毛乌素沙地流动沙丘不同深度土壤渗漏特征

沙地的土壤深漏是沙地水分循环及水量平衡中的重要环节,对这一分量的准确测算,能够增进对沙地降雨的分配、转移及运输过程规律的认识。利用土壤深层水量渗漏测试记录仪(YWB-01),对毛乌素沙地典型的流动沙丘50、100 cm和200 cm的3个层次的土壤渗漏水量进行定点实时监测,定量分析降雨条件下沙地土壤渗漏特征,得出以下结论:(1)在降雨条件下,2016年4—6月3个沙层的渗漏过程都不明显,从7月开始,渗漏过程与降雨过程的一致性随沙层的增加而逐渐减弱;(2)随沙层深度的增加,累计渗漏天数以及连续渗漏天数在增加,累计渗漏水量、最大日渗漏水量逐渐减小,渗漏水量的波动也逐渐减小;渗漏水量10 mm的天数和渗漏水量所占的比例明显减少;(3)对降雨量和各沙层渗漏水量日、周、半月、月累积量之间进行相关分析和线性拟合后发现,越往深处渗漏水量对降雨的响应越弱,月渗漏水量与月降雨量的关系更密切。     

黄土高原不同降雨量带退耕地植被-生物结皮的分布格局

黄土高原退耕还林工程实施后,高等维管束植物恢复的同时,生物结皮大面积发育。然而,两者共同发育下的分布格局及空间变异却鲜有报道。通过野外调查,研究了黄土高原不同降雨量带退耕地上植被盖度、维管束植物斑块面积、个数,生物结皮组成、盖度及其空间变化。结果表明:1)在黄土高原降水量250—550 mm地区的退耕地及自然荒坡上,维管束植物与生物结皮共同存在,呈镶嵌分布。生物结皮多呈连续分布,可视为被镶嵌体,维管束植物多以斑块状存在,可视为镶嵌体。2)黄土高原生物结皮盖度变化于80.8%—55.1%之间,在不同降雨量带之间差异显著,250—350 mm降雨量带生物结皮平均盖度(77.8%)显著高于350—500 mm降雨量带(60.3%),但不同类型生物结皮盖度差异显著性不同。3)黄土高原地区不同降雨量带维管束植物冠层盖度变化于10.0%—58.7%,随降雨量的增加而增加,一定程度上限制了生物结皮的发育和演替,两者表现出了"此消彼长"的关系。4)随着降雨量的增加,高等维管束植物茎基斑块间的距离逐步减小,维管束植物覆被增加。研究结果数量化的揭示了黄土高原不同降雨量带退耕地上维管束植物与生物结皮的镶嵌式分布格局及其空间变异特征。     

模拟CO2浓度升高和降雨量变化对红砂生物量分配及碳氮特征的影响

以荒漠优势植物红砂2年生苗木为试材,采用盆栽试验和开顶式CO_2控制气室模拟CO_2浓度变化(350μmol/mol和700μmol/mol)研究了红砂生物量分配及碳氮特征对降水变化减少30%、减少15%、自然降水、增加15%和增加30%(-30%、-15%、0、15%、30%)的响应。结果表明:(1)CO_2浓度上升显著性的促进红砂地上茎叶和地下的根生物量,降雨量增加或减少也显著性的促进或抑制了这一作用;CO_2倍增时,红砂的地上生物量在降水增加30%时平均增加了61.28%(P0.05),而根生物量在降水增加或减少30%时均分别增加了84%(30%)和3.21%(-30%),这种响应导致红砂根冠比在降水减少时大于降雨量增加时,CO_2倍增显著地抑制了这一作用。(2)CO_2浓度上升显著性地促进了红砂根、茎、叶中的碳含量,显著性地抑制了红砂根、茎、叶中氮含量,降雨量增加或减少也显著性的促进或抑制了这一作用;这种响应导致红砂根、茎、叶的C/N在降雨减少30%时增加80.22%(根)、103.02%(茎)和199.88%(叶)(P0.05),在降雨增加30%时增加24.99%(根)、30.27%(茎0)和104.45%(叶)(P0.05),CO_2浓度倍增显著性地促进了这一作用。(3)以上结果表明,未来全球CO_2浓度升高时,在降雨量增加地区红砂因充足的碳源和水分而得以恢复;在降雨减少的地区,CO_2的升高对降雨减少造成的干旱胁迫有一定的补偿作用,红砂则以较高的根冠比来维持其在荒漠生态系统中地位。     

晋南牛瘤胃中古菌分子多样性的研究

采用3对古菌特异性引物扩增瘤胃古菌16S rRNA基因分别建立克隆库来研究晋南牛瘤胃古菌的多样性.每个克隆库随机挑选100个克隆.引物Arch f364/1386建立的克隆库中,克隆分为四类,分别与四种甲烷短杆菌1Y(61%)、SM9(23%)、NT7(14%)和AK-87(2%)相似.引物1Af/1100Ar建立的克隆库中,克隆分为两类,分别与Methanobacterium aarhusense(72%)和Methanosphaera stadtmanae DSM 3091(28%)相似.引物Met86F/Met1340R建立的克隆库反映的古菌种类较为全面,除以上4种甲烷短杆菌(所占比例分别为47%、26%、11%和3%)外,还有Methanomicrobium mobile(2%)、以及类似Methanobacterium aarhusense(1%)和Methanosphaera stadtmanae(3%)的序列,还有7%的未匹配序列.系统进化分析表明,这些克隆属于Methanobrevibacter、Methanobacterium、Methanosphaera、Methanomicrobium,和未知广域古菌等5个分支.有25类属于广域古菌的未知序列,提示瘤胃中存在大量的未知产甲烷菌.     

云雾山天然草地植物生长规律

试验以云雾山优势种本氏针茅(Stipa bungeana)、大针茅(Stipa grandis)与伴生种百里香(Thymus mongolicus)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、厚穗冰草(Agropyron dasystachys)、二裂萎陵菜(Potentilla bifurca)和阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)为研究对象,对每一植物选择典型植株进行标记,重点从植物株高和地上单株生物量两个方面对其生长动态,进行一个生长周期(返青期-枯黄期)的观察测量,结果表明:(1)植物生长在株高和地上单株生物量达到最大值之前,均基本符合Logistic生长模型;(2)在植物整个生长过程中,地上单株生物量月变化与株高存在动态分形关系:lnB=D×lnH lnC.(3)植物生长除受其生物学特性支配外还受外界环境因子的限制,在干旱半干旱地区,降雨量显得尤为重要,在本次试验中,植物株高增长和地上单株生物量月变化均与降雨量累积存在着极显著的对数相关性:y=a×lnx b.     

影响季风常绿阔叶林幼苗定居的主要因素

对鼎湖山季风常绿阔叶林的试验观测结果表明：除去灌木草本层能增加新的幼苗定居的机会,对灌木草本层小规模的破坏能很快得到恢复。由于凋落物对种子与地面土壤的接触具有阻隔作用,因此除去凋落物层对幼苗的定居有利,但不能增加其幼苗物种丰富度,降雨量的大小对幼苗 的死亡率影响极大。冠层叶面积指数的大小影响光照强度而导致各样地幼苗定居数量和物种丰富度的差异。当样地土壤湿度增大时,其幼苗的密度随之增加,显示土壤湿度大有利于种子萌发,并能提高幼苗成活率。     

广州桔小实蝇(Bactrocera dorsalis (Hendel))发生动态及气象因子

2002～2005年期间,在广东广州利用性引诱剂对桔小实蝇进行了全年种群动态监测,调查可知桔小实蝇可在广州全年发生.该虫数量从5月开始迅速上升,6～9月份是发生盛期;10月份虫口密度逐渐下降,11月到翌年3月份种群数量很低.对桔小实蝇发生数量和气象因子进行主成分分析和相关分析,结果表明温雨因子作用最大,其中月平均降雨量是影响桔小实蝇种群变动的关键因子;日照因子作用次之,但月总日照时数对该虫的发生数量没有显著影响.     

湖南会同杉木人工林林冠截留特征

林冠对降水的截留是森林生态系统水分平衡的一个重要组成部分,在水分循环和水资源管理方面起着非常重要的作用。杉木是我国特有的速生商品材树种,研究杉木人工林各生长阶段的林冠截留,能更好的了解杉木各生长阶段的水循环过程以及涵养水源的能力。以湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站第Ⅲ集水区杉木人工林为研究对象,采用小集水区径流场综合试验法对1983年至2007年杉木人工林幼龄阶段、中龄阶段及近熟阶段3个不同生长阶段的林冠截留进行分析。结果表明:(1)杉木人工林不同生长阶段年均截留率分别为:幼龄阶段26%、中龄阶段27.86%和近熟阶段29.47%,3个阶段的截留率季节变化规律相似,但在降雨量较小的月份,近熟阶段的截留率明显高于幼龄阶段。(2)在雨量级小于1.0 mm时,3个阶段林冠截留率都较高且无明显差别,均在86%以上;在1.0—2.0mm雨量级时,3个阶段截留率与雨量级小于1.0 mm时均大幅降低,但3个阶段截留率物显著差异,幼龄阶段48.1%、中龄阶段48.7%和近熟阶段47.1%;在进入2.0—4.0 mm雨量级时,3个阶段截留率差异较大,幼龄阶段30.5%、中龄阶段38.4%和近熟阶段44.1%,近熟阶段的林冠能截留住更多的降雨;当降雨量大于100 mm时,3个阶段林冠截留率又无明显差异截留率均低于10%。(3)Fan模型对各阶段杉木人工林林冠截留的模拟较为理想。     

长期降雨波动对半干旱灌木群落生物量和土壤水分动态的效应

半干旱区灌木群落的生物量和土壤水分的年际变化,会受到群落自身发展阶段和当年降水格局的耦合作用.这是分析群落生物量和土壤水分动态以及降水波动对生态系统过程的长期影响效应时必须高度重视的问题.本研究依靠机理模型计算,同时整合实验观测的结果,从群落发展的多年尺度来研究生物量和土壤水分动态的耦合变化.在此前提下,通过长期气象数据驱动模型与没有降雨年际波动的数据驱动模型之间的对比,来探索降雨的年际波动对半干旱灌木群落生物量和土壤水分动态会存在何种程度的影响.研究发现,降雨的长期波动以及干旱的影响,使得灌木相对于草本植物而言,显示出更强的竞争力,延缓了在毛乌素沙地群落演替后期草本植物成为群落优势种这一格局的出现,增强了灌木作为群落优势种的竞争性.降水的年际波动,会导致丰水年的水分入渗补给与干旱年的土壤水分净支出相互交错,突出体现了土壤的"水库"效应.模拟中群落后期出现的土壤干层的位置从地表开始向下可延伸到2m的深度.     

牛耳朵传粉生物学研究

苦苣苔科(Gesneriaceae)报春苣苔属(Primulina Hance)是一个近年来备受关注的类群,其纷繁复杂的物种多样性和属下种间的特有分布引起了分类学家和植物学研究者的极大兴趣。该属除了极少数的物种如牛耳朵[(Primulina eburnea(Hance)Y. Z. Wang)]以外,绝大部分的物种为狭域分布或地方特有种,其分布范围很窄。为了揭示牛耳朵的传粉生物学和繁育系统对其生殖过程和拓殖能力的影响机制,作者系统地研究了牛耳朵的开花物候、花粉与柱头活性、访花昆虫的种类和访花行为、花粉胚珠比、OCI指数和套袋实验结实率,探究其传粉等生殖过程对牛耳朵的广布是否有正面影响。结果表明:牛耳朵的自然花期是3—5月,全花期约45 d,其中盛花期约20 d,单花期6～8 d; 开花后1～2 d花粉活力最强,开花前柱头没有可授性; 花粉胚珠比为537; 杂交指数为5; 去雌套袋、去雄套袋均无法结实,说明本种不存在无融合生殖; 与自然授粉相比,自花授粉结实率略低,异花授粉结实率略高,说明自交亲和; 牛耳朵的主要传粉者是花条蜂(Anthophora florea)和熊蜂(Bombus sp.)。花蜜产量较高、花粉量较大、花粉活力较强等特点,有利于牛耳朵完成传粉和结实的整个繁殖过程。因此,这一结果显然有利于牛耳朵的拓殖进而广布在我国华南至西南地区的喀斯特地区。