枫杨幼苗对土壤水分"湿-干"交替变化光合及叶绿素荧光的响应

以盆栽1年生枫杨幼苗为实验材料,通过人工设置土壤水分来模拟三峡库区消落带不同土壤水分对枫杨幼苗的光合参数、光合色素含量、叶绿素荧光特性等的影响.试验设置4个处理组,分别为常规供水、常规供水-轻度干旱-复水、水淹、水淹-轻度干旱-复水,3个处理期分别为前期(0-33 d)、中期(34-63 d)、后期(64-78 d).结果表明,不同的水分处理显著地影响了枫杨幼苗“表观性”的气体交换、光合色素含量和水分利用效率等特性,但相较而言对枫杨幼苗“内在性”的叶绿素荧光特性影响较小,且影响的结果和程度因处理组和指标而异.78 d时,除胞间CO2浓度(Gi)、叶绿素a/叶绿素b、光化学猝灭值(qP)和非光化学淬灭值(qN)外,水淹组(FL组)的各项指标在4个处理组中都为最低值;“湿-干”交替组(FD组)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及总叶绿素含量则表现出先降低复水后显著增加的趋势;DR组的变化趋势与FD组类似,但变化的幅度较FD组小.研究发现,枫杨幼苗面对不同水分状况呈现出了一定的敏感特性,但随着胁迫时间的延长其无论是从光合、水分利用还是叶绿素荧光特性方面都表现出积极的响应,较能适应干旱、水淹、“湿-干”交替等多种环境胁迫,且在胁迫解除后能够迅速恢复生长,可以考虑用于三峡库区消落带的植被重建.     

水分胁迫对枫杨幼苗生长及根系草酸与酒石酸含量的影响

模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征,设置常规生长水分条件(C组)、轻度干旱水分胁迫(MD组)、土壤潮湿(WS组)以及水淹(BS组)4个不同处理组.研究枫杨当年实生幼苗对多种水分胁迫的生理生化响应.结果表明:不同水分处理、时间以及水分与时间的交互作用对枫杨幼苗的生长、生物量、根系的草酸与酒石酸含量均产生极显著的影响(P＜0.001或0.01).与C相比,MD,WS和BS均显著降低枫杨幼苗的高生长与生物量积累,却能显著增加枫杨幼苗主根、侧根以及总根的草酸含量.BS也能显著增加枫杨幼苗主根、侧根以及总根的酒石酸含量.WS仅显著增加侧根酒石酸的含量,与MD显著降低侧根的酒石酸含量形成鲜明对照.随着处理时间的延长,枫杨幼苗根系的草酸与酒石酸含量表现出降低的趋势.由结果可知:虽然水淹、干旱的环境条件将会对当年生枫杨幼苗产生一定影响,但这些枫杨幼苗均能较好地存活下来.     

不同水分和植株密度处理对牛鞭草生长及形态的影响

为了解常见湿地植物牛鞭草在不同水分和种植密度条件下的生长和形态响应,将4种不同密度的植株(每盆分别种植1,2,4或12株)均置于4种不同水分条件下[对照组(CK)、水淹与干旱交替组(FD)、土壤水分饱和组(LF)、全淹组(FL)],研究其生长及形态上的变化。结果表明,不同水分及密度处理显著影响牛鞭草的生长及形态特征(P<0.05)。全淹显著抑制牛鞭草的生长(P<0.05)。非全淹条件下,除高密度组外,总生物量、地上生物量和茎生物量均保持较高水平,其中在LF条件下各密度处理间无显著差异(P>0.05)。除单独个体组外,植株的节间长和主茎长均在LF条件下达到最大值。随着水分胁迫和密度的增加,根生物量、叶片数和分枝数逐渐降低。中、高密度组的相对邻体效应值随着水分胁迫的增加而增加,植株间竞争作用逐渐减弱,但未转变为促进作用。牛鞭草在不同的水环境中可以采取不同的策略以应对,适宜在水分多变地区大量种植,在易出现深水淹地区,牛鞭草以高密度种植为佳,在浅水淹或水陆交汇处,建议以中密度方式种植。     

长期水淹对枫杨幼苗光合生理和叶绿素荧光特性的影响

为阐明枫杨对三峡库区消落区土壤不同含水量的适应机理,模拟三峡库区消落区土壤水分变化特征,设置了常规土壤水分(T1)、土壤水分饱和(T2)及根部水淹(T3)3个不同条件处理组,研究了枫杨当年实生幼苗的光合色素含量、光合生理和叶绿素荧光特性.研究结果发现:经过1 a水淹后,土壤不同含水量对枫杨幼苗光合色素、气体交换参数、资源利用效率和叶绿素荧光参数有不同的影响,其中T2、T3的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO_2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)与对照组T1相比没有显著变化;而其净光合速率(Pn)、光能利用效率(LUE)、CO_2利用效率(CUE)显著下降(p＜0.05),但T3组枫杨幼苗仍然具有较高的Pn,LUE,CUE;随着水淹强度的增大,枫杨幼苗的PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ光化学的量子效率(ΦPSⅡ)和光化学淬灭(qP)逐渐降低,非光化学淬灭(NPQ)逐渐升高.研究证实枫杨幼苗在经过长达1 a水淹后,仍然表现出较高的光合能力,是一种可以用于三峡库区消落区植被构建的优良植物物种.

Abstract：

Three water treatments, T1 (normal growth condition), T2 (soil water saturation), T3 (the root-distributed soil layer being completely submerged) were made in a simulation experiment to determine the photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters of Pterocarya stenoptera seedlings and to study the adaptation of P. stenoptera to the soil moisture conditions in the hydro-fluctuation belt of the Three Gorges Reservoir Area. Differences were found after 1 year's flooding among the three treatments in content of photosynthetic pigments, leaf gas exchange parameters, apparent resource use efficiency and chlorophyll fluorescence parameters of P. stenoptera. Stomatal conductance (Gs), transpiration rate (Tr), intercellular CO_2 concentration (Ci) and the water use efficiency (WUE) of the plants in T2 and T3 treatments did not decrease significantly compared to those in the control treatment (T1). Net photosynthetic rate (Pn), light use efficiency (LUE) and CO_2 use efficiency(CUE) of the plants in T2 and T3 were significantly lower than those in control plants(p＜0.05), but the plants in T3 still had relatively high Pn, LUE and CUE. With increasing flooding intensity, the potential efficiency of primary conversion flight energy of PS Ⅱ (F_v/F_m), quantum yield of PS Ⅱ photochemistry (ΦPS Ⅱ ) and photochemical quenching coefficient (qP) of P. stenoptera seedlings decreased and non-photochemical quenching coefficient (NPQ) increased. These results indicated that P. stenoptera is a promising tree species for revegetation in the hydro-fluctuation belt of the Three Gorges Reservoir Area since its seedlings maintained considerably high Pn after 1 year's flooding.     

鼎湖山自然保护区森林景观动态的功能区差异分析

利用1979年、1991年、1999年和2007年4期遥感影像,对广东省鼎湖山自然保护区各功能区内森林景观动态进行对比。结果表明:1)1979—2007年,森林景观优势增加,景观异质性和稳定性下降。2)针叶林、灌丛向常绿阔叶林和混交林转化,导致森林面积增加;针叶林向林间地等非林地类转出,表明针叶林受到较强干扰。3)各同功能区森林变化差异明显,表明缓冲区干扰最强,核心区最低,符合自然保护区功能区划分基本目的。4)保护区西部的森林景观年变化率较高,主要受植被自然演替的影响;东部森林变化率较高,表明缓冲区和过渡区所受到强烈人为干扰。     

三峡库周区不同土地利用方式下土壤侵蚀变化特征——以重庆市璧山县为例

三峡工程水库淤积是影响三峡工程能否正常运行的一个关键问题,三峡库区周边地区的土壤侵蚀造成泥沙淤积问题对三峡工程的威胁较大;在遥感与GIS技术的支持下,通过遥感影像解译获取库周地区璧山县199年和2000年土地利用与土壤侵蚀数据,建立土地利用与土壤侵蚀的面积转移矩阵,采用景观格局指数探讨了两期土壤侵蚀的格局及变化特征.结果表明:不同的土地利用方式对土壤侵蚀有着不同的影响,土壤侵蚀的造成既与人类砍伐和开垦林地、坡耕地种植有关,也与山区的地形地貌有关;结合璧山县年来对土壤侵蚀治理的实际措施来证实选择合理的土地利用方式,以及实行天然林保护等工程对于高效利用土地资源,控制水土流失,实现区域经济的可持续发展具有重要意义;     

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 通过对五大牧区草原区草原资源现状及其分布、草原生产力及载畜能力以及水资源现状及开发利用潜力分析，按照国民经济发展和增加农牧民收入要求，预测2010年五大牧区草原区草业发展对水资源的需求。研究结果表明，2010年五大牧区草原区农牧民人均纯收入为3400元，其中人均畜牧业纯收入2584元，需要养殖牲畜总数16413万羊单位，饲草料需求量1198.2亿kg。牧区产草总量可达1003亿kg，载畜能力13705万羊单位。尚有2708万羊单位，年需要饲料约195亿kg，需要发展灌溉饲草料地来解决，对水资源的需求量将达到     

三峡水库岸坡系统不同用地类型对土壤酶活性和土壤化学性质的影响

以三峡水库岸坡系统常见的5种不同土地利用类型(林地、草地、退耕地、耕地、消落带)为对象,研究不同用地类型下土壤酶活性、土壤化学性质及其二者之间的关系。结果表明:林地土壤的过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性在所有用地类型中最低,这与耕地土壤中的蔗糖酶、蛋白酶活性最低形成鲜明对照。与之相反,退耕地土壤中的脲酶、蛋白酶活性最高,而草地中的蔗糖酶、碱性磷酸酶活性居于最高。相关性分析表明:土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性与全氮、速效氮、全磷、有机质含量以及pH值分别呈现极显著的正相关,但碱性磷酸酶活性与速效磷含量呈现出极显著的负相关。蔗糖酶和脲酶活性则与全氮、速效氮、速效磷、pH值也呈显著的相关性。脲酶与有机质含量之间、蛋白酶与全氮、速效氮、pH值之间均分别呈显著相关性。林地土壤的全氮、速效氮、全磷、速效磷含量在几种用地类型中居于最低,岸坡林地能够有效减少可能进入三峡库区水体的N,P含量。消落带土壤中的速效氮、速效磷以及全磷含量在所有用地类型中最高,消落带的人为耕作可能是加剧水库水体N,P元素富营养化的重要来源之一。建议在三峡库区进一步增加林地,限制在消落带进行耕作等农事活动。     

三峡库区重庆段不同土壤类型土壤侵蚀景观异质性分析

以三峡库区(重庆)为研究区域,以景观生态学原理为基础,借助GIS技术,重点探讨了研究区不同土壤类型的土壤侵蚀景观异质性.结果表明:(1)紫色土、黄壤、水稻土和石灰(岩)土是研究区的主要土壤类型,在空间上呈差异性分布.棕壤、黄壤和黄棕壤受脆弱的岩溶地理条件影响强烈,斑块形状相对复杂.紫色土更多受人为干扰的影响.(2)微度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀景观占有较大的优势.侵蚀等级较高,景观破碎化较严重:粗骨土中强度侵蚀的景观破碎化最强;黄褐土中为剧烈侵蚀;极强度侵蚀在其他各类土壤中均明显破碎,是影响景观破碎化的一个主要因素.(3)景观水平上,粗骨土、石灰(岩)上的土壤侵蚀景观异质性最高,土壤侵蚀景观最为稳定;棕壤、黄褐土上的土壤侵蚀景观异质性最低,土壤侵蚀景观稳定性最低.     

宁夏黄河流域土地利用时空变化特征分析

在RS和GIS技术的支持下,基于多期Landsat-TM卫星遥感影像,对宁夏黄河流域1985-2010年间的土地利用时空变化特征进行分析.结果表明:1)在1985-2010年间流域主导土地利用类型是草地和耕地;面积呈增加变化的是林地、水域、建设用地和耕地,呈减少变化的是草地和未利用地,变化最剧烈的是建设用地.2)不同土地类型间的转移变化主要体现在草地向耕地、未利用地向草地和耕地以及耕地向建设用地和草地的转变.3)1985-2000年和2000-2010年两个时段综合土地利用动态度分别为0.26%和0.56%,空间分布差异明显,动态度较大的区域均分布在流域北部和中东部,后期强度和范围也均明显强于前期.4)流域土地利用变化的热点地区在1985-2000年有4个,2000-2010年增加到9个,主要是耕地和建设用地增加变化的热点,均分布于流域中部和北部.5)在流域土地利用变化中,自然因素制约着不同土地利用类型的分布和转变,而人为因素对其变化起到直接的推动作用,因此要充分考虑各种人为和自然因素,合理地对未来土地进行开发利用.