兴安落叶松林降雨再分配及其穿透雨的空间异质性

【目的】探究大兴安岭北部兴安落叶松林对降雨的截留再分配及树冠下穿透雨空间分布规律,了解兴安落叶松林生态水文过程。【方法】通过长期定位观测研究的方法,获取了2013年兴安落叶松林19场降雨事件的林外降雨、穿透雨和树干径流的观测数据,采用相关分析,总结了兴安落叶松林降雨再分配规律,比较了树冠下不同位置处穿透雨的变异性。【结果】观测期内兴安落叶松林的林冠截留量、穿透雨量和树干径流量依次为35.14、148.61和0.250 7 mm,分别占大气降雨量的19.10%、80.77%和0.14%; 不同降雨事件中,树冠不同位置处的穿透雨具有空间异质性; 当降雨量、温度等气象因子一致时,3/4树冠半径处的穿透雨变异最小,树冠外缘(4/4树冠半径处)变异最大; 当冠层结构稳定时,穿透雨的变异程度均随降雨量的增加而减小,二者呈一定的负相关性(P<0.01)。【结论】穿透雨是兴安落叶松林降雨再分配的主要水文分量(约占降雨量的81%),选择变异最小、最接近林分穿透雨率(误差约1%)的3/4树冠半径处布设穿透雨收集装置,能够适当减少野外工作量,提高科研观测效率,可为落叶松林区森林水文模型的参数化提供依据。     

三峡库区兰陵溪小流域森林降水化学循环特征

对三峡库区兰陵溪小流域4种植被类型(马尾松林、栎林、板栗林、松林混交林)的林外降雨、穿透雨、树干茎流、枯透水、地表径流和壤中流等水文过程中pH的变化及NH+4N、Ca2+、Zn2+等10种离子含量进行了研究比较。结果表明：(1)研究区大气降水中Ca2+含量最高,Na+、TN(总氮)、NH+4N含量次之,TP(总磷)含量最少。(2)在不同的林分中,降雨通过林冠后其化学特性发生明显变化,穿透雨和树干茎流出现酸化现象。林冠层穿透雨、树干茎流、枯落物穿透雨(枯透水)、地表径流、壤中流等水文过程中,K+、TP都是淋溶系数变化最大的两种养分,极易在降水作用下洗脱或交换。(3)在不同林分的穿透雨中,Ca2+、K+、NH+4N、TN都极易被淋溶。Zn2+、Mg2+、Fe3+、TP等微量元素净淋溶变化量较小,有的甚至出现了吸附作用。树干茎流中Ca2+、K+、NH+4N、TN是含量增加较为明显的养分离子,栎林等阔叶林的树干对Ca2+会产生一定的吸附或吸收作用。枯透水的pH都出现了缓和,说明枯落物中的养分离子可以中和一部分酸性离子。地表径流中的pH都比大气降水中的高,是缓解酸雨影响的重要作用层。K+、Ca2+是地表径流中含量增加较为明显的养分离子,松栎混交林和板栗林的NH+4N、TN以及马尾松林和板栗林的Zn2+净淋溶量为负。壤中流的pH都低于地表径流。Ca2+、K+是壤中流中含量增加最多的养分离子。而NH+4N、TN全部出现了负淋溶。     

滇中3种林冠层对降雨的再分配作用

 与云南松林、常绿阔叶林比较,对滇中区域桉树林的林冠层对降雨的再分配特点进行研究.结果表明,不同植被类型降雨再分配比率受到自身特性与环境影响较大.场降雨与连续降雨的降雨再分配比率不同;场降雨事件中,云南松林的林冠截留率较大;除云南松林在降雨量和雨强较小时,树干茎流比率较小,达到2.40%以外,穿透降雨和树干茎流的分配比率接近;连续降雨事件发生时,3种群落林冠截留、穿透降雨和树干茎流分配比率一致,穿透降雨量、茎流产生量与降雨量成正相关,林冠截留趋于恒值.     

次生落叶阔叶林降雨过程中的4种金属元素特征

【目的】通过长期野外定点、定位法,监测次生落叶阔叶林森林生态系统降雨再分配过程,检测其中金属元素Ca、K、Fe、Cu含量,探索降雨驱动下的森林养分循环特征,为提升森林经营管理水平提供参考。【方法】在研究地1 340 m²径流场内的35 m气象观测塔上,安装4台翻斗式自记雨量计(HOBO),对降雨情况自动连续监测,共获得次生落叶阔叶林生长季的24场大气降雨量和降雨历时数据; 在距研究地约500 m的楼顶上,设置6个标准雨量筒,用于采集大气降雨样品; 以梅花布点法在径流场内,设置了5个受雨器,收集穿透雨样品; 利用聚乙烯管制作茎流环环绕标准木,连接盛水器采集树干茎流水样; 在径流场梯形围堰的出水口蓄水池中,采集土壤表层地表径流水样。水样的采集量约250 mL,利用水质悬浮物重量法、水质pH玻璃电极法分别测定悬浮物(SS)含量和pH,利用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)测定水样中金属元素Ca、K、Fe、Cu含量。【结果】①大气降雨中输入4种金属元素的质量浓度以6月最高,9月最低,呈先增后降的变化趋势。Fe质量浓度月变化最大,Ca最小。②森林对降雨再分配后,经穿透雨后除Cu外各金属元素质量浓度均有增幅; 除Fe外各金属元素质量浓度均为6月最高; 各元素质量浓度的月变化以Fe为最大,Ca最小。③经树干茎流后,4种金属元素质量浓度均有所增加,且明显高于穿透雨,以K淋溶系数最大,Cu最小。但各金属元素质量浓度的月动态不一,总体表现为夏季偏高、秋季偏低的特征,以Cu的月波动最大,Ca的最小。④降雨过程中4种金属元素的质量浓度变化,主要与SS、降雨pH、降雨量、降雨类型、降雨历时、降雨强度等因素有关,大多表现为随降雨量、降雨强度和降雨历时增加而减少的趋势,其中Ca受降雨量的影响显著,K与降雨pH显著正相关,Cu与Fe主要源于降雨淋洗的悬浮物。不同降雨类型对Fe迁移影响不显著,小雨对Ca、K迁移影响显著,暴雨对Cu迁移影响显著。⑤大气降雨净输入量Ca、K、Fe均为正值,Cu为负值,净迁移量中4种金属元素均为负值。【结论】受降雨特征等因素影响,次生落叶阔叶林生态系统对Ca、K、Fe、Cu元素的淋溶与吸存能力表现出不同的迁移特征,明确在降雨驱动下该森林生态系统金属元素的动态过程,可为次生林养分循环、植物生长发育、生态水文调节及森林经营等领域提供重要依据。     

第二代杉木幼林中降雨对养分的淋溶作用

根据会同生态站３年定位观测数据,对第二代杉木幼柯降雨对归的淋溶作用进行了研究。结果表明,１１种元素在林外降雨、穿透水和树干流中含量有很大的差异,其浓度大小总趋势为树干流〉穿透水〉林外降雨,并存在季节性变化。降雨对杉木幼林的养分淋溶量大小顺序为Ｃａ〉Ｍｇ〉Ｋ〉Ｆｅ〉ＮＨ－Ｎ〉Ｍｎ〉ＮＯ３－Ｎ〉Ｐ〉Ｃｕ〉Ｏｒｇ－Ｎ〉Ｚｎ。     

天童国家森林公园常绿阔叶林水文作用的初步研究

本文以人工杉木林为对照,研究了天童国家森林公园常绿阔叶林的林冠截留量、林内雨量、树干茎流量,林内枯枝落叶层的现存量及持水能力。森林土壤的蓄水能力等,建立了林外降雨量与树干茎流、林内雨量及林冠截留量的回归方程模型。在此基础上进一步建立了常绿叶林拦蓄降雨的模型。文中分析和比较了常绿阔叶林和人工杉木林两类森林在涵养水源、保持水土等方面的作用。对亚热带山区保护和发展常绿阔叶林。林业的合理经营,维护山区的生态平衡具有重要的指导意义。     

热应激对ICR雌性小鼠血液生化指标的影响

目的 探讨热应激对小鼠血液生化指标的影响。方法 实验从25℃对照组和42℃热应激第7、14、21、28天，各选取4只小鼠进行血液生化指标的测定。血液生化指标包括小鼠血清Na⁺、K⁺、Cl^-、血清总蛋白(TP)、血清白蛋白(ALB)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、血清碱性磷酸酶(ALP)。采用罗氏全自动生化分析仪进行测定。其中Na⁺、K⁺、Cl^-采用离子选择电极法；血清总蛋白采用双缩脲法；白蛋白采用溴甲酚绿法；ALT、AST、LDH、ALP采用速率法。结果 热应激7、14、21和28 d,小鼠血清中的Na⁺浓度较对照组偏高，而K⁺浓度均较对照组偏低，但是各组之间不存显著差异。C1^-浓度较对照组在第28天时显著增高(P<0.05)。TP含量在各个时期不存在显著差异，而ALB的含量在第28天显著高于对照组(P<0.01)。热应激组AST...     

典型草原退化梯度上土壤水溶性盐分的变化特征

土壤水溶性盐类的定量化分析,是研究土壤盐分动态变化、确定土壤盐渍化程度以及进行盐渍土改良应用的关键环节之一。以内蒙古呼伦贝尔市新巴尔虎右旗境内典型克氏针茅草原为研究对象,选取轻、中、重三个不同放牧梯度,研究土壤中水溶性离子的变化特征。结果表明:放牧强度对Cl^-、Mg²⁺没有显著性影响,对土壤SO^2-₄、Ca²⁺、K⁺和Na⁺具有极显著的影响;随着放牧强度的增强,SO^2-₄、K⁺和Ca²⁺逐渐降低,Cl^-和Na⁺均呈先增加后降低的趋势,Mg²⁺随放牧强度的增加明显下降;在土壤盐分离子的相关性分析中,SO^2-₄与Ca²⁺、SO^2-₄与K⁺、Ca²⁺与K⁺均表现为极显著的正相关关系(P＜0.01),Cl^-与Ca²⁺、SO^2-₄、K⁺均表现为显著负相关关系(P＜0.05)。     

修正Gash模型在兴安落叶松天然林林冠截留中的应用

为验证修正Gash模型在大兴安岭地区兴安落叶松天然林中的适用性,基于2014年4—10月56场降雨,评价兴安落叶松林冠对次降雨、周累积降雨、季节降雨及年降雨截留量的模拟效果。结果表明:观测期内总降雨量为(289.4±1.66)mm,穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别占同期降雨总量的75.44%、2.60%和21.95%。林冠截留量的模拟值与实测值分别为65.17 mm和63.53 mm,相对误差为2.58%; 周累计林冠截留量与实测值的相对误差为2.59%; 春、夏、秋季模拟值与实测值相对误差分别为0.71%、3.62%和0.44%。单次降雨林冠截留量只有在降雨量较小情况下,模拟精度较高; 当降雨量增加到12.23 mm时,模拟精度显著降低。据此表明,修正Gash模型对兴安落叶松天然林林冠截留总量的模拟具有较好的适用性,可为研究该地区森林水分循环和利用提供科学简便的方法。     

复合盐碱胁迫对OT百合生长和生理特性的影响

【目的】揭示百合在复合盐碱胁迫下的生理响应特征。【方法】以OT杂种系百合‘红色宫殿’(Lilium ‘Red Palace’)种球为试验材料,用不同浓度的单盐(NaCl)、中性混合盐[m(NaCl):m(Na₂SO₄)=1:2]和碱性混合盐[m(NaCl): m(Na₂SO₄):m(Na₂CO₃):m(NaHCO₃)=5:23:9:3)进行胁迫处理,蒸馏水为对照(CK)。测定百合叶片及根、茎的形态指标、生物量、根冠比、相对电导率、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、根系活力、相对含水量以及Na⁺、K⁺浓度变化。【结果】①与CK相比,3个不同盐碱处理组的百合地下生物量、总生物量和根冠比均有所降低,地上生物量和各形态指标均表现出对盐碱胁迫低促高抑的特点。②盐碱胁迫导致百合相对电导率、丙二醛含量上升;低浓胁迫促使百合根系活力升高,可溶性蛋白含量上升。当盐碱浓度高于一定值后,百合根系活力和可溶性蛋白含量均呈下降趋势。③各处理百合幼苗地上、地下的K⁺与Na⁺含量比值(记为K⁺/Na⁺值)均下降,其中碱性混合盐处理下K⁺/Na⁺值比中性混合盐和单盐处理的低。④双因素方差分析表明,盐浓度对各项指标的影响大于盐组合,且盐浓度、盐组合及其交互作用对鳞茎直径、总鲜质量、总干质量、根冠比、根系活力及相对含水量均存在极显著影响。【结论】3个盐碱处理组对百合的胁迫程度由强到弱依次为碱性混合盐>中性混合盐>单盐,这一结果可为选择适宜百合生长的土壤提供一定的理论依据。     

苏南丘陵区麻栎林冠层水文效应及其影响因素

为探讨苏南丘陵区麻栎林生态水文过程及其影响因素,采用定位观测的方法,于2012年4月至9月对麻栎林的降雨分配过程进行了监测研究。结果表明:研究期内,累计降雨量470.7 mm,平均场降雨量10.0 mm,小雨占据降雨事件的绝大部分,频率达到70.21%。穿透雨量、树干径流量、林冠截留量与降雨量呈极显著正相关关系。根据回归模型确定了林冠部分的持水能力和树干持水能力分别为0.87 mm和0.11 mm,形成树干径流的最小雨量为3.42 mm。林冠截留率与降雨量、降雨强度以及空气湿度有显著的负相关关系。小雨量级下,随月平均叶面积指数的增加各月林冠截留率增大。月平均林冠截留率与叶面积指数有极显著的线性关系。林冠平均截留率为20.48%。     

三峡山地不同林型冠层截留特征及再分配过程研究

森林冠层对降雨的截留和再分配是生态水文学的重要研究内容.截留过程因降雨特征、森林类型及立地环境存在差异.以三峡库区山地的暖性针叶林、落叶阔叶林和针阔叶混交林三种林型为研究对象，对比了2018年植物生长季(4—11月)56场降雨的再分配特征及影响因素.结果表明：1) 降雨在三种林型的再分配特征具有明显差异.暖性针叶林的透流量、树干径流量、林冠截留量分别占同期林外降雨的62.0%、7.2%、30.8%；落叶阔叶林分别占77.9%、3.5%、18.6%；针阔混交林分别占73.3%、2.7%、24%. 2) 再分配参数与降雨量的相关分析显示，三种林型下树干茎流量、透流量均与降雨量呈线性正相关关系，冠层截留量与降雨量呈幂函数关系. 3) 场次降雨特征也会影响再分配，大雨和暴雨时三种林型内降水再分配的动态过程存在明显差异.三种林型的降雨再分配过程因受降雨量、降雨强度等降雨特征和林冠结构的影响而产生差异.针阔叶混交林在强降雨条件下能够更有效地减缓降雨对地表土壤的强烈冲击，减少水土流失.     

闽北不同类型毛竹林冠层降水再分配特征

以中亚热带杉木纯林(Ⅰ)和常绿阔叶林(Ⅴ)为对照,对闽北地区竹杉混交林(Ⅱ)、毛竹纯林(Ⅲ)、竹阔混交林(Ⅳ)冠层降水再分配特征进行了研究。结果表明：各林分穿透雨率为462 %～862 %,平均穿透雨率排序由大到小为Ⅰ(770 %)、Ⅲ(750 %)、Ⅳ(737 %)、Ⅱ(703 %)、Ⅴ(677 %);各林分树干茎流量排序由大到小为Ⅳ(692 mm)、Ⅲ(520 mm)、Ⅱ(373 mm)、Ⅴ(230 mm)、Ⅰ(176 mm),树干茎流量随雨量增大而增大,不同类型毛竹林增加的比例大于杉木纯林和阔叶林;各林分产生树干茎流的最小响应雨量排序由小到大为Ⅱ(64 mm)、Ⅳ(69 mm)、Ⅲ(75 mm)、Ⅴ(89 mm)、Ⅰ(104 mm);各林分林冠截留率为141 %～535 %,平均林冠截留率排序由大到小为Ⅴ(313 %)、Ⅱ(282 %)、Ⅳ(235 %)、Ⅲ(229 %)、Ⅰ(223 %)。5种林分穿透雨、树干茎流和林冠截留均与林外降雨量显著正相关（p＜001）,其中穿透雨量和降雨量的关系用模型Y=a+bX拟合较好;林冠截留量和降雨量之间的关系用三次曲线（Y=β0+β1X+β2X2+β3X3）方程较拟合最好。综合分析表明,毛竹纯林对小到中雨的截留能力较好,竹杉、竹阔混交林对大到暴雨的截留能力较好。     

吉林蛟河不同演替阶段针阔混交林 凋落物持水特性研究

凋落物层是森林土壤不可缺少的保护层,在森林水土保持及水源涵养中起着不可替代的作用。为探究中国东北东部山地不同演替阶段针阔混交林凋落物持水特性的变化规律,以及持水特性与演替阶段之间的关系,以吉林省蛟河市林业实验区管理局林场不同演替阶段针阔混交林凋落物为研究对象,分别在中龄林、近熟林和成熟林固定监测样地中采用蛇形取样法均匀地选择5个边长为20 cm的正方形样方,并将每个样方内的未分解层和半分解层的凋落物取回实验室进行持水特性分析。采用室内浸水法计算凋落物的蓄积量、持水量、持水率以及凋落物的有效拦蓄量,并结合野外观测数据分析林下凋落物的持水特性与演替阶段之间的关系。结果表明:不同演替阶段凋落物的总蓄积量为成熟林(7.26 t/hm²)>近熟林(4.56 t/hm²)>中龄林(3.68 t/hm²),持水量大小为成熟林(21.23 t/hm²)<近熟林(35.24 t/hm²)<中龄林(47.71 t/hm²),持水率大小为成熟林(844.72%)>近熟林(742.58%)>中龄林(592.02%),有效拦蓄量为成熟林(31.32 t/hm²)>近熟林(20.52 t/hm²)>中龄林(11.98 t/hm²)。林分各演替阶段不同分解程度的凋落物持水量与持水率均随着浸水时间的增加呈对数关系增长,吸水速率则随浸水时间的增加呈幂指数关系下降。研究表明,成熟林的持水性能最强,近熟林、中龄林持水性能依次减弱。不同演替阶段林分最大持水量、最大持水率与蓄积量大小排序一致,表明持水量、持水率与蓄积量有很强的相关关系,蓄积量越大,凋落物持水量、持水率越高,森林凋落物持水能力越强。     

AM真菌对盐碱胁迫下杜梨幼苗生长与生理代谢的影响

【目的】探究接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)对盐碱胁迫下杜梨幼苗生长与生理代谢及耐盐碱能力的影响,为杜梨菌根苗在盐碱地上植被构建中的应用提供理论依据。【方法】采用双因素试验设计,以1年生杜梨实生苗为材料,将幼苗分为AMF(摩西管柄囊霉,Funneliformis mosseae)接种和未接种两组,以Na₂CO₃同时进行盐碱处理(浓度梯度为0、100、200和300 mmol/L),并测定其生长与生理性状。【结果】接种AMF提高了盐碱胁迫下杜梨幼苗的株高生长量(△H)以及生物量积累,与未接种幼苗相比,接种组幼苗的△H和生物量在盐碱胁迫下降低的幅度显著减小。丛枝菌根在一定程度上降低了Na⁺在杜梨根和叶的积累,在3个Na₂CO₃浓度处理下,接种组幼苗根中Na⁺的含量分别比未接种组低10.8%、21.6%和19.4%,从而提高了接种组幼苗根和叶中K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、Mg²⁺/Na⁺的比值以维持较好的离子平衡状态。接种AMF可以提高盐碱胁迫下杜梨幼苗叶的叶绿素含量,降低脯氨酸和丙二醛在叶中的积累,表明接种AMF可以减轻盐碱胁迫对杜梨造成的离子毒害与过氧化伤害。【结论】AMF直接影响盐碱胁迫下杜梨幼苗生理代谢,提高其光合色素含量,维持其体内离子相对平衡,减少活性氧伤害,从而提高了杜梨幼苗的耐盐碱能力,促进其在盐碱胁迫下的生长。     

梭梭根际根瘤菌对紫花苜蓿生长及耐盐性的影响

目的 土壤盐渍化是降低植物生产力、制约农业发展的主要非生物胁迫因素之一,豆科植物共生固氮菌对土壤盐渍化非常敏感,因此探讨盐胁迫下荒漠植物根际根瘤菌资源对紫花苜蓿生长及耐盐性的影响,有望为豆科植物新型复合微生物菌肥的研发和增强紫花苜蓿(Medicago sativa)耐盐能力提供理论基础和优质菌种资源。方法 以从梭梭(Haloxylon ammodendron)根际分离得到的3株根瘤菌(WAW-10、WA30-5和WM30-21)为研究对象,探究0和300 mmol/L NaCl处理下3株梭梭根际根瘤菌对紫花苜蓿生长和耐盐性的影响。结果 接种3株梭梭根际根瘤菌均促进了正常条件和盐胁迫下紫花苜蓿植株的生长,叶绿素含量、根系活力、含碳量和含氮量均显著提升,尤以菌株WM30-21的综合效果最佳;各接菌处理均可诱导紫花苜蓿结瘤,尤以菌株WM30-21的效果最佳。盐胁迫下,接种3株梭梭根际根瘤菌均提高了紫花苜蓿的过氧化氢酶活性,降低了相对质膜透性和丙二醛含量,从而维持了质膜的相对完整性;并提高了紫花苜蓿叶片可溶性糖和脯氨酸含量,从而增强了渗透调节能力;还降低了紫花苜蓿植株中的Na⁺含量、维持K⁺含量的相对稳定,从而提高了钾、钠离子物质量之比(K⁺/Na⁺),其中以菌株WM30-21的效果最佳。结论 接种3株梭梭根际根瘤菌均不同程度地促进了紫花苜蓿的生长,并通过维持质膜的相对完整性、增强渗透调节能力和提高K⁺/Na⁺来增强其耐盐性,其中以菌株WM30-21效果最佳。     

北亚热带毛竹林林冠截留特征的研究

对长江三角洲森林生态定位站的北亚热带毛竹林林冠截留作用进行了观测研究,结果表明：研究区毛竹林的林冠全年截留总量为171.7 mm,场均截留率为29.4%,有着较好的生态水文作用。不同雨量级、雨强级下,毛竹林林冠截留效果差异显著,在小雨量级、雨强级下,毛竹林林冠截留效果较好。毛竹林林冠截留量(率)与降雨量、降雨强度、降雨历时、叶面积指数、枝叶雨前干燥度存在不同程度的相关性,降雨历时对林冠截留量起重要作用,降雨强度对林冠截留率起重要作用。在已有的林冠截留模型基础上,引入叶面积指数变化动态加以改进,改进后的模型有更好的适用性。