水盾草入侵沉水植物群落主要种群生态位和种间联结研究

研究了水生外来植物水盾草(Cabomba carolimana)入侵沉水植物群落的不同种群生态位特征和种间联结性.选择了其扩散区域内的24个样地进行群落学调查,测定了群落中13个种群的生态位宽度、生态位重叠、多物种间总体关联性及成对物种间联结性,结果表明:①水盾草入侵沉水植物群落13个种群中,水盾草的生态位宽度最大,金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、黑藻(Hydrilla verticillata)和苦草(Vallisneria natans)次之.②水盾草与金鱼藻、黑藻、苦草和黄花狸藻(Utricularia aurea)间生态位重叠较大,与其他物种间的生态位重叠较小.③水盾草和金鱼藻、苦草、黑藻之间具有一定的正联结,而与其他物种间的联结性不显著,基本上趋于独立出现.由此可见,水盾草在中国急剧扩散,对常见的乡土种有很大的负面影响,导致群落物种多样性下降,应加强防控研究.     

氨氮浓度对附植藻类在菹草上定植及演替的影响

为了更好地认识附植藻类群落在水体富营养化过程中的定植及群落演替规律,利用显微计数法,通过室内静态模拟实验,研究了水体不同氨氮水平对太湖常见沉水植物菹草上附植藻类的影响。结果表明:附植藻类在不同氨氮浓度下建群速度和时间是不同的,并且不同的氨氮浓度会改变附植藻类的群落结构,最终演变成低浓度下以硅藻门为绝对优势种,高浓度下以绿藻门为优势种的局势;某些附植藻类只在特定的氨氮环境下表现出优势,如绿藻门的新月藻只在1.5 mg·L-1的低浓度组和5 mg·L-1的高浓度组才表现出优势,而硅藻门的针杆藻只在2.5 mg·L-1的中浓度组表现出优势;低浓度范围内营养盐的增加会促进附植藻类生物量的积累,但过高则会抑制生物量;中等浓度的氨氮营养盐中附植藻类的生物量最大,此时的种类也最多。该研究表明氨氮营养盐对附植藻类的群落演替影响显著,附植藻类或许是沉水植物衰退的一个重要因素。     

浮游植物群落对不同沉水植物生境的响应

结合沉水植物的生长状况及其对水质的改善效果,从浮游植物的密度、生物量、群落结构以及生物多样性的角度探讨了浮游植物群落对不同沉水植物生境的响应过程。结果显示:4种沉水植物对水体中TN、NO_3~--N有明显的去除效果,去除效率依次为常绿苦草普通苦草马来眼子菜黑藻;伴随着沉水植物生长引起的生境差异和水质条件的变化,浮游植物优势种类由单一隐藻门转变为隐藻门、硅藻门、绿藻门及蓝藻门的种类同时占优势;从浮游植物的生物量、生物多样性指数和均匀度指数来看,不同供试沉水植物之间有较大差异,均以其中水质改善效果相对较差的黑藻处理为最大,全年平均值分别为1.485 mg/L、2.2和0.62,表明黑藻生境对浮游植物生长的抑制作用较小,有利于浮游植物形成稳定复杂的群落结构;浮游植物生物量与营养盐水平显著正相关,Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数与氮磷比显著负相关。     

沉水植物群落配置对太湖贡湖生态修复区的调水效果

基于国家水专项太湖贡湖生态修复区水质水量调控以及沉水植物群落配置的需求,建立了生态修复区的等比例缩放中尺度模型。以小试试验结果筛选的马来眼子菜、穗花狐尾藻、刺苦草和黑藻4种净化效果较好的先锋物种,在模型的西部和东部分别采取混合和分开的不同方式种植。调水方式采用前期研究的最优调水方案,分别进行夏、秋2季试验,通过监测模型内调水时流场数据以及调水后水质变化情况,得出模型内水质净化为原水质标准所需时间,同时通过对不同种植方式的沉水植物生长状况研究,论证该模型内4种沉水植物净化效果较好的种植方案,为生态修复区水质水量调控以及沉水植物种植方式提供有益的参考。     

4种水生植物在冬季脱氮除磷效果的试验研究

在人工模拟太湖地区冬季的自然条件下,对伊乐藻、菹草、石菖蒲和水芹菜这4种水生植物在不同营养浓度条件下去除氮磷的效果进行了试验研究。结果表明,所选植物都能较好地吸收水中的营养物质。其中水芹菜(挺水植物)和伊乐藻(沉水植物)对环境适应性较强,在相同条件下脱氮除磷的效果也更好,可考虑构成双层次群落结构FA M S用以修复太湖地区富营养化水体。同时发现,植物对氮磷的吸收量随着水中的营养浓度升高而增加,但当浓度超过一定值后,植物的生长受到抑制,导致植物对营养成分吸收量下降,甚至加速水质的恶化。     

底栖藻类-苦草对猪粪废水中营养物质的去除效果

为了探究底栖藻类和沉水植物(苦草)对猪粪废水的处理效果,及苦草恢复重建的环境条件,通过设置不同浓度的猪粪废水处理,进行了为期32d的室内模拟实验。结果表明:底栖藻类、苦草、底栖藻类-苦草处理组对高浓度猪粪废水的COD和氮、磷均存在显著的去除效果;COD的最大去除率均大于86%,底栖藻类-苦草混合培养对高、中浓度猪粪废水中磷、氮的平均去除率分别大于62%和70%,高于二者单独培养的处理组(均小于59%和65%)。实验期间,底栖藻类、苦草和浮游藻类Chla含量的变化以及苦草的CAT、MDA含量变化表明,高浓度的猪粪废水会对苦草产生短期的逆境胁迫,但底栖藻类的存在可以减缓高浓度氮磷对苦草的胁迫效应,在中浓度氮磷且有底栖藻类存在的条件下,有利于苦草的恢复重建。     

椭圆萝卜螺对3种沉水植物的牧食特性

研究椭圆萝卜螺(Radix swinhoei)对不同沉水植物的牧食特性。通过大(0.78 g/个)、中(0.28 g/个)、小(0.06 g/个)等3种规格及低(40个/L)、中(80个/L)、高(120个/L)等3个密度的椭圆萝卜螺牧食实验,研究其对伊乐藻(Elodea nuttallii)、水盾草(Cabomba caroliniana)、苦草(Vallisneria natans)等3种沉水植物的牧食率和牧食选择性。研究结果表明:椭圆萝卜螺的总牧食率与螺规格成反比,小规格的螺对沉水植物的总牧食率最高,达(219.66±47.17) mg/(g·d),中规格的螺其次,为(47.53±9.08)mg/(g·d),大规格的螺牧食率最低,仅为(20.37±14.60)mg/(g·d);低、中、高密度的椭圆萝卜螺对3种沉水植物的总牧食率无显著差异。就牧食选择性而言,椭圆萝卜螺对3种沉水植物的喜好不随螺规格的变化而变化,不同规格的椭圆萝卜螺都会优先牧食伊乐藻和苦草,不喜好水盾草;同等规格不同密度的椭圆萝卜螺均会优先牧食苦草。研究结果对生态修复工程中合理配置水生动物,完善水生态系统及提高生态系统的稳定性具有重要意义。     

铁皮石斛仿生栽培越冬效果研究

以枫香、杉木、樟树、马尾松作为铁皮石斛附生树种,以草绳、草绳+水苔、木屑、混合基质作为铁皮石斛上树方式,就不同附生树种和上树方式在越冬时期的生长情况进行了试验、观测、分析。研究发现,4种附生树种均可作为铁皮石斛的附生树种,可优先选择枫香作为铁皮石斛的附生树种。对于不同的上树方式而言,以"杯式"混合基质为上树方式生长状况最好。     

铁皮石斛仿生栽培中不同附生树种和栽培基质的效应

为了选出适合铁皮石斛附生的树种及生长基质,从而为铁皮石斛的繁育与栽培提供技术参考,以枫香、杉木、樟树、马尾松作为铁皮石斛附生树种,以草绳、草绳+水苔、木屑、混合基质作为铁皮石斛上树后的生长基质,就不同附生树种和生长基质对铁皮石斛生长期的茎长、地径、节数等生长量的影响情况进行了试验、观测与分析。结果表明,4种附生树种均可作为铁皮石斛的附生树种,其中枫香上附生的铁皮石斛长势相对较好;混合基质能促使附生在马尾松上的铁皮石斛快速地生长。     

紫茎泽兰和飞机草入侵对茶园群落中昆虫多样性的影响

【目的】揭示紫茎泽兰和飞机草入侵对茶园昆虫群落结构和功能的影响,为深入研究植物入侵后茶园昆虫群落的演变机制及茶园生态管理措施选择提供科学参考。【方法】采用田间样地调查法,选取紫茎泽兰(Ageratina adenophora)和飞机草(Chromolaena odorata)入侵程度不同(未入侵、轻度入侵和重度入侵)的茶园群落作为研究样地,采用巴氏罐法(陷阱法)和黄板法采集各类型茶园群落地表昆虫,通过计算、比较Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数和Jaccard相似性指数分析紫茎泽兰和飞机草入侵对茶园群落昆虫多样性的影响。【结果】在紫茎泽兰和飞机草不同入侵程度的3种类型茶园群落中共采集到昆虫标本8 033个,隶属于11目37科38种;其中,膜翅目(67.19%)、双翅目(15.25%)、弹尾目(5.39%)和同翅目(4.68%) 4个昆虫类群为优势类群,占昆虫标本总数的92.51%。随着紫茎泽兰和飞机草入侵的加剧,茶园群落中的昆虫种类和所属种的个体数都出现了不同程度的变化;茶园群落间昆虫的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数以及Pielou均度指数显著降低(P0.05), Simpson优势度指数显著升高(P0.05);茶园群落间昆虫群落物种组成的相似性不断减小。【结论】紫茎泽兰和飞机草入侵对茶园群落昆虫群落结构和功能具有显著影响,使茶园的昆虫群落组成和结构发生改变,茶园群落中的昆虫多样性降低,茶园群落间昆虫群落物种组成的相似性不断减小。     

太湖沉水植物残体理化性质和资源性分析

太湖区域的沉水植物残体产生量大、二次污染严重，亟需解决其资源化利用问题。资源化利用技术的选择取决于生物质废物的理化性质。为此，本研究分析了太湖区域5种沉水植物和1种对照浮水植物的生物化学组成、元素组成、厌氧和好氧生物稳定性以及热转化过程特征。结果表明：沉水植物的木质纤维素含量（以干质量计）为17.1%~31.7%，低于常见的挺水植物和浮水植物；蛋白质、脂肪含量（以干质量计）分别为11.3%~19.9%和1.8%~3.2%，低于大部分浮水植物；沉水植物具有木质纤维素含量低、适口性好的特点，可经过加工后用作饲料。生物化学甲烷潜力的分析结果显示，粗破碎沉水植物的累计甲烷产量（以有机质质量计）为106.2~150.2 mL·g^-1，低于常规厌氧消化处理物料的产气量，不适合以单一底物方式进行厌氧消化。沉水植物的7日好氧呼吸量（O₂，以干质量计）在534.5~698.8 mg·g^-1范围内，一级降解速率常数为0.051~0.097 d^-1，快速降解的特性显示其适合采用堆肥技术进行处理。热重分析表明沉水植物的热转化温度低，更适合生产用作吸附剂、土壤调理剂的生物炭。     

不同处理条件下金鱼藻净水效果与微生物群落变化

为研究不同种植密度和曝气条件下,沉水植物金鱼藻对寒区静水湿地水体净化作用和微生物群落变化的影响,从寒区静水湿地水体采集样品,在实验室投加金鱼藻的固定容器中进行曝气处理,测定总氮(total nitrogen, TN)、总磷(total phosphorus, TP)的去除效果;利用高通量测序技术分析不同时间和不同处理间水体微生物群落结构和多样性变化,结合水体理化因子分析微生物群落变化的影响因素。结果表明:结合金鱼藻用量和能耗,金鱼藻种植密度为4.44 g·L^-1,曝气12 h条件下可达到良好的水体净化效果,TN、TP的去除率分别为51.23%、89.27%。微生物样品测序共得到3 283个操作分类单元(operational taxonomic units,OTU),核心OTU数量为107个,对照组中特有OTU数量较多。总体上看,各组微生物群落多样性均未增加,组间差异显著性逐渐降低;优势门为变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,投加适量金鱼藻可提高优势门的相对丰度,但曝气处理使变形菌门、拟杆菌门相对丰度降低。不同样品间微生物属水平上存在较大比例的未分类类群,变形菌门多核杆菌属具有较高的相对丰度,投加适量金鱼藻和曝气处理有利于提高其相对丰度。与对TN、TP浓度变化的影响相比,投加金鱼藻和曝气处理对微生物优势类群影响更加显著。     

西南桦与红椎混交造林模式评价

为了评价西南桦（Betula alnoides）与红椎（Castanopsis hystrix）混交造林模式的优劣,以单株形质指标、胸径分布、生长量、蓄积量、虫害和林下植被为指标,对25年生西南桦与红椎异龄混交林及13年生西南桦与红椎同龄混交林和相应的西南桦纯林的林分结构、生长量及健康状况进行研究。结果表明,西南桦与红椎混交造林,有利于西南桦干形塑造,提高西南桦生长量及单位面积总蓄积量,减少西南桦的感虫率及单株的虫孔密度,避免恶性杂草对林木生长的影响。     

太湖沉水植物光补偿深度反演及影响因子分析

水生植物在浅水湖泊生态系统中具有十分重要的作用,根据太湖常见的3种沉水植物苦草、狐尾藻、金鱼藻的光合速率与辐照度的关系,反演3种沉水植物的光补偿深度在太湖的空间分布,并根据水生植物的调查资料和文献资料来检验反演的效果。在此基础上,通过多元回归分析和因子方差贡献大小分析,探讨有机悬浮颗粒物、无机悬浮颗粒物、叶绿素a3种生态因子对沉水植物光补偿深度的影响。结果表明,3种沉水植物的光补偿深度总体上表现出从太湖东侧向湖心区、河口区及太湖西南方向逐渐减小的态势,对于特定的湖区,3种沉水植物的光补偿深度大小基本为苦草>金鱼藻>狐尾藻;3种沉水植物光补偿深度分别与有机悬浮颗粒物、无机悬浮颗粒物以及叶绿素a3因子呈显著回归关系。有机悬浮颗粒物、叶绿素a对3种沉水植物光补偿深度有显著的负作用,无机悬浮颗粒物有微弱的负作用,3因子对沉水植物光补偿深度影响大小依次是有机悬浮颗粒物>叶绿素a>无机悬浮颗粒物。     

太湖着生藻类的时空分布特征

2004年4月—12月选取太湖湖泊的草型、藻型及过渡型区域为研究对象,对不同类型湖泊中着生藻类的分布情况进行调查。结果表明,在种群分布上,着生藻类以绿藻门(44.74%)最多,硅藻门(34.21%)和蓝藻门(18.42%)次之,黄藻门(2.63%)相对较少,各采样点的优势种主要集中在硅藻门。在季节分布上,着生藻类以春季种类和数量最多而冬季最少。在空间分布上,藻型湖泊区域的种类明显少于草型和过渡型区域,而数量分布为藻型湖泊>过渡型>草型。根据各种藻类对水体生态环境的响应情况,在太湖不同区域筛选出不同的生态敏感指示着生藻类。     

太湖水域富营养化之生态恢复初探

由于近年来的过度开发及各类污染,太湖流域水体富营养化程度加剧,水域生态系统的正常功能和可持续利用均遭到了严重威胁。针对富营养化的主要原因提出解决措施,其中建立人工湿地和植物群落系统并以其净化水体和恢复流域内水生植物群落,成为生态恢复的最佳选择。     

杉木人工林间伐后套种阔叶树种的生长动态

15年生杉木人工林采用4个强度进行间伐,保留密度分别为375（Ⅰ）、488（Ⅱ）、594（Ⅲ）和732（Ⅳ）株·hm^-2,于林下均匀套种大叶栎、红椎、灰木莲、香梓楠、格木等5个乡土阔叶树种,2008年底调查套种阔叶树的胸径、树高和冠幅等生长指标,此后至2016年每2 a测定1次,应用方差分析和Duncan多重比较分析这些生长指标对不同强度间伐的动态响应。结果表明:1)杉木林下套种第3年,大叶栎的胸径、树高和冠幅以及灰木莲的树高和冠幅、红椎的树高出现生长高峰;第5年,红椎、灰木莲、香梓楠的胸径出现生长高峰;第9年,格木的胸径、树高和冠幅以及香梓楠的树高和冠幅、红椎的冠幅增长量最大。2)套种5个阔叶树的3个方面（胸径、树高和冠幅）生长总体表现看,其生长速度最快为大叶栎,其次为红椎、灰木莲,再次为香梓楠,最慢为格木。3)杉木间伐强度对套种阔叶树的生长大多表现为中度间伐强度优于强度和弱度处理,但并未呈现明显规律。香梓楠的胸径、树高、枝下高和冠幅生长最慢,大叶栎则生长最快;大叶栎在间伐处理Ⅱ(488株·hm^-2)下套种优于其余3个间伐处理,格木则适合在间伐处理Ⅰ(375株·hm^-2)下套种,红椎、灰木莲和香梓楠适合在间伐处理Ⅲ(594株·hm^-2)下套种。大叶栎、红椎和灰木莲适合在间伐处理Ⅰ和Ⅱ下套种;香梓楠和格木适合在间伐处理Ⅲ和Ⅳ下套种。     

嫁接砧木对‘猩红’平滑山楂抗寒性的影响

为了筛选‘猩红’平滑山楂适宜的嫁接砧木,以山楂、辽宁山楂作为嫁接砧木,引种的‘猩红’平滑山楂/单子山楂嫁接植株为对照,对2年生‘猩红’平滑山楂嫁接苗进行了抗寒性研究。结果表明,2组合的嫁接苗抗寒性均强于引种的‘猩红’平滑山楂/单子山楂植株,山楂更适宜作为‘猩红’平滑山楂北京地区推广的砧木。越冬过程中,2组合嫁接苗秋梢受冻害程度较引种的成熟树明显降低,其当年生枝条均保持了较低相对电导率和丙二醛含量,可溶性糖积累明显,但脯氨酸积累不明显。相比之下,‘猩红’平滑山楂/山楂组合的抗寒性强于‘猩红’平滑山楂/辽宁山楂组合。     

楸树无性系对楸蠹野螟抗性的研究及评价

研究楸树无性系对梓属重要害虫楸蠹野螟的抗虫性,分析不同楸树无性系对楸蠹野螟抗性的差异,筛选合理的评价指标,初步建立楸树无性系对楸蠹野螟抗性的评价体系。在楸蠹野螟为害期,以排粪孔、虫瘿和羽化孔为主要依据,调查13个1年生和11个2年生楸树无性系的楸蠹野螟为害情况,并测量1年生楸树的株高和胸径,计算楸树的被害率、虫口密度、被害指数、相对生长量影响率和活力系数,并以此为指标评价和分析不同楸树无性系对楸蠹野螟的抗虫性及耐虫性。结果表明,调查的楸树无性系均受楸蠹野螟的为害,属易感品系,且8月和10月被害较重,但不同无性系间的抗性仍存在一定的差异。1年生楸树无性系中,9-1、8-11、1-3和63的虫口密度和被害指数相对较低,抗虫性较强,反之,2-7、19-01、1-4、1-1和5-8抗虫性较差。楸蠹野螟为害对楸树株高生长具有不同程度的抑制作用,但能刺激个别楸树无性系的胸径增长。63的相对生长量影响率最大,耐虫性最差,5-8、1-4和19-01次之;而6-7和2-7的相对胸径和相对株高生长量影响率最低（P<0.05）或较低,耐虫性最好,1-3、1-1和9-1次之。楸树的活力系数在不同无性系间虽有显著差异,但与被害程度无显著相关性。2年生楸树被楸蠹野螟为害较早,但抗虫性较1年生苗木有所提高,7月的被害率和被害指数最低,6月虫口密度最低,这3个指标的最高值多出现在8月和10月。5-8、128、63和4-1的被害水平处于最高或较高水平,对楸蠹野螟的易感性较强,抗虫性较差;反之9-1、2-8和19-27的抗虫性相对较强。8月和10月楸蠹野螟的为害较重,2年生楸树对楸蠹野螟的抗性较1年生有所提高,其中9-1的抗虫性和耐虫性都较强,而5-8的抗虫性和耐虫性都较弱。6月和8月是抗虫性调查的关键时期,被害指数和相对胸径生长影响量可以作为楸树无性系抗虫性和耐虫性评价的主要依据指标。     

干热河谷不同树龄攀枝花苏铁丛枝菌根真菌多样性研究

攀枝花苏铁是我国特有的古老残遗树种,为适应干热河谷气候,攀枝花苏铁与丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）建立特殊的共生体系。选用不同树龄的攀枝花苏铁为研究对象,采集攀枝花苏铁根系及根际土壤样品,采用醋酸墨水染色法观察根系的AMF定殖情况并计算定殖率;同时采用湿筛沉淀法对AMF孢子进行分离,通过形态学特征及分子生物学鉴定相结合的方法研究攀枝花苏铁AMF的种类、多样性及与树龄的关系。结果表明,14年生、8年生和3年生攀枝花苏铁根系AMF定殖率分别为36.13%、28.54%、21.10%;根际土壤AMF孢子密度分别为16.02、14.13、13.3个·g^-1,形态学鉴定到6属22种,分别为球囊霉属（Glomus）、无梗囊霉属（Acaulospora）、近明球囊霉属（Claroideoglomus）、斗管囊霉属（Funneliforms）、盾巨孢囊霉属（Scutellospora）和硬囊霉属（Sclerocystis）,球囊霉属和无梗囊霉属为优势属,相对多度分别为56.91%和28.23%。分子生物学鉴定到3属6种,分别为近明球囊霉（C.claroideum）、明球囊霉（G.clarum）、缩球囊霉（G.constrictum）、无梗囊霉属（A.srobiculata）、黑球囊霉（G.melanosporum）和地表球囊霉（G.versiforme）。统计分析表明,AMF定殖率与AMF孢子密度之间的相关性是0.873 9,呈显著的正相关关系。该研究为攀枝花苏铁的保育提供了理论依据。