植物生态学方法在中药材质量研究中的应用与展望

中药材是植物在长期进化过程中 ,通过对环境的不断适应而形成的较为稳定的品系。由于气候、土壤、地形等的不同 ,一些地区非常适应某些药材生长 ,形成了传统的道地药材 ,如河南的怀地黄 ,四川的川连、川贝 ,宁夏的枸杞 ,广西的三七 ,甘肃的当归 ,吉林的人参等。随着中医药的不断发展 ,人们对中药材的质量问题越来越重视 ,其药材质量的生物学本质问题成为药材学研究的热点之一。在这一研究中 ,植物生态学的理论和方法 ,在药材研究的不同历史时期几乎都有渗透 ,格外引起人们的关注。本文将对此进行三个研究阶段的综述。1　朴素的本草描述研究…     

中国东部陆地农业生态系统南北样带的自然概况

介绍了中国东部陆地农业生态系统南北样带的自然情况,包括地理范围、地貌、气候、土壤、植被资源等。通过对东部样带内气候与植被相关分析发现,降水量与温度是影响东部样带内植被分布的重要因素。     

气候变暖对青藏高原牧草营养含量及其体外消化率影响模拟研究

全球气候变暖,气温上升的趋势逐步被众人接受,而青藏高原这一独特地理单元的生态系统对气候变暖十分敏感.为更好地了解气候变暖对青藏高原牧草品质的影响,利用大板山北坡3 200～3 800 m的海拔梯度,以温度为主要影响因子,用海拔高度不同造成的温差模拟全球变暖带来的升温效应,研究气候变暖对青藏高原牧草营养含量及其体外消化率的影响.针对羊茅(Festuca ovina)、早熟禾(Poa annua)、草(Koeleria cristata)、矮嵩草(Kobresia humilis)和黑褐苔草 (Carex alrofusca) 5种生长在不同海拔梯度的高原牧草中酸性洗涤纤维(ADF)、木质素(ADL)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、无氮浸出物(NFE)、灰分等营养含量及其经绵羊瘤胃液培养后的体外消化率差异,经过1999和2000年两年的测定分析,结果表明:随着温度升高,牧草CP、EE和NFE的百分含量都呈现降低的趋势;牧草ADF和ADL百分含量与温度存在正相关关系,随着温度升高牧草ADF、ADL百分含量都呈增加的趋势;牧草体外消化率与牧草生长的环境温度存在负相关关联,随着温度升高牧草体外消化率呈降低趋势.模拟研究表明,就温度这一重要环境因素而言,未来气候变暖尤其是夜间温度的升高引起青藏高原牧草营养品质的变化,牧草CP、EE、NFE含量的降低,中性洗涤纤维(NDF)、ADL含量的增加,牧草消化率降低,从而不利于反刍动物对牧草的消化利用.     

陆地生态系统水分利用效率对气候变化的响应研究进展

气候变化显著影响陆地生态系统生产力以及水分利用格局,而水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是衡量生态系统碳水耦合关系的重要指标之一。研究陆地生态系统水分利用效率对气候变化的响应,有助于深入理解生态系统的变化规律,模拟和预测生态系统碳水过程的发展状况,从而为应对全球气候变化提供新的依据。为了更好地掌握生态系统水分利用效率研究现状以及其对温度、CO2等关键气候因子的响应情况,本文总结了陆地生态系统水分利用效率对气候变化响应的最新研究进展。首先介绍了相关的定义并归纳了两种不同计算方式的差异和特点;接着重点总结了陆地生态系统水分利用效率对大气温度、CO2、水分、干旱以及太阳辐射等影响因素的响应;最后文章总结了目前3个相关的研究态势,主要包括:(1)长时间序列水分利用效率与气候要素的关系研究;(2)土地利用/覆被变化对水分利用效率的影响及其对气候的反馈研究;(3)多尺度水分利用效率综合研究。本研究可为深入研究生态系统过程对气候变化的响应提供参考。     

亚热带-暖温带过渡区天然栎林的能量平衡特征

利用开路涡度相关系统和常规气象观测仪器观测了我国北亚热带-暖温带气候过渡带(河南南阳)的一片锐齿栎天然林的能量通量及常规气象。以一个完整年(2016年10月—2017年9月)的观测数据为依据,定量分析了此锐齿栎林的能量通量的日变化、季节变化以及各能量分量的分配特征,并计算了能量闭合度以及波文比。结果表明:锐齿栎林观测期间一整年净辐射为2626.17 MJ/m~2,感热通量为867.1 MJ/m~2,潜热通量为1417.25 MJ/m~2,土壤热通量为-2.60 MJ/m~2,土壤为热源;各能量分量日变化基本呈单峰型曲线,季节变化特征明显。非生长季,锐齿栎林的能量主要分配给感热通量,占净辐射的54.18%;生长季,能量主要分配给潜热通量,占净辐射的67.48%。观测期间研究区年降雨量较平均值稍大(1231.8 mm),森林蒸散量为579 mm,仅为降雨量的47%。波文比受森林物候变化影响较大,在非生长季平均值约为2.1,生长季约为0.2。土壤热通量在生长季2017年4—9月份为正值,土壤表现为热汇,其余月份皆为热源。土壤热通量的变化过程主要受净辐射调控,森林物候也起了一定的作用。河南宝天曼锐齿栎森林通量观测站全年能量闭合度为67%,在国际同类观测站的范围之内(55%—99%)。不能完全闭合的原因可能与通量源区面积不匹配、计算能量平衡时忽略冠层热存储等有关。     

吕梁山森林群落草本层植物物种多样性的空间格局及其对模拟增温的响应

为研究气候变暖背景下森林群落草本层植物物种多样性对温度升高的响应及其随海拔、纬度的空间分布格局,按照纬度梯度选择吕梁山系北段的管涔山和南段的五鹿山为研究区,并在每个山地的不同海拔梯度(高、中、低)分别设置对照(CK)、低度增温(OTC1)和高度增温(OTC2) 3种试验样地。于2017年植被生长季对植物多度、频度、盖度、高度进行调查,计算物种多样性指数(Simpson指数、Shannon指数、Pielou指数、Patrick指数)。结果表明:(1)吕梁山森林群落草本层植物物种多样性随海拔呈"v型"变化格局,即在中间海拔梯度处最低,且海拔梯度对各多样性指数的影响均达到极显著水平(P0.01)。(2)物种多样性随纬度升高呈递增趋势(P0.05),即较高纬度山地具有较高的物种多样性。(3)物种多样性随温度升高整体呈递减趋势(P0.05),即温度升高可抑制林下草本层植物物种多样性。(4)在增温处理下,五鹿山草本植物的Simpson指数、Shannon指数和Patrick指数呈递减趋势,Pielou指数先降低后升高;管涔山草本植物的Simpson指数、Shannon指数和Pielou指数先增加后减小,Patrick指数呈递增趋势。整体来说,在吕梁山较低海拔,持续增温会使物种多样性降低;在中等海拔,物种多样性随温度升高呈现先下降后上升的变化趋势;在较高海拔,适度增温可提高物种多样性,持续增温则抑制多样性。因此,增温对吕梁山森林群落草本植物物种多样性的影响随海拔升高整体呈下降趋势。     

夜间变暖提高荫香叶片的光合能力

研究了不同氮供应的条件下夜间变暖对荫香叶片光合能力的影响。当植株生长在相同的日间温度(25℃),而夜间温度从18℃增至20℃时,叶片的光合速率增高(p<0.05)。高氮供应的植株,夜间变暖下其叶片光合速率较低氮供应的高,氮供应增高能促进夜间变暖提高叶片光合速率的效应。在低氮供给和夜间变暖下,植株叶片的光下呼吸和暗呼吸的增高显著(p<0.05)。无论在高氮或低氮供应下,生长在夜间变暖下的植物,其叶片的R ub isco最大羧化速率(Vcm ax)和光合电子传递最大速率(Jm ax)增高(p<0.05),氮供应能增强夜间变暖对Vcm ax和Jm ax的正向效应。夜间变暖降低植株叶片的比叶重,而增加单位叶干重的氮含量(Nm),单位叶面积的氮含量(Na)没发生明显变化。随着全球气候变化,夜间趋暖将有利于树木叶片光合能力的提高,结合高氮供给将会明显地增高植物的碳固定。     

滇西北玉龙雪山不同海拔云南松(Pinus yunnanensis)径向生长对气候因子的响应

云南松(Pinus yunnanensis)是重要的造林树种,在我国西南地区广泛分布。研究不同海拔云南松径向生长对气候变化的响应,有助于了解气候变化背景下云南松的敏感性和适应性。在滇西北丽江玉龙雪山不同海拔采集了云南松树木年轮样品,采用传统的树木年轮方法制作了不同海拔云南松树轮宽度标准化年表,并分析了不同海拔云南松径向生长与气候因子的相关性。结果表明:1)低海拔样点云南松具有较快的年平均生长速率。2)不同海拔云南松对气候因子的响应模式一致,树轮宽度与当年5—6月的降水量、帕尔默干旱指数(PDSI)和相对湿度呈正相关,与同期温度呈负相关。3)不同海拔的云南松径向生长对气象因子的响应程度不一样,即低海拔样点云南松树轮宽度与当年5月份的干旱指数、相对湿度、降水量相关系数较高;而高海拔样点的云南松树轮宽度与5—6月的降水、相对湿度、干旱指数的相关系数较低。研究表明春末夏初的水分条件是玉龙雪山云南松径向生长的主要限制因子,且低海拔地区云南松生长受水分限制更为严重,区域气候变暖和干旱化趋势可能对低海拔地区云南松的生长产生持续的负面效应。研究结果可为探讨气候变化下云南松的适宜分布区、以及云南松人工林的经营和可持续管理提供参考。     

末次盛冰期以来云南异龙湖的环境演变——来自地球化学沉积记录的证据

通过对云南异龙湖4.56 m沉积岩芯进行X射线荧光光谱分析(XRF),结合13个AMS14C测年结果,获得了高分辨率元素地球化学序列。异龙湖岩芯中元素的因子分析显示,F1因子揭示了沉积地球化学元素的来源,其正载荷代表了流域外源物质输入加强,而负载荷则指示了湖泊自生碳酸盐沉淀的增加,F2因子指示了湖泊氧化还原状态,F3因子可能与人类活动有关。在此基础上结合磁化率、矿物组成及有机质含量等指标,对异龙湖沉积环境演化过程进行探讨。结果表明,在末次盛冰期期间(26000—17000 cal. yr. BP),区域气候特征是气温低、降水少;在17000—14500 cal. yr. BP期间,异龙湖经历了显著的干旱气候,可能与亚洲夏季风突然减弱有关; 14500—9000 cal. yr. BP,异龙湖经历了显著的高湖面阶段,与滇池高水位时期基本一致,表明流域降水丰沛,外源物质输入增加; 9000—6000 cal. yr. BP期间,区域温度增加导致流域干旱化加剧,此阶段与西南地区全新世大暖期(全新世适宜期)相对应; 6000 cal. yr. BP以后外援物质输入锐减可能指示了区域降水的降低。异龙湖地球化学沉积记录揭示的环境演变过程与区域气候环境变化具有一致性,也具有明显的特殊性。     

海南岛尖峰岭热带山地雨林区26年的气候变化特征——光、水和风因子

采用海南尖峰岭森林生态系统国家野外科学观测研究站天池气象站1980～2005年的地面常规气象观测资料,分析了光、水和风等气候因子的变化趋势,结果发现:26年来,尖峰岭热带山地雨林区年日照时数、年降水量、年蒸发量、年平均相对湿度、年平均水汽压和年平均风速的多年平均值分别为1467.4h、2449.0mm、1248.8mm、88.67%、20.77hPa、1.2m/s.年降水量、平均相对湿度、平均水汽压均呈上升趋势,其中平均水汽压升高趋势明显,每10a增加0.38hPa;日照时数、年蒸发量和年平均风速呈下降趋势,其中平均风速下降明显,每10a减小0.27m/s;月降水量和月蒸发量年代际变化规律不一,但10月份的降水量和9月份的蒸发量下降趋势明显.气候增暖作用分析表明,在全球气候变化背景下,尖峰岭山地雨林区气候增暖作用显著.