中亚热带不同森林更新方式生态酶化学计量特征

了解土壤生态化学计量特征对预测不同生态系统养分变化、功能以及植物生产力具有重要意义。森林更新是维持中亚热带森林生态系统可持续发展的重要手段。选取福建省三明市陈大林业采育场3种不同森林更新方式进行研究,包括米槠次生林（SF）、米槠人工促进天然更新林（AR）和杉木人工林（CF）,测定其土壤理化性质及土壤3种酶,计算酶化学计量。结果显示：1）AR的土壤总氮、全磷、铵态氮含量以及含水量最高（P < 0.05）,土壤有效磷的含量则是CF最高（P < 0.05）;2）生态酶化学计量结果表明AR的土壤微生物处于氮限制状态,CF的土壤微生物处于磷限制状态;3）冗余分析表明,土壤含水量和铵态氮是驱动不同森林更新方式土壤生态酶化学计量变异的重要环境因子。研究表明,人促更新方式更有利于土壤有效氮的积累,而人工林则有利于土壤有效磷积累,这可能与造林树种有关。土壤生态酶化学计量更易受到土壤含水量以及有效性养分的驱动,而与土壤化学计量未呈现良好的耦合性。     

热带山地雨林生态系统的水分生态效应——冠层对暴雨势能的消减、暴雨养分贮存

基于对尖峰岭热带山地雨林集水流域的定位研究,分析了３年间该群落冠层对大雨、暴雨及大暴雨势能的消减、缓冲耗能效应以及年暴雨携带养分在系统中贮存效应,其冠层消减大雨、暴雨及大暴雨势能占年总消减势能在６１．８％～７１．８％之间,其中消减（≥２００ｍｍ）大暴雨势能量占年总消减势能的４３．９％;大雨、暴雨及大暴雨雨水的年均养分含量为５５．１２２ｋｇ／ｈｍ２,其产流流失为４２．９１７ｋｇ／ｈｍ２,年均净积累为１２．２０５ｋｇ／ｈｍ２,除取Ｓｉ外,年净积累量达３２．６７４ｋｇ／ｈｍ２,充分体现出热带山地雨林生态系统具有的环境生态效应。     

灌溉对沙拐枣幼苗生长及氮素利用的影响

采用盆栽试验,比较了5个灌溉梯度下(4.6、6.1、7.7、9.2、13.0 kg·株-1·次-1)沙拐枣幼苗氮素累积分配、利用和回收特征及其生长特性差异。结果表明:随灌溉量增加,沙拐枣幼苗整株氮素累积量和干物质量均显著增加,但在最高灌溉量下沙拐枣幼苗出现严重病害。生长旺季干物质和氮素主要分配在同化枝中,平均分别占总株的39.5%和66.1%,随灌溉量增加分配比例显著增加;季末茎和老枝是干物质和氮素的主要累积器官,平均分别占总株的54.7%和47.8%,分配比例也随灌溉量增加而显著增加。干旱条件下沙拐枣幼苗具有较高的根冠比,增加灌溉量后显著下降。生长旺季沙拐枣幼苗具有较高氮素回收效率,平均为64.4%,灌溉后明显增加;季末平均为58.1%,灌溉后有下降趋势。在两个生长季平均氮素利用效率分别为120.5和235.8g/g,增加灌溉量虽可提高植物氮素利用效率,但在最高灌溉量下氮素利用效率出现降低。由此可见,沙拐枣幼苗物质分配特征具有明显的季节性和可塑性,灌溉量过高和过低都不利于沙拐枣幼苗生长及氮素回收和利用效率的提高,因此中等灌溉量(7.7—9.2 kg·株-1·次-1)更有利于其生长及自身特性发挥。     

完全水淹环境中光照和溶氧对喜旱莲子草表型可塑性的影响

光照和溶氧是水环境和陆地环境间差异显著的两个环境因子,对水淹植物的生长和存活具有重要的意义。以三峡库区常见外来入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,考察了水体中的光照(L)和溶氧(DO)对完全水淹环境中喜旱莲子草的形态特征和生物量分配等表型可塑性的影响。实验设置水淹和非水淹对照两组处理,对水淹组的光照和溶氧两个环境因子再分别设置有(+)、无(-)以及高(+)、低(-)两种水平,共计4个处理。实验结果表明:(1)水淹可促进喜旱莲子草主茎和叶片发生可塑性反应,引发伸长生长。水淹后,其细长的主茎以及长而薄的直立叶更有利于植株早日出露水面。(2)完全水淹条件下,喜旱莲子草主茎和叶片的表型可塑性受光照和溶氧的复合影响,其中主茎的伸长生长主要受溶氧的影响,而叶片的形态变化则主要受光照影响。高溶氧处理下喜旱莲子草的主茎伸长生长显著(P0.05)。在相同光照条件下,高溶氧处理下喜旱莲子草的主茎长、节间数、节间长以及主茎长/主茎直径均明显高于低溶氧处理。不论有光还是无光,高溶氧处理下喜旱莲子草主茎长以及节间数的平均增长率均处于最高水平,分别为61.8%、34.2%。喜旱莲子草叶片的形态变化在有光处理下表现得尤为显著,其平均叶片长宽比、比叶面积以及叶倾角分别较水淹前增加了39.65%、28.3%、45.9°。(3)光照和溶氧对于喜旱莲子草不定根和分枝的发生及发展存在影响差异。有光条件下可促进植株抽枝,而高溶氧处理时更有利于植株生根。这些形态变化有助于喜旱莲子草扩大株型占据有利生境,进一步提高植株的水下存活能力。     

鄱阳湖小天鹅越冬种群数量与行为学特征

2012年10月-2013年3月,采用直接计数法对鄱阳湖小天鹅Cygnus columbianus种群数量分布进行了5次调查。结果显示,各调查点小天鹅的种群数量均不稳定,可能与食物丰富度、水位等相关。各次调查中以第2次调查观测到的小天鹅数量最多,合计10756 只;调查区域中以鄱阳县白沙洲自然保护区调查到的小天鹅数量最多。5次调查中鄱阳县的小天鹅数量均占每次调查总数的56%以上,平均2239.80 只。小天鹅在各保护区不同湖泊的数量分布存在时间差异,但分布仅局限在几个湖泊中。调查显示,小天鹅的幼体比例为29.04%(n=1150)。采用瞬时扫描法对小天鹅越冬期的行为进行了研究,其用于静止(43.12%)和取食(27.44%)行为的时间较多,用于运动(16.82%)和梳理(11.48%)行为的时间较少,用于社会行为(1.14%)的时间最少。在小天鹅的日间行为节律中,静止行为高峰出现在07:00-08:00和17:00-18:00时段,取食行为高峰出现在16:00-17:00。下午取食强度的增加与冬季夜间长和气温低有关,鸟类必须获得足够的能量以维持其夜间的能量消耗。对小天鹅成幼体行为分配进行检验,发现除社会行为差异显著(Z=-2.310,P=0.021)外,其余行为差异均不显著。但成幼体的行为节律有较大差异,主要体现在静止和取食行为上。     

珠三角河网浮游植物生物量的时空特征

珠三角河网水域是珠江之水流入南海的必经之地,对2012年该水域浮游植物生物量的时空特征及其影响因素进行系统阐析。调查期间共发现浮游植物7门,383种(包括变种、变型),其中硅藻和绿藻是最主要类群,其次是裸藻和蓝藻。颗粒直链藻原变种是调查水域的本底物种,也是最优势种;而变异直链藻和网球藻分别是枯水季节和丰水季节的指示物种。从季节变动看,浮游植物总生物量呈现枯水季节高、丰水季节低的特征,主要与径流导致的稀释作用和透明度升高引发的沉降损失有关。从空间分布看,总生物量呈现自西南向东北升高的趋势,主要与营养盐的空间分布格局有关,而且空间分布格局无季节差异。从不同类群的相对组成上看,硅藻占据绝对优势地位,绿藻和裸藻次之,这与20世纪80年度初的调查结果基本一致。硅藻在枯水季节占据绝对优势地位,而在丰水季节由于绿藻和裸藻优势的明显增大,导致硅藻的优势下降,这与流域中一些死水区域如水库、浅滩中的蓝绿藻和裸藻在丰水期涌入干流有关,PCA分析结果也证明了这一点。此外,不同站位在相对组成上的季节变动还受盐度的影响。综上,物理因子包括与径流相关的稀释作用和与透明度相关的沉降损失不仅影响总生物量的季节变动,也影响不同类群的相对组成;而化学因素如营养盐含量是决定总生物量空间分布的关键因素,与河口潮汐作用相关的盐度变化对类群相对组成的空间分布起到一定的影响作用。     

控(微囊)藻鲢、鳙排泄物光能与生长活性

利用叶绿素荧光技术,通过原位培养滤食性鱼类鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)摄食微囊藻(Microcysis)后的排泄物,研究鲢、鳙滤食对藻类光能及生长活性的影响。结果表明,微囊藻经鲢、鳙滤食后,排泄当天,其叶绿素荧光参数PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光合活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光能转化效率(Yield)和光合电子传递速率(ETR)显著低于对照组(P0.05),而光化学猝灭(qP)和非光化学猝灭(NPQ)显著高于对照组(P0.05)。随后,微囊藻的光合活性逐渐恢复,鲢、鳙组的Fv/Fm、Fv/Fo、Yield和qP分别在第3天和第5天开始呈上升趋势,至实验结束时显著高于对照组,其中鲢组高于鳙组。而NPQ呈下降趋势,第13 d极显著低于对照组(P0.01)。原位培养期间,鲢、鳙组藻细胞密度和叶绿素a(Chl a)浓度呈增长趋势,且鲢组明显高于鳙组;鳙组藻类游离胞外多糖含量增长幅度高于鲢组。实验结束时,鲢、鳙组浮游藻类总生物量分别为对照组7.78、6.55倍,绿藻(Chlorophyta)和硅藻(Bacillariophyta)相对生物量增加,但微囊藻贡献率达93%以上。相关性分析显示,鲢组藻细胞密度、Chl a浓度和胞外多糖含量与Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、ETR、qP均极显著正相关(P0.01),而与NPQ呈极显著负相关(P0.01)。鳙组藻细胞密度、Chl a浓度和胞外多糖含量仅与ETR呈极显著正相关(P0.01),与NPQ呈极显著负相关(P0.01)。可见,鲢、鳙单次滤食未对微囊藻造成生理上的致命损伤,藻类由于超补偿生长,其光合及生长活性在短期恢复并显著增强,有潜在加速水体富营养化可能,鲢、鳙增殖放流以控制蓝藻水华的措施值得商榷。     

三峡库区森林植被气候生产力模拟

收集三峡库区森林资源二类调查资料及气候数据,在建立森林植被地理信息系统基础上,开展了三峡库区森林气候生产力的模拟,分析库区森林植被可能生产力,并对不同气候变化情景下的森林生产力可能变化进行了预测。结果表明:(1)各种森林类型的气候生产力与年均实际蒸散量均表现出了较强相关性,建立的4种森林植被的气候生产力模式,模型相关系数都达到极显著水平;(2)假设了5种气候变化情景分析库区森林气候生产力的可能响应,常绿阔叶林、落叶阔叶林及针阔混交林对温度或降水变化表现出正向变化,在温度增加2℃、降水增加20%的情况下,其生产力增幅分别达到24.34%、22.50%和15.98%;常绿针叶林生产力对气候变化的响应方向与此相反,在温度与降水同时增加情景下其生产力减幅达5.55%。     

基于MODIS的洞庭湖湿地面积对水文的响应

利用MODIS影像数据集提取了2000-2010年间的洞庭湖水面面积。结合城陵矶水位数据分析了10月-翌年5月洞庭湖水体湿地和洲滩湿地的面积变化。研究结果表明,洞庭湖水体湿地呈现明显减小的趋势。2010年2月、10月、12月较2000年2月、10月、12月相比,分别有29.98%、26.76%和9.02%水体湿地转化为洲滩湿地。城陵矶在24-26 m水位涨落的时序变化较大,使东洞庭湖草滩湿地提前出露。推迟淹没,洲滩湿地裸露时间延长,亦将导致低海拔的草滩湿地向芦苇滩湿地的演变。洞庭湖湿地面积的变化是三口、四水来水减少、降雨减少等多方因素共同作用的结果,而三峡在9-10月间蓄水,将进一步加重湿地洲滩化的趋势     

闽江河口湿地植物枯落物立枯和倒伏分解主要元素动态

采用分解袋法,对闽江河口湿地2种挺水植物——芦苇(Phragmites australis)和互花米草(Spartina alterniflora)花和叶枯落物的立枯和倒伏分解过程及C、N、P元素动态进行研究。结果表明:(1)立枯分解是2种湿地盐沼植物重要的分解阶段,干物质损失率在13.26%—31.89%之间。多项式模型能较好描述2种植物花和叶的枯落物分解残留率动态。(2)立枯分解阶段,芦苇花和叶的C含量主要为波动下降,互花米草较为稳定;倒伏阶段后期,2种植物都以升高为主。立枯分解阶段2种植物枯落物N含量略有下降,而倒伏阶段逐渐上升。分解过程中枯落物P含量的波动较大。(3)2种植物花和叶C、N的NAI值在分解过程中<100%。芦苇的花和叶中P的NAI值在立枯和倒伏分解阶段都经历了明显下降和升高的过程,而互花米草在立枯阶段变化不大,倒伏阶段下降较为明显。(4)与芦苇相比,互花米草的花和叶枯落物C库较高,N库较低,P库差异不大。