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摘要:基于2007—2008年涡度相关观测资料,分析了华北低丘山地近30年生栓皮栎-刺槐-侧柏人工林生态系统蒸散的变化特征及其环境影响要素。结果表明,2007—2008年实验区气候较常年偏暖、偏旱。ET表现出单峰季节变化特征,秋冬季节较低,春夏季节(4—9月)蒸散旺盛。全年最高值出现在每年5月份,日峰值出现于13:00左右。2007—2008年平均蒸散量为546.1mm,降水量为354.1 mm,夏季(7—8月)和冬季(12—1月)的日蒸散量分别为2.19 mm/d和0.44 mm/d。温度是驱动ET季节变化的主要环境因子,饱和差也是影响蒸散季节变化的重要环境要素。土壤含水量对ET季节变化的影响并不显著,有近1/3日数的土壤含水量为0.16—0.18 m3/m3,期间日蒸散量平均值为1.0 mm/d。年蒸散量均高于降水量,蒸散量高于降水量的部分来自深层土壤水分的供给。
摘要:采用红外气体分析仪——局部通量测定法于2009年6—10月原位测定了东北东部山区14个温带森林主要组成树种的树干表面CO2通量(RW),旨在量化种内和种间RW的差异,探索RW随树木直径和季节的变化规律,为深入理解温带森林生态系统碳循环过程、构建和校验其模型提供基础数据。测定的树种包括:散孔材阔叶树(白桦、枫桦、山杨、紫椴、五角槭)、环孔材和半环孔材阔叶树(春榆、黄菠萝、胡桃楸、蒙古栎、水曲柳)、针叶树(兴安落叶松、红松、红皮云杉、樟子松)。结果表明:树种、月份及其交互作用均显著地影响RW(P〈0.001)。测定期间平均RW波动在1.32(黄菠萝)—3.12μmol CO.2m-2.s-1(兴安落叶松)之间,其中环孔材和半环孔材阔叶树的平均RW高于散孔材阔叶树,而针叶树的平均RW变异较大。各个树种RW的平均值均呈单峰型季节变化模式,其中7月份最高、10月份最低。RW种内的绝对变异(标准误,SE)波动在0.11—0.29μmol CO.2m-.2s-1之间,相对变异(变异系数,CV)波动在61%(红皮云杉)—89%(白桦)之间。各个树种的RW均有随胸径(DBH)增大而增加的趋势,但两者之间的回归模型及其决定系数因树种而异。除了春榆和水曲柳之外(P〉0.05),其它树种的RW与DBH之间的回归关系显著(P〈0.05),表明DBH可作为某些树种RW预测和上推的一个简便实用的指标。这些结果强调了在树干呼吸能力的比较和上推估测时应充分考虑其种内种间差异的重要性。
摘要:洪泛平原淡水自然湿地对于生态多样性保护具有重要意义。当前自然湿地普遍面临气候变化与人类活动干扰和影响,其生态健康的状况令人担忧,结合新的地学信息技术探索自然湿地生态健康评价分析方法具有重要意义。选择位于三江平原东北部的洪河部级自然保护区湿地及其周边农场湿地为研究区,依据遥感和地理信息系统技术支持,结合野外生态调查与水文气象监测数据,从水文地貌特征、景观特征和人类扰动3方面选取一系列评价指标因子,利用层次分析法和综合指数方法,对研究区湿地进行了定量生态健康分析评价。研究结果表明:(1)洪河自然保护区的湿地生态健康状况是最好的,其周边农场从鸭绿河农场、前锋农场到洪河农场的湿地生态健康状况依次递减。(2)洪河自然保护区功能分区生态健康状况由好到差的顺序为:核心区〉缓冲区〉实验区,与实际野外调查情况一致。(3)建立的评价指标体系和相应分析方法能够科学的评价湿地生态健康。评价分析结果显示水文地貌要素是影响湿地生态健康的关键性因素。利用RS和G IS技术与传统生态学评价分析方法结合,以栅格为单位基于区域生境特征进行湿地生态健康综合评价具有一定的方法先进性。
摘要:通过2010年6月现场航次19个站点的调查,应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)并结合二极管阵列检测器分析技术,分析了丰水期广西钦州湾浮游植物光合色素组成,进而由CHEMTAX软件估算全粒级浮游植物的群落结构。结果表明,钦州湾浮游植物光合色素含量以叶绿素a最高,其次为岩藻黄素;浮游植物的优势类群为硅藻,其次为蓝藻和青绿藻,它们分别平均占据了浮游植物生物量的70.2%、12.6%和9.4%,而其它藻类除了绿藻茅岭江河口占据较高的比例(40.2%)之外在其它站点所占比例很低。钦州湾浮游植物群落结构形成了茅岭江口、内湾、外湾和湾外近海共四种类型,茅岭江口以绿藻为优势类群,内湾以硅藻、蓝藻和青绿藻为主要优势类群,外湾以硅藻为单一优势类群,湾外相对于外湾硅藻比重略为下降。主要光合色素含量及浮游植物类群生物量的分布特征与盐度、营养盐关系密切,浮游植物群落结构的分布变化主要受径流及其输入导致的营养盐变化的影响,而这种影响导致了内湾和外湾之间浮游植物主要类群的生物量多寡及浮游植物群落结构的差异。
摘要:在青藏高原东部的一个高山雪床,沿着融雪梯度设置了早融、中间、晚融3个融雪部位,对每个部位的环境因子、大卫马先蒿的个体生长特征及其繁殖特征进行了测量,并在3个部位间对这些特征进行了比较。无雪期长度、土壤水分含量和表土温度的每日变化幅度在部位间有显著的差异,但土壤营养成分和pH并无明显的变化。从早融部位到晚融部位,大卫马先蒿的株高、单株叶数、单叶面积以及比叶面积显著增加,地上生物产量和总生物量也增加,而地下生物量以及地下生物量与地上生物产量之比却降低。花序中段和下段的花数、单花种子数和种子千粒重随融雪的推迟而增加,花序上段的花数、单花种子数和种子千粒重在融雪梯度上没有明显的变化;就整个花序而言,这些繁殖特征随融雪的推迟而增加。大卫马先蒿的个体生长及繁殖特征主要受冻融交替的影响。
摘要:在卧龙自然保护区,按海拔梯度选择了3个刺叶高山栎分布地点(2600、3050、3500m),对各研究地点刺叶高山栎进行了叶片δ13C、光合、CO2扩散导度、养分以及形态等参数的测量,以期揭示刺叶高山栎叶片δ13C随着海拔的变化规律及原因。结果表明:首先,随着海拔的升高,目标树种叶片δ13C随之增加,且海拔每升高1000m,δ13C增加2.0‰;其次,随着海拔升高,大气压强降低,因而导致的叶片扩散导度(包括气孔导度(gs)和叶肉细胞导度(gm))的降低是叶片δ13C随着海拔升高而升高的主要原因;同时,随着海拔升高而增加的比叶重(LMA)也在一定程度上促进了这种响应趋势;最后,叶片N含量随着海拔升高而更多被分配给非光合系统的趋势导致了羧化效率及光合速率的降低,进而抑制了刺叶高山栎叶片δ13C随着海拔升高而升高的趋势;此外,与单位面积氮含量(Narea)和单位重量氮含量(Nm ass)相比,光合氮利用效率(PNUE)可以更准确地反映植物叶片的氮含量与其吸收和固定大气CO2能力之间的关系,并对δ13C也有一定的指示作用。
摘要:通过对宁夏南部半干旱区(固原)和半干旱偏旱区(海原)不同生长年限紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草地深层土壤水分与养分含量的测定,分析和比较了2种干旱类型区苜蓿草地土壤水分与养分差异及其土层剖面的分布特征。结果表明:(1)2个类型旱区苜蓿草地0—1000 cm土层平均土壤湿度随生长年限的延长逐渐降低,但草地衰败后对水分的消耗减少。(2)随土层深度的增加,2个类型旱区苜蓿草地土壤湿度表现出先减少后增加的变化趋势;有机质、全氮、碱解氮和速效磷含量不断减少。(3)随生长年限的延长,2个类型旱区苜蓿根系对土壤水分和养分的消耗不断加深,6 a苜蓿草地土壤含水量、碱解氮和速效磷发生了不同程度的亏缺;10 a苜蓿草地均已进入衰败期,土壤有机质、全氮和碱解氮自上而下逐渐恢复,且半干旱偏旱区恢复的较快;速效磷含量随生长年限的延长不断减少,苜蓿草地衰败后消耗速率减小。(4)半干旱偏旱区相同生长年限苜蓿草地0—400 cm土层土壤养分含量均高于半干旱区。(5)土壤水分亏缺与养分不均衡导致苜蓿草地衰败。因此,在实际生产中对旱地苜蓿草地应进行合理灌溉与施肥,平衡土壤养分并延缓草地衰败。
摘要:通过野外样地调查和室内分析,从牧草的适口性和营养成分两方面,研究了放牧对五台山高山、亚高山草甸牧草品质的影响。结果表明:放牧干扰草甸中适口性为喜食及以上的优质牧草种类为20种,喜食牧草在群落中的相对盖度最大,为45.40%;与之相比,极度退化草甸中优质牧草种类为13种,乐食牧草的相对盖度最大,为62.24%;喜食以上优质牧草的相对盖度最大值,出现在轻度退化草甸中,达到65.95%。同一适口性等级牧草,在不同退化等级草甸中,种类发生变化。从放牧干扰草甸到极度退化草甸,牧草中的粗蛋白和灰分含量呈增加趋势,而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈下降趋势。放牧压力下,五台山高山、亚高山草甸的牧草品质并未下降,但放牧造成的草甸生产力降低,制约了资源的可持续利用和保护。
摘要:2009年5月至10月,在中国科学院贡嘎山高山森林生态系统观测站附近,采用红外灯加热人工模拟气候变暖研究了增温对峨眉冷杉(Abies fabiri(Mast)Craib)幼苗生长和养分及其化学计量特征的影响。由于红外灯的增温作用,在幼苗的整个生长季节,增温样地地表下5、10、20 cm处土温平均高于对照样地5.04、4.81、4.35℃,而土壤含水量则分别降低了7.03%、6.10%、6.40%;地表20 cm处空气温度相比对照样地上升了1.12℃,而空气相对湿度则降低了6.30%。除茎重比外,增温处理降低了峨眉冷杉幼苗的根长、基径、株高、总生物量、根重比、叶重比、根冠比和比叶面积。经方差分析发现,增温处理后幼苗根、茎和叶的C平均含量与对照差异性均不显著(P〉0.05),其中除茎的提高了2.76%外,根和叶分别降低了7.15%和2.29%;N平均含量除茎显著降低之外(P〈0.05),根、叶分别提高了9.78%和5.70%;幼苗根、茎、叶的P平均含量均低于对照11.97%、10.69%和2.99%,并且根和茎与对照存在显著性差异(P〈0.05)。增温处理后幼苗根、茎、叶各器官的C∶N、C∶P、N∶P与对照均不存在显著性差异(P〉0.05),其中C∶P均大于对照,而C∶N和N∶P与对照相比,均有不同程度的减小;C∶N、N∶P和C∶P的平均值(±标准差)大小顺序依次为茎(92.59±4.92)〉根(61.89±1.65)〉叶(60.81±3.23)、叶(4.99±0.22)〉根(4.44±0.58)〉茎(3.64±0.10)和茎(336.35±8.70)〉叶(302.85±4.49)〉根(274.86±5.27)。实验结果表明:增温对幼苗生长和生物量积累具有明显的限制作用,对叶片生长的阻碍作用尤为突出;增温改变了幼苗根茎叶的CNP含量及其化学计量比格局;在养分供应上,增温和对照处理下幼苗生长均受N素限制。
摘要:以超富集植物垂序商陆为实验材料,通过温室水培实验,研究不同锰处理条件下垂序商陆叶片受害症状、叶片形态结构和叶绿体超微结构的变化。当生长介质中锰供应水平为1 000μmol/L时,垂序商陆生长良好,叶片未表现出受害症状,其形态结构和超微结构也没有明显的变化;当锰供应水平为5 000μmol/L时,叶片开始出现褪绿现象,叶肉细胞排列疏松,栅栏组织细胞膨胀,叶绿体数量减少,外膜部分解体,类囊体膨胀,基质片层扭曲,淀粉粒颗粒变小;当锰供应水平为12 000μmol/L时,叶片发生大量的褪绿现象,伤害率高达87.33%,并且伤害率随着锰胁迫时间的延长明显升高,叶肉细胞发生扭曲变形,叶绿体皱缩,外膜解体,类囊体空泡化加剧,基质片层严重扭曲,基粒排列紊乱甚至模糊成絮状,嗜锇颗粒增多。尽管在高锰浓度胁迫条件下植物叶肉细胞及叶绿体超微结构出现一定程度的毒害特征,但垂序商陆仍能完成部分功能,维持其个体的生长,这进一步表明超富集植物垂序商陆具有极强的锰耐性。
摘要:化感作用是外来植物成功入侵的机制之一。以蚕豆根尖为材料,采用DNA Ladder分析技术和蚕豆根尖微核技术,分析了入侵植物土荆芥挥发油经土壤载体诱导的细胞凋亡以及对细胞的遗传损伤。结果表明:(1)经挥发油处理24 h和48 h,低剂量(〈5μL)挥发油对蚕豆根的生长与根尖细胞有丝分裂具有显著的促进作用,但随着处理剂量增大(〉5μL)和处理时间延长,根的生长与细胞有丝分裂过程明显受到抑制。(2)挥发油具有诱导染色体畸变的效应,根尖细胞微核率随处理剂量增加和时间延长而增大,但当挥发油剂量大于15μL,这种诱导效应降低。(3)通过DNA Ladder分析,经挥发油处理后根尖细胞发生了凋亡,其中24 h处理组DNA未发生特异性降解,当剂量大于15μL处理48 h和剂量大于10μL处理72 h后,DNA开始发生特异性降解,形成DNA Ladder,表明随着挥发油剂量增大和作用时间延长,细胞凋亡过程加剧。研究结果表明土荆芥释放的挥发性化感物质能以土壤为载体对根细胞产生影响。
摘要:对喀斯特城市25年生杨树人工林内Cu、Fe、Zn、Mn、Ni、Pb、Co、Cd微量元素的含量、积累、空间分配和生物循环进行了研究。结果表明,林地土壤中,微量元素含量Fe最高,Mn次之,Cd最低,且呈现随土层深度增加而减少的垂直分布规律。在枯枝落叶层的分解过程中,Pb、Ni、Mn、Cd、Cu、Co、Zn分解速度比Fe快。林木各器官微量元素含量为细根〉树叶〉粗根〉树皮〉树枝〉大根〉根桩〉干材,Cu在叶中高于其他器官。林分微量元素的总贮量为14.086 kg/hm2,微量元素在各器官中贮存量排序为Mn〉Zn〉Cu〉Fe〉Cd〉Co〉Pb〉Ni,树干和树皮的贮存量最多,占总贮存量的43.4%。林分微量元素的年吸收量为3.079kg/hm2,年归还量为2.663 kg/hm2,年存留量为0.417 kg/hm2,总利用系数为0.219,循环系数为0.865,周转期为5.29 a,林分对土壤中Cd的吸收能力强,微量元素的生物分解率均高于生物迁移率。杨树林分中微量元素具有较大的循环速率和较短的周转期,而且林分对养分的稳定性、自我调节能力和培肥土壤的能力强,有利于林地生产力维持。
摘要:在过去10 a野外调查和室内鉴定及分析研究的基础上,对大兴安岭林区多孔菌的区系组成和种群结构进行了分析,发现大兴安岭林区的多孔菌具有较高的多样性,共有5目11科56属129种,占中国多孔菌区系的21.36%,优势科是多孔菌科。种的区系地理成分分为7类,以北温带成分和世界广布成分为主,具有明显的北温带成分的区系特征。大兴安岭的多孔菌常见种较多,种群结构中共生菌3种,寄生菌27种,腐生菌占大多数,有99种。在能够引起木材腐朽的126种真菌中,白腐菌93种,占多数,褐腐菌33种,占少数,但该地区褐腐菌所占比例明显高于全国范围内褐腐菌在多孔菌中的比例。通过对大兴安岭主要树种上的种群结构进行比较,表明阔叶树上的木材腐朽菌绝大部分是白色腐朽菌,而针叶树上的白腐菌与褐腐菌数量相差不大,褐腐菌对于针叶林特别是落叶松的更新具有非常重要的作用。
摘要:采用"脉冲"添加方法进行了非稳态条件下铜绿微囊藻(M.)和斜生栅藻(S.)分别在氮磷单营养盐和双营养盐限制时的共培养试验。试验结果显示:当添加频率为1d时,无论何种营养盐限制,M.均成为优势藻种。氮限制条件下,氮时均浓度范围在0.3—2.4 mg/L时,M.始终具有竞争优势。磷限制条件下,磷浓度范围在0.018—0.035 mg/L时,S.只在生长初期阶段占优。氮磷双营养盐限制条件下,添加液的氮磷质量比为35:1(设定为最优比),添加频率为8 d时,两种藻表现出共生特征;而偏离最优比时(N∶P=70∶1,17∶1),在不同的添加频率下均未出现共生现象,且氮的时均浓度为0.6—4.8 mg/L时(70∶1),M.具有竞争优势,而降低为0.15—0.3 mg/L时(17∶1),S.占优。随着添加频率的变化,两种藻的细胞大小也会随之改变,S.随着营养盐浓度的降低而增大,且在双营养盐限制条件下变化更显著。上述试验结果分析表明:两种藻竞争能力与添加频率相关,在藻种浓度的变化上,按照‘拾遗-机会’交替竞争理论,M.表现出机会主义者特征,而S.则表现出拾遗者的特征,两者的共生特征也符合‘中度干扰’假说。藻细胞大小变化表明,两种藻均可以改变大小实现最大限度争夺受限营养盐。在低浓度时,S.细胞大小的变化同样也体现出了"拾遗者"的特征。
摘要:土壤盐渍化是一个世界性的资源问题和生态问题,盐分胁迫几乎会影响棉花所有重要的生命活动,造成棉花的减产或其他不利影响。通过对14个棉花品种(系)的萌发期耐盐性、芽期耐盐性以及两个耐盐性不同的品种(系)三叶期的耐盐性,对棉花不同时期的耐盐特性进行了研究,结果表明:棉花在不同生育阶段耐盐能力是不同的,棉花盐敏感时期是在萌发出苗期。随着生育期的延长,棉花的耐盐性是逐步提高的,进行耐盐性鉴定的最佳时期在是萌发出苗期。在三叶期,随着盐分浓度的提高,棉花苗受伤害程度逐渐增加,盐敏感品种(系)受伤害大于耐盐品种,在同样盐浓度胁迫条件下,耐盐性不同的品种各部位受到的伤害不同,耐盐品种(系)中棉所35受伤害程度由高到低依次为:真叶〉上胚轴〉子叶;盐敏感品种(系)Tam cot CAB-CS受伤害程度由高到低依次为:真叶〉子叶〉上胚轴。
摘要:利用秀丽隐杆线虫半致死浓度分析和致死曲线分析来筛选对三丁基锡(Tributyltin,TBT)敏感的线虫品系,并讨论与TBT毒理学过程可能相关的基因。通过对秀丽隐杆线虫体长、每窝子代数和怀卵量的测定来探讨TBT的生态毒性效应,以期为TBT对秀丽隐杆线虫和人类的生态毒性评价和致毒机理研究提供科学依据。结果表明:TBT对各品系线虫48 hLC50从小到大依次为egl-1(n487)〈ced-4(n1162)〈cep-1(gk138)=cep-1(lg12501)〈ced-9(n1950)〈clk-2(mn159)〈ced-3(n717)〈N2〈opIs34(hus-1::GFP)〈opIs56(egl-1::GFP)〈daf-16(mn86)〈hus-1(op241)〈daf-2(e1370)。筛选出对TBT最敏感的线虫品系为egl-1(n487),而对TBT耐受力最强的是daf-2(e1370)。TBT对秀丽隐杆线虫体长、每窝子代数和怀卵量均呈现浓度依赖型的抑制作用。
摘要:选择大庆油田环境一致的6口油井,研究石油开采干扰对土壤线虫的影响。共鉴定出土壤线虫18科30属。其中食细菌线虫最多,共15属占总数的49.2%,其次为植物寄生线虫共9属,占30.6%,食真菌线虫4属,占17.6%,杂食/捕食线虫2属,占2.6%。其中优势类群为丝尾垫刃属Filenchus和头叶属Cephalobus,占总数的42.5%。土壤的线虫生活史策略以c-p 2所占比例最大,其次是c-p 3和c-p 1类群,受油井开采作业等影响,线虫通过大量繁殖来应对环境的干扰与压力。所有油井线虫总数比对照明显减少(P〈0.001),但不同油井线虫总数和群落结构差异不显著(P〉0.05)。各油井线虫富集指数和结构指数均小于50,表明所有油井线虫受干扰程度较高,土壤食物网趋于退化。随着距油井口采样距离增加,线虫总量差异不显著,但线虫群落的物种数量增加,优势度指数和多样性指数逐渐增加。结果表明油井开采对土壤线虫群落有一定的影响,开采距离对线虫群落结构影响较大。
摘要:土壤动物是陆地生态系统物质循环和能量流动的中心环节,也是生态系统演化的重要驱动因子。为了查明青藏东缘若尔盖高寒草甸生态系统退化过程对中小型土壤动物群落的影响,2008年7月和10月分别对若尔盖高寒草甸沼泽草甸、草原草甸和沙化草甸3个不同退化阶段的中小型土壤动物群落进行了调查。共分离到中小型土壤动物9450个,隶属于4门5纲12目70科104类(科、属等小类群);优势大类群中,线虫(Nematode)个体数占85.79%;蜱螨目(Arachnida)、弹尾目(Collembola)、寡毛纲(Oligochaeta)和昆虫纲(Insect)依次占8.73%、3.24%、1.32%和0.88%。群落密度、类群数、Margalef丰富度指数和密度-类群指数均在7、10两月份均随高寒草甸的退化而显著降低(P〈0.01或P〈0.05),10月份的差异更明显。Shannon多样性指数、Pielou均匀性指数和Simpson优势度指数无显著变化(P〉0.05)。各主要类群个体数在群落中所占的比例呈波动性变化,但沙化可使蜱螨目与弹尾目的数量比值(A/C)相对提高。随退化程度的加重,3个退化阶段的Sorenson群落相似性逐渐降低,而Morisita-Horn相似性的变化则不同,说明高寒草甸的退化对中小型土壤动物群落物种组成的影响较大,对群落优势类群数量的影响较小。10月份的群落密度、多样性和群落相似性均高于7月份,表明群落结构组成受季节的影响;但是各退化阶段的Sorenson和Morisita-Horn季节相似性比较说明,季节变化对沙化草甸土壤动物种类组成的影响大于草原草甸,对草原草甸土壤动物群落优势类群数量的影响大于沙化草甸。个体密度和类群数的表聚性程度也随退化加重而降低。以上研究结果表明,高寒草甸的退化能够降低土壤动物群落的组成种类和结构复杂性,将会影响其生态服务功能。