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生态学报 2010年第03期杂志 文档列表

不同降水梯度下草地生态系统地表能量交换557-567

摘要：通过对不同降水梯度下的蒙古中部针茅草原（KBU）、内蒙古羊草草原（NM）、海北高寒灌丛草甸（HB）和当雄高寒草甸草原（DX）4个草地生态系统的能量通量连续4-5 a的测定,分析了影响青藏高原和蒙古高原草地生态系统生长季中地表能量交换的主要因素。研究表明：相对于KBU、NM和DX,HB高寒灌丛草甸NDVI（0.58）和土壤含水量（28.3%）最大,因而地表短波反射率（αk）最低（0.12）,从而获得了最大的净辐射（Rn）。KBU、NM和DX 3个草地生态系统生长季中αk随着植被的生长而降低,在生长季末期,随着植被的凋落而增加; HB的αk季节变化趋势与其它生态系统相反。从蒙古高原（KBU和NM）到青藏高原（HB和DX）,随着降水量的增加,波文比（β）逐渐减小（2.25-0.53）,即生态系统与大气的能量交换从显热（H）占主导转变为潜热（LE）占主导。植被状况对草地生态系统与大气之间能量交换的季节动态有重要的调控作用,在NDVI较低的时候,4个生态系统H/Rn都大于LE/Rn,LE/Rn随着NDVI的增加而增加,而H/Rn呈现出与LE/Rn相反的季节变化趋势。

低覆盖度下两种行带式固沙林内风速流场和防风效果568-578

摘要：研究在风速为10m/s和15m/s的风洞实验条件下,覆盖度为20%和25%的单行一带和两行一带模式乔木固沙林内的水平和垂直空间的风速变化情况,达到对两种不同模式的风速流场和防风效果进行比较分析的目的。通过分析得出：两种配置模式都形成了风影区和风速加速区相互组合的复杂的水平流场结构。两种模式对垂直空间风速影响相近,根据对不同高度风速的不同影响划分为微变化层（20-35 cm）、显著变化层（6-12 cm）和稳定变化层（0.4-3 cm）层次,两种模式在这几个层次风速表现出相同的变化规律。两行一带模式在第一带前降低水平空间风速的效果低于单行一带模式,第一带后高于后者。降低垂直空间风速规律为：对0.4-50 cm高度的风速均有一定的降低作用,0.4-12 cm高度的风速的降低效果较显著,且两行一带模式降低近地表（0.4 cm）风速的效果要高于单行一带模式。

荒漠防护林典型树种液流特征及其对环境因子的响应579-586

摘要：利用基于热补偿理论的SF300分体液流仪对干旱荒漠区人工防护林典型树种（俄罗斯杨、胡杨、榆树、沙枣）树干液流全天候监测,自动气象站同步记录相关环境因子变化。研究表明：①4种防护林树种茎干液流日变化除沙枣树外均存在明显昼夜节律,液流速度在同属种间差异较小,在不同属种间差异显著,俄罗斯杨的日平均液流速度可以达到沙枣的13.8倍,耗水量排序为俄罗斯杨〉胡杨〉榆树〉沙枣树。②水分充足条件下,增加实验地灌溉量使4种树木蒸腾受到抑制,液流流速降低,水分利用效率降低。③液流流速因所处树干径向位点不同而存在差异,俄罗斯杨、榆树、沙枣液流速度表现出由形成层到髓心的递减趋势,胡杨树干径向位点液流没有表现一定规律。④树干液流流速与环境因子进行相关分析,通过逐步回归分析建立了4个典型树种茎干液流速度与环境因子关系估算模型,分析认为4种树木的环境敏感性排序为俄罗斯杨〉榆树〉胡杨〉沙枣。

柠条主根液流测定中ΔTmax与气象因子间的关系及时间步长的确定587-593

摘要：上下两探针间温差的最大值（ΔTmax）是运用Granier方法计算树木液流速率的重要参数,确定这一参数的关键是选择合适的时间步长。运用TDP（Thermal Dissipation Probe）技术在对柠条（Caragana korshinskii）主根部液流速率（Fs）及主要环境要素进行实时、连续监测的基础上,比较分析了2008年4—10月间30d典型晴天日柠条根部液流的变化特征,结果表明,柠条根部液流测定中ΔTmax值的频率分布于夜间22：00—6：00的整个时间段,并主要集中在午夜前后的4h（占52.63%）,其中ΔTmax在0：00频率最高。ΔTmax分布时刻与环境要素的相关性不明显,夜间液流的主要驱动力是体内与根系间的水势差而非大气因子。午间柠条主根液流最为旺盛,上下两探针间最小温差（ΔTmin）的频率分布峰值主要集中于10：00—16：00时段,其中以14：00的分布频率最高。ΔTmin频率的分布在13：00有一低谷,而此刻又是主要环境变量太阳辐射最高值（PYmax）与潜在蒸发散最大值（ET0max）分布频率最高的时刻,反映了午间气孔行为对液流的调控。太阳辐射是启动午间气孔行为的主要环境因子。Granier公式计算液流速率时适宜的时间步长为1周。

川西亚高山次生桦木林恢复过程中的生物量、生产力与材积变化594-601

摘要：采用空间代替时间的样地调查方法,利用异速生长方程和一元材积表计算不同林龄桦木林的生物量、生产力与材积,结果表明,桦木林乔木层及平均单株地上生物量均随林龄增加而增加,在50 a时达到最大; 生产力则先增加而后逐渐减少,乔木层30 a时生产力为7.88 t.hm-.2a-1,到40 a和50 a时,分别下降到5.17 t.hm-.2a-1和1.19.thm-.2a-1; 单株平均生产力在30 a时达到最大值1.13 kg.a-1,40 a时下降为0.96 kg.a-1,50 a时略有上升。林分蓄积量随林龄增加而增加,平均生长量在50 a达到最大值3.78 m.3hm-2,连年生长量在30 a时达到最大值6.07 m.3hm-2。平均单株材积增长速度随林龄增加而增加,50 a时平均生长量和连年生长量达到最大值。

昆仑山北坡前山带塔里木沙拐枣对不同海拔生境的生理生态响应602-609

摘要：在全面调查昆仑山北坡前山带塔里木沙拐枣（Calligonumroborovskii A.Los.）分布的基础上,设置3个海拔梯度：A1（2190m）、A2（2355m）、A3（2495m）,对不同海拔梯度塔里木沙拐枣的生理生态特性进行研究。结果显示：叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和总叶绿素（chl（a＋b））含量均随着海拔的上升而增大,高海拔A3与低海拔A1相比,Chla、Chlb和Chl（a＋b）含量分别增大了48.30%、40.10%和43.71%,差异均达显著水平（P〈0.05）。SLA和Nmass随着海拔的升高都增大,A3与A1相比分别增大了33.99%和20.97%,差异达到显著水平（P〈0.05）。LMA随着海拔升高而减小,A3与A1相比减小了30.15%,差异达到显著水平（P〈0.05）。丙二醛（MDA）含量和质膜透性（MP）变化较为一致,随着海拔上升而减小,A3与A1相比分别减小了184.06%和58.33%,差异均达显著水平（P〈0.05）,说明在A1受到的伤害更大。类胡萝卜素（Car）、脯氨酸（Pro）和抗坏血酸（AsA）含量随着海拔的上升呈下降趋势,A3与A1相比分别下降了65.88%、290.21%和38.97%,差异均达显著水平（P〈0.05）,说明A1处非酶类保护物质含量最高。酶保护系统中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）,只有CAT活性随海拔上升而升高,其余3种酶的活性均随着海拔的升高而降低,A3与A1相比分别降低了18.75%、122.37%、23.03%%,差异均达到显著水平（P〈0.05）。与此同时,随着海拔的升高,超氧阴离子自由基（O2-）和过氧化氢（H2O2）含量也呈下降趋势,A3与A1相比分别下降了54.48%、9.69%,差异达显著水平（P〈0.05）。在整个研究区域,AOS维持在低浓度范围,而低浓度AOS正好诱导防御基因表达,及时清除活性氧,另外非酶类保护物质含量的增加也有利于清除细胞内的活性氧,维持细胞膜的稳定性,从而保证塔里木沙拐枣正常的生理功能�

卧龙竹类非结构性碳水化合物与叶氮含量对海拔的响应610-618

摘要：山地由于海拔变化导致的环境因子显著差异,成为研究植物环境适应性及其对全球气候变化响应的理想区域。以卧龙自然保护区内油竹子（Fargesia angustissima Yi）与华西箭竹（Fargesia nitida（Mitford）Keng f.ex Yi）为对象,沿海拔梯度研究了两种竹子在各自海拔分布区间内组织非结构性碳水化合物（NSC）含量、比叶面积（SLA）、以及基于单位叶面积和单位叶质量的叶氮含量（Narea,Nmass）。除油竹子叶NSC,Narea和华西箭竹Nmass随海拔升高不发生变化外,两种竹子其它调查因子对海拔的响应均是非线性的,反映了环境因子随海拔的非线性变化。所有调查因子对海拔的响应均表现出明显的种间差别,这一结果除了种间生理生态特性差别的原因外,可能意味着两竹种对温度的敏感性不同。高海拔种（华西箭竹）比（中）低海拔种（油竹子）对全球气候暖化可能更加敏感。

锰胁迫对垂序商陆光合特性及叶绿素荧光参数的影响619-625

摘要：垂序商陆（Phytolacca americana L.）是我国首次发现的锰超富集植物。通过温室营养液培养实验,研究垂序商陆锰耐性与光合特性及叶绿素荧光参数的关系。结果表明,随着生长介质中锰浓度的升高,垂序商陆叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量下降,净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）呈下降趋势,而胞间CO2浓度（Ci）却逐渐升高; 叶绿素a/b值和蒸腾速率（Tr）在1 000μmol.L-1锰供应水平时达到最大值; 叶片PSⅡ的最大量子产量（Fv/Fm）、PSⅡ有效光化学量子产量（EQY）和光合电子传递速率（ETR）呈下降趋势,而光化学淬灭系数（qP）和光合有效辐射（PAR）高于239μmol photons.m-.2s-1下的非光化学淬灭系数（NPQ）在5 000μmol.L-1锰供应水平时达到最大值。因此,垂序商陆在锰胁迫下可能具有一定的光合保护机制。

杉木和米槠细根混合分解及其养分释放626-634

摘要：在福建省建瓯万木林自然保护区,选取针叶树种杉木（Cunninghamia lanceolata,CUL）细根和常绿阔叶树种米槠（Castanopsis carlesii,CAC）细根,采用网袋法进行了为期720d细根（分0-1mm、1-2mm两个径级）单独分解（在各自细根的起源林分）和混合分解（分别在杉木林和米槠林）干重损失及其养分释放动态的研究。结果表明：杉木和米槠细根混合分解前期（0-270d）曾对干重损失起促进作用,而之后（270-720d）,细根混合起了抑制作用。分解过程中的养分释放与干重损失有所不同,混合分解前期（0-360d）出现过促进作用,分解后期（360-720d）,除1-2mm径级混合细根P的释放既没有促进也没有抑制作用外,均表现为养分释放的抑制作用。细根混合分解过程中干重损失和养分释放速率变化与分解者生物群落有很大关系。

温度对薰衣草花精气成分的影响645-651

摘要：用恒温水浴锅控制温度,通过大气采样器和活性炭吸附管捕集薰衣草花精气,并用气质联用法（GC-MS）对其进行分析鉴定,研究温度对薰衣草花精气的影响。结果显示：不同温度条件下薰衣草花精气的成分组成不尽相同。只有11种成分在所有温度梯度中均可检测到,而有6种成分在一些温度中未能同时检测到; 不同温度条件下薰衣草花精气各组分的含量也不尽相同。其中,异丙基对甲苯在所有温度梯度中的相对含量均为最高,其次为柠檬烯。而5、25、35、40℃时,1-甲基乙烯基对甲苯的相对含量位居第3。15℃时,莰烯位居第3。45、50℃时,β-月桂烯位居第3; 在11种共有成分中,除薰衣草醇和乙酸薰衣草酯2种成分挥发量的最高值出现在40,45℃时急剧下降,而50℃时又急剧上升外,β-月桂烯、异丙基对甲苯、柠檬烯等9种成分挥发量的最高值出现在45℃,随后急剧下降,这表明薰衣草花精气成分温度间差异显著。为定量分析他们之间的关系,以温度为自变量,标准化处理后的11种挥发物峰面积分别为因变量,采用回归分析法建立了11个非线性回归方程。

光照长度对茴香植株生长及精油含量和组分的影响652-658

摘要：采用人工遮光的方法,设计3个光照长度：从15：00遮光、17：00遮光和不遮光,研究不同光照长度对茴香生长和精油含量及组分的影响。结果表明：茴香株高、植株节数、鲜重均以17：00遮光较高,不遮光次之,15：00遮光较低; 茴香植株干重、全碳含量、可溶性糖含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量和叶绿素a/叶绿素b均随光照长度的增加而增加; 全氮含量、蛋白氮含量随光照长度的增加而减小; 精油含量（0.61-1.20mL.（100g）-1DM）、单株精油产量（0.007-0.021mL）随光照长度的增加而增加,且处理间差异显著。精油共鉴定出22种成分,不同光照长度处理的茴香精油成分种类没有差别,且大多数成分的相对含量差异不显著。精油第一主要成分反式-茴香脑含量为47.40%-48.51%,第二主要成分柠檬烯含量为31.69%-33.26%,处理之间差异均不显著。

克隆植物中国沙棘生长对外源植物激素的响应659-667

摘要：关于植物克隆生长调节问题,目前集中于外在机制的研究。为了探讨中国沙棘克隆生长调节的内在机制,采用3×3回归设计进行田间试验,期望了解不同生长性状对IAA和CTK用量及其配比的响应规律。结果表明：（1）生长性状对激素用量的响应规律呈典型的钟形曲面模式,即各生长指标均存在一个产量峰值,峰值以前生长指标随IAA、CTK用量的增大而提高,峰值以后生长指标随IAA、CTK用量的增大而下降。（2）不同生长指标对激素用量及其配比的响应规律具有一定差异,较高的IAA比例有利于促进树高生长,较高的CTK比例有利于促进地径和冠幅生长,而几乎相等的IAA和CTK用量有利于种群生物量积累。（3）在激素用量适宜的情况下,中国沙棘生长潜力得到充分发挥,形成高大的个体,较多的子株,有利于提高种群对生境资源的占据和利用,并提高排斥其他植物种类入侵的能力; 当激素用量过高或过低时,中国沙棘以降低生长量为代价,形成矮小的个体,减少子株数量,有利于削弱个体之间的竞争。这一结果为了解中国沙棘克隆生长内在调节机制提供了线索。（4）根据不同生长指标的激素效应方程,求出了相应的IAA和CTK的最佳用量和最佳配比,以及合理施激素区域和最低成本线。（5）克隆子株数量增幅与地径和冠幅生长量增幅呈极显著正相关、与种群生物量增幅呈显著正相关,即适宜的IAA和CTK用量既可加速个体生长、也能促进克隆子株的产生。

区域生态风险评价——以呼和浩特市区为例668-673

摘要：区域生态风险具有大尺度、多因素、多风险受体的特点,难以直接定量; 从生态风险的定义出发,构建景观破碎度和面积加权生态价值指数评价区域生态风险,并以ArcGIS和Fragstats软件为研究平台,通过空间采样和插值方法得到区域生态风险的空间分布规律。以2006年Spot卫星遥感数据解译的呼和浩特市区土地利用图为例,研究结果表明生态风险值范围在0.04-0.26之间,空间梯度差异明显,风险较高区域为东北部的大青山山区以及西南角的平原农业区,北部风险驱动力主要来自土壤侵蚀、地下水源地水位下降、水质恶化以及林地的退化; 南部则是快速工业化导致林地、草地、特别是耕地景观转换为居民与工矿用地景观。案例研究结果表明所建方法直观、简便,可定量描述区域景观生态风险的相对大小和空间分布规律。

典型岩溶山区土地石漠化过程——以粤北岩溶山区为例674-684

摘要：中国南方岩溶区是土地石漠化广为发生发展的脆弱生态区域。运用面上调查、定位观测和模拟试验相结合的方法,以粤北岩溶山区为例,从地表生态过程的角度对土地石漠化过程进行解析、研究。在轻度石漠化向极重度石漠化发展的过程中,仅2-3 a,植被就从灌草混合群落退化为草本群落,物种减少76%,植被盖度降低87.2%; 土壤侵蚀量逐渐加大,土壤物质不断流失和丢失,土层变薄,侵蚀模数呈10多倍、数10倍增加。岩溶坡面特殊的水文过程和水循环模式,使石漠化土地上＂四水＂转化迅速。随着石漠化程度加重,地表水和壤中水流失量加大,石灰岩脉动式＂生长＂速度加快,使基岩裸露率由30%—50%增至90%以上,最终导致土壤粗化,养分减少,生物生产量减少89%甚至更多。这表明,土地石漠化过程是由植被退化丧失过程、土壤侵蚀过程、地表水流失过程、碳酸盐岩溶蚀侵蚀过程和土地生物生产力退化过程相互联系、组合而成的土地退化过程,也是岩溶山区土地生态系统演变为石质荒漠系统的地表生态过程。

不同指数施肥方法下长白落叶松播种苗的需肥规律685-690

摘要：为了探讨长白落叶松苗木的最适N含量和供N速率,应用3种不同指数施肥方法在大田条件下进行试验。结果表明：经过111d的生长,供N总量为30mg.株-1的指数施肥处理下的苗木可以获得相对较高的生物量积累和N含量水平,该处理还可以使得苗木在103d的生长中获得0.29 m.g株-.1d-1的N添加速率。在该速率下,苗木生物量、N含量和N吸收效率分别可以达到637.80 m.g株-1、8.10 m.g株-1和41.77%。根据生物量和N含量随着供N量增加的二项式回归拟合结果,在111d的生长过程中24.3—33.7m.g株-1的供N总量可以使得苗木获得较高的生物量积累水平和N利用效率。试验设置的总供N量为30 m.g株-1的处理优于60 m.g株-1或70 m.g株-1。

不同株行距配置对夏大豆群体结构及光截获的影响691-697

摘要：以田间试验（2006—2007年）为基础,分析了地上部干物质、叶面积指数（LAI）、光合有效辐射（PAR）、光能利用率和植株形态指标变化特征,夏大豆‘鲁豆4号’（Glycine maxcv.Ludou 4）在同一密度（3.09×105株/hm2）下设5种株行距配置方式,即行距×株距分别为18 cm×18 cm（A）、27 cm×12 cm（B）、36 cm×9 cm（C）、45 cm×7.2 cm（D）、54 cm×6 cm（E）。结果表明,大豆在生育期间干物质变化因株行距不同而产生差异,2006和2007生长季的各处理干物质分别在播种后第70天和90天达到最高,播种后第80天和100天时,A处理比E处理分别高21.6%和34.0%; 不同层次干物质积累重心随行距加大有上移趋势。各处理LAI随行距扩大、株距减少有下降趋势,其中,A和B处理LAI表现较稳定,LAI相对较高且时间较长。光能利用率随行距加大有降低趋势,A和B处理显著高于E处理（P〈0.05）。夏大豆在不同株行距配置下,株粒数、百粒重与产量相关系数分别为0.941＊和0.926＊（2006年）,0.995＊和0.892＊（2007年）,随行距变小PAR透射率降低、截获率和光能利用率上升而产量增加,A和B处理产量显著高于E处理（P〈0.05）。说明夏大豆在雨养农业条件下,植株相对均匀分布可改善群体结构和增强光截获,进而提高群体光能利用率和产量。

玉米农田蒸散过程及其对气候变化的响应模拟698-709

摘要：应用基于生理生态学过程的EALCO模型,对玉米农田生态系统的蒸散（ET）过程进行了模拟,在模型检验基础上,使用该模型模拟了玉米农田生态系统ET过程对未来气候变化的响应。结果表明,EALCO模型中能量与水过程的动态耦合机制使模型能够较好地模拟农田蒸散过程,基于涡度相关法的观测值与模型模拟值在小时、日尺度上均吻合较好,模型可以解释67%的日蒸散的变化特征。对土壤蒸发与冠层蒸腾的分别模拟显示,生长季土壤蒸发约占ET的36%。温度的升高会引起ET与冠层蒸腾的增加,同时土壤蒸发减少; ET对降水减少的响应较为敏感,主要表现在土壤蒸发的下降。大气CO2浓度升高对冠层蒸腾影响显著,该情景下冠层蒸腾下降幅度最大。研究所假设的2100年气候情景下,该农田生态系统生长季蒸散将减少,然而相对于降水的减少而言,蒸散的减少量较小,即水分支出项相对增加,因此,发生土壤水分匮乏的可能性加大,这可能会加剧该地区的暖干化趋势,给作物产量及生态环境带来威胁。

玉米大豆对农林复合系统小气候的光合响应710-716

摘要：对黄土区核桃（Juglans regia L.）-（玉米＋大豆）、李子（Prunus salicina）-（玉米＋大豆）农林复合系统小气候效应的研究表明,在玉米和大豆的花期,农林间作系统与对照地相比可以降低农田地面温度1.7-1.9℃,减低风速55%-67%,提高相对湿度6.9%-8.4%,降低光合有效辐射强度13.9%-24.5%和大气CO2浓度5.3-10.9μmol.mol-1。本研究中,单作大豆叶片光合速率午间变化主要受到非气孔的限制作用。逐步回归分析结果表明,光合有效辐射强度和大气CO2浓度是影响林下作物光合速率的主要环境因子。林下小气候可能是作物避免＂午休＂现象的主要原因。