Photosynthetic acclimation to long-term high temperature and soil drought stress in two spruce species (<Emphasis Type="Italic">Picea crassifolia</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">P. wilsonii</Emphasis>) used for afforestation

Picea crassifolia and P. wilsonii, commonly used for afforestation in northern China, are increasingly likely to be subjected to high temperatures and soil drought stress as a result of global warming. However, little is known about the effects of these stresses on foliar photosynthesis in the two species. To investigate how photosynthetic characteristics and sensitivity respond to prolonged high temperatures and soil drought, foliar gas exchange and other closely related parameters were recorded from four-year-old seedlings of both species. Seedlings were grown under two temperature treatments (25/15 and 35/25 °C) and four soil water regimes [80, 60, 40 and 20% of maximum field capacity (FC)] for 4 months. Although all treatments significantly reduced photosynthetic rates (P _n) of both species, P. crassifolia exhibited greater photosynthetic acclimation than P. wilsonii. Differences in photosynthetic acclimation were mainly related to variations in stomatal conductance (Cond) and the maximum quantum yield of PSII (F _v/F _m) between treatments. Indeed, higher Cond and F _v/F _m in all treatments were shown for P. crassifolia than for P. wilsonii. Moreover, photosynthesis in P. crassifolia exhibited inherently lower temperature sensitivities (broader span for the temperature response curves; lower b) and higher thermostability (invariable b between treatments). Further, severe drought stress (20% FC) limited the survival of P. wilsonii. Our results indicate that P. wilsonii is more susceptible to high temperatures and soil drought stress. Planting P. crassifolia would be more expected to survive these conditions and hence be of greater benefit to forest stability if predicted increases in drought and temperature in northern China occur.     

考虑冻土双向冻胀与衬砌板冻缩的大型渠道冻胀力学模型

由于大型渠道断面大、渠坡长,渠基冻土沿坡长方向的切向冻胀及衬砌板的冻缩变形不可忽略,该文把大型渠道衬砌板的冻胀破坏视为两者共同作用的结果,结合冻土的Winkler弹性地基假设,并考虑冻土冻胀变形的双向冻胀差异,提出一种开放系统梯形渠道衬砌板法向和切向冻胀力的计算方法及内力计算公式。基于弹性地基理论推导了衬砌板的冻缩应力表达式,并由迭加原理提出大型混凝土梯形渠道衬砌板的抗裂验算方法。以甘肃靖会灌区某梯形渠道为原型,分析了衬砌板各截面内力和冻缩应力的分布规律,进而确定了各截面最大拉应力的分布规律及危险截面位置。对综合考虑冻土双向冻胀和衬砌板冻缩及仅考虑法向冻胀的2种情形进行对比分析表明,基于前者的衬砌板最大拉应力为2.134 MPa,而基于后者计算的相应值仅为1.494 MPa,与前者相比偏小、偏不安全。因此,在大型渠道的抗冻胀设计中建议综合考虑冻土双向冻胀和衬砌板冻缩变形的影响。     

格状沙障内风速波动特征初步研究

通过对不同孔隙度格状沙障内风沙流中风速波动特征研究发现:风沙流中各高度层风速波动具有很好的相关性,其波动幅度随孔隙度的增加而减小;瞬时风速在时间序列上波动的均一性随不同高度间距离增加呈递减趋势;瞬时风速的波动性一方面受下垫面性质及外在环境条件的影响,另一方面与其所在高度层沙粒数量和运动状态有关.     

中亚热带天然次生常绿阔叶林水文生态效应研究

以科尔沁沙地为研究区域,测定分析了流动沙丘栽植22a的樟子松林和24a的小叶锦鸡儿灌木林对土壤物理组分有机碳分配的影响。结果表明,(1)流动沙丘造林后土壤粗砂、极细砂和黏粉粒含量增加,细砂含量减少,土壤容重降低。(2)流动沙丘栽植樟子松和小叶锦鸡儿林后,全土有机碳储量分别增加357和514g/m2,增幅为729%和1 050%。(3)流动沙丘、樟子松和小叶锦鸡儿林地土壤轻组质量分别为0.08%,1.24%和1.14%,轻组碳储量分别为9.7,182.5和185.9g/m2,占其全土碳储量的比例依次为20%,45%和33%。(4)土壤有机碳在不同粒级土壤中的分配状况为,流动沙丘:细砂>粗砂>极细砂>黏粉粒;樟子松林地:粗砂>细砂>极细砂>黏粉粒;小叶锦鸡儿林地:粗砂>极细砂>细砂>黏粉粒。(5)流动沙丘造林后,轻组有机碳储量的变化比总有机碳的变化更为明显,粗砂组分中非保护性有机质的增加是引起土壤总有机碳变化的主要原因。     

干旱绿洲农田盐渍化对大麦和苜蓿干物质分配的影响

为探讨不同盐渍化梯度下大麦和苜蓿干物质积累和分配的特征与其耐盐机理的关系,采用大田试验的方法,通过一个生长季的观测,研究了不同盐渍化梯度下大麦和苜蓿干物质的积累和分配特征.以非盐渍化大麦地和苜蓿地作为对照,在作物生长季内,不同盐渍化梯度大麦和苜蓿茎、叶、根及其他生殖器官的干物质积累和分配特征有所不同.1)在农艺性状上,盐渍化对大麦的茎秆生长和繁殖器官的生长发育有显著影响,其千粒重、单株穗粒数和株高的G/CK变幅分别在80.37％～39.44％、87.95％～45.27％和95.10％～50.70％之间.对苜蓿的茎生长有显著影响,其株高和主、侧茎长的G/CK变幅分别在69.20％～27.60％、70.80％～30.30％和66.00％～16.50％之间；2)在干物质在各器官的积累与分配上,与CK比,不同盐渍化梯度下大麦和苜蓿的干物质更多的分配在叶和根上,而向茎的干物质分配比率逐渐减少；在整个生长季,随着盐渍化梯度的增加,大麦和苜蓿各生育期干物质的增长分配中心滞后于CK中的作物；3)在地上部分配比率和根冠比上,随盐渍化梯度的增加,大麦和苜蓿地上部的分配比率降低,而根冠比提高.在盐渍化过程中,大麦和苜蓿通过将干物质更多的转移到根和叶器官上,同时减少干物质向茎秆的分配比率以及降低地上部的分配比率和提高根冠比的途径来适应盐胁迫.     

不同植被恢复措施下高寒沙化草地植被与土壤变化特征

草地沙化是青藏高原草地生态环境恶化的显著问题之一，为研究不同恢复措施对高寒沙化草地植被与土壤的影响，以沙化草地（DG）、人工草本恢复草地（AG）、人工灌丛恢复草地（AS）以及天然草地（NG）为研究对象，基于植被群落和土壤特征的变化及两者的相互关系，评价了不同人工植被恢复措施对高寒沙化草地22年的恢复效果。结果表明：（1） AG和AS分别使DG的地上生物量增加至109.21，1 293.21 g/m²，但2种恢复措施的草本地上生物量均显著低于NG，而AG的植被群落物种丰富度比AS显著低31.48%（p<0.05）。（2）与DG的0—10 cm表层土壤相比，AG的土壤孔隙度、含水量、总碳和总氮含量分别显著提高7.94%，67.95%，22.09%和257.14%，AS的这些指标也分别显著提高6.41%，43.00%，17.18%和242.86%；但2种恢复措施的土壤碳氮养分含量均显著低于NG （p<0.05）。（3） AS和AG的土壤有机碳矿化总累积量分别比DG显著提高133.39%和116.96%，但均显著低于NG，2种恢复措施间无显著差异（p>0.05）。可见，人工植被恢复措施显著促进沙化草地植被以及土壤恢复，但灌丛恢复更有利于提高植被物种丰富度，而草本恢复更有利于增加沙化草地土壤水分。     

沙地固定过程不同阶段优势植物种生态特性的比较研究

流动沙地、半固定沙地、固定沙地是沙地固定过程几个明显的阶段，每一阶段发育着典型的群落类型，沙米(Agriophyllum squarrosum)、差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)、隐子草(Cleistogenes squarrosa)分别是流动沙地、半固定沙地、固定沙地上群落的优势种。沙米种子圆而扁平的形态．种子萌发后胚根的快速伸长。是其适应流动沙地风沙环境的主要特征。沙埋促进生长，生长对水分条件的快速反应以及全季生长型特征是差巴嘎蒿在半固定沙地繁茂生长的主要原因。而隐子草则以增加根系生物量投入比例、须根系形态及其分布的浅表化来适应固定沙地的旱化土壤水分条件。