木兰围场天然次生油松林年龄结构及更新动态研究

通过对天然次生油松林下更新状况的调查,编制静态生命表、绘制存活曲线,研究分析河北木兰围场自然保护区内不同立地条件（坡底、坡中、坡顶）下天然油松次生林的年龄结构和更新动态,结果表明：（1）影响天然次生油松林更新的主要因子是郁闭度、灌草盖度。较高郁闭度、较高湿度更利于油松更新,幼苗更新密度最大值达4.192株/m2。（2）该保护区不同立地条件下油松种群年龄结构均为增长型年龄锥体;0~10a生个体数最多,坡中处最多达525株;生命期望最大值集中于10~20a龄级,该龄级属于生理旺盛期,应予以保护。（3）不同立地条件下油松种群的存活曲线变化趋势相似,油松存活率均在10~20a生间急剧下降;在20~60a生间,除坡底30~60a生存活曲线逐渐下降外,坡中和坡顶的存活曲线均大体趋于稳定,但60a生后3块标准地存活曲线均大幅下降,其中坡底处油松种群在70a存活率最小,为0;整体而言,存活率由大到小依次为坡顶、坡底、坡中。     

施肥和苜蓿接种根瘤菌对苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响

本研究采用室外盆栽的方式,探讨了施肥水平和苜蓿接种不同根瘤菌菌株对紫花苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响。结果表明,接种根瘤菌可显著促进紫花苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重、总生物量和瘤鲜重的增加,其中以接种菌株17676的效果最佳。而接种根瘤菌的苜蓿在种植当年对铁尾矿砂基质理化性质的改善有一定的促进作用,但效果不显著。施肥明显促进了苜蓿生长,随着施肥水平的提高,苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重和总生物量逐渐增大,在N₃施肥水平时最高,并且N₃施肥水平条件下的株高、地上部鲜重和总生物量与N₂和N₁两个施肥水平间差异显著。在促进根瘤重的增加方面,N₂施肥水平效果最好,但与N₃水平间差异不显著。在改良铁尾矿砂理化性质方面,施肥不仅能明显促进铁尾矿砂容重和pH值的降低,还能显著促进其田间持水量、总孔隙度以及有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的增加。在降低容重、酸碱度以及提高有机质、速效磷和速效钾含量方面,N₃施肥水平的效果均明显优于N₁和N₂水平。     

燕山山脉天然次生油松林群落物种多样性及生态位分析

通过植物群落学的调查方法,对位于冀北山地河北省围场县木兰围场自然保护区内不同立地条件下油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然次生林的群落特征、物种多样性及物种生态位进行了研究。结果表明:在木兰围场自然保护区内共记录到乔木树种1种,灌木6种,草本30种。灌木层和草本层的α多样性指数在一定海拔梯度下所呈现的趋势大致相同,都是比较典型的双峰曲线。随着海拔差的增大,群落间β多样性指数均呈逐渐增大的趋势。灌木层中土庄绣线菊(Spiraea pubescens Turcz.)的生态位宽度最大,草本层中披针苔草(Carex lanceolata Boott)、林地早熟禾(Poa nemoralis Linn.)和小红菊[(Dendranthema chanetii(Lvl.)Shih)]的生态位宽度最大。海拔1125m地段生态位重叠度最大的种群为照山白(Rhododendron micranthum Turcz.)和女娄菜(Melandrium apricum(Turcz.)Rohrb.),海拔1250m地段生态位重叠度最大的种群为细裂叶蒿(Artemisia tanace-tifolia Linn.)和阴地蒿(Artemisia sylvatica Maxim.),海拔1325m地段生态位重叠度最大的种群为披针苔草和隐子草(Cleistogenes caespitosa Keng)。     

水分胁迫条件下臭柏匍匐茎的蒸腾和吸水特性

在臭柏长期室内石砾土栽培条件下,通过培养液中加入PEG以调节溶液渗透势,设置对照区(pF值3.0)、水分胁迫区(pF值2.3)2种处理,并分别从匍匐茎中部人工培养不定根,测定有不定根和无不定根匍匐茎小枝的蒸腾速率、气孔导度及其水势的日变化和叶片水分特性.结果表明:1)在水分胁迫条件下,匍匐茎先端小枝通过降低正午水势提高吸水能力;基部小枝通过控制蒸腾,维持枝条水势防止失水.2)有不定根的匍匐茎通过降低质壁分离时的水势(ψwtlp)和充分吸水时的渗透势(ψ,ssat)提高吸水能力,而且增加细胞弹性率,迅速降低膨压保证失水时能尽快关闭气孔;而无不定根匍匐茎虽然吸水能力较差,但细胞壁柔软,即使蒸腾失水,也能在较长时间内维持膨压,保证生命活动进行.     

冀北沙荒地不同坡位黄柳生物沙障对物种组成及多样性的影响

【目的】为冀北沙漠化土地生物多样性保护提供基础资料和实验证据。【方法】以冀北承德地区植被退化的沙漠化土地为研究对象,通过调查沙荒坡地不同坡位带状黄柳生物沙障内物种组成和数量特征,计算物种多样性指数,分析不同坡位黄柳沙障对物种结构及多样性影响。【结论】不同坡位建立黄柳生物沙障,植被恢复效果明显,从坡顶到坡底,群落物种数量逐渐增加,群落优势物种发生了显著的变化,逐渐从一年生草本地肤(Kochia scoparia(L.)Schrad.)变为多年生花苜蓿(Medicago ruthenica(L.))、多花胡枝子(Lespedeza floribunda Bunge)。【结果】不同坡位的群落内共出现植物物种7科11属17种,其中坡顶出现4科6属8种植物,坡中出现植物共4科8属8种,坡底出现植物共7科10属15种。坡顶、坡中、坡底物种丰富度指数表现为坡底坡顶坡中,Shannon-wiener多样性指数随海拔的增加而减小,Pielou均匀度指数和Simpson多样性指数伴随海拔的升高先降低后升高,坡底物种多样性明显高于坡顶和坡中。     

冀东滨海盐碱地造林密度对白榆生长和土壤理化性质的影响

研究揭示冀东滨海盐碱地造林密度对白榆生长和对盐碱土壤理化性质的改良作用,确定盐碱地上适宜的造林密度,进一步构建盐碱地生态经济型造林模式。在河北省盐山县进行高密型(1m×4m)、中密型(2m×4m)、稀疏型(3m×4m)3个密度的植苗造林试验,以盐碱荒地作为对照(CK)。测定植物胸径、生物量等生长相关的指标和土壤容重、持水量、孔隙度以及有机质、N、P、K含量等理化性质指标,并进行不同密度造林土壤肥力改良效果综合评价。结果表明:1)白榆胸径、地上生物量、地下生物量和根冠比均在中密型密度下达到最大。2)各造林密度土壤自然含水量、田间持水量、管持水量较CK均有提高,且随造林密度增大逐渐增大,高密型和中密型改善效果最好,2种持水量平均值均显著CK(P0.05)。3)中密型密度的土壤总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度平均值均最大,且总孔隙度和毛管孔隙度显著CK(P0.05)。4)中密型密度对土壤pH和全盐含量改善效果最好,平均值均显著CK(P0.05)。5)各造林密度下土壤全K、速效K、碱解N、全P含量均CK,其中中密型密度下以上4种养分含量平均值均显著CK(P0.05),分别为13.74、781.97、23.03mg·kg~(-1)和0.70g·kg~(-1)。6)3种造林密度的盐碱地土壤肥力综合评价值均CK,中密型密度最大0.560,稀疏型密度次之。研究结果表明,中密型造林密度最适宜白榆作为冀东滨海盐碱地改良的造林密度。     

毛乌素沙地凝结水动态变化及其影响因子的研究

基于2002年5~10月间运用直接称重法对毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris Ant.)群落林间空地的0-1.5cm表层土壤凝结水连续观测资料,分析讨论了凝结水的日变化和季节变化特征以及影响凝结水形成的环境因子。结果表明:毛乌素沙地天然臭柏群落内各月均有凝结水发生,并且可从午后持续至翌日清晨,但各月间凝结水量和凝结持续时间有所不同。5月份凝结水持续时间最短,凝结水量也最少;而9月份凝结水持续时间最长,凝结水量也最多。影响毛乌素沙地凝结水形成的主要环境因子有风速、大气相对湿度、气-地温差及其相互作用。其中,风速与凝结量间存在较高相关性,而气温能否趋近或降至露点产生土壤凝结水是决定夜间水分凝结量的一个关键因素。     

毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris Ant.)光抑制响应机制研究意义

光抑制现象普遍存在于自然条件下生长的植物中,为了物种的延续,植物在长期的适应和进化过程中,形成了多种光抑制防御机制。臭柏(Sabina vulgaris Ant.)是毛乌素沙地唯一的天然常绿针叶灌木,在沙漠强光环境下完成更新,其热耗散等光抑制防御机制必然发挥重要作用。通过简要综述植物光抑制现象,以及强光下植物主要的光抑制防御机制,对臭柏光抑制防御机制研究现状进行梳理和展望。总体而言,有关臭柏光抑制防御机制的研究尚属初步探索阶段,臭柏应对光抑制的生理机理和分子机制尚不明确,从分子层面研究毛乌素沙地臭柏抵御光抑制的机制,可揭示臭柏是如何通过光抑制防御机制来适应恶劣的沙漠环境。     

铁尾矿修复植物选择研究

针对铁尾矿植被恢复时植物可选种类少、适应性差,影响植被修复技术推广的现状,在唐山首钢马兰庄镇铁尾矿废弃地上直接播种紫苜蓿、紫穗槐、皂荚、暴马丁香、刺槐5种植物,对每种植物的株高、地径、根长、地上生物量、地下生物量和根冠比等生长指标进行测定分析,结果表明:到2014年9月,刺槐在5种植物中表现最佳,适应性最强,株高(77.67cm)、地径(6.33cm)、根长(23.97cm)、地上生物量(2 040.19g/m~2)和地下生物量(839.01g/m~2)及这5种指标的年生长量均达最大值;除地径外,紫苜蓿的各项生长指标表现次之;紫穗槐、暴马丁香、皂荚较差。2013年9月,各植物的根冠比由大到小依次为紫穗槐(1.04)、皂荚(0.83)、暴马丁香(0.56)、刺槐(0.37)、紫苜蓿(0.32);2014年9月各植物的根冠比由大到小依次为皂荚(1.71)、暴马丁香(0.91)、紫穗槐(0.80)、紫苜蓿(0.50)、刺槐(0.41)。综合考虑,刺槐和紫苜蓿可分别作为适宜铁尾矿修复的最佳树种和草本植物。     

苜蓿接种根瘤菌和施肥对铁尾矿砂基质改良效果的影响

采用裂区试验设计方法,以铁尾矿砂为生长基质进行紫花苜蓿(Medicago sativa L.)盆栽试验,探讨了紫花苜蓿接种不同根瘤菌菌株和施肥水平对紫花苜蓿生长的影响,以筛选出明显促进紫花苜蓿生长的根瘤菌菌株与施肥水平的最佳组合。在最佳组合条件下,研究了紫花苜蓿连续种植2a后铁尾矿基质理化性质和生物学特性的变化。结果表明:(1)接种根瘤菌明显促进了紫花苜蓿根瘤重、根鲜重、地上部鲜重、株高的提高,其中以接种菌株17676的效果明显。(2)施肥对紫花苜蓿的生长有显著的促进作用。随着施肥水平的提高,紫花苜蓿的各项生长指标均逐渐增大,在5%施肥水平时最高,并且在5%施肥水平时紫花苜蓿地上部鲜重和株高与2.5%和1%2个施肥水平间差异显著。2.5%施肥水平下,紫花苜蓿根瘤重最大,但与5%施肥水平差异不显著。表明5%施肥水平对促进紫花苜蓿生长的效果最佳。(3)与对照(裸尾矿砂)相比,在5%施肥水平条件下,种植接种17676菌株的紫花苜蓿后,铁尾矿砂基质的理化性质和生物学特性均有了极为明显的改善(P0.01)。其中,容重显著下降,田间持水量和总孔隙度明显提高,pH值显著下降并接近中性,有机质和速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)含量显著提高,基质中的细菌、真菌和放线菌的数量以及土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和纤维素酶)活性明显提高。(4)与播种当年相比,种植紫花苜蓿2a的铁尾矿砂基质的理化性质和生物学特性均有不同程度的改善。其中,除了细菌和真菌数量以及有机质和碱解氮含量的提高效果不明显外,其他各项指标均达到了显著水平。表明5%有机肥水平条件下种植接种17676菌株的紫花苜蓿对铁尾矿砂基质的改良效果显著,紫花苜蓿种植年限对铁尾矿砂基质的改良效果也有重要作用。