高寒嵩草草甸不同土地管理措施对植被生产力的影响

将原生高寒嵩草草甸封育系统作为对照,研究了土地退化对植被生产力的影响,检验了退化土地在不同人工重建措施下对植被生产力的相对影响程度.研究结果表明:原生植被封育处理总地上生物量为265.1 g/m2,0～30cm土层地下根系生物量达6982 g/m2;而重度退化处理总地上生物量仅为139.9 g/m2,0～30 cm土层地下根系生物量为916 g/m2,仅占原生植被封育处理地下根系生物量的13%,因此重度退化地主要特征之一是天然嵩草草甸坚实而富有弹性的草皮层的丧失.土地退化使地下根系生物量的损失量大约为地上损失量的50倍.混播、松耙单播和翻耕单播人工种植处理经过7个生长季后,总地上生物量分别为原生封育处理的116%,75%,68%;自然恢复处理总地上生物量为原生植被封育处理的76%.与重度退化草地相比较,种植可以有效恢复地上生物量,尤其是禾草生物量,这对于提供冬季饲草、减少天然草地的压力是至关重要的.混播、松耙单播、翻耕单播和自然恢复处理,经过7个生长季后,地下根系生物量分别为1 323,1 094,1 169,1412 g/m2,重建措施(如混播)自然恢复处理可部分恢复地下根系生物量;恢复重建处理与原生植被封育处理相比较而言,有更多的生物量是分配在地上的.但随恢复年限的增加,恢复重建草地都是将更多的生物量分配给地下.且随恢复时间的增加,人工种植处理向地下转移生物量的速率比自然封育处理的更快.     

The response of clonai growth of Hippophae rhamniodes L.subsp sinensis to the availability of soil moisture in Mu Us sand land

通过生物量测定和跟踪挖掘法,研究了毛乌素沙地中国沙棘克隆种群生长特征和形态特征对土壤水分条件的可塑性反应.结果表明:低水分条件下,植株个体和种群都较小,子株数量、萌蘖根条数和分枝级数较少,而隔离区较长,种群趋向于游击型;高水分条件下,植株个体和种群都较大,子株数量、萌蘖根条数和分枝级数较多,而隔离区较短,种群趋向于集团型.在生物量分配方面,低水分条件下,枝条、叶片、根系和地上生物量分配比例较大;高水分条件下,树干、萌蘖根和地下生物量分配比例较大.土壤水分条件差异引起中国沙棘个体大小和种群大小的分化,进而导致了种群适合度的差异.     

毛乌素沙地沙柳人工林最优平茬周期的确定

摘要 针对毛乌素沙地沙柳人工林衰退问题,从防风固沙角度探讨沙柳林最佳平茬周期,为今后平茬作业提供理论依据。以毛乌素沙地丘间低地沙柳人工林为研究对象,测定平茬后不同林龄沙柳林林内粗糙度和风速廓线与林后沙丘迎风坡粗糙度,分析确定出兼顾沙柳特殊平茬生态学特性和防风固沙效益的最佳平茬周期。试验结果表明：沙柳在平茬后第4a,林内粗糙度呈现最大值,地表比较稳定,之后开始出现下降趋势;沙柳林林后沙丘迎风坡的粗糙度在平茬后初期,地表粗糙度低于起沙时粗糙度,易发生风蚀现象,之后随着沙柳的生长,平茬后第3a开始,林后7H（H为沙柳平均高度）内地表粗糙度均大于起沙时粗糙度,沙柳林对林后迎风坡防护效果较好,而4a后,沙柳林防风能力下降,地表粗糙度下降,地表抗风蚀能力减弱。研究得出沙柳林最优的平茬周期为4年。     

平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构分形特征的影响

为揭示毛乌素沙地不同平茬周期的人工沙柳林地土壤孔隙的分形特征,阐明平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构特征的影响,以平茬周期为3、5、7a进行定期抚育的沙柳林地土壤为研究对象,通过低温氮气吸附试验研究了不同平茬周期沙柳林地0～50 cm土壤的孔隙结构参数及等温吸附曲线,采用Frenkel-Halsey-Hill模型计算孔隙表面的分形维数,分析了林地土壤各孔隙结构参数之间的关系以及孔隙表面分维数与各孔隙参数之间的关系.结果表明:①该研究区的林地土壤孔径以中孔(2～50 nm)为主,有少量的微孔(≤2 nm)和大孔(≥50 nm);②不同平茬周期的沙柳林地土壤孔隙结构分形特征明显,分形维数范围为2.4971～2.7797,平均为2.6849,可较好地描述林地土壤孔隙表面和孔隙结构的分形特征;③不同平茬周期下林地土壤分形维数与各孔隙结构参数有密切关系,分形维数越大,孔隙表面越粗糙,不规整程度越高;④植被的平茬影响其再生复壮,针对沙柳为主要防风固沙树种的毛乌素沙地,平茬周期为5a时较适宜林地土壤发育并保持结构稳定.可见合理的平茬周期有利于当地人工林的生长和土壤稳定发育,因此,研究结果可为当地沙柳人工林的管理和经营提供理论指导,促使沙柳人工林达到预定的生产经营目标.     

海南岛东北部木麻黄立木生物量建模

【目的】木麻黄是海南岛沿海主要的造林防护树种,量化估测木麻黄林生物量有利于明确木麻黄的碳汇贡献能力。【方法】以海南岛东林场木麻黄林为研究对象,选取了44株标准木,并获得其生物量实测数据。基于筛选的41株木麻黄样木生物量数据,分别选出地上和地下生物量最优独立模型,依据非线性度量误差模型的理论和求解方法,以及地上、地下生物量与材积变量之间的转换关系,建立了木麻黄地上生物量和地下生物量相容性模型,并采用加权回归消除各模型的异方差。【结果】地上、地下生物量最优独立模型为以胸径D为自变量的一元方程,立木材积的最优独立模型为以胸径D和树高H为自变量的二元独立模型; 非线性度量误差联立方程组能够很好地解决生物量相容性的问题,地上、地下生物量和立木材积的决定系数R²均大于0.95,并很好地改进了单株预测精度(平均百分标准误差E_MPSE均小于10%)和控制了平均预估误差; 同时,得出生物量转换因子(E_BCEF)和根茎比(R)的二元方程。【结论】此次建立的木麻黄生物量非线性联立方程组可用于大范围尺度估算木麻黄防护林的生物量及其碳储能力。     

不同土壤粗化度对金色狗尾草生长的影响

研究增加科尔沁沙地土壤粗化度对金色狗尾草(Setaria glauca(L.)Beauv.)生长的影响.结果表明:随着土壤粗化程度的提高,金色狗尾草的株高、根长、地上和地下生物量等生长指标均降低,但根冠比却显著提高;不同粗化程度土壤下金色狗尾草的地上、地下生物量有着相同的非线性定量关系,其地上-地下关系符合幂函数异速生长模型.     

茳芏(Cyperus malaccensis Lam.)生物量估测模型

【目的】探讨简单、方便且能准确估算盐沼植物生物量的方法,简化其生物量测定工作。【方法】以高度(H)和密度(D)2个形态因子作为变量,用数理统计方法构建茳芏(Cyperus malaccensis Lam.)生物量估测模型。【结果】茳芏地上生物量(Wa)以DH为变量进行估测更恰当,以DH为自变量的乘幂曲线模型Wa=0.0097(DH)1.177为生物量最佳估测模型。【结论】运用回归模型估算茳芏地上生物量可行,并可取得较为可靠的预测精度,茳芏地下生物量不能得出合适的估算方程。     

毛乌素沙地中国沙棘克隆生长对土壤水分含量的响应

通过生物量测定和跟踪挖掘法,研究了毛乌素沙地中国沙棘克隆种群生长特征和形态特征对土壤水分条件的可塑性反应 。结果表明:低水分条件下,植株个体和种群都较小,子株数量、萌蘖根条数和分枝级数较少,而隔离区较长,种群趋向于游击型 ; 高水分条件下,植株个体和种群都较大,子株数量、萌蘖根条数和分枝级数较多,而隔离区较短,种群趋向于集团型。在生物 量分配方面,低水分条件下,枝条、叶片、根系和地上生物量分配比例较大; 高水分条件下,树干、萌蘖根和地下生物量分配比 例较大。土壤水分条件差异引起中国沙棘个体大小和种群大小的分化,进而导致了种群适合度的差异。     

干旱沙区沙鞭生物量分配格局与克隆生长形态可塑性对沙埋的响应

克隆植物可通过调控其生物量分配格局与形态可塑性应对环境胁迫与干扰，在干旱沙区占据优势地位。阐明沙区克隆植物生物量分配格局与克隆生长形态可塑性对沙埋的响应对于探究沙生克隆植物应对风沙环境的适应策略具有重要意义。本文以乌兰布和沙漠典型根茎型克隆植物沙鞭(Psammochloa villosa)为研究对象，研究其生物量分配格局(地下：地上、水平：垂直)与克隆生长关键性状指标(根茎横截面积、节间长与芽库)对沙埋干扰的响应规律。结果表明，随沙埋深度增加，与地下：地上生物量分配格局无显著变化相比，沙鞭水平生物量占比显著降低(P<0.05);地下根茎横截面积随沙埋深度增加显著降低(P<0.05),而根茎节间长呈先增加后减小趋势；根茎芽随沙埋深度增加而增加，分蘖芽呈先增加后降低趋势。研究表明，沙鞭可通过调整其生物量分配格局应对沙埋胁迫，即增加垂直方向生物量。同时在深度沙埋条件下，根茎生理整合能力减弱，而增加其水平扩展能力(尤其是在中度沙埋深度)。此外，沙鞭还通过改变芽库大小与组成，作为一种适应性对策缓冲沙埋对沙区植物的干扰。     

极度稀植条件下菊芋株高与其生物学特性相关性研究

采用极度稀植方法,研究菊芋株高对叶片数量、小花数量、块茎数量、叶片生物量、块茎生物量、茎秆生物量、根系生物量等指标的影响,从株高角度为菊芋新品种选育及栽培管理提供参考.结果表明：极度稀植条件下菊芋株高56%集中在200-241cm;块茎个数、块茎生物量、根系生物量、小花生物量和地下生物量均随株高的增加而逐渐增加的变化趋势;整体角度分析株高与各因子之间呈现正相关关系,并且与茎秆生物量、地上生物量之间相关性极显著（P〈0.01）;在株高≤200cm条件下,株高与个因子之间表现为负相关关系,其中与茎秆生物量、块茎生物量和地下生物量之间相关性极显著（P〈0.01）.     

祁连山典型小流域高寒草地生物量估算及空间分布特征

以祁连山八宝河流域为例,实地采集的数据为基础,利用统计分析方法,估算了流域内高寒草甸与高寒草原的生物量,并结合实测的归一化植被指数(NDVIGS)和同期的多光谱遥感影像(NDVILD),建立了流域内高寒草地生物量的估算模型,并对流域内草地生物量进行了估算。研究结果表明:研究区内草地地上平均生物量为216.78g/m2,地下平均生物量为2 985.07g/m2。基于遥感估算高寒草地地上生物量的最优模型为指数函数(n=40,R2=0.731,P0.01),经与实地数据检验,精确度达到72%,模型适合高寒草地地上生物量的估算。基于遥感估算八宝河流域高寒草地地上生物量最高为459.54g/m2,最低生物量为45.12g/m2,地上总生物量为0.198×109 kg。     

鄱阳湖南矶山湿地灰化苔草季节生长动态研究

以鄱阳湖南矶山湿地灰化苔草为对象,研究了其生物量、株高、鞘高等生长指标,分析了其季节生长动态.研究结果表明:灰化苔草各指标的季节生长动态基本一致,皆呈单峰型曲线;灰化苔草的地下生物量 > 地上总生物量,各构件生物量关系为根 > 茎 > 叶;灰化苔草种群的地上生物量与株高、鞘高呈线性函数关系,利用鞘高和株高可较好地预测灰化苔草种群地上生物量.     

放牧和刈割对草原地下净生产力和根系周转的影响

放牧作为一种人类活动的干扰因子,主要通过动物的采食、践踏及其排泄物的输入对草原生态系统产生影响.放牧直接作用于草原生态系统的地上部分和土壤,从而改变草原生态系统的物质生产和碳分配,进而影响到地下净生产力和根系周转.本文综述了放牧及刈割对地下生物量、地下净生产力、碳分配和根系周转的影响,得到如下结论:北方干旱、半干旱草原在重度放牧下,地下净生产力、地下生物量会显著下降,地下碳分配减少.放牧也通常会加快根系周转.研究不同放牧方式(羊单牧、牛单牧、牛羊混牧和无牧)对根系周转的影响,发现牛单牧条件下细根的年周转率最高.文章也对今后根系生态学的研究方向提出建议和展望.     

华北落叶松人工林生物量的估算方法

生物量估算参数以比值的形式描述林分蓄积量、树干生物量、地上生物量和地下生物量间的相对生长关系.为降低区域森林生物量估算及其变化的不准确性,以华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr.)人工林为例,利用89块样地的实测数据,分析了关帝山林区、五台山中山区、五台山盆地区和塞罕坝林区等4个典型区域地上生物量(MA)与蓄积量(V)、地上生物量(MA)与树干生物量(MS)以及地下生物量(MR)与地上生物量(MA)间的回归方程及其区域差异.结果表明,区域MA与V方程间和MA与MS方程间存在显著差异(p<0.05),建议按区域构建MA与V以及MA与MS的方程;不同区域的MR与MA方程间无显著差异(p>0.05);整个区域的方程也有良好的回归效果(R2>0.90).此外,利用V、MS、MA和MR间的函数关系将提高生物量估算的准确性,整体优于利用生物量估算参数和林分指标的函数关系.     

苏南丘陵区杉木根系的生态特性

<正>本文记述了在杉木根系研究中采用的方法——重量法。按照这一方法于1973—1979年间在苏南丘陵区调查了33株2—20年生杉木的根系及地上部分生物产量。研究结果表明: 一、丘陵区杉木根系分布的特点具有明显的浅根性,根系主要集中分布于0—20厘米的土层内(占根量的80％);根系分布因土壤容积重和营林措施的不同表现出一定程度的可塑性,即土壤容积重愈大,根系愈集中土壤表面,地上部分生长愈差,深翻能减轻土壤容积重,促进杉木根系分布位置有一定程度的下移。 二、杉木根系具有明显的趋肥性、好气性、怕水渍和与杂草竞争能力弱等生态特性。 三、杉木根量(ω)的大小与树高(H)之间呈幂函数关系:(ω=3.430H~(1.3686) 四、杉木地下与地上部分生物量之间的比例关系(地下:地上=1:y),随树高(H)而变,呈对数曲线关系:y=0.3067+3.5321lgH。 掌握了杉木树高与根量,树高与地下和地上部分的比例关系后,只要测出林分平均高就能粗略地计算出林分的生物产量。     

印度梨形孢对黑松幼苗生长量及其根系形态的动态影响

为研究印度梨形孢(Piriformospora indica)对黑松(Pinus thunbergii)幼苗生长及其根系形态的动态影响,在营养杯培育条件下研究了印度梨形孢对黑松地上部分与根系生长、根系构型及根系分形维数的影响。结果表明,印度梨形孢对黑松地下根系生长的促进作用发挥时间早于地上部分、效应显著高于地上部分,接种印度梨形孢15~30 d时对地上部分基本无影响,但对根系促进作用明显,而地上部分在60 d时生长效应显著。接种印度梨形孢可增加黑松地上部分、根系的生物量,也显著地改善了根系长度、分支数、表面积、体积等构型参数与根系分形维数,促进黑松生长。     

鄱阳湖南矶湿地6种优势植物群落植被碳储量分布特征

在春季生长期,在鄱阳湖南矶湿地典型区内沿水位梯度采集6种优势植物群落样品,进一步区分植物地上部分茎叶和地下根系,以及优势种和伴生种.通过测定群落不同组分的全碳含量和生物量分析了鄱阳湖湿地植被碳分配与碳储量特征.结果表明:植物地上部分全碳含量的波动范围为37.12%～47.30%,地下根系全碳含量的波动范围为24.32%～38.33%,地上部分大于地下根系.总碳储量在不同群落间的变化范围为229.29～581.37 gC·m^-2,表现为灰化苔草群落最高,菰群落最低.不同群落物种的碳分配策略存在显著差异:灰化苔草和狗牙根地下根系碳分配远高于地上部分,虉草和芦苇则将更多的碳分配至地上部分,菰和南荻地上和地下碳分配较为均衡.碳储量在种间分配上主要集中于群落优势种.     

早春类短命植物生物量研究(Ⅲ) ——顶冰花生物量特征及模型构建

以早春类短命植物顶冰花为研究对象,采用全收获法对其生物量进行统计.结果表明:顶冰花的单株生物量平均为0.316 2 g,地下部分较地上部分平均高出37.92%.随着叶长的增大,叶生物量、果生物量、总生物量、地上生物量与地下生物量均显著增加,而花生物量显著减小.有性生殖生长与植株个体大小的关系密切,占总生物量的5.47%~19.42%,平均为11.92%;占营养器官的比例平均为14.41%,表现出随叶长的增大呈先增加后下降再增加的变化趋势.根冠比介于0.93~1.86,平均为1.33,随叶长的增大呈单峰型变化.整体来看,顶冰花的生物量有随生长发育由地上生长转为地下生长,再由地下生长转为地上为主的变化和从营养生长逐渐转向有性生殖的趋势.以叶长为自变量拟合顶冰花地上、地下和全株的4种生物量估测模型,除地下生物量的指数模型外,拟合和验证结果均达到相关建模的精度要求.     

老芒麦地下根系数量特征与分蘖特性的相关性研究

以田间表现优异的3份老芒麦(E.sibiricus)品种为研究对象,通过研究老芒麦地上分蘖数与不同土壤分层中的根系重、根系长及根系密度之间的关系,探讨地下根系特征与分蘖特性的相关性,以期获得老芒麦地上生物量的最大化.研究结果表明:0-10cm土层内的根系分布及根长对老芒麦地上分蘖影响最大;X16老芒麦品种0-10cm土层内的地下生物量最高,根系分布、密度、根长与其它2个品种差异性显著,地上分蘖株也最多,达到525株/m,显著高于其它2个品种.     

毛乌素沙地植被恢复主要植物种的气体交换特性研究

使用Li-6400便携式气体分析系统,观测了自然条件下毛乌素沙地主要植物种小叶锦鸡儿、沙柳、羊柴和油蒿的气体交换特征.结果表明:4种植物的气体交换特征均显示出对干旱环境良好的适应特性.其中,油蒿净光合速率(Pn)和蒸腾速率(E)日变化为双峰型曲线,其它3种植物Pn和E日变化均为单峰型.沙柳和羊柴Pn和E的日均值显著高于小叶锦鸡儿和油蒿,并依赖高光合能力维持其水分利用效率(WUE).而小叶锦鸡儿和油蒿则更加依赖降低气孔导度(Gs)减少蒸腾来提高WUE.此外,沙柳和羊柴的最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)高于小叶锦鸡儿和油蒿,反映了其较强的光能利用和适应能力.同时,依据不同物种的适应特性,并基于自然生态系统原理,兼顾经济效益,提出了4种植物在植被恢复过程中科学配置的建议.