植物残体干扰对黄河河口高潮滩盐沼芦苇生长的促进作用

为研究植物残体干扰对黄河河口高潮滩盐沼芦苇生长的影响,在黄河河口高潮滩盐沼中分别选择典型的植物残体干扰斑块和未受干扰的自然群落,调查了其中芦苇（Phragmites australis）的形态特征及其种群的密度和生物量,并取样测定了土壤盐度、含水量、容重等土壤物理、化学性质,运用方差分析方法研究了植物残体干扰对芦苇的形态特征及其种群的密度和生物量的影响以及对土壤性质的影响。结果表明,植物残体干扰斑块中芦苇种群的密度、生物量等明显高于未受干扰的自然群落,芦苇的形态特征也明显优于未受干扰的自然群落。这说明植物残体干扰对芦苇生长产生了明显的促进作用。在植物残体干扰斑块中,土壤盐度、容重显著低于自然群落,说明植物残体干扰对黄河河口高潮滩盐沼芦苇的生长起到的促进作用,可能是通过改善土壤环境,缓解物理胁迫而产生的。     

施肥对芦苇叶片及茎生长规律的影响

采用温室缸栽施肥法(N、P、K复合肥10g)对芦苇叶片及茎秆生长规律进行了研究。结果表明:施肥使芦苇叶片发叶早、发叶量多、叶面积大、功能期延长;相对于对照,施肥条件下生长的芦苇茎秆发节早、发节多、节间长、茎秆重增加;施肥应在第5节茎秆伸长前的10d左右施肥,可使芦苇茎秆重和节间长明显增加,进而提高芦苇产量;施肥和对照条件下芦苇均表现出夜间生长量大于白天生长量的生长规律。因此,施肥改善了芦苇本身的营养状况,通过加速芦苇叶片、茎秆分生和伸长速度促进了芦苇生长,对于实现芦苇高产具有重要意义。     

盐浓度和水分条件对芦苇生长影响的盆栽试验

在温室盆栽条件下,研究了盐浓度和水分条件对芦苇生长的影响,结果表明,盐浓度越低越有利于芦苇生长,随着盐浓度的增加,芦苇种子发芽率和幼苗高度降低,芦苇植株的叶绿素含量、淀粉含量、芦苇产量等生长指标也降低,而芦苇植株体内的Cl-含量却呈增加趋势。芦苇具有较高的抗盐能力,但盐浓度应控制在7‰以下,最高不能超过10‰,否则芦苇生长将会受到抑制,且土培试验较沙培试验对芦苇生长有一定的缓冲能力,抗盐性比沙培试验高。此外,在温度适宜和湿润条件下,芦苇根状茎发芽率高,苇芽不腐烂,苇芽生长较高,而在淹水条件下,芦苇根状茎发芽率低,苇芽腐烂,苇芽生长受到抑制,且温度越高腐烂率越高。     

不同土壤盐浓度和淹水条件对芦苇生长影响的田间试验

在田间条件下,研究了不同土壤和灌溉水盐体积浓度对芦苇生长的影响。结果表明:随着灌溉水盐浓度的增加,土壤盐浓度和养分变化均较大,总的趋势是距河口越远土壤盐浓度越低,土壤氮含量越高,钾含量越低,而磷含量变化不明显;土壤和灌溉水的盐体积浓度越低,芦苇的生长指标越好,叶绿素含量和干物质重越高,根状茎发育量越多,产量越高;早春及时灌溉,可降低土壤盐浓度,有利于芦苇发芽,显著增加芦苇的密度和株高。根据芦苇的耐盐特性和需水习性,应实行灌排结合的技术措施,促进芦苇根系发育和植株生长,提高芦苇产量。     

芦苇形态结构对黄河三角洲不同生境的响应

植物的形态结构总是与环境相适应。采用光学显微技术和环境扫描电镜技术对黄河三角洲新生湿地河口区和内陆区两种生境下芦苇(Phragmites australis)根解剖结构、叶片解剖和超微结构进行了对比分析。研究结果表明,芦苇叶片和根的形态结构与生态环境有关;两种生境下,芦苇叶片上表皮均有明显泡状细胞群分布,芦苇上下表皮均有气孔分布,且下陷;在河口区,芦苇叶片维管束鞘细胞近上表皮处有较大程度延伸,下表皮处常延伸至近表皮,呈开放状态,叶片表面常有蜡质覆盖;在内陆区,芦苇叶片维管束鞘细胞较大,有的为两层;此外,河口区芦苇根的中皮层细胞分化为明显的通气组织,内皮层凯氏带明显,而内陆区芦苇根的中皮层细胞排列规则,呈辐射状。芦苇在适应不同生境时其形态结构所发生的变化是不同的。叶片维管束鞘细胞的延伸、表皮被蜡质和根中通气组织、凯氏带等结构是芦苇适应河口区盐胁迫的结果;而叶片维管束鞘细胞增大、细胞层数增加和根的中皮层细胞辐射状排列是芦苇适应干旱胁迫的结果。     

科尔沁沙地白草、赖草无性系生长及适应对策的初步研究

通过对科尔沁沙地白草、赖草在各自典型生境下的观察与测定,分析比较了二者无性系生长及有关适应对策。研究结果表明:白草无性系能够以分株小而密度大为特点扩展地上空间,同时依赖于生物量在地下的大量分配以及根茎与不定芽在0~20cm土层内的高度发育占据土壤上层,起到缝合农田弃荒地风蚀破口的作用;赖草无性系采取的是稳长深扎的适应对策,其总生物量在地上和地下部分的分配较为均衡,而根茎不定芽趋向于在土壤下层(20~40cm)得到更好的发育。     

沙埋对小叶锦鸡儿幼苗生长和生物量分配的影响

沙埋是沙地植物生长和分布的重要选择压力之一,是影响植物种子萌发、幼苗出土和幼苗存活的关键因素.本研究对科尔沁沙地常见的沙生灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)幼苗进行了不同深度的沙埋试验.结果表明:各处理间叶片数量在沙埋初期有差异,后期差异不显著;各处理植株生物量均主要分配在叶片中,随着沙埋深度的增加叶片生物量比逐渐降低,而茎生物量比逐渐增加.当沙埋深度达到其株高的133%时,可使幼苗全部死亡;而在沙埋深度与株高相同时,其存活率仅为37%.沙埋30天后,中度沙埋(67%)能促进小叶锦鸡儿幼苗的株高、根长、总生物量以及根茎相对生长速率的增加;而重度沙埋抑制植株地上部分的高生长和叶相对生长速率.这说明中度沙埋在一定程度上可以促进小叶锦鸡儿的生长,而重度沙埋抑制幼苗的生长,甚至导致幼苗的死亡.     

干旱对芦苇幼苗生长和叶绿素荧光的影响

盆栽试验研究了芦苇幼苗在不同土壤含水量条件下的形态结构、生物量动态、质膜透性、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数.结果表明,芦苇幼苗高度、株高、基径、地上生物量随土壤含水量的减少而递减.芦苇幼苗通过个体变小、叶片数量和面积减少、生长速率减缓等适应性策略来降低蒸腾量,利用有限的可利用水分维持生命活动,达到了植物叶片水分含量与土壤可利用水分的平衡.不同强度干旱均使叶绿素含量降低,叶绿素a/b值随土壤含水量的降低而升高,减少了叶片对光能的捕获,降低光合机构遭受光氧化破坏的风险,是芦苇幼苗适应干旱的一种光保护调节机制.干旱还导致了芦苇叶片细胞膜脂过氧化,细胞质膜透性增加,重度干旱时细胞质膜透性达29.3%.PSII最大量子产量(Fv/Fm)、光化学荧光淬灭系数(qP)、PSII的非循环光合电子传递速率(ETR)下降,芦苇通过非光化学淬灭(qN)的上升保护PSII.     

荒漠地区两种生态型芦苇叶片的抗氧化生理特性分析

以生长于腾格里沙漠南缘的沙丘芦苇（沙芦,DR）和戈壁盐湖芦苇（盐芦,GSR）为研究对象,以水生芦苇（SR）为对照材料,研究荒漠地区两种生态型芦苇在各自自然生境下改变体内还原状态的抗氧化机制。结果表明,沙芦和盐芦的脂质过氧化水平高于水芦,过氧化氢和一氧化氮含量也高,类胡萝卜素与叶绿素的比率增加,且盐芦高于沙芦。这表明沙芦和盐芦的体内氧化水平高于水芦,盐芦的氧化程度更高。抗氧化系统酶活性的响应分析表明,沙芦和盐芦叶片中总抗氧化能力大于水芦,超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和一氧化氮合酶活性也高于水芦,但过氧化氢酶和谷胱甘肽还原酶活性没有明显的差异,而过氧化物酶活性却比水芦低。与质膜渗透调节能力相关的Na+/K+-ATP酶和Ca2+/Mg2+-ATP酶活性在盐芦中明显高于沙芦和水芦。这表明芦苇在干旱和盐渍条件下忍受诱导的次级氧化胁迫的能力提高。     

古尔班通古特沙漠6种荒漠草本植物的生物量分配与相关生长关系

选取古尔班通古特沙漠6种优势草本（2种短命植物,2种类短命植物,2种一年生长营养期植物）,对比分析了生物量分配及相关生长关系的异同。结果表明：（1）粗柄独尾草（Eremurus inderiensis）和细叶鸦葱（Scorzonera pusilla）的地下生物量较高,根冠比分别为1.412、2.751;小花荆芥（Nepeta micrantha）、琉苞菊（Hyalea pulchella）和雾冰藜（Eremurus inderiensis）、角果藜（Scorzonera pusilla）的地下生物量均较小,根冠比无显著差异,分别为0.150,0.184,0.144,0.101;2种类短命植物具有相似的叶片生物量分配比例,但其余4种植物的叶片生物量分配比例均存在显著差异。（2）6种植物的根冠比随个体增大均呈异速减小,而叶片生物量分配比例与植株大小的关系不一致,表现为异速减少（如细叶鸦葱）或保持恒定（如粗柄独尾草）的趋势。（3）小花荆芥和琉苞菊的地下与地上生物量间为等速生长关系,而粗柄独尾草、细叶鸦葱、角果藜以及雾冰藜则呈现出个体越大地下生物量分配比例越少的格局（异速生长）;6种植物的地下与叶片生物量间均为等速生长关系,且具有共同的相关生长指数（1.035）。6种植物的根冠比和叶片生物量分配比例的差异不仅与物种自身的遗传特性有关,还受个体大小的影响;地下与地上生物量分配存在等速和异速生长的差异;叶片与地下生物量间具有相同的生物量分配速率,表现出对干旱荒漠环境的趋同适应。     

闽江河口湿地芦苇和互花米草生物量季节动态研究

通过对闽江河口湿地芦苇(Phragmites australis)和互花米草(Spartina alterniflo-ra)群落特征和生物量的调查,结果表明:2种植物株高和密度呈显著负相关.芦苇地上部各构件生物量最大值出现在夏季,其值为1 524.8±78.85 g.m-2;互花米草最大值出现在秋季,其值为3 037.2±248.78 g.m-2.互花米草地上生物量显著大于芦苇(P<0.05),但立枯量无显著差异(P>0.05).2种植物地下生物量均为0~15 cm>15~30 cm>30~60 cm;芦苇夏季各层生物量极显著大于其他季节(P<0.05),互花米草地下各层生物量在冬季达到最大,生长季节逐渐下降,夏季最小.芦苇和互花米草总生物量积累动态呈典型的单峰值曲线,总生物量互花米草高于芦苇,但二者差异不显著.随着入侵时间推移,互花米草总生物量还要持续增长.     

科尔沁沙地不同生境土壤氮矿化/硝化作用研究

利用顶盖埋管原位培育法测定了科尔沁沙地不同生境（丘间低地、固定、半固定、半流动和流动沙丘）土壤氮素矿化/硝化速率的月际动态及净矿化/硝化量。结果表明：①沙地土壤无机氮主要以NO^-₃-N的形式存在,各类生境土壤NH⁺₄-N平均含量比NO^-₃-N低58.2%~79.7%;②土壤氮素矿化/硝化速率随植被与土壤条件的恶化呈现递减的趋势,从丘间低地到流动沙丘,净矿化速率分别为61.0、43.4、29.1、5.3 mg·m^-2·d^-1和2.7 mg·m^-2·d^-1,净硝化速率分别为61.8、46.2、30.1、6.2 mg·m^-2·d^-1和3.4 mg·m-2·d-1;③从丘间低地到固定、半固定、半流动和流动沙丘,矿化氮总量分别减少28.8%、52.3%、91.4%和95.5%,硝化总量分别减少25.3%、51.3%、90.0%和94.5%;④不同类型生境土壤净硝化氮占净矿化氮的比例都为100%,表明沙地土壤中植物可利用氮素易于淋溶或氨挥发损失。     

辽河口湿地芦苇叶片蒸腾及其与影响因子关系研究

于2009年8～10月,在辽河口芦苇(Phragmites australis)沼泽地,采用野外培养箱土培模拟实验方法,人为控制水位,用PM-5型稳态气孔计测量了不同水深条件下芦苇叶片的蒸腾速率,研究了芦苇叶片蒸腾及其与影响因子的关系.结果表明,不同水深条件下,芦苇叶片蒸腾速率日变化差异明显;当控制水位在地表以上10 ...     

科尔沁沙地典型地区人工造林对沙漠化过程的影响

在3S技术的支持下,以奈曼旗1975年、1985年、1995年和2005年的遥感影像为信息源,分析了研究区近30 a人工造林对沙漠化过程的影响。结果表明,在持续的人工造林过程影响下,沙地面积呈现出持续减少的趋势,其中固定沙丘面积减少幅度尤为显著,面积净减量为39 545.77 hm2;沙漠化程度指数呈现出线性减少的变化趋势,自1985年以来,减少幅度尤为明显,由1985年的0.21下降到2005年的0.03;土地沙漠化正、逆过程同时存在,但逆转趋势远大于发展趋势,土地沙漠化过程总体上正处于全面逆转期;斑块数和景观形状指数均呈现出先增后减的变化趋势,斑块形状经历简单—复杂—简单的变化过程。     

不同强度放牧后自然恢复的沙质草地土壤性状特征

通过对科尔沁沙质草地不同强度放牧后自然恢复过程中土壤的物理、化学和生物学性状特征的研究,结果表明,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和速效磷含量以及基础土壤呼吸活性在各处理表层土壤的特征为:中牧后恢复草地>轻牧后恢复草地>无牧恢复草地>重牧后恢复草地;重牧后的恢复草地表层土壤较其它处理有较高的土壤容重和pH值以及较低的过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性;沙质草地的土壤养分和生物学活性在剖面中的分布为上高下低,主要富集于0~ 25cm表层,放牧对土壤系统的影响主要表现在0~ 75cm土层。重度放牧使沙质草地超出了其承载能力和承受干扰的阈限,土壤性状恶化,恢复力降低;而适度的放牧后恢复有利于土壤化学和生物学性状的保持和提高。     

科尔沁沙地金龟总科昆虫幼虫群落特征研究

通过对科尔沁沙地几种主要生境类型,固定沙丘、半固定沙丘、农田和沙质草甸蛴螬群落的组成和动态研究。结果表明:几种生境蛴螬群落优势种均为东方绢金龟和黄褐异丽金龟,常见种相互间有明显差别。几种生境蛴螬群落的密度、频度和种类数的大小排序为农田>固定沙地>半固定沙地,沙质草甸蛴螬群落有较高的密度和频度,但种类数相对较少。由于特殊的地理环境和气候条件,科尔沁沙地蛴螬群落季节动态呈夏季密度较高、春秋季密度较低,但年度间明显不同。而且,对于缺少人为管理的固定沙地和半固定沙地,降水成为制约蛴螬群落发生的主要因素。     

Effect of Groundwater Level Fluctuation on Phragmites australis Evapotranspiration in the Baiyangdian Lake

Abstract:Hydrological regimes influence ecological patterns and processes as well as alter rates of wetland evapotranspiration.This study aimed to investigate the impact of groundwater fluctuation on evapotranspiration of Phragmites australis.Supported by field data obtained from the Baiyangdian Lake in northern China,the variations in groundwater levels were explored,and the changes in soil water and evapotranspiration of reed were analyzed to investigate different groundwater level scenarios using HYDRUS-1D model.The results showed that soil water content,recharged by groundwater,remained stable in the lower soil layer but varied strongly in the upper layer of the soil profile;in comparison to evaporation,Phragmites australis transpiration contributed significantly more to the overall evapotranspiration rate;the high levels of evapotranspiration could be maintained when groundwater levels vary between 1.0 m and 1.8 m,while it was reduced with an increase in groundwater levels as a result of water stress conditions.The results also indicated that the evapotranspiration of Phragmites australis could maintain higher evapotranspiration rates under natural water levels.The evapotranspiration,in other words,might be the main water consumer,but it nevertheless has little effect on water levels during water shortages.The evapotranspiration of Phragmites australis responded to the changes in groundwater levels could help researchers understand water requirements of the wetlands and establish suitable water levels for the wetlands.     

科尔沁沙地2种优势固沙灌木的相容性生物量模型

基于现有的灌木生物量模型存在各组分与总量不相容问题,以半干旱区科尔沁沙地2种优势固沙灌木小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）和黄柳（Salix gordejevii）为对象,通过对大样本的相关形态指标及生物量实测数据进行非线性回归和非线性误差变量联立方程组的计算,建立了2种灌木叶片、新枝、老枝和地上生物量的独立模型及与各组分相容的生物量模型,并通过决定系数R²、估计值的标准差SEE、总相对误差TRE、平均系统误差MSE（ASE）、平均预估误差MPE和平均百分标准误差MPSE对模型进行评价。结果表明：非线性加权回归使得两种灌木各组分的独立模型拟合效果优化,而生物量相容模型与独立模型相比,由于抽样误差的存在拟合效果不佳,相关评价指标较低。