不同土壤水分条件对中国沙棘和俄罗斯沙棘的光合和蒸腾作用的影响

在野外不同生境和田间不同干旱条件下,对中国沙棘(Hippophae rhamnoides sinensis)和俄罗斯沙棘(Hippophae rhamnoides)的光合和蒸腾作用的日进程进行研究后发现:随着土壤水分含量的增加,沙棘的光合速率和蒸腾速率随之升高。在不同的土壤水分条件下,光合作用和蒸腾作用的日进程表现为双峰或单峰曲线,峰值的出现时间也随土壤水分条件的变化而变化。中国沙棘光合速率的日平均值表现为雌株高于雄株,而俄罗斯沙棘表现为水分条件适宜时雄株略高于雌株,受到干旱胁迫后雌株大于雄株;且俄罗斯沙棘的光合能力优于中国沙棘。俄罗斯沙棘蒸腾速率的日均值为雌株高于雄株,中国沙棘雌雄株蒸腾速率的差异规律不一致。光合速率和蒸腾速率与土壤含水量的回归分析表明:二者呈显著的正相关,回归方程为一元二次方程,复相关系数接近1。     

皖西南大沙河流域水沙变化及其与人类活动的影响

在野外不同生境和田间不同干旱条件下，对中国沙棘（Hippophae rhamnoides sinensis）和俄罗斯沙棘（Hippophae rhamnoides）的光合和蒸腾作用的日进程进行研究后发现：随着土壤水分含量的增加，沙棘的光合速率和蒸腾速率随之升高。在不同的土壤水分条件下，光合作用和蒸腾作用的日进程表现为双峰或单峰曲线，峰值的出现时间也随土壤水分条件的变化而变化。中国沙棘光合速率的日平均值表现为雌株高于雄株，而俄罗斯沙棘表现为水分条件适宜时雄株略高于雌株，受到干旱胁迫后雌株大于雄株；且俄罗斯沙棘的光合能力优于中国沙棘。俄罗斯沙棘蒸腾速率的日均值为雌株高于雄株，中国沙棘雌雄株蒸腾速率的差异规律不一致。光合速率和蒸腾速率与土壤含水量的回归分析表明：二者呈显著的正相关，回归方程为一元二次方程，复相关系数接近1。     

不同水分条件下核桃蒸腾速率与光合速率的研究

在黄土高原半干旱区,采用LI-1600稳态气孔仪和LI-6200便携式光合测定仪对不同土壤水分条件下盆栽核桃的生理指标进行了观测,研究土壤含水量对核桃蒸腾速率与光合速率的影响.结果表明,不同土壤含水量条件下核桃蒸腾速率、光合速率和水分利用效率的日变化具有显著的差异.当土壤体积含水量在5%以下时,核桃气孔导度很低,蒸腾速率日变化也不明显;当体积含水量为10%和15%时,蒸腾速率、光合速率和水分利用效率随着土壤水分的增加而升高,而且具有明显的日变化.土壤含水量越低,核桃叶片气孔导度与蒸腾速率和光合速率的相关性越差.通过对比得出,核桃光合作用适宜土壤体积含水量为10%～15%;土壤体积含水量控制在15%时核桃的水分利用效率达到较好状态.     

云雾山草地优势种的光合生理特性对光强的响应

研究了云雾山自然保护区主要优势种的光合生理特性对模拟光强的响应。研究结果表明,随光照强度的增加,4种植物的光合速率先增大后减少,蒸腾速率增加。本氏针茅的水分利用效率先增大后减少,铁打蒿、大针茅和厚穗冰草的WUE呈一直增大趋势。4种植物的光合速率和水分利用效率在生长旰季7月份最大．生长末季9月份最小;蒸腾速率则表现为8月份最大。不同植物间最大光合速率的顺序为铁杆蒿〉大针茅〉厚穗冰草〉本氏针茅;蒸腾速率大小顺序为本氏针茅〉厚穗冰草〉大针茅〉铁杆蒿：水分利用效率的顺序为铁杆蒿〉厚穗冰草〉大针茅〉本氏针茅。叶绿素荧光参数表明,随光强的增加,光能捕获效率（Fv′Fm′）、宴际光化学效率（Phi PSⅡ）和PhiCO2降低,热耗散（NPQ）上升。     

植被混凝土基材2种草本植物根-土复合体直剪试验研究

通过在植被混凝土基材上对狗牙根和紫花苜蓿2种有代表性的草本植物进行样地种植和室内直剪试验,分析植被混凝土基材上不同深度根-土复合体抗剪强度的分布规律,对比基材空白样地相应深度的抗剪强度,证实和量化了草本植物根系增强土壤抗剪切强度的作用。试验表明:根-土复合体在0-10cm土层内摩擦角变化不明显,粘聚力随深度先增大后减小;与基材空白样样地相比,根-土复合体内摩擦角变化不大,粘聚力变化显著,狗牙根粘聚力最大增幅为129.4%,紫花苜蓿粘聚力最大增幅为77%;狗牙根根-土复合体抗剪强度比同期生长的紫花苜蓿根-土复合体的抗剪强度高。     

不同施肥处理对香梨膨果期光合特性的影响

在田间条件下,利用CIRAS-2型光合仪对不同施肥处理的库尔勒香梨膨果期光合特性日变化进行了测定.结果表明:香梨叶片净光合速率日变化表现为双峰曲线,峰型较弱或不明显,具有光合“午休”现象.气孔导度和气孔限制值的日变化与净光合速率日变化基本保持一致,呈双峰型,气孔导度峰型明显而气孔限制值峰型较弱.胞间CO2浓度日变化与净光合速率相反,呈双谷型.蒸腾速率日变化曲线呈单峰型,水分利用效率日变化则呈单谷型.施肥对香梨叶片的叶绿素含量、叶面积指数和光合特性都有显著影响.不同施肥处理下,香梨叶片的叶绿素含量和叶面积指数施肥效应均表现为:N＞P＞K.光合特性施肥效应各不相同,净光合速率与水分利用效率表现为:K＞P＞N,蒸腾速率表现为:P＞N＞K,气孔导度表现为:K＞N＞P.     

护坡植物减缓地表径流效果研究

植物护坡不仅能够有效地防止坡面水土流失、减缓地表径流,而且能够恢复已破坏的植被,美化环境。在介绍护坡植物减缓地表径流作用机理的基础上,选取麦冬、香根草、狗牙根3种植物作为护坡植物进行模拟降雨冲刷试验。结果表明不同植物对降雨径流携带的泥沙等悬浮固体污染物的拦截效果存在一定差异:麦冬坡的SS去除率为63.38%⁷5.70%,香根草坡为58.38%75.70%,香根草坡为58.38%⁶8.11%,狗牙根坡为61.80%68.11%,狗牙根坡为61.80%⁷0.48%,砼坡为30.61%70.48%,砼坡为30.61%³8.73%,3种植物护坡拦截SS效果的大小排序为麦冬>狗牙根>香根草。坡度大小对SS的拦截效果也有一定的影响,坡度越小拦截效果就越好。狗牙根更适宜作为首选的护坡植物。     

不同植被恢复模式对植被混凝土基材微生物特征的影响研究

为了解植被混凝土生态修复对土壤微生物特征的影响,测定了狗牙根、高羊茅、紫花苜蓿等几种不同植被恢复模式下土壤物理化学生物特征.结果表明:植被恢复后,土壤有机质,全氮、速效氮、微生物量碳氮升高.不同植被恢复模式对土壤改善作用不同,对有机碳、微生物量碳改善作用大小顺序为高羊茅>狗牙根>紫花苜蓿,对全氮、速效氮、微生物量氮改善作用大小依次为紫花苜蓿>高羊茅>狗牙根.植被混凝土恢复后,土壤呼吸强度升高而土壤微生物代谢熵降低.相关性分析表明微生物量碳、氮与土壤呼吸强度、土壤养分相关性密切,显然土壤微生物可以作为评价基材质量的生物学指标.     

生态防护技术对稀土矿山边坡的固坡效果

[目的]探讨以狗牙根系和竹格为主要材料组成的生态护坡模式对离子型稀土矿山原地浸矿采场边坡的固坡效果及加筋效应,为赣南地区稀土矿山采场边坡防治技术提供新的思路。[方法]使用狗牙根与稀土矿砂质黏土构成的根—土复合体为研究对象,通过直剪试验分析土壤含根量和含水率对抗剪强度的影响,采用二维有限元法分析"竹格+狗牙根"的生态护坡模式对边坡稳定性的增强作用,利用正交试验的直观分析法对竹桩间距、长度和直径支护参数进行优化。[结果]植物根系可以显著提升土壤的黏聚力,但对内摩擦角的影响较小。当含根量达到0.5%及以上时,根—土复合体的抗剪强度增幅呈下降趋势,即存在最优含根量。根系对25%含水率条件下的土体加筋效应最显著。该生态护坡模式能够显著增强边坡的稳定性,当竹桩长度取3 m,间距2.5 m,直径8 cm时,其防护效果最佳。[结论]狗牙根根系在不同含水率、不同含根量条件下其加筋效果存在差异,"竹格+狗牙根"的生态护坡模式能够有效防止边坡浅层土的滑移。     

不同坡度条件下“沙棘植物柔性坝”的阻水效应

[目的]探讨不同坡度条件下"沙棘植物柔性坝"对水流流速和水深的影响,并分析和沟床糙率系数的变化及其主要影响参数,为"沙棘植物柔性坝"这一水土保持生态工程在山区沟道的推广应用提供理论依据。[方法]基于野外水流试验,根据试验数据,运用理论分析的方法,探讨"沙棘植物柔性坝"对水流的影响及沟道糙率的变化。探讨在不同坡度条件下"沙棘植物柔性坝"对流速变幅值、水深沿程分布的影响,并对糙率系数的变化进行了分析。[结果]流速变幅值的大小与沙棘柔性坝坝长、种植密度和床面坡度有关;在沙棘柔性坝较长的试验床中,流速变幅值随着坡度的增大而增大;在沙棘种植密度较大的试验床中,上游区的雍水深度和糙率系数值随坡度的增大而增大。[结论]"沙棘植物柔性坝"对坝前水流流速有明显的衰减阻滞作用,其中柔性坝坝长和植物种植密度是影响"沙棘植物柔性坝"阻水效应的主要因素。     

晋西黄土区人工刺槐林生理生态特点分析与研究

采用Li-cor 6400便携式光合仪,对山西省吉县蔡家川流域试验区内刺槐的光合速率、蒸腾速率、气孔导度及其环境因子进行了观测,并辅以不同水分梯度下的林木生理指标观测与比较,研究了生理指标与环境因子之间的相互关系.结果表明:刺槐在生长过程中没有充足水分供应时,光合速率会出现负值;蒸腾日变化曲线单峰或双峰取决于土壤水分条件;各环境因子之间呈显著相关关系,综合作用于蒸腾速率,其中光合有效辐射是蒸腾速率的主要影响因子;气孔导度与相对湿度的变化一致,它们之间显著相关,呈二次项曲线关系.     

地表覆盖及生理生态因子对苹果树光合特性的影响

以9年生长枝富士苹果树为研究对象,利用LI-6400便携式光合测定系统监测不同地表覆盖模式下盛果期苹果树净光合速率、蒸腾速率日变化,并对与净光合速率和蒸腾速率相关的环境因子及生理子的相互关系进行分析.结果表明,清耕和生草处理的净光合速率(Pn)日变化为双峰型,地膜覆盖、秸秆覆盖和砂石覆盖的净光合速率(Pn)日变化进程为单峰型;蒸腾速率(Tr)日变化均为单峰型.净光合速率(Pn)与光合有效辐射(PAR)、气温(Ta)、叶温(Tl)均呈二次曲线关系;与大气相对湿度(RH)、气孔导度(Gs)呈显著正相关;与胞间CO2浓度(Ci)呈显著负相关.蒸腾速率(Tr)与光合有效辐射(PAR)为幂指数关系;与大气相对湿度(RH)呈二次曲线关系;与气温(Ta)、叶温(Tl)、气孔导度(Gs)呈显著正相关;与胞间CO2浓度(Gi)显著负相关.砂石覆盖和秸秆覆盖的净光合速率最大,不同覆盖模式下蒸腾速率日均值差异不显著,不同覆盖模式下苹果树的光合特性与各项环境因子和生理因子密切相关.     

矿山边坡生态建设的植被特征与群落动态变化

为了解边坡生态防护工程植被建植的生长变化规律,依托实际工程,以植生基质喷射技术（Planting Material Spraying,简称PMS绿化工程技术）体系作为矿山边坡复绿的应用背景,对3个不同坡向、坡度的边坡在人工植被建植后5年内主要群落特征（物种、盖度和高度等）进行跟踪调查.结果表明：1）边坡人工植被建植1周年内,数量特征总体上表现为组成简单、垂直结构不明显.刺槐、胡枝子、狗牙根、紫花苜蓿和高羊茅长势优于其他物种.2）植被建设5年后,建设效果良好,多样性和丰富度得到提高,优势度下降,均匀度趋于稳定,形成有较强固土护坡效果的多年生草本＋胡枝子＋刺槐的植被群落,乔灌草植株根系发运良好,且豆科植物在群落中占据着主要的优势.3）植被越冬越夏期间,部分高羊茅出现倒伏现象,少量刺槐出现叶片萎缩,波斯菊相较于其他植物死亡植株较多,但大部分植物对于极端天气抵抗力较好,并初步形成有较强固土护坡效果和较好景观效果的植物群落.     

NaCl胁迫对苜蓿和羊草苗期生长及养分吸收的影响

通过模拟试验研究了NaCl胁迫对苜蓿和羊草苗期生长及养分吸收的影响。结果表明 ,NaCl胁迫对苜蓿生长及养分吸收的影响明显高于羊草。在稳定供水条件下 ,羊草生长的临界土壤溶液NaCl浓度为 2.54mmol/L ,临界土壤总盐量为 0.59% ;苜蓿生长的临界土壤溶液NaCl浓度为 130mmol/L ,临界土壤总盐量为 0.35%。苜蓿的光合能力受盐胁迫的影响比羊草大 ,尤其是日最大净光合速率随盐度水平的增加明显降低。随土壤含盐量的增加 ,苜蓿和羊草植株N、P含有率变化较小 ,但积累量显著减少 ;K的比吸收率显著降低 ,植株K含量减少 ;植株Na的SAR随土壤盐分增加显著提高 ,Na含量不断积累增加 ,植株K/Na降低     

狗牙根护坡不同实施处理方式下堤坝产流产沙特征

研究狗牙根护坡实施处理方式对堤坝水土流失过程的影响,对于科学指导堤坝生物护坡与控制水土流失具有重要的意义。采用人工模拟降雨方法,对淮河大堤狗牙根护坡成坪处理、栽植处理、茎植处理和种植处理4种不同实施处理方式的径流、泥沙在不同降雨条件下的水土流失特征进行研究。结果表明:不同实施处理方式下的堤坝径流和泥沙流失差异明显;不同降雨强度条件下,栽植处理产流量小,但产沙量明显高于茎植处理和成坪处理,茎植处理产流量大,产沙量小,具有减沙不减流的特点,种植处理产流产沙量大,且随着降雨强度的增强而明显增大。研究结果可为选择狗牙根堤坝护坡实施处理方式提供参考。     

提高植物钾素利用效率的基因工程途径研究——以过表达ZmK2.1拟南芥为例

本文通过对13种植物（拟南芥，水稻，玉米，大豆，甜瓜，胡萝卜、葡萄、马铃薯、沙冬青、苜蓿、小花碱茅、黄瓜及杨树）中的Shaker型钾离子通道进行生物信息学聚类分析和氨基酸序列比对，选定C端区域反映C4植物特征的玉米气孔开放型钾离子吸收通道ZmK2.1，构建了过表达ZmK2.1的拟南芥株系（OE#3、OE#5、OE#11），同时以野生型Col-0为对照实验材料，研究过表达ZmK2.1拟南芥植株的钾素利用特征。实验采用固体培养基和水培培养相结合的方法，设置低钾（0.1 mol/L KCl）、中钾（1 mol/L KCl）及高钾（10 mol/L KCl）三个不同供钾水平，测定植株生物量、根长、钾含量、钾积累量、气孔导度、光合速率及蒸腾速率。研究结果：在钾充足条件下，过表达ZmK2.1拟南芥的根长、生物量、钾含量、钾积累量与对照相比，均显著增加。同时，过表达ZmK2.1基因的拟南芥气孔导度、光合速率、蒸腾速率显著提高。本研究结果表明：在供钾充足的条件下，通过基因工程手段过表达ZmK2.1基因可显著促进拟南芥植物的生长，并显著提高其钾素利用效率，这与ZmK2.1可显著增加植株的气孔导度，进而提高其光合效率和蒸腾速率密切相关。     

缙云山三种典型阔叶树光合生理特性研究

为研究缙云山三种典型阔叶树光合生理特性,并找出合适的光响应拟合曲线,通过测定自然条件下三种典型树种四川山矾（Symplocos setchuanensis）、四川大头茶（Gordonia acuminata）、白毛新木姜子（Neolitsea aurata）光合生理生态特征参数,采用修正直角双曲线模型、非直角双曲线模型对光响应曲线进行拟合,结果表明:（1）四川大头茶的光饱和点为1 048μmol/（m²·s）,光补偿点为3.25μmol/（m²·s）,四川山矾光饱和点为2337μmol/（m²·s）,光补偿点为5.48μmol/（m²·s）,白毛新木姜子光饱和点为1 164μmol/（m²·s）,光补偿点为4.62μmol/（m²·s）;（2）蒸腾速率表现为白毛新木姜子>四川大头茶>四川山矾,在相同光强下,白毛新木姜子比四川山矾蒸腾速率高0.6～0.7μmolCO₂/（m²·s）。四川山矾的耐光性最强,且可能为C4植物;对于有光抑制现象树种,修正直角双曲线模型在求光饱和点、最大净光合速率方面更具优势。     

狗牙根和牛鞭草的消浪减蚀作用

剧烈的土壤侵蚀和库岸坍塌是三峡水库消落带的主要生态环境问题之一,而植被恢复是治理消落带的关键措施之一,植物的消浪固土能力是消落带适宜植物配置的重要依据。为了探讨三峡水库消落带典型草本植物狗牙根(Cynodon dactylon(L.)Pers.)和牛鞭草(Hemarthria altissima(Poir.)Stapf et C.E.Hubb.)的消浪减蚀效应,进行了植物消浪和波浪冲刷的水槽概化模拟试验。结果表明,2种植物的消浪效应有较大差异,在周期较长(1.2~1.5 s)时狗牙根平均消浪系数为0.54,明显高于牛鞭草(0.37);而在周期较短时(0.8~1.0 s)则2种草本消浪性能相当,消浪系数均介于0.15~0.30之间。在同样的试验条件下,狗牙根、牛鞭草平均侵蚀模数分别为17.63、57.28 g/(m2·min)。2种草本的减蚀效应均在89%以上,最高可达98.59%。植物的减蚀效应是其地上部分和地下根系的综合作用结果,其中牛鞭草根系的固土贡献率在91%以上,而地上部分仅为7.4%~8.6%;狗牙根根系固土贡献率(71.2%~76.2%)显著低于牛鞭草,但其地上茎干部分贡献率(23.8%~28.8%)要显著高于牛鞭草(P0.05)。可见2种植物都有较好的消浪减蚀效应,总体上狗牙根的消浪能力和综合减蚀效果均要略强于牛鞭草。波浪大小和周期、植被盖度、植物地上部分和根系形态对消浪减蚀效应有重要影响。该研究结果可以为三峡水库消落带的植被恢复和水土保持工程提供一定的参考依据,并可适当的推广到其他水库或湖泊消落带。