宁夏主要沙地植物叶片碳同位素特征

植物叶片13C碳同位素指示了其水分利用效率的高低,通过叶片13C碳同位素了解植物的水分利用效率对研究沙地植物生态适应性及生态修复中的物种选择有参考价值,本文取样测定了宁夏主要沙地植物的叶片δ13C,分析了其基本特征及立地条件对叶片δ13C的影响。结果表明:宁夏沙地C3植物叶片δ13C变化范围为-29.31‰~-24.37‰,与北方其他区域的同类植物相近,C4植物梭梭的叶片δ13C为-12.04‰±0.76‰,显著高于C3植物;相同立地条件下C3植物物种间叶片δ13C差异显著,叶片δ13C可能更多地受遗传及生理特征的影响,植物生活型对叶片δ13C影响不大;不同立地条件柠条水分利用效率有显著差异,生长于风沙土、灰钙土等干旱区域的柠条水分利用效率比生长于黄土和苗圃地的更高,表明柠条通过提升水分利用效率适应干旱严苛的环境条件。     

宁夏荒漠草原典型群落的植被特征及其优势植物的水分利用效率

通过系统调查宁夏盐池县研究区在雨季前后蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)和短花针茅(Stipa breviflora)群落植被特征,分析研究群落生境土壤含水量、优势植物叶片的碳稳定同位素组成(carbon stable isotopic composition,δ13C)、叶片相对含水量和脯氨酸含量的变化,探讨荒漠草原植物群落特征和植物对水分利用的差异,为荒漠草原地区优良乡土牧草的筛选和利用提供理论与技术依据。结果表明:蒙古冰草、甘草、短花针茅和牛枝子(Lespedeza potaninii)为群落优势种,猪毛蒿(Artemisia scoparia)为主要伴生种,群落中C3植物居多,优势种均为C3植物。雨季期间降水量使群落物种丰富度、多样性指数及土壤含水量均明显增加。降水量对上述5种植物叶片的δ13C值、脯氨酸含量和相对含水量的影响显著,且与不同物种之间有显著的交互作用,5种植物之间也呈现显著的种间差异。其中,甘草的水分利用效率最高,蒙古冰草的抗脱水能力较强,牛枝子和猪毛蒿具有较强的渗透调节能力,短花针茅具有稳定的水分利用效率。由相关性分析可知,植物的δ13C值与土壤含水量呈极显著负相关,与叶片脯氨酸含量和相对含水量呈显著正相关。总之,降水量显著影响了群落植被物种组成数量、结构及优势植物的水分利用效率和利用方式,其中,甘草最节水,猪毛蒿和短花针茅的水分利用比较保守,蒙古冰草和牛枝子具有灵活的用水模式。     

油茶叶片δ^13C和δ^15N与养分含量、水分利用率的关系

以4个油茶品种为试材,测定其叶片稳定性碳氮同位素比率(δ13C和δ15N)、C、N、P和K元素含量及水分利用效率等指标,分析叶片δ13C和δ15N与养分含量、水分利用效率之间的关系.结果表明:4个油茶品种叶片δ13C值在-29.55‰～-27.52‰之间,油茶华鑫13C含量显著高于其他3个品种;δ15N值在-2.43‰～0.64‰之间,其中以湘林XCL15最高,华硕最低;叶片水分利用效率华金最高、为3.25 μmolCO2/mmol H2O;叶片C和N含量分别在51.02％～53.11％和1.40％～1.82％之间,P和K含量分别在1.03～1.12 g/kg和13.72～14.30 g/kg之间,不同品种间N和P含量差异明显,其中华金N和P含量最高,湘林XCL15 C含量最高,而华硕K含量最高;叶片中δ13C与水分利用效率和N含量呈显著正相关关系,而与P和K含量呈极显著负相关关系;δ15N与水分利用效率和养分含量关系不显著.     

天津滨海新区盐碱土壤钙素形态特征研究

探究滨海盐碱地区土壤盐碱对钙素形态的影响。采集天津滨海新区典型盐碱地区土壤样品，测定土壤中全钙、交换性钙、水溶性钙含量，并分析全盐含量、pH对各钙素形态含量的影响以及3种钙形态之间的关系。结果表明，全盐含量与水溶性钙和交换性钙含量均呈极显著正相关，与全钙含量无显著关系；pH与水溶性钙极显著相关，与全钙、交换性钙含量无显著关系。交换性钙与水溶性钙、全钙含量均极显著相关，水溶性钙含量与全钙含量显著相关。综上，滨海盐碱地土壤全盐含量和pH对水溶性钙和交换性钙影响显著，对全钙含量几乎无影响。滨海盐碱地土壤交换性钙含量充足，但对植物有效性小，建议通过改良盐碱地、降低pH或增施外源钙来减缓缺钙症状。     

水分胁迫下7个种源辽东冷杉幼苗水分利用效率差异

以来自辽东冷杉天然分布区之一的辽宁省东部山区的7个种源辽东冷杉当年实生幼苗为研究对象,在温室控制条件下研究了辽东冷杉幼苗在充分供水、轻度胁迫、重度胁迫共3个水分处理条件下的长期水分利用效率(WUEL)、瞬时水分利用效率(WUEI)、叶片稳定碳同位素组成(δ13C)及相互关系,以探讨辽东冷杉幼苗水分利用效率的种源间差异及其对水分胁迫的生理响应机制。结果表明,随着水分胁迫的加剧,7个种源辽东冷杉幼苗的WUEL均呈上升趋势,种源间WUEL仅在重度胁迫条件下差异显著(P0.05),在充分供水和轻度胁迫条件下,种源间WUEL的差异并不显著;WUEI和叶片δ13C也均呈上升趋势,种源间WUEI和叶片δ13C在3种水分条件下的差异均极显著(P0.01)。从单个种源在3种水分条件下的表现来看,WUEL在水分处理间均存在显著(P0.05)或极显著差异(P0.01),而WUEI和叶片δ13C在水分处理间均存在极显著差异(P0.01)。辽东冷杉幼苗的叶片δ13C与其WUEL在各水分条件下均有良好的正相关关系,而且随着水分胁迫的加剧,δ13C与WUEL的正相关程度也越来越紧密,所以叶片δ13C可以作为筛选高水分利用效率种源的有效指标。      

不同灌溉方法对保护地土壤钙素形态及其含量的影响

为探讨灌溉方式对保护地土壤钙素形态及其含量的影响,对连续13 a 分别进行沟灌、渗灌、滴灌3种灌溉处理的保护地0～80 cm 土层土壤钙素形态及其含量进行分析。结果表明,同一土层不同灌溉处理间土壤全钙、酸溶性钙、水溶性钙、交换性钙含量差异极显著;总体上,全钙含量表现为渗灌处理高于滴灌、沟灌处理,酸溶性钙含量表现为滴灌＞渗灌＞沟灌,交换性钙含量表现为渗灌、滴灌处理高于沟灌处理,水溶性钙含量表现为沟灌＞渗灌＞滴灌;各土层土壤 pH 值与酸溶性钙含量呈极显著正相关关系,与水溶性钙含量呈显著或极显著负相关关系;5～80 cm 土层土壤有机质含量与土壤全钙、酸溶性钙、交换性钙含量呈显著或极显著正相关关系。总之,渗灌方式较其他灌溉方式更利于土壤钙素供应。     

不同年代梭梭同化枝δ13C值与解剖结构及生理指标的关系

植物叶片的稳定碳同位素组成（δ¹³C）指示了其水分利用效率的高低，反映植物对干旱环境的适应能力。以民勤梭梭为试验材料，通过测定不同年代梭梭同化枝δ¹³C、解剖结构、含水量、叶绿素含量、渗透调节物质（脯氨酸、可溶性糖）含量和C、N、P、K含量等，分析梭梭同化枝δ¹³C随年代变化规律及其与解剖结构、生理指标之间关系。结果表明:1)梭梭同化枝δ¹³C值的变化范围在-0.156 5%～-0.138 5%，随着年代的增加，梭梭同化枝δ¹³C值呈先升高后降低再升高的趋势，在20世纪70年代出现峰值。2)除角质层和导管孔径，不同年代梭梭同化枝解剖结构指标差异显著（P＜0.05），变异系数变化范围为5.19%～21.53%；不同年代梭梭同化枝δ¹³C值与解剖结构各指标之间相关性均未达到显著水平（P＞0.05）。3)不同年代梭梭同化枝δ¹³C值与全氮含量呈显著负相关（P＜0.05）。以上研究结果表明，叶片δ¹³C值可以反映植物生长环境及本身水分的亏缺程度；N含量显著影响民勤不同年代梭梭同化枝δ¹³C值。     

植物叶片水平δ13C与水分利用效率的研究进展

水分限制可能因全球气候变化加剧成为限制植物生产力的主要原因,因此,如何提高植物水分利用效率(WUE)是未来一个主要研究目标。WUE能够反映植物-土壤-大气之间的碳水循环的耦合状况,研究WUE有助于了解陆地生态系统碳水耦合机制。稳定性碳同位素技术已成为研究生态系统养分循环最有效的方法之一,也被利用到植物水分利用效率中。研究表明,植物叶片的稳定碳同位素比值(δ13C)是植物长期水分利用效率(WUE)的良好指标。本文综述了δ13C表征WUE的机制,植物δ13C和WUE的影响因子(包括:叶片结构性状、植物生理生态、气候因子、基因控制和遗传变异),分析了水分胁迫及酸沉降条件下植物的δ13C和WUE变化特征,并对全球气候变化下植物δ13C和WUE的研究进行了展望。指出气孔导度、比叶面积、叶片氮含量、细胞间CO₂浓度和大气CO₂浓度等因子可直接或间接作用植物的光合速率和蒸腾速率,从而引起WUE的变化。一般情况下,植物在干旱条件下具有更高的WUE和更低的δ13C,长期酸沉降下植物的气孔导度和光合作用均会下降,氮的输入可以通过改善水分利用效率来提高植物的生产力。建议为更清晰地认识全球气候变化,在利用稳定性同位素技术进行WUE研究过程中,需要突出数量性状基因座(QTL)、碳酸酐酶、水孔蛋白和光合羧化酶的大小亚基基因在遗传控制方面起到的关键作用,加强多时空尺度的关联研究,探索双重稳定同位素(δ13C、δ18O)概念模型的应用。      

不同种源红锥光合特性与水分利用效率变异分析

通过测定17个种源红锥叶片的气体交换参数和稳定碳同位素（δ13C）,探讨不同种源红锥的光合特性与水分利用效率。结果表明：红锥各种源δ13C值为-32．637％0～-28．290％0,广西东兰、凭祥及容县,云南思茅等种源的δ13C值较高,表明这些种源在该试验条件下具有较高的水分利用效率;各种源长期水分利用效率均低于瞬时值;净光合速率和长期水分利用效率各种源间差异达显著水平,而胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率3个指标在各种源间差异均未达显著水平;净光合速率与胞间CO2浓度和气孔导度呈显著或极显著正相关,而与蒸腾速率呈极显著负相关;长期水分利用效率仅与蒸腾速率呈极显著负相关。综合筛选,广西东兰和容县、云南思茅、广东陆河和信宜等种源适应干旱环境的能力较强。     

油松春季含水量变化与N P K营养参数相关分析

水分是园林树木体的重要组成部分,通常体内含水为60％-80％.树木所需要的水分,依靠根系吸收土壤水.本研究发现土壤含水量与叶片含水量成正相关并达极显著,与K的含量成正相关,与N、P成偏相关.叶片含水量与N、P、K的含量均成偏相关.因此得出,土壤含水量、针叶含水量对油松营养诊断参数影响小.     

槟榔不同混交模式对叶片养分吸收及土壤养分的影响

为探究槟榔不同混交模式对叶片养分吸收及土壤养分的影响,田间设置槟榔×菠萝蜜、槟榔×面包果、菠萝蜜、面包果、槟榔5种种植模式。结果表明:槟榔×菠萝蜜混交能在一定程度上增加土壤pH值、有效磷和速效钾含量,对土壤养分的提升效果较槟榔×面包果混交模式更显著。槟榔×菠萝蜜对菠萝蜜叶片养分含量无显著影响,对槟榔叶片全氮、全磷、全钾含量也无显著影响。而槟榔×面包果显著降低了面包果叶片对磷素的吸收,也降低了槟榔叶片对氮、磷、钾、镁素的吸收,但增加了对钙素的吸收。土壤pH值与土壤有效磷含量呈显著正相关,土壤有机质与土壤碱解氮和有效磷含量呈显著正相关,与土壤速效钾呈极显著负相关关系,土壤有效磷含量与叶片全钾含量呈极显著负相关关系。综合分析认为,槟榔×菠萝蜜对提高土壤养分的综合效果较槟榔×面包果更佳。     

芒果品种资源叶片δ~(13)C与若干生理指标的相关性分析

为了分析芒果品种植株叶片碳稳定性同位素(δ13C)与叶片若干生理指标的相互关系,测定64个芒果品种的δ13C值,及叶片中氮、磷、钾、水分、叶绿素和脯氨酸的含量。结果表明:芒果叶片δ13值与叶片含水量、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和脯氨酸含量的相关性均不显著;芒果叶片氮、磷、钾含量均与δ13C值呈显著的正相关(P0.05);多元逐步回归分析结果表明,叶片氮含量是引起品种间δ13C差异的主要因素。     

湿地松针叶碳氮稳定同位素及水分利用效率

以福建省福州市滨海沙地湿地松(Pinus elliottii)人工林为研究对象,采用同位素质谱仪测定不同叶龄(当年生、1年生、2年生)针叶碳氮同位素丰度值(δ13C、δ15N),然后运用δ13C值来估算碳同位素分辨率(△13C)和水分利用效率(WUE),研究叶龄对湿地松针叶碳氮稳定同位素组成、△13C、WUE的影响,从而为滨海沙地湿地松人工林的科学经营提供依据.结果 表明:C3植物湿地松针叶的δ13C、δ15N、△13C、WUE的平均值分别为(-2.9323±0.0897)％、(-0.4752±0.0245)％、(2.1224±0.0944)％和(30.842±5.038) μmol·mol-1,但是叶片的δ13C、δ15N值均低于全国平均值,而且δ15N值偏负.叶龄对δ13C、δ15N、△13C、WUE均有显著影响(P＜0.05),其中δ13C、δ15N、WUE随叶龄增加而降低,△13C随叶龄增加而增加.湿地松针叶的δ13C与δ15N呈极显著线性正相关(y=3.553x-1.244,R2=0.945,P＜O.001).     

秦岭山地华山松和锐齿栎典型林分化学计量特征分析

为了解树种和林龄对乔木叶片、枯落物和土壤化学计量特征的影响,以及N、P养分的限制特征,以秦岭山地典型林分华山松和锐齿栎4个龄组的天然林为研究对象,分析了各林分乔木叶片、枯落物和土壤的C、N、P化学计量特征。结果表明:C、N、P含量在2种林分各龄组中表现为叶片枯落物土壤,华山松针叶中C含量高于锐齿栎叶片,而N含量、P含量均低于锐齿栎叶片;树种对植物叶片生态化学计量特征、枯落物的C、N含量及C∶N和N∶P、土壤P含量和N:P有极显著影响,对枯落物和土壤的C∶P有显著影响;林龄对植物叶片和枯落物的C含量有显著影响,对土壤的P含量、C∶P和N∶P有极显著影响;该地区N∶P为7.47~12.50,N成为限制研究区林分正常生长的主要元素。     

长汀水土流失区马尾松与木荷水分利用效率特征分析

应用稳定碳同位素法测定福建长汀水土流失区马尾松与木荷的叶片稳定碳同位素组成(δ¹³C)值,以指示两种植物的长期水分利用效率(WUE),从而探究了生态恢复过程中优势树种的水分利用效率特征、策略及竞争能力。结果表明：马尾松叶片的碳同位素组成(δ¹³C)和水分利用效率(WUE)随着生境生态恢复程度的提高显著增大,且在其生长发育过程中具有相对稳定性;木荷叶片δ¹³C值和WUE随着生境生态恢复程度的提高显著降低,且在时间尺度上具有更大的可塑性。马尾松与木荷种间水分利用策略的不同,可能来源于针叶树种和阔叶树种在生物学特征方面的差异。     

民勤4种主要灌木植物δ13C季节变化及与气象因子的关系

对民勤4种主要灌木植物叶片/同化枝δ¹³C测定,研究不同荒漠灌木植物叶片/同化枝δ¹³C差异及其季节变化,并探讨植物叶片/同化枝δ¹³C与气象因子之间的关系。结果表明:1）4种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值不同月份之间存在极显著差异（P＜0.01）,除梭梭外,其他3种植物δ¹³C值生长初期（5月）>生长中后期（6-10月）。4 种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值种间差异在5-10月都达到极显著水平（P＜0.01）,沙拐枣＞梭梭＞柠条锦鸡儿＞白刺。2）4种主要灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值受到物种、月份、物种×月份的影响,均达到极显著水平(P＜0.01),但受物种的影响最大。3）4种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值与气象因子的关系因其物种而异;影响梭梭、沙拐枣、白刺、柠条锦鸡儿叶片/同化枝δ¹³C值的主要气象因子分别是平均气温、相对湿度、蒸发量。     

饲料中C3植物含量对牛组织中稳定同位素碳、氮组成的影向

研究了饲料中C3植物含量不同时对牛不同组织中稳定性同位素碳、氮组成的影响。18头12~14月龄的青年牛随机分为6组,分别饲喂C3植物含量为50.0%、60.0%、70.0%、80.0%、90.0%、100.0%的饲料,132 d后屠宰。利用同位素比值质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C和δ15N值。结果表明,牛组织中碳同位素主要受饲料的影响,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值随着C3植物含量在牛饲料中的比例增大而降低,并且均与C3植物含量呈极显著的负相关关系,用牛组织中的δ13C值可以预测饲料中C3植物所占的比例。牛组织中的氮同位素一定程度上受饲料因素的影响,但未随C3植物含量呈现规律性变化。牛不同组织中δ13C和δ15N与饲料之间的富集或贫化比例与其他报道并不一致。     

灵石山不同海拔米槠林优势种叶片δ13C值与叶属性因子的相关性

对灵石山海拔157-842 m(分9个海拔梯度,分别记为A1-A9)的米槠林优势种叶片δ13C值的特征及其与属性因子的关系进行分析,结果表明,灵石山米槠林优势种叶片δ13C的分布范围为(-28.806‰—-34.399‰),平均值为(-30.885±1.205)‰,叶片δ13C值与比叶面积(SLA)、叶片N含量、2年生K含量、Na含量、Mg含量、Ash(灰分)含量呈显著负相关,与2年生叶片Chl(叶绿素)含量、叶片P含量、叶片Ca含量、叶片干物质含量(LDMC)含量呈显著正相关,与不同叶龄Fe、Zn含量相关性不显著,与1年生和2年生叶片Mn含量分别呈负相关和正相关.不同优势种植物叶片δ13C丰度差异可以反映植物生理状况的变化.不同海拔梯度上叶片属性特征在一定程度上反映和影响了以米槠为建群种和优势种的灵石山常绿阔叶林叶片δ13C的特征.     

荒漠草原不同重金属污染对牛枝子叶片—土壤生态化学计量特征的影响

探究荒漠草原牛枝子(Lespedeza potaninii)在不同重金属污染梯度下的生长状况,通过其不同重金属污染梯度下牛枝子叶片及土壤中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量的变化以及对其他土壤理化性质的变化,明确在不同重金属污染梯度下牛枝子对养分的利用状况、生态适应策略。结果表明：在不同污染梯度下牛枝子叶片总C含量变化差异不明显,牛枝子叶片全N、全P含量呈先上升后下降的趋势。土壤总C、全N、全P含量在对照组CK下最高,随着重金属污染梯度的升高整体呈下降的趋势,随着重金属污染梯度的升高,土壤速效P、速效K、电导率整体上呈先上升后下降的趋势,土壤碱解氮整体呈下降趋势,土壤pH变化不显著。牛枝子叶片全N与全P与土壤总C呈极显著正相关(P<0.01),土壤总C与土壤全N、土壤C/N、C/P、N/P表现出极显著正相关(P<0.01)。在低浓度重金属下促进植物吸收营养元素,但过了其承载的重金属浓度时就会阻碍植物对营养元素的吸收。     

植物δ~(13)C与土壤盐分的关系研究综述

稳定碳同位素组成(δ13C)综合反映了植物的生理生态特征,可用于研究植物生理与生态环境之间的关系。大多数研究认为植物δ13C值随盐度增加而变重。盐分主要通过影响C3植物叶片气孔传导、光合作用等生理活动,使植物δ13C值发生变化。而有些植物为适应盐分胁迫可能发生光合途径的转换,使C3代谢转换成C4或CAM代谢,导致植物某些器官的δ13C值发生变化,而植株整体δ13C值变化较小。由于植物δ13C与土壤盐分的关系还受其他环境因素的影响以及室内试验的有限性,因此进一步扩大盐度梯度范围,延长盐处理时间以及开展大田试验显得很有必要。