草地群落物种多样性维持机制的研究Ⅲ.物种分布格局

群落物种多样性的维持机制是生物多样性是生物多样性研究的重要科学问题，群落物种分布格局的研究结果表明：22个种中有16个为聚集分布，4个为均匀分布，2个为随机分布。说明群落中多数物种为聚集分布，其格局尺度多小于0．04m^2。认为物种聚集分布可能在维持多样性中起重要作用，并在群落物种花期分布，物种实现生态位，种间关联与种间协变研究的基础上，提出了草地群落物种多样性维持机制的小尺度格局竞争假说。     

高CO2浓度下羊草对土壤干旱胁迫的响应

在高CO2浓度下羊草对土壤干旱胁迫响应的人工模拟试验分析表明，CO2浓度升高对羊草具有“施肥”效应，羊草生物量增加20％以上，光合速率提高50％左右，气孔阻力增大，蒸腾速率下降，水分利用效率提高，土壤干旱胁迫对羊草的影响为负效应，与此相反，高CO2浓度下发生土壤干旱胁迫一定程度抑制了CO2的施肥效应。     

气候变化对红松气候生产力的影响研究

根据植物生长的Logistic曲线推导出计算树木气候生产力的模式,分别利用不同年代气象资料计算分析东北地区红松气候生产力及气候变化对气候生产力的影响结果表明,该区红松气候生产力最高值达288m~3/hm~2,最低值仅为115m~3/hm~2,二者相差1倍以上,不同气候对红松气候生产力的影响明显不同。     

土壤微生物量氮的动态及其生物有效性研究

采用盆栽试验和15N示踪技术对玉米生长期间不同施肥处理黑土土壤微生物量氮的动态变化及其与土壤氮素组分、玉米吸氮量之间的关系进行研究。结果表明,在玉米生长期间,施肥并没有影响土壤微生物量氮的变化趋势,但不同施肥处理土壤微生物量氮的含量明显不同。玉米植株残体的加入,增加了土壤微生物量氮的数量,降低了土壤微生物对肥料15N的释放率。土壤微生物量氮与土壤全氮含量呈极显著的正相关(r=0.727**),与土壤碱解氮及玉米吸氮量之间均呈显著正相关(相关系数分别为0.528* 和0.536*)。土壤微生物量氮和土壤氮素组分对作物吸氮量的通径分析表明,土壤微生物量氮的有效性近于土壤矿质态氮、高于土壤酸解有机氮和非酸解氮。土壤微生物量氮是作物吸收氮素的有效来源。     

干旱对夏玉米碳素同化、运转与分配的影响研究

试验研究全生育期干旱对夏玉米光合特性及C素同化、运转及分配的影响结果表明,水分胁迫对夏玉米各生育期C素代谢的自身规律影响较小,主要是改变C素同化、运转、分配的绝对量和分配率。水分胁迫下夏玉米干物质及其各器官干物质累积速率降低,总量减少,且不同器官干物质转移率、转移量及其对雌穗重的贡献发生改变,叶面积系数、叶绿素含量和光合速率减少,分配、转移到生殖器官的同化物减少。充分供水处理具有最大的干物质累积量和正常的C素代谢,合理的水分供应促进玉米植株生育前期总生物量的积累以及生育后期干物质从营养体向籽粒的转移,成熟期营养器官中的非结构性碳水化合物滞留少,向籽粒中的运转彻底,可获得较高籽粒产量。     

荒漠草原石生针茅光合特性对渐进式土壤干旱过程的响应及敏感性分析

陆地生态系统碳收支对极端气候变化十分敏感。为探究石生针茅荒漠草原碳收支对土壤极端干旱过程的响应机制，本研究以荒漠草原石生针茅为试验材料，采用遮雨棚人工控水方法模拟土壤的极端干旱过程，测定多项石生针茅碳交换特征参数，分析其变化特征并对比不同参数对干旱的敏感性差异。结果表明：水分利用效率（WUE）与土壤含水量（SWC）呈显著的指数关系，气孔导度（G_s）、最大羧化速率（V_cmax）和磷酸丙糖利用率（TPU）与SWC呈显著的线性关系，其余特征参数与SWC均呈显著的二次曲线关系，且在干旱胁迫下叶片尺度的特征参数最先出现下降响应；饱和光强下叶片净光合速率（A_sat）、蒸腾速率（E）、最大电子传递速率（J_max）、PSⅡ的有效光化学量子产量（F_v′/F_m′）、PSⅡ的实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和生态系统净碳交换（NEE）均存在水分阈值；在干旱过程中，G_s、WUE、V_cmax、TPU、生态系统呼吸速率（R_e）和生态系统总初级生产力（GEP）最先开始下降，E、NEE和J_max的整体变化速率较快；导致石生针茅叶片光合速率下降的主要原因由气孔限制转为非气孔限制时的SWC为14.73%，而石生针茅生态系统由碳汇转变为碳源的SWC为7.85%。可见，石生针茅生态系统的碳交换与土壤含水量密切相关，且土壤极端干旱显著降低了其碳吸收。