香蒲对淹水生境的适应性模拟实验

为了探讨香蒲(Typha orientalis)对淹水生境的适应性,设置了0 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm和60 cm的淹水深度,于2018年3月25日～7月22日,在鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室阳光房内,进行了120 d的模拟淹水实验,测量各淹水深度下香蒲的株高、基径、叶片特征和根的生物量等生长指标,测定光合色素含量和抗氧化酶活性等生理指标,研究香蒲对淹水生境的适应性。研究结果表明,当淹水深度为0～40 cm时,淹水对香蒲的生长影响较小,当淹水深度为50 cm时,在实验进行84 d后,香蒲接近死亡,当淹水深度为60 cm时,在实验进行60 d后,香蒲死亡;当淹水深度为20 cm时,在实验的第120天,香蒲根的生物量最大,为9.97 g/株;当淹水深度为10 cm或20 cm时,在实验的第60天,香蒲叶片中的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都达到峰值,分别为1.48 mg/g、0.47 mg/g和0.39 mg/g;0～40 cm淹水深度下的香蒲叶片中的光合色素含量明显偏高;当淹水深度为20 cm或30 cm时,在实验的第90天,香蒲叶片中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性都达到峰值,分别为275.91 U/g、196.10 U/(g·min)和123.67 U/(g·min);淹水深度和淹水时长对香蒲株高、叶片特征、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和抗氧化酶活性表现出交互作用(n=21,p0.01)。香蒲是一种相对耐淹的植物,能较长时间在淹水深度不超过40 cm的条件下生长,其对50～60 cm的淹水深度可以耐受60 d左右。     

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。     

贝壳砂生境典型灌草植被的土壤水分生态特征

为探讨黄河三角洲贝壳堤岛典型灌草植被的土壤蓄水及持水性能,选取贝壳砂生境的酸枣（Ziziphus jujuba var.spinosa）、杠柳（Periploca sepium）和二色补血草（Limonium bicolor）3种典型植被,以裸地作为对照,测定分析不同植被类型下的土壤颗粒组成、水分物理参数和土壤水分特征曲线,以明确贝壳砂生境不同植被类型的土壤水分生态特征。结果表明：（1）贝壳砂生境下,不同灌草植被均具有减少石砾和粗砂粒、增加细砂粒和粉黏粒含量的作用,其中酸枣林可显著减少粗砂粒、增加粉黏粒含量;杠柳林可显著减少石砾、增加细沙粒含量;草本对减少粗砂粒和石砾含量、增加细沙粒和粉黏粒含量的作用较弱。（2）灌草植被可显著提高贝壳砂的蓄水能力,其中酸枣林最强,杠柳林次之,草本最差。0~30 cm土层的有效含蓄量和含蓄降雨量均值均表现为酸枣林 > 杠柳林 > 草地 > 裸地。（3）0~30 cm的酸枣林贝壳砂持水能力最强,杠柳林次之,草本最差;同一植被类型下0~15 cm贝壳砂的持水能力显著高于15~30 cm的持水能力。贝壳砂生境3种植被类型改善土壤物理性质及蓄水保土功能表现为灌木林优于草地,其中酸枣林的蓄持水分能力最强,杠柳林次之,草本最差。酸枣更适于贝壳砂生境退化生态系统的植被恢复。     

不同生境下红砂(Reaumuria soongorica)的生理生化特征及适应性

测定了荒漠地区超旱生小灌木红砂在3种生境(山前荒漠、山前戈壁和中游戈壁)下的叶片水分状态、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,以探讨荒漠植物在不同生境下的生理生化特征及对荒漠极端环境的适应机制。结果表明:在3种生境下,红砂叶片相对含水量和叶片水势随着土壤含水量的下降而下降,叶绿素含量随着土壤含水量的下降而升高。随着生境土壤干旱的加剧,超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,而过氧化氢酶活性下降。在土壤含水量较少的戈壁生境,渗透调节物质含量上升。SOD和POD活性的升高是红砂抵御干旱环境的主要抗氧化保护机制;渗透调节在红砂叶片适应干旱胁迫的过程中发挥着重要作用,高的渗透调节能力使红砂在水分不足的条件下维持较低的渗透势,有利于植物吸水,从而增强其耐旱性。     

三种荒漠灌木根系的构形特征与叶性因子对干旱生境的适应性比较

以古尔班通古特沙漠南缘原始荒漠的三种建群灌木多枝柽柳、梭梭和琵琶柴为研究对象,采用挖掘法调查其根系构性特征及其与土壤水分的关系,同时测定其比叶面积(SLA),比叶重（LMA）,单位重量叶氮含量(Nmass)及单位面积叶氮含量(Narea)。结果表明,三种荒漠灌木的根系分属不同的功能型,多枝柽柳是深根潜水性植物,琵琶柴是浅根性植物,而梭梭介于两者之间。而且,三种荒漠灌木随着根系分布的由深到浅,即随着土壤水分亏缺的加剧,在叶性因子方面做了一定的适应性调整。这些事实表明,在水分为主要限制因子的干旱生境中,根系构型特征在很大程度上决定了灌木的叶性策略。同时研究表明,荒漠灌木在抗旱和生长之间存在相对平衡的关系。     

西洞庭湖不同生境下鸟类群落结构研究

为了研究人为干扰对西洞庭湖鸟类群落的影响,并提出相应保护对策,在2013年11月,采用样线法和样点法,对湖南省西洞庭湖国家级自然保护区内的鸟类群落结构进行了研究。在研究中,将该保护区的生境分为水域、天然洲滩、芦苇(Phragmites australis)丛、杨树林和居民区5种类型,前两种生境为天然生境,后3种生境存在人为干扰;记录了各生境下的鸟类种类、数量、行为等基本数据;计算了每种生境下的鸟类群落多样性指数、均匀度指数、优势度指数、种间相遇概率;对鸟类群落组成、数量进行了统计分析,对不同生境下鸟类群落结构进行差异性和相似性分析。结果表明,共记录到鸟类11目24科39种;其中,雀形目(Passeriformes)鸟种类最多,有8科15种;鹭科(Ardeidea)鸟种类最多,为4种;在地理分布型上,古北界鸟最丰富;在居留类型上,冬季以冬候鸟和留鸟居多,受保护鸟占总种数的一半以上;芦苇丛的鸟类群落的多样性、均匀性和种间相遇概率是5个生境中最高的,但优势度较低,水域、天然洲滩的鸟类群落结构多样性、均匀性和种间相遇概率都高于居民区和杨树林,但居民区和杨树林的鸟类群落优势度比其他生境高。因此,该保护区应该加大退林还湿、退田还湖的力度,以更好地保护湿地鸟类。     

不同生境梭梭对降水变化的生理响应及形态调节

以中亚荒漠关键种梭梭为研究对象,对比2006年生长季土壤水分状况和生长在沙土及黏土中梭梭对3个降水处理的生理响应与同化枝面积的累积变化,分析不同质地土壤生长的梭梭在生长季对降水变化的生理响应及其形态调节。结果表明,沙土中生长梭梭对降水响应明显,生长季同化枝水势较高,且不同降水处理下蒸腾速率和瞬时水分利用效率差异显著,同化枝形态调节幅度不大。黏土不利于降水入渗,梭梭同化枝水势、蒸腾速率和瞬时水分利用效率对降水变化的响应不敏感,同化枝面积和生长速率在不同降水处理间差异显著,同化枝脱落较早。生理响应与形态调节的综合研究表明,不同质地土壤生长的梭梭通过有效的同化枝形态调节保证了其在降水处理下稳定的光合碳同化作用。在全球气候变化的背景下,沙土更有利于梭梭的生长。     

黄河三角洲自然湿地芦苇在不同演替阶段的生态适应性

为探讨黄河三角洲新生滨海湿地不同植被演替阶段下芦苇的生态适应性,采用空间代替时间的方法,选取靠近海岸的芦苇盐地碱蓬群落区、芦苇群落区和靠近黄河岸的芦苇白茅群落区分别代表由海域向陆地的3个芦苇群落演替阶段。结果表明:实验区土壤总体表现为碱性,表层土壤的电导率、可溶钠含量均显著高于下层土壤,芦苇盐地碱蓬群落区电导率最高。芦苇群落区土壤总氮、总碳、有机质和有效磷、芦苇密度最高,群落单一,但3个实验区群落总生物量差异不显著。有机质、总碳、总氮、p H值构成第一主成分,可溶钠、电导率构成第二主成分。结果表明,水盐分布格局是影响该区域芦苇植被群落的主要驱动因子,土壤养分含量变化对芦苇植被群落的生态特征有显著影响。     

西双版纳海拔变化对水湿状况的影响

对西双版纳三个海拔梯度(570m、1105m、1610m)的水湿状况进行了3a的观测(2002~2004年)。随海拔上升,年平均降雨量增加,年平均相对湿度降低,总雾日数减少,年平均气温和水气压线性递减,降雨日数和蒸发量的变化相对较小。随海拔上升,雨季(5~10月)降雨量显著增加,但干季(11~4月)降雨量变化很小,其中在干热季节(3~4月)还会降低。雨季空气相对湿度随海拔上升而增加,但干季的情况却相反。在海拔570m,雾凉季节(11~2月)的雾日为100d,而海拔1105m和1610m,此时期的雾日都仅为6d。以上结果显示:在印度季风环境下,山地与低海拔的坝子相比,干湿季节交替更加明显,在山地上干季期间不存在雾凉季节,在雨季期间,热带山地雨林的水湿气候条件优于较低海拔的季节雨林,但干季山地雨林的水湿条件更差。     

黑龙港易旱地区不同类型农作物的水分生态适应性研究

本文通过二个不同土壤水分年型的试验,用农田水分平衡法和彭门公式分别计算了黑龙港地区作物的蒸散量和需水系数,由此计算了旱地作物的水分亏缺率;运用生长分析进行平行分析,应用多年气候资料计算年型频率,对不同类型农作物一秋粮,夏粮和棉花的水分生态适应性进行了研究。秋粮中玉米和高粱的气候生态适应性较好。干旱年份虽在干旱时期水分亏缺比谷子严重,生育状况不如谷子,但由于玉米和高粱在雨后比谷子和大豆有较高的干物质累积速度,最终也能获得与谷子相同的产量、水分利用效率和光能利用率。正常年和夏涝年份,水份亏缺率各作物差异不大,但生育状况玉米和高粱则明显地优于谷子和大豆,具有较高生产力、水分利用率和相对较强的抗涝能力,经济效益也高于谷子和大豆。春播作物生育期间旱年占37%,初夏降水正常,湿润和夏涝的年份占63%;夏播作物旱年占21%,夏常和夏涝的年份占79%。底墒足和春多雨的年份冬小麦可获得一定产量(亩产可达500-600斤)。底墒的作用可以维持到4月下旬前后。在冬小麦获得一定产量的基础上,加上夏播构成二熟,可比一熟获得较高的年产量、光能利用率和经济效益。若7月下旬(雨期)土壤水分达到田间持水量,计算得出达到底墒足指标所需的8～9月降水量为167.4毫米。     

不同生境下砂蓝刺头(Echinops gmelini)形态结构及生物量分配特征

砂蓝刺头(Echinops gmelini)是沙区常见一年生草本,具有繁殖比例高、密度高和生长速度快等特征,是研究区春季和早夏季节植物群落组成中最重要的草本植物。沙区人工植被演替过程中,群落中砂蓝刺头个体构件形态和生物量分配特征及其对土壤生境恢复的指示意义是本研究目的。分析了不同植被恢复阶段的沙地中(2010年铺设草方格、始植花棒、始植油蒿和1989年始植柠条与油蒿的固沙区,分别为生境1、2、3和4)砂蓝刺头构件形态及生物量分配特征。结果表明:(1)人工植被建立早期,初步稳定的沙面条件有利于砂蓝刺头的生长,而随着人工植被建立时间的增长呈现出种群衰退的趋势。4个生境间砂蓝刺头在株高、基径、根长、花序数及各器官生物量方面均差异显著(P0.05),其大小关系是生境2314。(2)不同生境地上-地下生物量间均为等速生长关系,且存在共同相关生长指数1.036,支持等速生长假说;地上-叶生物量间具有共同异速生长指数(0.874,异速生长关系);营养体-繁殖生物量间均表现出α1异速生长关系,即繁殖生长资源的积累速率快于营养体生长。(3)株高、花序数与地上部分生物量间具有显著或极显著的正相关关系,表现出较好的协同变化趋势。总之,不同生境间砂蓝刺头形态结构及生物量特征具有明显差异,而构件生物量间相关生长关系的一致规律性及较稳定的繁殖生物量分配,有利于其适应异质生境并完成生长发育。     

内蒙古贺兰山自然保护区不同生境下蒙古扁桃种群结构与空间分布

针对贺兰山蒙古扁桃种群分布特点,选择3个典型生境下的种群作为研究对象,以现地实测数据为基础,采用统计学方法对其种群结构和空间分布特征进行了研究,以期为该区域的生物多样性保护和资源合理开发利用提供依据。结果表明:生境异质性会对植物个体生长和种群特征产生直接的影响,处于干旱阳坡种群的密度较大,但是灌丛高和冠幅平均直径较小;位于干河床种群的密度最小,但灌丛高和冠幅平均直径较大。所调查样地内均有蒙古扁桃的实生苗存在,种群更新良好并处于稳定状态。贺兰山蒙古扁桃种群在生境适宜的小尺度范围内呈集群分布,且以幼苗和幼树为主,随着空间尺度的放大,种群呈明显的随机分布特征。     

多枝柽柳与梭梭光合器官形态解剖结构的生态适应性

多枝柽柳与梭梭是准噶尔盆地南缘荒漠的建群植物。对克拉玛依市农业综合开发区外围荒漠4种不同生境下多枝柽柳与梭梭光合器官的形态解剖特征进行比较,结果表明,多枝柽柳主要依靠其系统演化性状,角质层厚度、栅栏组织厚度及叶表皮细胞厚度等生态适应性状以及特殊适应性结构适应荒漠环境;梭梭主要依靠其系统演化性状和特殊适应性结构实现对荒漠的适应。对比多枝柽柳与梭梭光合器官的可塑性发现,多枝柽柳与梭梭对适宜生境水、盐的要求不同,梭梭较多枝柽柳具有更宽的生态幅和更好的耐受性。多枝柽柳适宜生境土壤含水量范围为3.55%~9.4%,土壤电导率为948.47~1 759.64 μs·cm-1;梭梭适宜生境土壤含水量范围为0~3.93%、8.02%~9.4%,土壤电导率为657.48~4 380.0 μs·cm-1。     

三种北极微藻对不同温度的适应性研究

为了研究北极微藻对不同环境温度的适应性,对分离自北极王湾地区的三种微藻-玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)、小球藻(Chlorella sp.)和衣藻(Chlamydomonas sp.)在不同温度条件下(0℃、4℃和8℃)的生长曲线和抗氧化酶系统进行了测定.结果表明微藻对温度的适应性因种而异:玛氏骨条藻在4℃具有最快生长速率,最高的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)酶活性,及最低的丙二醛(MDA)含量;小球藻的最快生长速率及酶活均在8℃时,MDA含量最低值出现在0℃;衣藻生长情况相差不大,MDA含量的最低值出现在8℃.抗氧化酶系统变化规律也因藻种及温度而异--在0℃与4℃变化时,玛氏骨条藻抗氧化酶系统的三个指标的差异极显著(P<0.01);在0℃与8℃变化时,玛氏骨条藻与小球藻的SOD活性的差异显著(P<0.05),其余两个指标差异不显著;衣藻在三个温度下的三个指标差异均不显著.总体而言,三种藻对三个温度的适应性均较好:其MDA的含量均较低,三种藻各自具有独特的生理代谢机制来适应不同的温度环境.     

自然生境下盐角草的生物学特征及其影响因子

盐角草(Salicornia europaea L.)是一种典型的盐沼湿生植物,在盐渍重的地方常纯群分布,据报道是最耐盐的高等陆生植物之一。通过观测新疆境内3个区域5个典型种群的盐角草有关生物学参数及土壤水、盐等环境因子,发现:(1)随着土壤水分的减少,盖度减小,伴生种增多;随着盐分的加重,盖度减小,伴生种减少,成为单优势种;(2)不同生境下盐角草种群的密度变异很大,从190株/m2~6578株/m2不等。密度与株高、生物量、冠根比、分枝数及土壤水、盐等呈负相关,而与土壤容重显著正相关;(3)生物量与土壤含水量呈显著正相关(P<0.05),与土壤水溶性盐离子Na 、Cl-有较高的正相关,这两方面都是促进盐角草生长的主要土壤因素;(4)分枝数与土壤含水量及土壤水溶性Cl-含量显著正相关(p<0.05),说明高的土壤水、盐含量促进分枝;(5)盐角草植株的冠根比范围为13.75~85.39,大于一般农作物,是盐角草适应盐沼环境的显著特征之一。     

科尔沁沙地不同生境植物及叶片的C、N元素计量特征

为了研究科尔沁沙地植物及叶片的C、N元素在沙丘固定过程中的化学计量差异及变化规律,在流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、草地4种生境上分别采集整株植物样品和叶片样品,测定其C、N元素含量,并在群落水平和功能型水平上展开分析。结果表明:(1)随着沙丘的固定,植物群落及群落叶片的C含量逐渐上升而N含量逐渐下降,且C含量的变异系数较N含量小;(2)各生境植物及叶片C、N含量表现为灌木一年生植物、C3植物C4植物、豆科植物非豆科植物,各功能型植物的C、N含量正相关于其叶片的C、N含量;(3)沿沙丘固定梯度,一年生、C4与非豆科植物及其叶片C含量趋于上升,而一年生、多年生、C3、非豆科植物及其叶片N含量趋于下降。沙丘固定过程中群落C含量的变化主要源于一年生、C4、非豆科植物,而N含量的下降则受草本、C3、非豆科植物的共同影响。适当补植灌木、C3植物、豆科植物对于该地区的固C效率和生物固N以及改良土壤肥力会起到积极作用。     

不同生育期四合木抗氧化系统的变化及生境间差异

对不同生境四合木种群特征、根际土壤理化性质进行了比较分析,对不同生育期四合木抗氧化系统的变化和生境间差异性进行了探讨。结果表明:①不同生境四合木种群密度、盖度、年龄结构存在显著差异,且低山、台地、丘陵种群所处生境有利于幼苗更新,其密度和盖度均显著大于高平原和倾斜平原种群\.②不同生境四合木根际土壤理化性质存在显著差异。对其进行聚类分析分为两类:低山、台地、丘陵为一类（A类）;高平原、倾斜平原为一类（B类）\.方差分析表明,A类样地土壤营养元素（N、P、K）和微量元素（全Fe、Mn、Zn、B、Mo与有效量）、土壤有机质含量及土壤含水量都显著高于B类。③不同生境四合木体内MDA含量、抗氧化酶类SOD、POD、CAT、AsA-POD、GR活性和非酶抗氧化剂GSH、AsA含量均随5月（营养期）、6月（花期）、8月（果期）而不断升高,二者协同作用共同抵抗干旱胁迫诱导的氧化伤害。④不同生境四合木抗氧化系统存在差异性:A类样地受到的膜脂过氧化程度相对较低,其体内的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量较低;而B类样地四合木根际土壤干旱程度较高,土壤偏贫瘠,植物体通过提高一定幅度的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量以清除干旱导致的氧化伤害。     

西北地区气候暖干化对作物气候生态适应性的影响

在综述西北地区现代气候变化基本特征是暖干化的基础上,重点揭示了冬小麦、春小麦 (夏粮)、玉米、马铃薯、谷子、糜子（秋粮）和棉花、胡麻、冬油菜、酿酒葡萄（经济作物）等10种主要作物的热量指标、水分指标和生长发育状况等对现代气候暖干化的响应特征。气候变暖对作物热量生态适应性的影响非常显著,作物需要热量指标比变暖前有提高的趋势;气候变干对作物水分生态适应性的影响非常敏感,作物需要水分指标比变干前有增多的趋势。气候暖干化对作物气候生态适应性的影响总体来说是利弊并重。对灌溉区作物是利多弊少,建议要创建干旱区现代农业发展模式来应对;对旱作区作物是弊远大于利,建议要建立一整套旱作农业生产机制来适应气候暖干化。提出了作物气候生态适宜度是气候暖干化对作物产生重大影响的重要原因。     

不同生境下砂蓝刺头(Echinops gmelini)形态结构及生物量分配特征北大核心CSCD

砂蓝刺头(Echinops gmelini)是沙区常见一年生草本,具有繁殖比例高、密度高和生长速度快等特征,是研究区春季和早夏季节植物群落组成中最重要的草本植物。沙区人工植被演替过程中,群落中砂蓝刺头个体构件形态和生物量分配特征及其对土壤生境恢复的指示意义是本研究目的。分析了不同植被恢复阶段的沙地中(2010年铺设草方格、始植花棒、始植油蒿和1989年始植柠条与油蒿的固沙区,分别为生境1、2、3和4)砂蓝刺头构件形态及生物量分配特征。结果表明:(1)人工植被建立早期,初步稳定的沙面条件有利于砂蓝刺头的生长,而随着人工植被建立时间的增长呈现出种群衰退的趋势。4个生境间砂蓝刺头在株高、基径、根长、花序数及各器官生物量方面均差异显著(P<0.05),其大小关系是生境2>3>1>4。(2)不同生境地上-地下生物量间均为等速生长关系,且存在共同相关生长指数1.036,支持等速生长假说;地上-叶生物量间具有共同异速生长指数(0.874,异速生长关系);营养体-繁殖生物量间均表现出α>1异速生长关系,即繁殖生长资源的积累速率快于营养体生长。(3)株高、花序数与地上部分生物量间具有显著或极显著的正相关关系,表现出较好的协同变化趋势。总之,不同生境间砂蓝刺头形态结构及生物量特征具有明显差异,而构件生物量间相关生长关系的一致规律性及较稳定的繁殖生物量分配,有利于其适应异质生境并完成生长发育。     

基于生态适应性循环三维框架的城市景观生态风险评价

本研究以城市社会—生态系统为风险评价对象,引入生态适应性循环三维框架,将景观生态风险评价指标从单一的景观指数层面扩展至“潜力—连通度—恢复力”三维准则,并以深圳市为研究区,基于有序加权平均（OWA）算法对评价结果进行情景设置。研究结果显示,评价中干扰指标主要影响风险评价结果属性值域,而风险空间格局则受暴露指标制约;深圳全市景观生态风险整体呈现“西高东低”的分布格局,城市新建成区风险最高,大鹏半岛风险最低,羊台山与笔架山公园则是城区内部的相对风险低值区;基于OWA方法设置情景偏好,绘制“忽视”、“正常”及“重视”三种风险情景下的城市景观生态风险图。本研究基于生态适应性循环理念集成社会—生态系统时空动态干扰与暴露指标表征城市景观生态风险,并通过OWA方法变换主观偏好、降低评价不确定性,可以满足不同发展思路下的城市开发布局需求,从而为城市景观发展空间权衡提供决策支持。