水淹胁迫下饲料桑苗的生长及光合响应

三峡库区消落带耐淹植物的筛选一直是该区生态系统修复的关键问题。该文利用室内水淹模拟试验研究了不同程度水淹胁迫下饲料桑苗的生长及光合响应特性。试验以1 a生饲料桑为材料,水淹胁迫分为对照、根淹、深淹等不同水平处理。结果表明:1水淹胁迫下根淹处理和深淹处理桑苗都生出不定根,根淹处理桑苗出现的涝害症状较轻,而深淹处理则从水淹5 d开始出现叶斑、黄化等症状,水淹结束严重落叶;2水淹明显影响桑苗的生长,影响程度为根淹小于深淹,且根淹处理桑苗能维持较高的株高、地径生长率;3水淹降低了桑苗的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率。根淹处理桑苗的光合响应指标在水淹40 d明显低于对照处理,但仍能维持较高水平,之后随水淹时间增加没有明显变化,而深淹处理桑苗的光合响应指标在水淹55 d已很微弱。4深淹胁迫对桑苗水下叶片光合能力的影响大于对水上叶片的光合能力的影响。水淹55 d深淹处理水上叶片的净光合速率甚至和根淹处理很接近。因此1 a生饲料桑苗无法抵抗长期深淹,却可很好地适应根淹,适合在消落带海拔较高、水淹深度较浅的区域生长。研究为库区消落带的生物治理提供了理论支持。     

新银合欢在不同土壤水分条件下的适生性研究

针对三峡库区消落带淹水变化引起的土壤水分梯度性特征,利用盆栽法模拟各种土壤水分条件,从形态学和生理生化的角度研究了当年实生新银合欢幼苗的不定根数、叶绿素含量及光合生理特性的变化特点.结果表明:新银合欢幼苗受水分变化的影响显著,在水淹条件下,幼苗的株高和不定根数等生长指标均受到明显抑制,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间CO2浓度等光合指标也均显著下降,表现出不利的负向生理生态学响应.而在水分饱和及轻度干旱的水分条件下,幼苗各项指标综合表现最佳,表现出增益的正向响应.因此,新银合欢具有一定耐淹性但相对较弱,耐旱性较强,适宜于土壤水分饱和或偏干旱的环境生长,可考虑列为三峡库区消落带植被恢复建设树种.     

水淹胁迫下三峡库区野生狗牙根根系酶活性变化

三峡库区消落带治理的重点方向是筛选消落带适生植物,故研究已筛选的适生植物狗牙根在水淹生境下抗胁迫相关酶活性变化对于消落带的生态治理具有重要意义。以三峡库区自然消落带野生狗牙根（XC）和非消落带野生狗牙根（FC）为研究对象,采用野外采样和对比分析等手段研究了三峡库区自然消落带野生狗牙根（XC）在不同水淹深度的抗胁迫酶活性变化。结果显示:①随着水淹深度增加,XC组狗牙根根系MDA含量均呈递增趋势,表明狗牙根在深淹胁迫下胁迫程度逐渐加剧。② XC组狗牙根根系乙醇脱氢酶（ADH）、谷胱甘肽还原酶（GR）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）的酶活性和游离脯氨酸含量较对照均有增加;ADH、POD和SOD酶活性最高值出现在水淹深度为8 m,而GR酶活性的最高值出现在水淹深度为4 m。③水淹期间,XC组狗牙根根系淀粉含量基本和对照同水平,可溶性糖含量较对照有所降低,表明水淹期间狗牙根处于低代谢和高储能状态。从水淹胁迫下抗胁迫酶活性变化角度解释了筛选到的野生狗牙根是三峡水库消落带植被恢复的适生物种。     

三峡水库消落带几种草本植物根系的垂直分布特征

[目的]明确三峡水库消落带典型草本植物根系分布特征,为三峡消落带的植被恢复提供依据。[方法]在三峡腹地石宝镇消落带选取牛鞭草(Hemarthria altissima)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)三种人工恢复草本和自然恢复草本,利用WinRhizo Pro.2009c根系分析系统研究其根系的土壤剖面分布特征。[结果]4种草本类型的的根系主要分布在0—10cm土层,根长密度、根直径(除自然杂草外)、根表面积密度、根体积密度和根尖密度均随土壤深度的增加而呈指数函数减小;除根径外,在整个土层剖面中(0—25cm),3种人工草本的根系指标都要显著高于自然恢复杂草。[结论]4种草本根系发达,对消落带水淹胁迫的适应性强。     

土壤干旱对冬小麦幼苗根系生长及生理特性的影响

盆栽试验研究了土壤干旱对冬小麦幼苗根系生长及生理特性的影响。结果表明,随干旱胁迫的加剧,幼苗总根数、根系总长、根系体积、根系干重、根水势、根相对含水率、根系脱水速率和根系活力均降低,根冠比、饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、MDA含量以及SOD、POD活性均呈增加趋势。表明干旱胁迫下冬小麦幼苗可通过改变生物量分配策略而提高根比重,并通过改变根系内部的生理变化以提高其抗旱性。     

土壤水分胁迫对红砂幼苗生长和渗透调节物质的影响

[目的]探讨干旱与半干旱区受损红砂种群幼苗适宜生长的土壤水分条件,为红砂植被保护、恢复、重建提供理论依据。[方法]采用盆栽试验研究不同土壤水分条件下红砂幼苗生长及渗透调节物质差异。[结果]随土壤水分胁迫程度的加剧,红砂幼苗茎叶总生物量呈明显的减少趋势,其株高呈逐渐降低的变化趋势,而根冠比、根长和根表面积均呈逐步增大的变化趋势,根系生物量呈先增加后减少的变化趋势。随土壤水分胁迫程度的加剧,红砂幼苗茎叶、根组织中脯氨酸含量均表现出明显的增加趋势,而可溶性糖和可溶性蛋白含量的变化相对不明显。[结论]土壤水分胁迫下红砂幼苗可通过调整自身生长和生物量分配来加大根冠比以及通过积累脯氨酸来适应干旱胁迫,维持植株正常生长。     

干旱胁迫与外源激素PDJ对不同基因型小麦化感潜力的诱导调控

盆载条件下对4个不同基因型小麦品种于播种前以外源激素PDJ(10 mg·L-1)浸种处理和返青期始干旱胁迫,测定其光合特性、水分利用和化感抗草差异.结果表明:水分胁迫(田间持水量的45%)和PDJ处理均能增强几种供试小麦的化感抗草诱导效应,两者均通过降低杂草生物量从而抑制杂草生长.水分胁迫和PDJ处理均能增强"兰考95-25"、"小偃6号"拔节期的叶片光合速率,降低气孔限制值和提高水分利用率;"豫麦66"PDJ处理下可增强光合作用而降低水分利用率,但干旱胁迫下则相反;"兰考217"经PDJ处理光合速率和水分利用率均降低.典范对应分析发现供试小麦受到干旱胁迫和外源激素PDJ处理后会引起植物形态和光合生理的变化,从而影响其化感抗草特性.小麦整体化感潜势与以杂草生物量(杂草鲜重/盆)表示的抗草指标显著相关,而小麦的整体抗草特性主要与其水分利用率、光合速率和蒸腾速率显著正相关,与植物地上生物量、株高、节间距离和气孔导度显著负相关.     

狗牙根根系抗拉性能对水淹时长的响应

为明确水淹胁迫下植物根系对水淹时长的响应特征，该研究以三峡库区消落带优势植物狗牙根根系为研究对象，以未水淹为对照，分析不同水淹时长下（0,15,30,60,90,120,150和180 d）狗牙根根重密度、根系活力及抗拉性能的变化规律，明确根系抗拉性能对水淹时长的响应规律。结果表明：随着时间的增加，对照组根重密度和根系活力基本无明显变化，而淹没组根重密度与根系活力均随水淹时长增加呈先急剧减小后缓慢减小的变化规律，水淹初期（15 d）减小量分别占根重密度和根系活力总减小量的65.15%和75.86%。水淹环境会明显降低狗牙根根系抗拉性能，根系最大抗拉力和抗拉强度均随水淹时长的增加而下降，180 d水淹分别造成根系抗拉系数和抗拉强度系数减小了59.46%和59.48%。不同直径根系对水淹的响应程度有所不同，根系最大抗拉力下降程度随其直径的增加而增加，0.6～0.7 mm直径狗牙根根系最大抗拉力下降幅度最大，达7.56 N，抗拉强度下降程度则随根系直径的减小而增加，0.1～0.2 mm直径狗牙根根系抗拉强度下降幅度最大，达36.42MPa。因此，水淹显著降低狗牙根根重密度、根系活力和抗拉性能...     

五种禾草植物长期淹水后生长恢复情况初步观察

重庆主城区嘉陵江段冬季蓄水长达3个月。2010年10月26日三峡库区正式蓄水至175m,本文观察记述了五种禾本科植物水淹胁迫后的生长性状和恢复情况,旨在积累消落带植物在受胁迫时生长策略选择方面的长期生态学数据,为消落带恢复重建过程中植物筛选、生态保护及合理利用提供科学依据。     

土壤水分胁迫对红砂幼苗细根形态和功能特征的影响

通过盆栽人工模拟干旱试验,研究了土壤水分胁迫对红砂幼苗细根形态及功能的影响。结果表明:(1)随胁迫程度的加剧红砂幼苗细根直径和体积呈减小趋势,而根长、比根长、表面积、比表面积均呈增大趋势,表明在胁迫条件下,红砂幼苗细根可通过根长、比根长、表面积、比表面积的增加与直径和体积的减小来适应逆境胁迫。随根序的升高红砂幼苗细根直径呈增大趋势,而根长和比根长表现出减小趋势,比表面积呈先升高后降低的趋势。(2)随胁迫程度的加剧红砂幼苗细根全C含量呈降低趋势,而全N含量先呈明显的降低趋势,后呈升高趋势,表明在中度胁迫下红砂幼苗细根呼吸作用明显降低。随根序的升高红砂幼苗细根全C含量呈增加趋势,而全N含量呈下降趋势,表明红砂幼苗较低级根序具有较强的呼吸作用与代谢活性。(3)红砂幼苗细根根长与全C含量之间呈极显著正相关关系;直径与全C含量之间呈显著正相关关系;比根长与C含量呈显著负相关关系。     

生物炭对铜矿区污染土壤微生物活性及香根草富集铜、镉、铅的影响

矿区土壤易发生重金属污染,是土地资源利用和维护的一大难题。以铜矿区污染土壤为研究对象,按质量比添加0,1%,2%,4%,10% (w/w)的生物炭,进行香根草室内盆栽试验。研究添加生物炭对土壤pH和微生物活性、香根草富集与转运重金属的影响,探明重金属形态含量与生物炭、微生物活性的相关性,旨在为生物炭与香根草联合修复矿区重金属污染土壤提供理论参考。结果表明:生物炭的添加能提高土壤pH,显著提高土壤FDA水解酶、蔗糖酶和脲酶活性,显著促进土壤基础呼吸,但对土壤微生物量碳无显著影响;生物炭的添加使香根草生物量显著增大,降低土壤Cu和Pb的有效态占比,Cd的变化与此相反;添加生物炭促进香根草对Cd和Pb的富集,降低香根草对Cu的富集,减少Cu、Cd和Pb在香根草体内的转运,因此香根草可作为Cu、Cd和Pb的稳定化植物。土壤蔗糖酶活性与香根草叶片Cu、Cd和Pb含量、有效态和残渣态Cu含量呈显著正相关,土壤基础呼吸与叶片Cu、Cd和Pb含量、有效态Cu、Pb含量呈显著负相关,而与有效态Cd含量呈显著正相关。总之,生物炭可减弱矿区土壤重金属对香根草生长的毒害作用,并促进香根草对重金属的富集,两者结合可改善铜矿区污染土壤的理化性质和微生物活性,有利于重金属污染土壤修复,改善土壤质量。     

三峡环库多业共生耦合循环农业生态系统初构

三峡蓄水后,水流减缓,自净力减弱,主要支流绿藻虐生;库区新生消落区出露成陆时正直多雨炎热潮湿的夏季,基本丧失拦截、消纳和过滤农业面源污染的功能,加重了长江污染。该文在研究库区优势特色农业发展和生态环境建设的基础上,将库区水域、消落区和生态屏障区作为整体,运用循环经济理论,研究建立库岸柑橘、消落区湿地牧场、水域天然渔场3条环库绿色经济带,集成4链交叉的多链循环经济组网模式,创立5层阻隔拦截和吸收消纳面源污染的工艺技术,围绕库区各主要农业产业发展,把前端废弃物作为内生要素进入后端生产活动中,在注重环境保护的形势下,凝练出多业共生耦合农业循环经济模式和"345"推进方法。创建的巫山大昌湖特色循环农业生态示范园区,实现了三峡库区柑橘、生猪、草食牲畜、长江鱼4大特色产业共生、要素耦合、整体循环、综合利用的产业生态链,推动了三峡库区生态文明建设,满足了库区特色农业发展、农移民增收和国家战略水资源库保护需求,可为大型水库区生态农业发展和水资源环境保护提供参考。     

五节芒等植物水土保持效果试验研究

选取香根草、象草和五节芒3种植物在中国南方红壤丘陵区山坡进行水土保持成效试验。对不同试验小区的土壤理化性状、径流量与水土流失量等指标进行了近3a的观测,结果表明,3种植物均有较好的水土保持效果。与香根草和象草相比,五节芒在增加地表覆盖,改善土壤理化性质,拦蓄径流泥沙,改良微地貌,防治水土流失,改善生态环境等方面具有明显优势,且分布广,种源多,种植成本低,是一种优良的水土保持草种。在南方红壤丘陵区水土流失治理生物措施中,可以优先选用五节芒。     

我国水库消落带研究概况

随着人们对三峡工程竣工后可能造成的一系列生态环境问题认识的加深,水库消落带逐渐成为我国诸多学科研究的热点。回顾了我国在水库消落带领域的研究成果,总结了在水库消落带生态环境、土地利用、土壤环境和生态重建等方面研究的进展,并分析了其中存在的问题与不足,提出了今后我国水库消落带研究的建议,包括加强水库消落带生态环境形成机理、土地开发利用的健康评价体系、土壤环境元素迁移与吸附一释放特性、适生植物种类选择与生理生化机制、控制农业面源污染和生态重建模式研究等。     

瀑布沟水库干热河谷消落带土壤氮时空分布特征

以瀑布沟水库消落带土壤为研究对象,以海拔、土地利用与土地覆盖(LULC)、地形与时间为影响因子,对消落带0—40cm土壤进行采样。采样时间分别为2017年4月25日、2017年7月5日和2018年4月25日,从时间上探讨了消落带雨热同期的夏季与1年轮回对土壤全氮与碱解氮含量的影响。结果表明:(1)消落带全氮和碱解氮含量随土层深度的增加而降低。(2)消落带低海拔地区全氮和碱解氮含量高于高海拔地区。(3)消落带全氮和碱解氮含量平均值大小为淤泥>草地>旱地>裸地。(4)消落带全氮和碱解氮含量与地形因子LS值呈反比。(5)夏季采集的土壤样本全氮与碱解氮含量显著低于2次4月采集的样本。从时间和空间上解释瀑布沟消落带土壤全氮与碱解氮含量的分布特征,为瀑布沟消落带的生态环境治理提供科学的数据支撑。     

关于三峡水库消落带地貌变化之思考

与国内外特大型水库相比,三峡水库消落带具有常年水位变幅大,干流航运繁忙,波浪大和良田沃土多的特点.三峡水库蓄水后,消落带坡地地貌变化的发生是必然的,形成的稳定坡地类型有淤积滩涂坡地、稳定石质坡地和稳定土质坡地3种,其地貌演化过程可分为强烈侵蚀期、基本稳定期和淤积填平期.水库蓄水后,消落带坡地土壤的流失势必影响消落带坡地的植被建设.鉴于目前我国三峡水库消落带坡地地貌演化的相关研究严重不足,已开展的生态环境修复重大科研项目,均没有重视水库蓄水后消落带坡地地貌的变化,也没有安排地貌演化的相关内容,作者从坡地地貌演化的角度,对三峡水库消落带生态环境的研究、治理工作和水库运行方案的调整提出了相关建议.     

香根草植物篱护坡反季节施工技术

 在萍莲319国道改建工程中运用香根草(Vetiveriazizanioides)植物篱护坡反季节施工技术,在石块砾石区下边坡,香根草成活率达90%,在煤土堆积下边坡,香根草成活率达94%。表明香根草植物篱技术在江西萍乡10—11月反季节应用非常成功,证明了香根草等高植物篱技术防护公路边坡的有效性,也说明在极劣地利用香根草进行生态恢复,一年四季皆可取得成功。这为香根草等高植物篱技术的广泛运用和推广提供了新的施工方法。     

水库消落带应算作破坏水土保持设施面积

水库蓄水长时间淹没和浸泡,致使水库消落带的植被几乎全部死亡,坡面土壤流失贻尽,岩石滑塌甚至造成山体不稳,引发滑坡等侵蚀。水库消落带不仅仅应算做水库建设的扰动面积,而且应算做破坏水土保持设施的面积,尤其在我国植被生长良好的南方地区。水库消落带破坏水土保持设施面积应该是正常蓄水位以下水库面积与未建水库前水面面积之差,面积大小可以采用面积量算法和简单估算法得到。     

小浪底库区不同水位高程下消落带落干期土壤微生物量碳分布特征

  目的  探究小浪底库区不同水位高程下消落带落干期土壤微生物量碳（SMBC）分布特征,为库区土壤碳循环研究及消落带受损植被系统恢复与重建提供理论依据。  方法  采用定位试验的方法,监测并分析了小浪底库区对照高程（275 m）和3个淹水高程（265、255、245 m）下消落带落干期SMBC含量及土壤理化性质变化。  结果  小浪底库区消落带表层SMBC含量的变化区间为29.25 ~ 204.97 mg kg?1,平均值为112.81 mg kg?1;消落带SMBC含量在各高程间差异明显,与对照相比,中短期淹水高程下（265和255 m）SMBC含量显著升高（P < 0.05）,而长期淹水高程下（245 m）SMBC含量则显著降低（P < 0.05）;消落带落干期SMBC含量随时间总体呈下降的变化趋势,并且前期下降更为明显,后期则较为平缓;不同土层间消落带SMBC含量的变化规律较为相似,其差异性主要体现在SMBC含量大小的变化上,表现为上土层（0 ~ 10 cm） > 下土层（10 ~ 20 cm）;Pearson相关分析得出消落带SMBC含量在水位高程、时间及土层尺度上均与土壤含水率、温度、有机质和全氮之间存在显著相关性（P < 0.05）,但与土壤黏粒含量和全磷之间的相关性并不显著（P > 0.05）;同一高程草本植被下消落带SMBC含量明显高于灌丛,且混生植被类型下SMBC含量较相应的单一植被类型明显升高,表现为草本混生 > 单一草本,或灌丛－草本混生 > 灌丛。  结论  小浪底库区消落带土壤微生物量碳含量在不同研究尺度上的分布特征显著,并对土壤理化性质及植被类型的变化响应明显,因此可根据土壤环境条件,考虑采取不同植被混植的修复方式,开展小浪底库区消落带受损植被系统的恢复与重建。