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.     

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.     

沿气温梯度中国森林生物量分布特征

基于长期定位监测的森林生物量数据以及气象数据,利用生物量加权计算法和空间关联法,研究气温梯度下中国森林生物量分布特征.结果表明:1)森林总生物量和地下生物量随着温度梯度变化趋势一致,表现为随着气温的增加而持续升高,当气温达到一定值,森林总生物量出现先上升后下降,继而又逐渐上升最后下降趋势.地上生物量随着温度梯度变化有微小差别,随着气温的增加而直接下降,继而又逐渐上升,最后呈下降趋势,在低温前期没有上升的趋势. 2)植物地上生长与地下生长对温度有不同的响应机制,具有滞后效应. 3)对森林生物量总贡献,地上生物量比地下生物量贡献大,茎生物量比枝叶生物量贡献大.以上结果表明了我国森林生物量随着气温的变化有明显规律可循,气温对生 产力具有极其重要的影响作用.      

神东矿区采煤沉陷地微生物复垦动态监测与生态效应

 利用环境减灾小卫星(HJ-CCD)产品,通过归一化植被指数(NDVI)、植被覆盖度(F_g)和叶面积指数(LAI)数据动态监测神东矿区采煤沉陷地微生物复垦的效果,与同期现场统计数据(株高、地径和冠幅)的对比分析表明,接菌提高了植被覆盖度和地上植物生物量,有效恢复了地表植被.对接种丛枝菌根真菌紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)根际土壤采样进行试验分析,结果表明接菌改良了植物根际微环境,扩大了根系吸收营养的范围,有利于矿区植被的恢复和重建.     

锌对油葵幼苗生长的影响

为了了解锌对油葵幼苗生长的影响,通过无土栽培的方法,用不同浓度的ZnCl2溶液对油葵幼苗进行了胁迫处理,分析了不同处理时期植物的单株平均叶片数、叶面积、平均株高、植株地上部分(茎叶)和地下部分(根系)的平均鲜质量、平均干质量7项生长指标.结果表明:较高浓度的锌处理不同程度的抑制了油葵幼苗的生长.在相同处理时间内,较高浓度的锌处理均使油葵叶片数、叶面积、株高和地上部分和地下部分鲜质量、干质量指标显著下降.锌胁迫时间对油葵幼苗平均单株叶片数、叶面积、植株平均株高均有显著影响,且在一定浓度下,随着ZnCl2处理时间的延长,叶片数、叶面积、株高下降越多,如900 mg/L ZnCl2胁迫处理21 d时植株平均叶片数才显著降低,而2 700 mg/L ZnCl2胁迫处理仅7d其叶片数就显著降低了.2 700 mg/L ZnCl2胁迫处理21 d时,叶片全部脱落.综合分析显示油葵幼苗耐受锌胁迫的临界浓度为900 mg/L,是较耐锌污染的植物.     

铅污染对黄瓜幼苗根系活力的影响

铅污染对黄瓜幼苗根系活力的影响试验结果表明:低浓度铅(≤100mg/L)处理使根系活力呈现先增后降的趋势,中、高浓度铅(≥300mg/L)处理使根系活力呈显著下降的趋势,且浓度越高,下降幅度越大.     

河南西峡县森林地上生物量时空动态分析

【目的】森林生物量大小与森林生产力水平的高低密切相关,是反映森林生态系统功能的基本数据。【方法】以河南省西峡县为研究区域,以研究区1993—2013年5期森林资源连续清查固定样地数据,1993年、1998年、2003年、2008年、2013年Landsat TM/ETM+/OLI遥感图像为主要信息源,通过建立4种遥感估测模型,对研究区域1993—2013年的森林地上部分生物量进行时空动态分析。【结果】①随机森林遥感估测模型综合性能最高,k最邻近算法与装袋算法居中,多元线性回归最低; ②海拔、坡度、亮度指数、湿度指数、垂直植被指数和有效叶面积指数这6个因子是影响研究区域森林地上部分生物量大小的重要环境因子; ③1993—2013年期间,研究区域单位面积森林生物量经历了先从1993年34.68 Mg/hm²下降到2003年32.59 Mg/hm²、然后上升到2013年44.65 Mg/hm²的复杂变化历程; ④1993—2013年期间,表征空间自相关程度的全局Moran'I 指数不断降低,表明研究区域森林地上部分生物量的空间聚集性呈持续下降趋势。【结论】乱砍滥伐、毁林开荒行为,退耕还林、天然林保护政策,以及生态廊道、村镇绿化工程建设,是研究区森林地上生物量发生时空变化的主要驱动因素。     

河南西峡县森林地上生物量时空动态分析（英文）

【目的】森林生物量大小与森林生产力水平的高低密切相关,是反映森林生态系统功能的基本数据。【方法】以河南省西峡县为研究区域,以研究区1993—2013年5期森林资源连续清查固定样地数据,1993年、1998年、2003年、2008年、2013年Landsat TM/ETM+/OLI遥感图像为主要信息源,通过建立4种遥感估测模型,对研究区域1993—2013年的森林地上部分生物量进行时空动态分析。【结果】(1)随机森林遥感估测模型综合性能最高,k最邻近算法与装袋算法居中,多元线性回归最低;(2)海拔、坡度、亮度指数、湿度指数、垂直植被指数和有效叶面积指数这6个因子是影响研究区域森林地上部分生物量大小的重要环境因子;(3)1993—2013年期间,研究区域单位面积森林生物量经历了先从1993年34.68 Mg/hm2下降到2003年32.59 Mg/hm2、然后上升到2013年44.65 Mg/hm2的复杂变化历程;(4)1993—2013年期间,表征空间自相关程度的全局Moran’I指数不断降低,表明研究区域森林地上部分生物量的空间聚集性呈持续下降趋势。【结论】乱砍滥伐、毁林开荒行为,退耕还林、天然林保护政策,以及生态廊道、村镇绿化工程建设,是研究区森林地上生物量发生时空变化的主要驱动因素。     

复盐胁迫对2种虉草苗期生长的影响

用不同浓度的中性盐和碱性盐对虉草新品系（Phalaris arundinacea L.New strain）和川草3号虉草（Phalaris arundinacea L.Chuan cao No.3）幼苗进行21 d的处理,测定株高、地上生物量、地下生物量、枯叶率和分蘖率,探讨复盐胁迫对2种虉草苗期生长的影响.结果表明,在盐浓度50 mmol/L时,虉草地上生物量、地下生物量和分蘖率最大;当盐浓度超过50 mmol/L时,随着盐浓度增加,生物量和分蘖率均呈现递降的趋势,而枯叶率递增;盐浓度与株高生长速度呈明显的负效应;在等盐浓度的中性盐胁迫下,新品系地下生物量大于地上生物量,而在碱性盐胁迫下,前者小于后者.表明低浓度的盐胁迫对虉草生物量积累和分蘖具有一定的促进作用;虉草对碱性盐胁迫更敏感.     

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。     

早春类短命植物生物量研究(Ⅱ)——多被银莲花生物量及其分配特征

采用全收获法研究多被银莲花的生物量及其分配特征.结果表明:多被银莲花在株高达12 cm以上时开花、结果;随株高级的增大,茎叶生物量、地下生物量和果生物量增长明显,花生物量呈单峰型变化;根冠比呈整体下降的变化趋势.随着物候期的推移,总生物量、地上生物量和地下生物量分别增加4.31,5.30和3.45倍;生物量分配表现出由地下向地上转移和由生长向繁殖转移的特点,体现了多被银莲花将有限资源再分配于生长和繁殖之间的生存策略.采用直线、指数、对数和幂函数拟合的多被银莲花地上、地下和总生物量方程均具有较高的相关系数,但验证结果仅有幂函数均达到了建模标准,为多被银莲花生物量预测的最优方程.     

半支莲组培苗根系对盐胁迫生理响应机制

以半支莲组培苗为试材,研究不同盐胁迫对半支莲组培苗生理指标影响及半支莲对盐胁迫耐性阈值。结果表明:半支莲组培苗根系长度和生物量均随盐浓度增加而降低,茎色素随盐浓度增加而加深,高浓度盐分色素沉积又趋于下降;根系可溶性蛋白和脯氨酸含量在盐胁迫浓度150 mmol/L达最高,而后随盐浓度的增加其含量降低;根系MDA含量,随着盐胁迫增强,MDA含量显著升高;组培苗根系抗氧化酶活性均随着盐胁迫增加呈先上升后下降趋势。     

不同供氮水平的核桃幼苗生长及叶绿素荧光特性

【目的】探讨核桃对缺氮胁迫的适应性及其机制。【方法】以核桃幼苗为研究对象,设置不同程度的缺氮处理:对照(CK)、中度缺氮(MN)和重度缺氮(SN),分析缺氮胁迫对核桃幼苗外部形态特征、生长情况及叶绿素荧光参数的影响。【结果】缺氮会使核桃幼苗失绿黄化,长势下降,地上部分和地下部分生物量、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均显著低于对照,且总体随着缺氮程度加深和时间延长显著下降,尤其是处理后期(60~75 d)表现更明显;MN和SN处理下,核桃幼苗的光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(F_v/F_m)和光条件下PSⅡ天线转化效率(F_v'/F_m' )在前期(0~30 d)和后期(60~75 d)受影响较大,实际光化学效率(Φ_PSII)、电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)随胁迫程度加深明显下降,反之非光化学猝灭系数(NPQ)随胁迫程度加深而上升,且同样在处理后期(60~75 d)受影响较大;地上部分生物量与地下部分生物量、叶面积、根表面积、叶绿素a含量、F_v/F_m和ETR呈显著正相关,叶绿素a含量与叶面积、叶片厚度、F_v/F_m 和F_v'/F_m' 显著正相关。【结论】缺氮会抑制核桃幼苗对氮素的吸收和同化,阻碍根系生长,影响核桃幼苗对营养物质的吸收利用,导致植株矮小瘦弱、叶片变小、叶色变淡。在缺氮胁迫下,核桃光合色素含量下降也会造成叶绿体吸收光照的能力减弱,降低光合电子传递速率及对光能的利用效率,进而限制光合速率,影响植株生长。     

早春类短命植物生物量研究（Ⅰ）--齿瓣延胡索生物量特征及模型构建

以早春类短命植物齿瓣延胡索为对象,采用全收获法研究其生物量及分配特征,构建株高与生物量的线性回归模型.结果表明:齿瓣延胡索的高生长在进入花果并存期后基本停止,地上与地下生物量随生长发育不断增加,在花果并存期达到最高,但在果期下降;生物量分配在营养生长期至花期由地下向地上转移,进入花果并存期和果期又转为地下积累.茎叶生物量比例在营养生长期和花期增大,在花果并存期和果期趋于稳定.花果生物量比例逐渐增大,表明了齿瓣延胡索在发育过程中营养生长向生殖生长转移的生活对策.以株高为自变量构建的总生物量、地上生物量和地下生物量4种线性回归方程均具有较高的R2值,拟合结果显示总生物量和地上生物量优于地下生物量,其中总生物量的直线、指数和幂函数拟合方程和地上生物量的指数方程均达到建模标准,可为齿瓣延胡索资源储量的估算及开发利用等提供重要的理论依据.     

内蒙古温带草原的根冠比及其影响因素

温带草地大部分生物量分布在地下,地下生物量在草地生态系统碳循环中起着重要作用。利 用根冠比(R : S)和地上生物量来估算地下生物量是目前常用的方法,但目前缺乏根 冠比的数据。本研究利用内蒙古温带草原的生物量实测数据,分析了R : S及其影响因素。结果显示: (1) 内蒙古温带草原地上和地下生物量分别为135.3, 775.2g·m^-2,不同草原类型生物量差异显著,荒漠草原、典型草原和草甸草原的地上生物量分别为56.6、133.4和196.7 g·m^-2,地下生物量分别为301.0、688.9和1385.2g·m^-2。(2) 研究区3种草原类型的R : S差异较小,荒漠草原、典型草原 和草甸草原R : S中值分别为6.7、5.3和5.2,总体上,内蒙古温带草地的R : S为6.3。(3) R : S与年均温、年降水和土壤含水率之间没有显著相关关系。     

翠竹实生苗生长发育规律及构件生物量模型拟合研究

【目的】以小型地被类观赏竹种翠竹(Pleioblastus pygmaeus)为主要研究对象,进行翠竹1.5年生实生苗生长发育规律和构件生物量模型拟合的研究,为小型竹苗快速繁育和竹资源集中经营提供理论依据。【方法】翠竹播种后约1.5 a内的生长过程中,对其母株株高、地径,分蘖苗出苗时间及其株高、地径及竹鞭出现和发育等情况进行跟踪调查。采用Logistic 模型和多项式函数对翠竹1.5年生实生苗多个形态学指标(包括叶片干质量、茎秆干质量、分蘖苗株高、竹鞭长度等)进行数学模型拟合,剖析其重要构件生物量随时间的关系,株高、地径与生物量之间的关系以及生物量积累比例之间的关系等。【结果】翠竹在播种后约1周出土,第11天第1片叶全展开,约3个月出现第1代分蘖苗,约6个月一级竹鞭开始分化,1年后一级竹鞭系统上竹秆高生长旺盛,1.5 a后二级、三级竹鞭开始分化生长。随着分蘖苗的分化,其地径和株高也逐渐增加。翠竹实生苗多个构件生物量随时间的关系表现为增长趋势。翠竹实生苗的地径相同时,随苗高生长变大,其茎秆干质量增加。播种后3个月内,翠竹实生苗地上部分干质量大于地下部分干质量,地上、地下干质量比值呈现上升趋势;播种后3~7个月,翠竹实生苗地上部分干质量小于地下部分干质量,比值呈现上升趋势;播种10~12个月,翠竹实生苗地上部分干质量大于地下部分干质量,比值呈现先上升后下降趋势;播种1年后,翠竹实生苗地上部分干质量大于地下部分干质量,比值仍呈下降趋势,但逐渐趋于稳定。【结论】本研究揭示了翠竹从播种至高生长期间的生长发育规律及其重要构件的生长发育动态过程。翠竹实生苗高生长过程中重要构件生物量与时间的关系服从Logistic模型。翠竹实生苗的地径相同时,其高度与生物量之间呈显著线性关系。翠竹实生苗在大部分生长发育过程中,其地上部分干质量大于地下部分干质量。     

不同龄组天然常绿阔叶林与杉木人工林林下草本层生物量分配特征

以福建省天然常绿阔叶林及人工杉木林下草本层为研究对象,对其地上生物量(y)与地下生物量(x)分配关系进行研究,并对方程lg y=b+ a lg x中的生长指数(a)和生长常数(b)进行计算分析,初步揭示不同森林类型草本层植物生物量分配及其随乔木层林龄变化的基本特征,探究其是否符合等速生长规律。结果显示:①天然常绿阔叶林草本层生物量随林龄增加而下降,人工杉木林草本层生物量在成熟林时期最大,幼、中龄林次之,近熟林最小; ②天然常绿阔叶林幼龄林及成熟林草本层地上-地下生物量分配遵循等速生长规律,中龄林及近熟林生长指数a的95%置信区间上限接近理论值1,各林龄生长常数以成熟林<幼龄林<中龄林<近熟林; ③人工杉木林草本层地上-地下生物量分配均遵循等速生长规律,各林龄生长常数以幼龄林>成熟林>近熟林>中龄林。研究表明,人为干扰对草本层地上-地下生物量分配有影响,但并未破坏其等速分配生长的规律。     

安徽省草地生物量空间分布特征

利用样方法,2011年9~10月调查了安徽境内21个草地样地的地上和地下生物量。结果表明:地上生物量(含凋落物)变化幅度为75.73~3 729.07 g·m-2,平均值为987.48 g·m-2;地下生物量变化范围是129.88~8 134.18 g·m-2,平均值为2 115.50 g·m-2,不同土层中地下生物量所占的比例随土壤深度增加而减小;总生物量在205.62~10 711.05 g·m-2之间,平均值为3 102.99 g·m-2;地上、地下和总生物量从北向南皆呈增大趋势,表现出明显的空间分布格局,且皖南地区的地上与地下生物量显著高于其他地区(P0.05)。     

干旱胁迫对紫花苜蓿幼苗生长的影响

以紫花苜蓿雷达克之星、巨人201＋Z为材料,采用盆栽试验,研究了干旱对紫花苜蓿幼苗生长的影响．结果表明干旱胁迫条件下,紫花苜蓿幼苗地上生物量、地下生物量及总生物量均下降;叶片含水量降低;叶面积变小;主根系长度增加,主根直径减少,须根数量减少;紫花苜蓿脯氨酸含量增加．     

呼伦贝尔草原退化对植被碳库的影响

植被碳库如何响应草原退化是草原生态学的重要研究内容。在呼伦贝尔典型草原上选取40个样地，获取植被地上、凋落物以及不同深度根系的生物量，在区域尺度上阐明草原退化对植被碳库影响。结果表明：植被地上碳库、凋落物碳库以及0～50 cm根系碳库之和通常占据植被总碳库的80.0%之上，草原群落根系碳库在50 cm土层以下无显著变化；随着退化程度的加剧，植被地上碳库、凋落物碳库的占比呈现下降的趋势，而植被地下碳库占比则呈现上升的趋势；随着退化程度的加剧，根系分布呈现明显的浅层化趋势，主要体现在0～10 cm土层根系碳库的占比提高，并且0～10 cm土层根冠比对退化强度具有良好的指示作用。研究结果对于深刻认识草原退化对植被碳库的生态效应具有重要意义，为草原生态系统增汇途径提供科学依据。