镇江关流域研究森林生态系统立地指数的空间分布特点,探索有关遥感反演模型的建立,并通过有关精度的评估分析这种高技术应用的价值和潜力.研究结果表明,遥感植被指数NDVI和TNDVI与野外实测云杉立地指数（SI）基本为线性相关.通过对模型模拟结果和实际测定结果的比较研究,发现在1：1比例的分析图中,NDVI和TNDVI的遥感反演模型都有很好的拟合效果与较高的精度,说明通过遥感植被指数的方法测定森林立地指数具有较高的实用价值.