天山北坡4种典型草原植物叶干重与叶面积的关系

[目的]研究4种典型草原植物冷蒿(Artemisia frigida)、针茅(Stipa capillata)、羊茅(Festuca ovina)和短柱苔草(Carex turkestanica)的叶片干重与叶片面积之间的关系,找到快速测定草原植物叶面积的方法,为大范围遥感监测及估产提供理论依据.[方法]以天山北坡中段山地草原4种典型植物为材料,以叶片干重和叶片面积作为测量指标,建立4种植物叶片干重与叶片面积的回归方程.[结果]冷蒿的回归方程为:Y=0.00849 X +0.002 7(R2 =0.880 81);针茅为:Y=0.007 03 Xf+0.004 38(R2 =0.750 14);羊茅为Y=0.015 38X-0.001 25(R2=0.677 27);短柱苔草为:Y=0.007 05 X+0.008 895(R2 =0.498 58)(P＜0.01).[结论]4种植物的回归方程对叶面积的预测准确性表现为冷蒿＞针茅＞羊茅＞短柱苔草.可通过叶干重与叶面积建立回归方程并且为4种典型草原植物的叶面积测定提供科学参考.     

羊草功能性状对放牧强度的响应

[目的]探讨呼伦贝尔草原中优势植物功能性状对放牧强度的响应机制。[方法]以内蒙古呼伦贝尔典型草原为研究对象,采用方差分析方法比较不同放牧强度下羊草(Leymus chinensis)12个性状指标的变化。[结果]放牧强度对羊草叶片氮含量、叶片磷含量、叶面积、比叶面积、叶片含水量、叶片干物质含量、叶片厚度、归一化植被指数、叶绿素相对含量及单株重均有显著影响,对光化学反射指数和株高无显著影响。随着放牧强度的增加,叶片氮含量显著降低;轻度放牧的叶片磷含量显著高于中度放牧;轻度放牧的叶面积、比叶面积、叶片含水量、叶片干物质含量和归一化植被指数与中度放牧、重度放牧之间均呈显著差异;中度放牧的叶片厚度和叶绿素相对含量显著高于轻度放牧和重度放牧;轻度放牧和中度放牧的单株重显著高于重度放牧。植物通过对性状的权衡改变其资源利用策略,对不同的放牧强度作出响应。[结论]该研究可为草原生态系统的保护、恢复及重建提供科学依据。     

不同放牧方式下荒漠草原植物补偿性生长研究

2005～2006年研究了不同放牧方式下荒漠草原植物赖草(Leymus secalinus)、长芒草(Stipa bungeana)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、牛枝子(Lespedeza potanimii)4种主要饲用植物种群的地上净初级生长量.结果发现当放牧强度为0.75只/hm2绵羊时,荒漠草原植物和主要饲用植物种群在不同放牧方式下表现为不同的补偿性生长,增加轮牧分区有利于超补偿或等补偿生长的发生.补偿性生长受生长季降雨量和植物生物学特点的影响.合理的放牧方式有利于草地生产力的增加,从而有助于草地的持续利用.     

甘肃河西地区典型沙生植物叶绿素和脯氨酸累积研究

甘肃河西地区恶劣的自然条件严重限制了植物的正常生长,植物在受到逆境胁迫时会在生理生化方面作出快速响应。通过分析河西地区典型沙生植物叶绿素和脯氨酸含量,了解其在干旱环境下的适应特征。结果表明,植物叶绿素的含量随着叶片形状的改变发生相应的变化,河西地区63种典型荒漠植物叶绿素含量0.25~1.65mg·g~(-1),其中卷叶类植物叶绿素含量最高,其次为薄叶,多浆和肉茎均较低,卷叶类与其他3类的差异极显著(P0.01);同一叶片类型不同植物间的差异较小。相反,脯氨酸的含量与叶片形状的改变没有太大关系,同一叶片类型不同植物间脯氨酸含量差异很大,同一属不同种间脯氨酸含量差异也非常大,河西地区63种典型荒漠植物脯氨酸含量为1.54~3 704.10μg·g~(-1),其中白刺和泡泡刺的脯氨酸含量明显高于其他植物,分别达到3 704.10μg·g~(-1)和1 955.39μg·g~(-1),脯氨酸含量相对较高的植物还有红砂、多枝柽柳、荒漠锦鸡儿、霸王、中麻黄、木贼麻黄、骆驼蓬、沙枣等。研究结果为荒漠植物抗逆评价指标体系的建立和抗逆植物的选择提供基础。     

2种野生岩生植物叶片游离脯氨酸和叶绿素含量对低温胁迫的响应

以野生岩生植物金发草(Pogonatherum paniceum)和丛毛羊胡子草(Eriophorum comosum)为试材,以常用护坡植物狗牙根(Cynodon dactlylon)为对照,研究低温胁迫对这2种野生岩生植物叶片游离脯氨酸和叶绿素含量的影响.结果表明:在低温胁迫下,3种植物叶片的游离脯氨酸含量均增加,而叶绿素含量降低;丛毛羊胡子草游离脯氨酸含量明显高于金发草和狗牙根;随着处理温度的降低,丛毛羊胡子草叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量下降的幅度明显小于金发草和狗牙根;3种植物游离脯氨酸含量12月采集的叶片高于8月采集的叶片,但叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量则相反,12月采集的叶片低于8月采集的叶片.表明3种植物中丛毛羊胡子草具有较强的抗寒性.     

典型草原退化群落恢复演替过程中双齿葱组织变化研究

本文将显微照相和地理信息系统的理论与方法相结合,应用于组织解剖学中。通过对内蒙古锡林郭勒盟典型草原不同退化研究样地双齿葱(A llium bidentatum)营养器官叶组织细胞变化的研究,揭示出草原植物小型化的内在机制。随着群落恢复演替的进程,3个群落样地中的双齿葱植株叶的解剖结构呈现出的变化趋势:(1)恢复时间越长,其组成器官的细胞数目越多;(2)从叶片的解剖结构来看,叶组织数目的减少导致了小型化。     

干热河谷草本植物叶片养分含量与养分再吸收效率的种间差异

【目的】为了解干热河谷草本植物叶片养分含量和养分再吸收规律。【方法】本研究选取了6种干热河谷的典型草本植物,研究了多种水分和养分条件下植物新鲜叶片、凋落叶中N、P、K、Ca、Mg含量以及养分再吸收效率。【结果】橘草(Cymbopogon goeringii)和孔颖草(Bothriochloa pertusa)的新鲜叶片中养分含量较高,裂桴草(Schizachyrium brevifolium)整体养分含量最低。物种是叶片和凋落叶养分含量、养分再吸收效率的主要影响因素,水分和养分无显著影响。凋落叶N、P、K含量分别较叶片低43.41%、52.82%、36.25%,表现出强烈的养分再吸收现象;Ca、Mg含量则分别高出叶片57.81%和44.06%,表现出积累现象。植物叶片中的N、Ca、Mg含量与凋落叶中的N、Ca、Mg含量显著正相关。【结论】植物所有养分再吸收效率与叶片养分中的含量显著正相关,表明养分含量较高的物种在相同条件下可以回收更多的养分。     

宁夏荒漠草原典型群落的植被特征及其优势植物的水分利用效率

通过系统调查宁夏盐池县研究区在雨季前后蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)和短花针茅(Stipa breviflora)群落植被特征,分析研究群落生境土壤含水量、优势植物叶片的碳稳定同位素组成(carbon stable isotopic composition,δ13C)、叶片相对含水量和脯氨酸含量的变化,探讨荒漠草原植物群落特征和植物对水分利用的差异,为荒漠草原地区优良乡土牧草的筛选和利用提供理论与技术依据。结果表明:蒙古冰草、甘草、短花针茅和牛枝子(Lespedeza potaninii)为群落优势种,猪毛蒿(Artemisia scoparia)为主要伴生种,群落中C3植物居多,优势种均为C3植物。雨季期间降水量使群落物种丰富度、多样性指数及土壤含水量均明显增加。降水量对上述5种植物叶片的δ13C值、脯氨酸含量和相对含水量的影响显著,且与不同物种之间有显著的交互作用,5种植物之间也呈现显著的种间差异。其中,甘草的水分利用效率最高,蒙古冰草的抗脱水能力较强,牛枝子和猪毛蒿具有较强的渗透调节能力,短花针茅具有稳定的水分利用效率。由相关性分析可知,植物的δ13C值与土壤含水量呈极显著负相关,与叶片脯氨酸含量和相对含水量呈显著正相关。总之,降水量显著影响了群落植被物种组成数量、结构及优势植物的水分利用效率和利用方式,其中,甘草最节水,猪毛蒿和短花针茅的水分利用比较保守,蒙古冰草和牛枝子具有灵活的用水模式。     

基于图像特征的油菜叶绿素含量快速估算

农业生产中叶片颜色通常被用作植物生长胁迫的诊断指标,叶片颜色与作物叶绿素含量密切相关.当前叶绿素含量的化学测定方法需耗费较多人力物力,而且得到测定结果存在滞后性,不能用于作物田间及时管理.通过油菜叶片图像颜色如R(红)G(绿)B(蓝)空间与Lab空间特征参数,可实现油菜叶绿素含量的估算.本研究表明:基于叶片图像颜色特征...     

黄土高原斯泰普草原植物氮磷生态化学 计量特征对氮素添加的响应

以宁夏云雾山国家级自然保护区斯泰普草原为研究对象,测定了不同施肥梯度植物叶片和根系的全N、全P含量,阐明了不同施肥梯度植物N、P生态化学计量特征,可为天然草原的保护和适应性管理提供理论依据。结果表明:(1)随着氮素添加浓度的增加,叶氮含量和氮磷比表现为先增加后降低的趋势,叶磷含量相对稳定;(2)不同优势种和功能群叶氮磷化学计量特征在不同氮素添加浓度中变化趋势差异明显,莎草和禾草叶片氮磷含量较低,豆科植物氮磷含量较高,且磷含量对氮素添加的响应比氮含量弱;(3)各土层(0～30 cm)根氮含量表现为随着氮素浓度的升高而逐步增加,根磷含量表现为先增加后降低的趋势。因此,低浓度氮素添加缓解了氮素限制,高浓度氮素添加加剧了磷元素的限制。     

基于幼树模拟降雨实验的树冠动态截留模型

目的为准确刻划林冠截留的动态过程,建立动态截留模型,充分阐释树冠特征和降雨特征对截留过程的影响。方法利用北京山区常见4种树木(侧柏、油松、栓皮栎、元宝枫)的幼树,在5种模拟雨强(10、20、50、100、150 mm/h)下,通过直接称质量法,测定了树冠动态截留量,剖析了降雨因素和树冠结构特征对截留过程的影响,选择相关参数建立了基于降雨过程的树冠动态截留模型。结果(1) 树冠截留动态过程可分为快速增加、饱和稳定和滞后冠滴雨3个阶段,降雨结束后近40%的截留量会滴落至地表;(2)截留量是有限的,当场降雨累计降水量达12~13 mm时,累计截留量不再增加;(3)叶片特征(如叶面积、叶面积指数LAI、叶片生物量等)及枝干特征(如枝干面积、枝干生物量、枝干数、枝干长度等)均显著影响截留量,LAI作为易测结构参数与最大和最小截留量均呈幂函数关系;(4)基于累计降雨量(P_c)和LAI可构建动态截留模型验证情况良好,可准确刻画和预测降雨过程中的截留量变化。结论树冠截留是一个动态的三相过程,通过累计降雨量和叶面积指数可以实现对动态、截留过程模拟,对量化森林水文循环过程和动态水量平衡具有重要意义。      

模拟酸雨对青菜叶片若干显微结构和生理变化影响的初步研究

本文描述了模拟酸雨(pH2.0、3.0、3.5、4.0、5.6)处理的田间种植青菜叶片若干生理特性如叶绿素含量、细胞膜透性、叶片活力等的变化并使用扫描电子显微镜和透析电子显微镜的方法观察了叶片的微观损伤、气孔开度及叶绿体、线粒体等细胞器。结果表明:暴露于模拟酸雨的青菜叶片的微观损伤出现在宏观损伤之前,而所测定的若干特性均有某种程度的变化。气孔开度受到了降雨酸度的影响,细胞内层的叶绿体、线粒体等结构发生了一些变化。     

降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响

  目的  凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的重要环节。探究降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响，有助于理解油松人工林碳（C）氮（N）循环对降雨减少的响应，可为气候变化情景下人工林生态系统功能预测与评估提供科学支撑。  方法  以北京八达岭林场油松人工林为研究对象，采用野外控制实验，通过设置3个减雨水平（100%减雨、50%减雨和对照），对比分析不同处理下油松人工林凋落叶分解过程中的质量损失和C、N动态。  结果  布设分解袋5个月后（2018年5—10月），100%减雨处理下的油松凋落叶未见质量损失，甚至出现微弱的物质积累；50%减雨处理下的凋落叶质量残留率、C残留率和N残留率分别为75.75%、49.31%和71.00%；对照下分别为73.18%、51.92%和75.50%。凋落叶质量和C、N残留率在50%减雨处理和对照间差异不显著。50%减雨处理和对照下的年分解速率k分别为0.64和0.92。油松凋落叶月分解速率与土壤含水量之间呈显著正相关。50%减雨处理和对照下的油松凋落叶N元素呈现出先富集（6月）后释放（7—10月）的动态。  结论  在北京油松人工林中，降雨减少对油松凋落叶分解的影响依赖于降雨减少的程度，在轻度和中度干旱下其分解速率仅略微下降，且C、N动态基本维持不变；而严重干旱下其分解速率和C、N周转均受到强烈制约。      

降雨对植物叶表面颗粒物的淋洗作用

目的降雨能够洗脱植物叶表面滞留的颗粒物,使叶表面具有反复滞留颗粒物的能力,研究不同降雨强度、降雨历时对植物叶表面颗粒物洗脱特征的影响对于植物去除颗粒物的机制有科学指导意义。方法通过模拟降雨的方法,量化了在15、30和45 mm/h降雨强度的不同历时降雨过程下植物叶表面颗粒物的洗脱量和降雨对叶表面不同粒径颗粒物的影响。结果(1) 植物叶表面的洗脱量随降雨量的增大而增大。(2)在不同降雨强度下,降雨对叶片表面颗粒物的洗脱量在树种之间显著相关(P < 0.05),叶表面平均洗脱量从大到小依次为迎春>银杏>卫矛>杜仲。(3)4种植物叶表面的洗脱量随降雨历时的延长而增大,在5 min时,4种植物的洗脱量基本一致,在10和15 min时,卫矛、迎春、银杏的叶表面颗粒物洗脱量显著增大(P < 0.05),杜仲在10和15 min的叶表面颗粒物没有显著相关关系(P>0.05)。(4)3种粒径的洗脱量在总颗粒物洗脱量中占的百分比不同,呈现出0.45~2.5 μm < 2.5~10 μm < 10~100 μm,10~100 μm的洗脱量显著高于0.45~2.5 μm和2.5~10 μm(P < 0.05),而2.5~10 μm和0.45~2.5 μm的洗脱量无显著相关性(P>0.05),降雨强度与各粒径颗粒物洗脱百分比也没有显著相关性(P>0.05)。结论不同降雨量、降雨强度、降雨历时对于植物叶表面颗粒物的洗脱因植物树种的差异性、颗粒物粒径大小而有不同的影响。      

森林地表枯枝落叶层涵养水源作用的研究

采用室内模拟法 ,研究了 11个树种的不同L ,F层组合对地表径流、截持降雨量和水分蒸发强度的影响 .结果表明 :①在不同L ,F层组合涵养水源作用中 ,以厚LF最佳 ,其次为厚F ;②不同树种间以落叶松最佳 ,其次为油松、侧柏 ,阔叶树种较差 ;③枯枝落叶层持水后的水分蒸发过程 ,可用指数函数型表示 ;④中雨时枯枝落叶层的截持量较大     

日光温室黄瓜叶片和果实相关参数的模拟

为建立黄瓜叶面积和果实干鲜重的模拟模型,采用定株非破坏性观测和随机取样方法,系统观测了日光温室内黄瓜不同播期整个生育期的叶长、叶宽、叶面积及果长、果径、果实体积和干鲜重.运用几何解析方法,建立了与黄瓜叶片特征相适应的叶面积模拟模型,其结果对实测值有很好的拟合性;比叶重模拟结果表明,叶片比叶重随叶面积的增加趋于减小,在叶片充分展开后其值稳定在0.31 mg*cm2左右;以黄瓜果长、果径为参数建立的果实体积和鲜重模拟模型的结果与实际值相当一致,相关系数达R2=0.996;果实干物质含量的模拟结果受采收期果实含水量的影响较大.所建模型与待建的黄瓜光合作用模拟模型相联接,可实现对黄瓜群体结构和果实产量的预测,是日光温室黄瓜生长发育系统模型的子模型之一.     

降雨条件下西安蔬菜地土壤中氮的迁移规律

[目的]研究西安市蔬菜地土壤中氮（N）元素在降雨条件下的迁移转化规律。[方法]采用自制的模拟降雨装置,通过室内模拟试验研究了降雨条件下土壤中N的迁移规律。[结果]每次降雨后,各个深度土壤的含N量均比背景值高;土壤含N量的变化呈现出明显的急剧变化段和缓慢变化段。土壤中含N量的最高值均出现在10～20cm土层,最低值出现在60～70cm土层,10和60cm是降雨条件下土壤含N量变化的折点;随降雨次数的增加这2个折点均有向下移动的趋势。在20cm以下土层中,3次降雨后同一深度处土壤的含N量依次为：N第1次〉N第2次〉N第3次。在60cm土层中,每次降雨后的土壤含N量均达最低值,约为730μg/g。[结论]该研究为合理施用氮肥提供了依据。     

干旱胁迫对蕨类植物生理指标的影响

[目的]研究干旱胁迫下蕨类植物生理指标的变化。[方法]采用人工模拟干旱胁迫-复水方法,对5种蕨类植物（肾蕨、凤尾蕨、蜈蚣蕨、铁线蕨、毛蕨）进行干旱处理,研究了干旱胁迫对其叶片相对含水量、相对电导率、叶绿素含量及游离脯氨酸含量等相关生理指标的影响。[结果]随着干旱胁迫时间的延长,5种蕨类植物叶片相对含水量和叶绿素含量均呈下降趋势,而相对电导率和游离脯氨酸含量呈上升趋势;干旱胁迫下,肾蕨各生理指标均好于其他蕨类植物,尤其在胁迫12 d时,差异达显著水平,说明肾蕨的抗旱能力最强;复水后,5种蕨类植物的生理指标均有不同程度的恢复。[结论]该研究可为蕨类植物的开发利用提供理论依据。     

烤烟叶片形状因素与叶片水分关系研究

[目的]探明烤烟鲜叶的形状因素与其水分之间的关系规律。[方法]以云烟99为试验材料,选取其处于旺长期的鲜叶60片,采用传统方法测定叶片的形状因素参数及水分参数并进行分析。[结果]覆膜及未覆膜的烤烟鲜叶叶片重量和叶片含水量均随叶片长度、叶片宽度的增加呈近似直线的增加,且叶片宽度对其影响比叶片长度对其影响显著,因此可以选择叶片宽度作为诊断叶片重量和含水量大小的主要因素;鲜烟叶含水率与叶片宽度、叶片伸缩率和叶片面积这些形状因素相关性很小,线性相关系数几乎为0;未覆膜的叶片含水率稍大于覆膜的叶片含水率,所以在旺长期雨量充足的情况下,覆膜对保水作用不大。[结论]可选择叶片宽度作为诊断叶片重量和含水量大小的主要因素。     

出苗期遇雨对不同播种方式棉花出苗及产量的影响

【目的】黄河流域棉花一般采用播后覆盖地膜、齐苗后人工放苗的传统播种方式,但人工放苗费工费时;膜上播种可以减免放苗环节,在少雨的西北内陆棉区已经广泛应用,但能否应用于黄河流域棉区取决于出苗时遇雨是否会影响棉花出苗。研究明确降雨对不同播种方式棉花出苗及产量的影响,为黄河流域棉区选择简便适用的播种方式,促进棉花轻简化生产提供参考。【方法】2014-2015年以陆地棉（Gossypium hirsutium L.）品种K836为试验材料,采用裂区设计,以人工模拟降雨（0和10 mm）为主区,以露地直播(SWM)、播后覆膜(SBM)、膜上播种(SAM)和双膜覆盖(SDM)4种播种方式为裂区,在山东省临清市研究了降雨和播种方式对棉花出苗率、产量及产量构成的影响。【结果】降雨和播种方式对棉花出苗、群体干物质、叶面积指数、单位面积铃数和产量均有显著的互作效应。未遭雨时,膜上播种和双膜覆盖的出苗率、群体干物质、叶面积指数、单位面积铃数和产量与传统播后覆膜相当,露地直播则分别降低了13.6%、19.0%、13.3%、24.7%和27.7%;遭遇降雨时,膜上播种的出苗率、群体干物质、叶面积指数、单位面积铃数和产量分别降低了32.2%、43.1%、26.3%、25.8%和29.2%,露地直播分别降低了42.8%、55.8%、47.2%、35.0%和40.1%,而双膜覆盖的相关指标与传统播后覆膜相当或略好。【结论】出苗期遭遇降雨显著影响膜上播种棉花的出苗和生长,导致减产;双膜覆盖无论是否遭遇降雨都能达到播后覆膜的效果。根据当地生态条件,特别是播种期降雨概率选择适宜的播种方式是保证一播全苗、夺取高产的重要措施。