白刺光合生理特性对人工模拟增雨的响应

在乌兰布和沙漠东缘即内蒙古磴口县,利用Li-6400xt便携式光合测定系统分析仪测定不同增雨处理(4个增雨处理的增雨量分别是当地年降水量的25％、50％、75％和100％)条件下,典型荒漠植物白刺的光响应曲线,采用非直角双曲线模型对曲线进行拟合,计算最大净光合速率(Amax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)以及光饱和点(LSP)等生理参数,研究白刺光合生理特性对人工模拟增雨的响应.结果表明:对照的Amax、AQY、Rd、LCP和LSP分别为13.41 μmol·m-2·s-1、0.029 mol·mol-1、0.61 μmol·m-2·s-1、20.63 μmol·m-2·s-1和481.85 μmol· m-2·s-1.增雨使白刺的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、Amax、AQY和Rd升高,使水分利用效率(WUE)降低.增雨处理在一定程度上改变白刺的光合生理特性,提高白刺的光合生产能力.对胞间CO2浓度和气孔限制值的变化分析表明:气孔因素是限制光饱和阶段光合速率的主要因素.     

白刺枝叶生长对人工模拟降雨的响应

为揭示未来降水增加对荒漠地区植物生长的影响,以甘肃民勤的典型荒漠优势植物白刺为对象,研究白刺枝叶形态在2010年和2011年不同人工模拟降雨处理(增雨量分别为多年平均降水量的+0%、+25%、+50%、+75%、+100%)的变化规律。结果表明:100%增雨处理能够显著促进2010年和2011年白刺当年生枝叶生长;75%增雨处理显著促进2011年白刺当年生枝叶生长,75%增雨处理对6月花枝长度、基部直径、新生叶片和营养枝长度、新生叶片,以及9月花枝成熟叶片和营养枝基部直径、成熟叶片增长量的影响均显著,其值分别为(1.20±0.35)cm、(0.012±0.004)cm、(4.35±2.51)片、(1.65±0.69)cm、(3.20±1.45)片、(2.15±0.69)片、(0.013±0.006)cm、(2.20±1.10)片。2011年白刺当年生花枝和营养枝的长度、基部直径、新生叶片和成熟叶片增长量出现显著差异的阈值均低于2010年,这表明白刺能够通过改变其枝叶形态特性及其数量来适应降雨的变化。     

人工模拟增雨对油蒿种子形态性状和比叶面积的影响

【目的】研究油蒿的种子大小和比叶面积对不同增雨处理的响应,探明两者之间的关系,以期揭示油蒿植物功能性状对降水量变化的响应机制和演变趋势。【方法】根据内蒙古磴口县多年平均降水量,在植物生长季5—9月设计4个增雨梯度(25%,50%,75%和100%),对天然油蒿灌丛进行增雨试验,利用Winseedle种子和针叶图象分析软件系统,对比了油蒿种子表型形态特征和比叶面积对降水增多的响应,同时通过相关分析研究了油蒿种子大小与比叶面积的关系。【结果】不同增雨量对油蒿种子长度、宽度、体积、表面积及千粒重均有显著影响,在100%增雨处理下种子各性状指标达到最小值,其中种子宽度、体积、表面积与增雨量呈极显著负相关(P<0.01)。种子长度和千粒重与增雨量呈显著负相关(P<0.05),种子长宽比与增雨量的相关性不显著(P>0.05)。不同增雨量对油蒿比叶面积的影响差异性显著(P<0.05),且随着雨量的增加,比叶面积不断增大。种子大小与比叶面积呈负相关关系,但均未达到显著水平(P>0.05)。【结论】降水增加后油蒿种子会先增加后减小来适应环境变化,通过油蒿种子、比叶面积两大植物功能性状组合对增雨量处理响应的研究体现了荒漠植物应对未来气候变化的生存策略和适应机制。     

乌兰布和沙漠地区白刺下沙土粒径分析

文章通过对乌兰布和沙漠地区白刺下(Nitraria tangutorum Bohr.)沙土进行采样,测定其各粒级的百分含量,并与乌兰布和沙漠中梭梭(Haloxylon ammodendron Kief.)、油蒿(Artemisia ordosica Krasch.)、柽柳(Tamarix taklamakanensis M.T.Liu)下沙样及流沙各粒级的百分含量进行对比分析,从而找出白刺下沙土各粒级分布的规律及其与乌兰布和沙漠其他植被下沙土粒级分布规律的差异。     

利用ENVI和ArcGis对乌兰布和沙漠白刺沙丘边缘提取

本文以乌兰布和沙漠的遥感影像中白刺沙丘为研究对象,利用ENVI和ArcGis软件对其进行地物边缘提取。通过对比提取后的白刺沙丘形状和外业调查数据,发现其吻合效果较好。又通过对其测量精度验证,检验其有较高的提取精度。通过利用ENVI和ArcGis提取乌兰布和沙漠遥感影像中白刺沙丘边缘的研究,目的是为利用遥感影像提取沙漠地区植被的调查提供参考和技术支持。     

荒漠植物白刺对模拟增雨的光合响应机制

【目的】研究不同增雨条件下白刺叶片的光合作用和叶绿素荧光特性,从光合生理角度探讨白刺对增雨的响应机制。【方法】以乌兰布和沙漠东缘地区典型荒漠植物白刺为研究对象,设置不同的增雨梯度(增加年均降水量的0,25%,50%,75%和100%),对自然生长的白刺沙包进行人工模拟增雨,利用 Li－6400xt便携式光合测定系统分析仪(USA,LI-COR)测定不同增雨条件下白刺叶片净光合速率(Pn)日动态变化、光响应曲线、CO2响应曲线以及叶绿素荧光参数,并根据 Pn 日变化曲线和响应曲线计算叶片日光合总量(∑Pn )以及各光合生理参数。【结果】1)75%和100%增雨对日均 Pn 和∑Pn 影响显著,日均 Pn 比 CK分别高32.74%和37.64%,∑Pn 比 CK 分别高32.01%和38.43%,说明增雨使白刺光合能力增强,日光合产物的积累增加。2)增雨使白刺表观量子效率( AQY)和光饱和点( LSP)升高,25%,50%,75%和100%增雨的 AQY 比 CK 分别高17.24%,31.03%,37.93%和24.14%,LSP比 CK分别高14.6%,6.0%,3.0%,26.1%,说明白刺叶片利用弱光的能力增强,对强光的利用范围增加,光能转化效率提高,有利于光合作用的高效进行。3)随着增雨量的增加,羧化效率(CE)呈现出逐渐增加的趋势,其中,100%增雨的 CE比 CK高5.73%;增雨使 CO2饱和点( CSP)升高,50%,75%和100%增雨的 CSP 显著高于 CK,分别比 CK高23.67%,28.35%和29.13%,说明白刺叶片 RuBP羧化酶和光合碳循环酶的活性增强,对高CO2浓度的利用范围增加。4)增雨使白刺叶片的原初光化学量子效率( Fv/Fm )、实际光化学量子效率(ФPSⅡ)、电子传递速率( ETR)和光化学猝灭系数( qP )提高,说明增雨有利于白刺叶片PSⅡ反应中心活性增强、开放比例提高,有利于叶片把所捕获的光能转化为生物化学能,并将更多的光能用于推动光合电子传递。【结论】白刺能够调节光合机构的功能、改变自身生理特性、增强对环境资源的利用能力来适应增雨的变化。     

模拟增雨对荒漠灌木白刺枝叶生长的促进作用

根据年均降水量,分别在乌兰布和沙漠东北缘(内蒙古磴口,年均降水145 mm)和巴丹吉林沙漠东南缘(甘肃民勤,年均降水115 mm)对天然白刺灌丛进行不同梯度的增雨实验(年均降水量的0％、25％、50％、75％、100％).结果表明:增雨的比例越大,白刺形态特征的变化越明显;100％增雨对磴口和民勤白刺形态特征的影响最明显,能够显著增加白刺标记枝的长度、直径和干质量,但是对成熟叶片和新叶片数的影响不显著;增雨还显著增加了9月磴口和民勤白刺枝叶的干质量和鲜质量;在较干旱的民勤地区,较大的增雨量才能促进白刺枝条生长;50％增雨即可促进夏末磴口白刺枝条生物量增加,75％增雨才能促进夏末民勤白刺枝条生物量增加.     

荒漠植物白刺叶片气孔性状对模拟增雨的响应

为研究荒漠植物气孔性状对气候变化的响应以及对植物固碳能力的影响,根据内蒙古磴口多年平均降水量和植物生长规律,设计2个增雨时段(生长季前期与后期),每个时段设计2个增雨梯度(50%与100%),对天然白刺灌丛进行增雨实验,利用数码图像显微镜处理系统,研究叶片气孔大小、气孔密度及气孔导度等气孔性状对增雨的响应。结果表明:与对照相比,各增雨处理可以增加气孔长度、宽度与气孔导度,但孔密度减小,且叶片下表皮密度大于上表皮。相同增雨季节,100%处理对气孔大小、气孔密度及气孔导度的影响均高于50%处理,2个梯度间差异不显著;气孔大小与气孔导度对生长季前期增雨响应更敏感,气孔密度对不同生长季节增雨响应不明显;气孔性状之间存在一定的协调性。在未来降雨增加的条件下,荒漠植物可以通过改变气孔性状(扩大气孔)通路来提高固碳能力。     

干旱胁迫对榆树幼苗生物量分配的影响

干旱是主要的环境胁迫因子之一,严重影响植物的分布与生长发育。通过选取辽宁阜新章古台沙地1年生榆树幼苗为材料,采用盆栽控水方法,设置田间持水量80%、60%、40%和20%等4个水分处理梯度,研究干旱胁迫对榆树幼苗株高、基径及叶片、茎和根系生物量分配的影响。结果表明:随着干旱胁迫程度增加,幼苗茎和根系的生物量逐渐降低;但轻度干旱胁迫增加了株高和基径的生长,提高了叶片生物量,以抵御干旱胁迫的影响。中度干旱胁迫下,增加了根系生物量分配的比例,从而更利于获取水分资源适应干旱环境;重度干旱胁迫下幼苗无法存活。在科尔沁沙地,栽植榆树幼苗保证存活生长的最低田间持水量为40%。     

林木竞争对臭冷杉生物量分配的影响

用不同高度树干直径建立并比较臭冷杉各器官生物量方程,分析林木竞争对臭冷杉地上、地下生物量分配的影响。结果表明:臭冷杉不同高度树干直径中,胸径是预测各器官生物量的最可靠变量;利用不同高度树干直径建立各器官生物量方程均会高估小个体样木(直径≤10cm)的生物量,并且随着直径增大,预测误差也随之增大;臭冷杉地上生物量与地下生物量的比值(T/R)与树木年龄、单株生物量、整株生物量年均生长率及树高年均生长率间均没有显著相关性(P>0.05);随着竞争增强,臭冷杉树干生物量占单株生物量的比例逐渐减小,枝叶生物量比例逐渐增大,而粗根生物量比例则基本保持不变;胸径年均生长率、树高年均生长率及单株生物量年均生长率均随着竞争强度增大逐渐减小,而T/R值并不受林木竞争的影响。     

密度对大叶相思林生物量分配的影响

以密度为10 000、4 444和1 667株/hm2的4年生大叶相思林为研究对象,对各种不同密度林分中大叶相思各器官生物量分配、生物量径级结构和群落生物量进行了研究。结果表明:各密度大叶相思干的生物量占林分生物量的55%以上,根占14.11%~15.50%,叶占8.34%~10.76%,而在枝和皮的分配比例上差异较大;三种密度大叶相思林的总生物量径阶分配呈正态分布;群落总生物量随林分密度的增加而增加,但林下植物生物量随林分密度的增加而减小。     

种植密度对桉树苗生物量分配的影响

为研究种植密度对桉树苗生物量分配的影响,以3月龄尾巨桉无性系DH32-29生物质能源组织培育苗为研究对象,对比分析了低、高种植密度下桉树苗的发育性状、生物量及其分配情况。结果表明：低种植密度下,桉树苗的基径、冠幅、冠长以及生物量均显著增加,基径提升约26.3%、基径月发育量提升约67.8%、冠幅与冠长分别提升约56.2%、28.2%,差异性水平显著;差异种植密度的叶、枝、茎在0.05水平上差异显著,跟随种植密度的增大,其生物量均呈减少态势;低种植密度下,枝的生物量占比为22.2%、叶的生物量占比为19.3%、茎的生物量占比为58.5%,枝、叶的生物量跟随种植密度的增加均呈降低态势,茎呈升高态势,表示种植密度会对桉树苗各部分生物量的分配情况造成一定影响,综合表明：种植密度能够较好地调控桉树苗的所有发育性状,较低的种植密度更有利于桉树苗的发育。     

遮荫对樟树幼苗生长及生物量分配的影响

于2020年在福州市晋安区新店镇杨廷苗圃,对2年生的樟树幼苗进行遮荫试验(遮荫率分别为30%、50%、85%),以全光照处理为对照,研究在遮荫条件下樟树幼苗的生长性状和各器官生物量分配特征。结果表明：樟树幼苗苗高、地径、冠幅、根深和根幅,均以遮荫率50%处理最大,遮荫率85%处理最小,遮荫率30%和50%处理均显著大于全光照处理;樟树幼苗各器官生物量和单株生物量,以遮荫率50%处理最高,遮荫率85%处理最低,各处理的生物量分配规律基本为叶>根>茎;高径比和冠根比均以遮荫率85%处理最大;苗木质量指数大小顺序为：遮荫率50%>遮荫率30%>全光照>遮荫率85%。主成分分析结果表明,樟树幼苗质量由高到低为：遮荫率50%>遮荫率30%>全光照>遮荫率85%。综合结果表明,遮荫率50%最有利于樟树幼苗生长,建议在樟树苗期栽培时采用遮荫率50%处理,有助于樟树幼苗生长发育。     

林木根系生物量分配影响机制研究进展

根系生物量是植物光合产物向地下器官分配的重要组成部分,其分配机制受遗传因素与多种环境因子共同影响。近年来,有关林木根系研究受到广泛关注。文中基于前人研究报道,从遗传因素、环境因子、土壤微生物、邻株竞争等方面对林木根系生物量分配的影响机制进行剖析与综述;同时,阐述当前表征生物量分配机制的主要理论在根系研究中的应用概况,提出目前林木地下生物量研究中的不足与未来研究展望,以期为今后开展相关研究和实际应用提供参考。     

不同处理对树头菜扦插苗生物量分配的影响

利用APEX缓释肥、生根粉(ABT-1)及插穗长度处理树头菜Crateva unilocularis,了解其各器官生物量分配筛选出适宜树头菜扦插繁殖的最佳配方,为树头菜的扩大繁殖和生产提供真实可行的科学依据。以树头菜一年生枝条为材料,采用不同浓度APEX缓释肥和ABT-1及不同长度插穗进行正交试验,以不施肥、清水处理、插穗长度为10 cm作为对照,扦插3个月后对其根茎叶各部分生物量进行测定并综合分析。此次试验所筛选最优方案为A_2B_3C_1,即以2 kg/m~3APEX缓释肥,插穗长度20 cm, ABT-1质量浓度为50 mg/L搭配使用对树头菜插穗生长效果最佳。APEX缓释肥、插穗长度及植物生长调节剂是树头菜扦插苗生物量累积的重要因素。     

唐古特白刺灌丛生物量相关分析及其预测模型

以新疆博斯腾湖周围分布的唐古特白刺纯林、唐古特白刺+红柳混交林、唐古特白刺+胡杨混交林等3种林型为对象,测定不同林型的唐古特白刺生物量,唐古特白刺灌丛沙包的长度、宽度、高度等指标,应用线性回归方法,分别对不同生境的唐古特白刺灌丛的地上生物量、沙包内生物量、粘土内生物量和总生物量建立了回归预测模型。结果表明,和硕县唐古特白刺灌丛沙包生物量总特征主要表现为:地上生物量、沙包内生物量、地下生物量和防风固沙功能由高到低排序是唐古特白刺纯林唐古特白刺+红柳混交林唐古特白刺+胡杨混交林,粘土内生物量则相反。本研究所建立的回归预测模型,在唐古特白刺纯林,除了粘土内生物量以外,各回归方程的p值均小于0.05的显著性水平;在唐古特白刺+红柳混交林,除了灌丛沙包的长度、宽度、高度等指标对沙包内生物量和粘土内生物量的作用分别是显著和不显著以外,其他3个回归方程的p值均小于0.05的显著性水平;在唐古特白刺+胡杨混交林,各回归方程的p值均大于0.05的显著性水平;从整体上看,本项研究所建立的回归模型是可用的。     

干旱胁迫对真桦根系形态及生物量分配的影响

通过人工控水土培方法,研究了干旱胁迫对真桦的根系形态、分级特征、苗高生长以及生物量分配的影响。结果表明,干旱胁迫显著影响真桦根系形态及构型,随着土壤含水量的降低,真桦根系质量和平均直径降低。轻度和中度干旱使真桦根系总长度、根系表面积、比根长降低;重度干旱下,直径小于0.5 mm的细根比例显著提高,根系总长度、根系表面积、比根长显著提高。随着土壤含水量的降低,真桦苗木的高生长受到抑制,生物量降低,根冠比明显提高。     

林龄和立地条件对杉木林乔木层生物量分配的影响

于2010—2019年,采用样地调查法对福建省三明市将乐县国有林场杉木人工林的地况因子、林况因子及乔木层的生物量进行调查;通过构建引入林龄和地位指数的相容性生物量模型,估算杉木林乔木层各组分生物量,研究各组分生物量分配规律与立地条件和林龄之间的关系。结果表明：引入林龄和地位指数的相容性生物量模型,能够更好地反映林龄和立地条件对生物量异速生长规律和分配的影响;杉木各组分生物量的分配比例受林分林龄的影响显著,其中干材、树皮生物量占比随林龄的增大而增大,树叶、树根则相反,树枝生物量占比先增加后减小;除树枝外,立地条件不会改变各组分生物量占比随林龄的变化趋势,但会影响各组分生物量占比大小。在立地条件较好的林分中,树干生物量占比较大,树叶、树根的分配则相反。研究结果可为杉木人工林碳汇经营提供参考。     

水分胁迫对毛红椿幼苗生长和生物量分配的影响

以我国亚热带落叶阔叶优势树种毛红椿的1年生幼苗为试验材料,设置4个水分胁迫处理,模拟研究不同水分胁迫强度下毛红椿幼苗生长和生物量分配规律。结果表明:水分胁迫对毛红椿幼苗根系生长的限制作用明显大于对苗高生长的限制作用,对地径生长限制作用不明显;随着水分胁迫程度增加,根质量比表现出先增大后减小的趋势;叶质量比在处理初期和中期增大,在处理后期和末期降低;在整个处理阶段,茎质量比始终保持增加趋势;根系平均直径在处理中期和后期逐渐减小,处理末期则有所上升;细根/总根长比值则在处理中期和后期逐渐增大,处理末期则有所降低;不同水分胁迫程度导致根尖数量差异显著。在整个处理阶段,水分首先保证苗高和叶片生长,根系生长受到限制;随着水分胁迫程度增加,通过落叶和根系二次生长来保障根系的水分需求和提高水分吸收效率,以此来缓解水分胁迫对生存的胁迫。