林木根源有机C对大气CO2浓度升高的响应

林木根源有机C包括根系通过根枯落物、根系(根共生菌丝)分泌物和根共生菌周转3条途径向土壤输入的有机C.它是森林生态系统中一个重要的、潜在的C汇.综述了根源有机C与其微生物对CO2浓度升高的响应.虽然对根系寿命的变化尚不清楚,但CO2浓度升高将导致根系生物量、生产量、死亡量和分泌物的增加;同时,CO2升高亦促使根共生菌生物量的增加而增加了共生菌的C归还潜力,表明CO2升高使根源有机C的输入增加了.CO2浓度升高情况下,根系化学性质(根N浓度降低)和形态特征(根直径增加)的这些变化均有利于增加土壤C的吸存;而根分布深度的降低则对土壤C吸存不利;CO2浓度升高对根分泌物和根共生菌质量的影响研究则极少.CO2浓度升高下土壤微生物活性和群落组成的变化存在较大的不确定性.目前CO2浓度升高下林木根源有机C对森林长期C吸存的贡献仍很不清楚.     

石漠化生境中两种不同光合类型植物的生长和生物量分配策略

【目的】研究喀斯特不同石漠化生境中不同光合类型植物的生长和生物量分配策略,为喀斯特的石漠化治理和恢复提供参考。【方法】野外采集研究区内不同石漠化生境下的C3植物三脉紫菀(Aster ageratoides)和C4植物狗尾草(Setaria viridis),测定两种植物的株高、叶面积、根系表面积等形态特征及根、茎、叶、花等各器官生物量的积累和分配。【结果】随着喀斯特石漠化程度的加剧,C3植物三脉紫菀和C4植物狗尾草的株高、叶面积及地上生物量(茎、叶、花)显著降低,但根表面积保持不变,且根和叶生物量比升高,茎生物量比降低。三脉紫菀的根生物量和总生物量并没有随着石漠化程度的加剧而降低,但狗尾草却显著降低。【结论】C3植物三脉紫菀和C4植物狗尾草在喀斯特石漠化生境中,地上生长均受到了不同程度的抑制,但都能通过提高根和叶生物量分配而降低茎生物量分配、同时保持一定的繁殖输出来适应喀斯特生境。但是,C3植物三脉紫菀在石漠化生境中表现出了比C4植物狗尾草更强的竞争力,具体原因还需进一步研究。     

大气CO_2含量升高对棉叶化学成分的影响

利用开顶式CO2控制室(OTC)研究了CO2含量升高对转Bt基因棉(GK-12)和常规棉(Simian-3)叶片中化学成分的影响.结果表明:大气CO2含量升高使Simian-3、GK-12棉叶的总C质量分数分别增加29.08%、29.11%,C/N值增加40.54%、39.84%,单宁质量分数增加15.28%、21.12%;而使叶片含水量分别降低3.48%、1.82%,含N量降低23.89%、22.92%.棉花品种仅影响到叶片中单宁的质量分数,并且对照CO2含量下GK-12的质量分数比S3中的质量分数低7.5%.说明大气CO2含量升高不但影响转基因植物的生长发育,而且还改变转基因植物体内的化学成分的组成与质量分数.     

加拿大一枝黄花对土壤砷污染的生长响应

为了认识入侵植物对土壤砷污染的生长响应,进行土壤加砷种植加拿大一枝黄花的盆栽实验,观察一枝黄花的长势、测定一枝黄花的株高、茎粗和生物量.结果表明,高砷对一枝黄花具有毒害作用,其中毒症状为植株矮化,新叶发黄,叶尖焦枯,根系腐烂.与对照相比,当土壤加砷浓度不大于100 mg·kg-1时,一枝黄花的株高和茎粗无显著变化;加砷200和500 mg·kg-1时,株高分别降低49.9%和89.1%,茎粗分别降低48.4%和58.3%.土壤加砷不大于50 mg·kg-1时,一枝黄花的生物量没有显著变化.土壤加砷水平达到100 mg·kg-1时,一枝黄花的根、茎、叶和总生物量均显著下降.土壤加砷水平达到500 mg·kg-1时,一枝黄花根、茎、叶和总生物量降低95%以上.相关分析表明,加拿大一枝黄花的根、茎、叶生物量和总生物量均与土壤砷浓度存在显著的指数函数关系.根据指数回归方程计算得到一枝黄花根、茎、叶生物量和总生物量的半衰减浓度分别为119.2、110.3、125.3和126.1 mg·kg-1.综合来看,一枝黄花可以正常适应含砷100 mg·kg-1以下的土壤环境,但高砷环境会抑制其生长并改变其生物量的分配.     

油蒿演替系列土壤基质的演变

土壤基质变化影响干旱、半干旱区植物群落的演替.对干旱区油蒿群落演替系列土壤基质变化的分析表明,随油蒿群落的演替进展,土壤各层中CaCO3含量显著增加,有机质和土壤全N含量也明显增加,相应各层细菌数量显著增加,油蒿半固定沙地和固定沙地土壤脱氢酶活性显著增强.这些变化促进了油蒿枯枝落叶的分解,加速了Ca2 的释放,促进了土壤呼吸,促进了土壤中CO2的释放,进而促进了油蒿群落土壤中CaCO3的淋溶和淀积.进一步分析得知,油蒿须根是土壤CaCO3形成的重要来源.钙积层的形成使得较油蒿根系更浅的冷蒿植物得以侵入、定居,而油蒿则逐渐退出.因此,土壤基质变化尤其是土壤钙积层的形成是油蒿群落演替的根本原因.     

亚高山红桦根及根际土壤生化特性对升高温度和CO2的响应

通过川西亚高山野外大型控制实验,研究了红桦不同密度下的根系生物量、根际土壤微生物数量和根际土壤酶活性对短期升高温度（ET,相对室外平均升温2.4±0.4 ℃）、升高大气CO2浓度（EC,平均增加15.5±1.0 μmol·L^-1）及交互作用（ETC,生长室相对室外平均升温2.2±0.5　℃并CO₂浓度平均增加15.8±1.2　μmol·L^-1）的响应.初步结果表明：升高大气温度或CO₂浓度均能够显著促进红桦低密度和高密度下单株根系生物量;升高温度和CO₂浓度及二者共同升高对微生物类群和数量影响不同,升高温度细菌、真菌数量以及低密度下放线菌数量显著增加,而高密度下放线菌数量显著下降;升高CO₂浓度下高密度时细菌和真菌数量增加而低密度下均显著下降;升高温度（ET）显著抑制高、低密度下红桦根际土壤多酚氧化酶活性,升高CO₂（EC）根际土壤过氧化氢酶活性在2种密度条件下均不同程度升高,土壤脲酶和多酚氧化酶活性则降低;ETC条件下,根际土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶在2种密度下均表现出不同程度的降低,但脲酶活性在高、低密度条件下对ETC表现出不同的响应结果.     

高浓度CO2对红松幼苗及土壤碳氮特征的影响

为探知红松苗对未来大气CO₂浓度的碳、氮响应策略,系统了解不同CO₂浓度下红松幼苗及其土壤碳、氮特征,采用生长箱培养法,分别研究了350、700 μmol/mol CO₂浓度下红松幼苗主要器官碳、氮浓度与积累(吸收)量变化,并分析其培养土壤的碳、氮含量。结果表明:与低浓度CO₂处理相比,高浓度CO₂处理并未对红松幼苗根、茎及叶的碳浓度产生显著影响,但导致叶碳积累量显著增加37.63%; 高浓度CO₂培养导致红松幼苗根、茎、叶氮浓度显著降低,茎氮吸收量显著下降27.45%,根、茎、叶的碳氮比升高,土壤溶解性有机碳含量显著增加28.82%,总有机碳、微生物量碳、全氮、微生物量氮及水解性氮含量均未发生显著变化,碳氮比增加。总体上,3年生的红松幼苗氮浓度、碳氮比、叶碳积累量及土壤溶解性有机碳对CO₂升高响应迅速。     

内蒙古和林格尔地区沙地柏生化成分分析

对内蒙古和林格尔地区沙地柏中常量、微量金属元素、氨基酸、全氮、有机质及其生长土壤环境的含水量、有机质、全氮等进行了详细的测试分析.结果表明:植物中常量元素含量为Ca＞K＞Al＞Mg＞Na型;Fe、Mn、Zn、Cu等微量元素在植物体不同器官中含量顺序不同,叶中含量最多;叶片氨基酸总含量为5.20%;植物含水量:叶＞茎＞根;叶绿素含量叶中最多;根、茎、叶的碳氮含量比(C/N)分别是128、102和50.2;土壤含水量:40～50 cm土层＞20～30 cm土层＞表层土;土壤C/N比随土壤深度的增加而增加.对沙地柏及其生长土壤的生化成分分析结果,可为改善西部地区生态环境,选择优良的防风固沙树种提供可靠依据.     

闽江口湿地主要土壤-植物系统硒的分配特征

研究闽江河口湿地的5种典型土壤-植物系统中硒的分配特征.结果表明,不同类型的土壤-植物系统中,土壤硒的质量比为0.137~0.437 mg.kg-1.各湿地植物土壤的不同层次,其硒的质量比的垂直分布无明显的规律性;各湿地植物土壤的硒的质量比与土壤全磷的相关性较强,而受土壤有机质的影响较弱.不同的湿地植物及同一植物不同部位的硒的质量比存在较大差异,在同一植物中,根、枝或茎的硒质量比大于叶.植物各部位对土壤中硒的富集能力,表现根大于枝或茎大于叶,但富集系数均小于0.5.     

利用植物籽粒苋修复铊污染土壤研究（英文）

近年来,随着对铊的强毒性及其对人类健康的高风险认识增加,土壤铊污染问题越来越多地被关注.植物修复是去除土壤重金属污染具有低成本和可持续的技术,适用于铊污染土壤的修复.本研究选择籽粒苋作为测试植物,用于研究铊污染土壤的修复.土壤中铊浓度设置为0,1,5,10,15和20 mg·kg~(-1),经过100 d的盆栽试验,结果表明,随着土壤中铊的浓度升高,植物的生物量、高度、PSII最大量子效率(Fv/Fm)和植物含铊总量均有差异,且植物个体组织(根、茎、叶)中铊的浓度增加;生物富集因子(BCF)在所有实验设置中均随着土壤中铊含量增加而上升,且都大于1;转移系数(TF)也有类似的规律.因此,籽粒苋具有良好的修复铊污染土壤的潜力.     

鱼腥草耐铅、锌毒性和修复能力的研究

重金属复合污染是土壤污染主要类型之一,为了探明鱼腥草修复土壤重金属复合污染的能力,土培试验研究了Pb、Zn及其交互作用下鱼腥草累积Pb和Zn量的变化.结果表明,单一Pb胁迫下,鱼腥草根、茎、叶中Pb含量均随Pb处理浓度的增加极显著升高,Pb在鱼腥草体内的分配为茎>根>叶,且茎的迁移系数均大于1,茎和叶均具有较高的富集系数,显示鱼腥草对Pb具有较强的转运能力和富集能力.单一Zn胁迫下,鱼腥草根中Zn含量随Zn处理浓度的增加极显著升高,茎和叶中的Zn含量随Zn处理浓度的增加先上升后急剧下降,茎和叶对Zn的迁移系数随Zn处理浓度的增加先增大后急剧减小,茎对Zn的富集系数随Zn处理浓度的增加先升高后降低,叶的富集系数则呈逐渐降低的趋势.Zn对鱼腥草累积Pb表现为颉抗作用;Pb对鱼腥草累积Zn则是随着Pb添加量的增加表现为先促进,而当Pb添加量超过1000mg/kg后转为抑制,Pb、Zn在不同的浓度比及组合下对鱼腥草的生长和重金属累积会产生不同的交互作用类型.鱼腥草对Pb较强的耐性和富集能力为利用鱼腥草修复Pb污染土壤以及低Zn浓度的Pb-Zn复合污染土壤提供了可能.     

大气CO2浓度升高条件下土壤镉污染对土壤酶及微生物群落多样性的影响

本文利用开放式空气二氧化碳(CO2)浓度增加FACE(free air concentration enrichment)平台,研究不同大气CO2浓度条件下,Cd污染胁迫对稻麦轮作土壤中土壤酶及土壤微生物群落多样性的影响.结果表明,在清洁土壤中,大气CO2浓度升高显著诱导蛋白酶、脲酶、尿酸酶的活性以及土壤微生物群落的多...     

不同光照水平下叶损失对樟(Cinnamomum camphora)生物量分配的影响

对不同光照条件及叶组织受损程度对植物生物量分配的影响进行了研究．结果表明：光照条件不同和叶损失程度不同都会导致植物物质分配方式的变化．高光照水平下，植株加大对根的生物量分配，低光照水平下增加对叶的生物量分配，中度光照条件下植株对根和叶的分配则处于两者之间；叶组织损失使植株加大对叶的生物量投资，不同处理阶段结果有所不同；低光照条件下，叶损失植株对叶的生物量分配显著高于高光照下的叶损失植株．     

重金属复合污染对小麦生物量的影响

针对重金属Cd、Pb、Cu、Zn作为复合体对土壤--植物系统的污染时有发生,实验研究了重金属复合污染对盆栽小麦生物量的影响.结果表明,随着Cd、Pb、Cu、Zn四种重金属元素处理浓度的不断升高,小麦的根、穗、茎和叶等生物量总的趋势为不断降低;由于Cu、Zn两种金属是小麦生长必需的微量元素,所以在Cu、Zn低浓度处理状态下,能够抑制Cd、Pb等复合作用的影响,从而使小麦生物量降低幅度相对减少.     

遮阴条件下杉木幼苗生长和C、N、P化学计量特征的变化

【目的】比较不同强度遮阴条件下杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗生长、生物量积累与分配,以及不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)积累、分配及化学计量特征的差异,探讨杉木幼苗在不同遮阴条件下的C、N、P元素积累及分配的响应策略,揭示遮阴处理对杉木幼苗C、N、P元素变化规律的影响,为杉木苗木繁育、林分光照环境调控管理等提供参考。【方法】选取当年生杉木幼苗为研究对象,通过人工遮阴方式设置5个遮阴梯度,即0%(对照,不遮阴)、遮阴强度40%(透光率60%)、60%(透光率40%)、85%(透光率15%)和95%(透光率5%),持续观测1 a。试验结束后测定幼苗株高与地径增量、各器官生物量、根冠比、各器官C、N、P含量、积累量,并分析C、N、P化学计量特征(以C/N、C/P,N/P表示元素质量比)等指标。【结果】①随遮阴强度的增大,杉木幼苗株高增量总体呈现上升趋势,而地径增量则显著降低(P<0.05)。根、茎、叶及总生物量、根生物量占比和根冠比降低,茎、叶生物量比增大;②根、茎、叶中及总的C、N、P积累量随遮阴强度的增大而降低。随着遮阴强度的增大,杉木地上部分(茎和叶)C和N分配比例增加,而地下部分(根)C和N分配比例则降低。③杉木幼苗C/N和C/P变化趋势相同,随着遮阴强度的增大先增加后减少。杉木幼苗各器官N/P低于14,表明杉木幼苗在不同遮阴下的生长受到N限制。【结论】杉木幼苗生长和生理特性对不同遮阴强度响应有差异,主要表现在随着遮阴强度的增加,株高生长加快,地径粗生长减缓,生物量分配倾向于地上部分,幼苗由“矮粗”逐渐转变为“细高”。但是过度遮阴不利于杉木幼苗的生长,导致幼苗生物量积累减少,C、N、P积累量降低。     

新疆北部早春短命植物鸟头荠营养器官解剖学研究

文章采用石蜡切片法,观察到十字花科短命植物鸟头荠[Euclidium syriacum(L.)R.Br.]的根、茎、叶有适应特殊环境的结构特点,其结果表明鸟头荠有中生植物结构特点.它的根系分布在土壤的表层.根的次生木质部导管直径大.根、茎、叶中都有大型的薄壁细胞.茎、叶表皮细胞外壁有角质层,叶的表皮细胞还有表皮毛和腺毛,叶表皮气孔多,栅栏组织发达,其维管束围有一层维管束细胞,内含较多叶绿体,为C4植物型.综上所述,鸟头荠的根、茎、叶的结构虽然有一些旱生特点,但总体上看,仍然属于典型的中生植物.鸟头荠是一种结构简单,生长发育快,光合效率高,具有一定的耐旱性中生结构特点的一年生短命植物.因此可以断定,一年生早春短命植物对干旱环境的适应是内部结构的特化,而更重要的是利用其特殊的生理特性和短的生活周期来完成的.因此早春短命植物鸟头荠是干旱植被中一类特殊的草本植物.     

供氮水平对长白落叶松幼苗生物量、氮磷浓度及其季节变化的影响

在温室内以长白落叶松幼苗为材料进行砂培试验,探讨了4种不同氮素浓度(1、4、8、16 mmol/L代号分别为N₁、N₄、N₈、N₁₆)处理对长白落叶松幼苗生物量以及根、茎、叶氮磷分配的影响。结果表明:①氮素供给浓度显著影响幼苗生物量,7、8、9月份均在N₈水平下达最大,从7月份到9月份,叶片生物量占全株比例逐渐降低,而根系生物量所占比例逐渐增加。②随着供氮水平的提高,苗木根、茎、叶中氮浓度明显增加。生长末期根、茎、叶中氮浓度平均达到生长初期的1.46、1.48、1.17倍。不同氮处理下幼苗根、茎和叶全磷浓度呈现波动性变化。③幼苗体内氮贮量随着落叶松的生长呈明显上升趋势。9月份全株氮贮量比7月份平均增加了2.86倍。氮贮量分配在不同部位有很大不同,分配到叶片中的比例在7月份最高,平均为60%,而分配到幼苗根系中氮贮量的比例随苗木的生长而逐渐增加,在9月份相对值最高,达到41%。不同氮处理之间氮贮量分配比例相差不大。④长白落叶松幼苗根、茎、叶磷贮量变化规律与氮贮量一致,只是变化幅度低于氮。     

3种人工湿地植物生长期内对土壤氮磷的富集特征

为筛选出可用于修复土壤N、P污染的植物种类,以武夷山生活污水处理厂人工湿地再力花(Thalia dealbata)、花叶芦荻(Arundo donaxvar.versicolor)和香根草(Vetiveria zizanioides L.)3种植物为研究对象,通过测定一个生长季内(第7,14,21和28周)3种植物的生物量和N、P含量及其对应土壤的N、P含量,分析其生物量,N、P积累量,富集系数和迁移系数的变化特点,并建立植物N、P积累量与生物量和N、P含量的线性回归关系.结果显示:1)人工湿地3种植物的生物量和N、P积累量在不同取样时间和不同植物间均存在显著性差异(p0.05);除第7周外,再力花和花叶芦荻在其他取样时间的叶茎生物量比均小于1;再力花和花叶芦荻的叶N积累量平均值大于茎,叶P积累量平均值小于茎(p0.05).2)除再力花茎和花叶芦荻茎的N积累量与N含量、花叶芦荻叶的P积累量与P含量外,其他植物不同器官的N、P积累量与生物量和N、P含量均存在显著的线性回归关系(p0.05).3)3种植物不同器官在各取样时间的N、P富集系数均大于1;再力花除在第7周的P迁移系数小于1外,其他取样时间的N、P迁移系数均大于1;花叶芦荻在各取样时间的N迁移系数大于1,而P迁移系数小于1.综上所述,3种植物对N、P的吸收、富集和迁移能力有所不同,花叶芦荻对N、P的去除效果最佳,在人工湿地植物配置中可优先考虑种植花叶芦荻.     

不同CO_2浓度和氮素处理下内生真菌感染对高羊茅的生理生态影响

以感染内生真菌的人工禾草高羊茅为研究对象,通过比较不同CO2浓度和氮素处理下,感染内生真菌和不染菌植物在种子萌发和营养生长等方面的差异,探讨感染内生真菌的高羊茅对CO2升高的响应.试验结果表明,(1)内生真菌感染影响了宿主种子萌发对CO2浓度升高的响应,CO2浓度升高使得内生真菌感染促进了宿主植株的胚芽和胚根的伸长;(2)CO2浓度升高使高羊茅地下生物量显著增加,只是内生真菌感染植株的地下生物量显著低于不染菌植株;CO2浓度升高使不染菌植株地上部分氮含量显著降低,而对染菌植物无显著影响;(3)内生真菌对宿主响应CO2的影响与氮素供应水平有关,在高浓度CO2和氮素供应下内生真菌感染显著降低了宿主植物的分蘖数,而在高浓度CO2和缺氮供应下,染菌植株的可溶性糖含量显著高于不染菌植株;(4)内生真菌对宿主响应CO2的影响与氮素供应形态有关,在高浓度CO2和硝态氮供应下,内生真菌感染显著降低了宿主植物的地上生物量,而在铵态氮供应下,染菌植株的总游离氨基酸含量显著高于不染菌植株.     

植物根部水分再分配研究的区域特征及生态意义

在一些干旱、半干旱或季节性干旱地区,当植物的一部分根系处于较湿润的土壤层中,且土壤水势梯度合适的条件下,植物便会利用水分再分配来合理调配水分以缓解植物的干旱状况.植物根部水分再分配研究主要在有干湿季节交替或出现一段时间干旱的地区进行,这些地区包括萨瓦纳地区、具有热带或温带季风气候的地区以及具有地中海气候的地区.除此之外,在一些温带大陆性气候区也有部分研究.水分再分配现象使各土壤层中水分合理分配,上下运送的水分能够使植物根系保持湿润,从而延长和增强根系的活动性.再分配水分可提供植物白天蒸腾作用需要的部分水源,通过土壤-根系-大气系统促进水分运动,且释放到上层土壤中的水分还可以为周围邻近植物提供水分.由于养分一般储存在土壤的上层,水分的上下运动可以促进土壤中养分的循环以增强养分吸收、微生物过程,并提高养分的利用率.目前,水分再分配的研究区域越来越广泛,研究方法也趋于多样化和成熟.