环境同位素在森林生态系统水循环研究中的应用

环境同位素技术有较高的灵敏度与准确性, 为水循环研究提供了新的技术手段。文中综述了环境同位素概念、示踪原理及其在生态系统水循环过程, 包括大气降水、林冠穿透水、地表水、土壤水、地下水和植物水过程的应用现状, 同时展望了环境同位素在定量阐明森林生态系统"六水"转化关系和水循环机理研究中的应用前景。     

热带山地雨林不同结构与功能幼树的叶片特征比较

植物的生理生态特征决定了植物在生态系统中的分布模式和物种的丰度。在样地调查的基础上,应用Li-6400光合测定系统,研究了海南热带山地雨林3个层次的6个优势种与10个伴生种的光合作用参数,并测定了相应叶片的比叶面积。结果表明:16个树种的比叶面积为71.16~139.90 cm2·g~(-1)、单位面积最大光合速率(A-area)为2.95~13.27μmol·m~(-2)·s~(-1)、单位干质量最大光合速率(A-mass)为22.7~126.5μmol·kg~(-1)·s~(-1),单位面积暗呼吸速率(Rd-area)为0.02~1.15μmol·m~(-2)·s~(-1)、单位干质量暗呼吸速率(Rd-mass)为0.19~12.61μmol·kg~(-1)·s~(-1),光补偿点(LCP)为2.5~32.2μmol·m~(-2)·s~(-1),表观量子效率(Ф)为0.006 6~0.042 8μmol·μmol~(-1)。幼树的比叶面积随物种成树所在层次降低而减少(上层种中层种下层种),与单位干质量最大光合速率的次序一致,而与光补偿点的次序相反,但差异均不显著(P0.05)。中层种的幼树具有较高的暗呼吸速率和表观量子效率。优势种的单位面积最大光合速率显著大于伴生种(P0.05);优势种的单位质量最大光合速率、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率也大于伴生种,但差异不显著(P0.05);优势种的比叶面积和光补偿点低于伴生种,但差异不显著(P0.05)。优势种的暗呼吸速率和比叶面积显著正相关(P0.05);伴生种的暗呼吸速率和比叶面积不相关(P0.05)。不同类型幼树的叶片结构与功能的生态位分化,从功能性状的角度,为热带雨林维持高生物多样性以及保持物种长期共存提供了一个可能的解释。     

太湖流域入湖河流土地利用类型对水质的影响——以乌溪港、武进港为例

以太湖流域典型入湖河流乌溪港以及武进港2009年和2010年5月末至6月初的水质监测数据为基础,结合断面土地利用数据,通过聚类和相关性分析识别河流污染物主要来源,并利用逐步多元回归揭示污染物的最显著响应范围。结果表明:研究区域水质指标与土地利用类型存在显著的响应关系,响应方式与响应程度强弱普遍在500～1000 m范围处发生转变。TN与水田、其他建设用地,NH3-N与水田、农村居民点和其他建设用地,PO4-P和TP与水田、城镇用地间分别存在显著的正相关。氮磷营养盐的最显著响应尺度基本在500～1000 m之间,而TOC主要受到500 m内离河岸较近的土地利用结构的影响。     

鄂尔多斯草地荒漠化过程与植被生物量变迁的关系

本文研究了鄂尔多斯草地荒漠化过程与植被生物生物最变迁的关系，结果表明，在鄂尔多斯草地荒漠化过程中，植物群落退化的趋势为本氏针茅群落→本氏针茅＋高蒿群落→油蒿群落→沙地以及油蒿群落→油蒿＋牛心朴子群落→牛心朴子群落→沙地，从本氏针茅群落→油蒿群落→油蒿群落→牛心朴子群落植被退化的过程中，植被生物量表现为先增后降的过程，为２１８.1→７４８．７→155.6g/m^2，随着季节的变化，由于优势和伴生种的消长不同，各阶段的植被生物量的变化不一致，地下生物量大部分集中在表层，在０－２０cm占７６．９％－８６．３％, 随着高度的增加，植被生物量剧减，其中１８.9%-16.7 %在２０－３０cm,2.2%-7.5% 在３０－４０cm,0.6%-2.9%在４０cm以上，地下生物量８５.5%-100%在０－２０cm,9.75-12.0%在２０－４０cm,0-2.5%在４０cm以下，在植被生物量的毗积过程中，本氏针茅群落和本氏针茅＋枯油蒿群落处于先消耗后果累积状态，累积率分别为－２.29-0.42，和－0.47-0.74，本氏氏茅＋油蒿群落和油蒿群落生物量一直处于消耗状态，累积率为－0.04--0.40和－0.23，油蒿＋牛心朴子群浇和牛心朴子群落生物量一直处于增长状态，累积率为０．１４－０.29和０.52-0.04。     

江苏海岸带林草复合生态技术及其效应研究

在江苏海岸带６年生２－６９杨林分下，通过外来牧草引种和土著牧草开发，结合简化培育技术，时空配置技术，林分密度调控技术和牧草载培技术等林草复合生态措施，建立了稳定的林下草场，在空间上，形成杨树－杨树萌生枝－牧草的三层垂直格局和多种牧草混播的水平格局，在时间上，形成多花黑麦草＋紫花苜蓿（１１－５月）－苏丹草＋杨树萌生枝（６－９月）－狗尾草或茅叶荩草（７－１０月）的同生产产量格局，大大提高了生态系统的资源利用海岸防护林的可持续发展能力。     

湿地：江苏发展的生态保障

被喻为“地球之肾”的湿地,是生物多样性最丰富、生态服务功能最强大的自然生态系统。江苏省现存湿地面积399.8万公顷,占全省国土面积的39.0%,该比例在全国名列前茅。同时,江苏湿地类型丰富,涵盖了《湿地公约》分类系统中所有一、二级湿地类型和绝大多数的三、四级湿地类型。作为水生文明的关键组成部分,湿地是江苏经济社会快速发展的重要生态保障。     

卧龙巴郎山流域大气降水与河水关系的研究

根据四川卧龙自然保护区巴朗山流域皮条河河水的氢氧同位素组成分析,并与同期降水中氢氧同位素进行比较,研究了河水和降水氢氧同位素的变化规律.结果表明:(1)卧龙地区皮条河河水(δD～δ18O线性关系为:(δD = 3.888δ18O-45.614(R2= 0.494,p＜0.05,n=61).河水δD、δ18O变化幅度远小于降水δD、δ18O值的变化幅度.河水氘过量参数(d)与大气降水的氘过量参数(d)的季节变化趋势基本一致,冬春季氘过量参数(d)值较高,而夏秋季较低.(2)不同的季节,雪水和冰雪融水补给河水不同,雪水和冰雪融水补给河水主要发生在11月至翌年6月.(3)当降水量在0～10 mm时,降水δD、δ18O 的升高(或降低)引起河水δD、δ18O升高(或降低),这种影响在降水后第3天滞后发生.当降水量在10～20 mm时,降水δD、δ18O的升高或降低引起河水δD、δ18O升高或降低,这种影响在降水后第2天滞后发生.降水量在20～30 mm时,这种影响在降水后第1～2天发生.这表明河水δD、δ18O的响应时间与降水强度紧密相关,显示出发育良好的亚高山暗针叶林植被结构有利于土壤对降水的吸收、渗透和运移,从而调节和补充河川径流.     

热带山地雨林3个演替阶段幼树叶片特征比较

在海南岛热带山地雨林的演替早期、中期和后期样地共选择30个物种,应用Li-6400光合测定系统测量其光合作用的光响应曲线。计算得出最大光合速率(Amax)、光补偿点(LCP)、表观量子效率(Ф)和暗呼吸速率(Rd)。并测量叶片的比叶面积(SLA)、氮(LN)和磷(LP)含量。结果表明:随着演替进行,最大光合速率(单位面积或单位重量)逐渐下降,次序为演替早期>演替中期>演替后期,但差异不显著(P>0.05);暗呼吸速率(单位面积或单位重量)和表观量子效率逐渐升高,差异也不显著(P>0.05);叶片的比叶面积、叶片氮含量和叶片磷含量都逐渐升高。3个演替阶段共有物种:子楝树(Decaspermum gracilentum)和鱼骨木(Canthium dicoccum)的单位干重最大光合速率、单位干重暗呼吸速率、比叶面积和叶片氮含量随演替进行而逐渐升高,次序为演替早期<演替中期<演替后期。整体上,单位干重最大光合速率和单位干重暗呼吸速率与比叶面积显著正相关(P<0.01);单位干重暗呼吸速率和光补偿点与叶片氮含量显著正相关(P<0.01)。在演替过程中,植物表现出了共同的形态反应,但子楝树和鱼骨木显示出不同的适应策略。     

钠盐胁迫对小麦叶片核酸损伤和多胺积累的影响

采用室内培养、测定方法研究不同浓度的NaCl,Na2SO4和Na2CO3胁迫对小麦(Triticumaestvum)叶片H2O2、核酸代谢和多胺影响。结果表明,在钠盐胁迫下H2O2含量随着胁迫浓度的增加而增加,其中Na2CO3胁迫下H2O2含量增加最显著。核酸含量随着胁迫浓度的增加而减少,且RNA含量变化明显大于DNA,而核酸酶的活性在低浓度胁迫下升高,高浓度胁迫下降低,证实钠盐胁迫主要影响核酸的合成,其中对小麦叶片RNA的影响明显大于对DNA的影响。多胺亦随之积累,Na2CO3胁迫下多胺积累最显著,且变化量为腐胺(Put)>精胺(Spm)>亚精胺(Spd);高钠盐胁迫下多胺积累不明显,其中腐胺在200mmol·L-1下反而减少。     

生态治理工程对太湖入湖河道水环境改善效果的研究

梅梁湾是太湖北部污染程度最为严重地区之一,对其杨湾段入湖河道及河口区域,通过生态清淤干化、构建前置库、围隔工程与植被恢复等生态修复综合手段进行生态治理。治理期间,分别于2010年5、7和9月对该示范区域进行水质和生物调查监测。结果显示,工程后期水体透明度平均值达到了48 cm,TN和TP的去除率分别达到12.7%～88.2%和30.3%～95.8%;浮游植物优势种的变化表明,水体的富营养化程度降低;Shannon指数和Pielou指数的变化也指示了水体健康水平逐渐提升。生态治理使杨湾水质得到改善,水生态系统得到修复。