施氮对典型草原克氏针茅光合特性的影响

受人类活动的影响,大气氮沉降和极端干旱事件日益加剧,研究氮素添加对草原植被的影响,有助于理解未来草原生态系统对氮沉降和全球变化的响应.在2014年夏季内蒙古草原干旱事件发生期,通过内蒙古草原氮素添加试验,探讨了不同施氮水平(未施氮0g·m~(-2)、低施氮量4g·m~(-2)、中施氮量8g·m~(-2)和高施氮量16g·m~(-2))对克氏针茅(Stipa krylovii)光合特性的影响.结果表明:研究样地中克氏针茅受到了干旱胁迫,施氮提高了克氏针茅的气孔调节能力和光能转化效率.一定范围的施氮量(4、8g·m~(-2))有利于提高克氏针茅光能转化效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)和PSII实际光化学效率(ΦPSII)等叶绿素a荧光动力学参数,但过高的施氮水平并不能提高克氏针茅的荧光特性,甚至会产生抑制作用.低中氮(4、8g·m~(-2))和高氮(16g·m~(-2))条件下植物对干旱的适应机制存在差异,低中氮处理提高了克氏针茅的羧化酶活性和光化学中心光能转化效率,高氮提高了克氏针茅的气孔调节能力.     

温性荒漠草原不同功能型草本植物对氮沉降的响应

采用野外人工外源施加氮素模拟氮沉降的方式,设置0、1.75、3.50、7.00、14.00 g/m~2 5个氮素添加水平,研究荒漠化草原不同功能型草本植物的多样性、生产力及养分质量分数对氮素的响应.结果表明:一年生草本植物(AS)的丰富度、多度和生物量均在低的氮素添加水平下显著高于对照,而高的氮素添加水平对AS的影响则不显著.多年生禾本科(PG)和非禾本科(PF)植物的丰富度、多度和生物量均随着氮素添加水平的增大而逐渐下降,其中高氮水平对PG和PF的抑制作用最显著.AS根部和地上部的氮素质量分数在所有氮素添加水平下均显著高于不添加氮素的对照;PG和PF根部和地上部的氮素质量分数对外源氮素添加的响应一致,即根部的氮素质量分数均是在7.00、14.00 g/m~2的添加水平下显著高于对照,地上部的氮素质量分数均是在14.00 g/m~2的添加水平下显著高于对照.在极端干旱和氮素水平低下的荒漠化草原,氮沉降增加对草本植物群落物种多样性和生产力的影响存在种间差异,其中PG和PF有更强的缓冲能力,而.AS则表现出了更强的适应和利用能力.     

碳源与微生态制剂对水产养殖尾水处理效果

研究碳源和不同浓度芽孢杆菌及光合细菌对养殖尾水的处理效果。结果表明同时添加碳源和芽孢杆菌及光合细菌对总无机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和活性磷酸盐的去除率显著高于对照组(P0.05)。养殖尾水在芽孢杆菌和光合细菌浓度为1 g·m~(-3)和1 m L·m~(-3)情况下处理5 d后,活性磷酸盐、亚硝酸盐氮和氨氮去除率均达85%以上,总无机氮去除率达80%以上。综合本研究中芽孢杆菌及光合细菌不同添加量对养殖尾水处理效果,结合处理成本,建议养殖尾水处理中芽孢杆菌及光合细菌添加量分别为1 g·m~(-3)和1 mL·m~(-3)较为适宜,在此条件下处理5 d后可有效处理尾水中氮磷总量,为养殖尾水处理提供参考。     

珍稀濒危植物喙核桃的光合特性研究

针对广西特有珍稀濒危材油两用植物喙核桃(Annamocarya sinensis)生理生态特性缺乏的现状,采用Li-6400便携式光合测定仪对喙核桃的光合-光响应曲线和光合日变化特征进行测定,以期为喙核桃的人工种植提供科学依据。结果表明,0-1 000μmol·m~(-2)·s~(-1)光强范围内,净光合速率随光强的增大而快速上升。喙核桃的最大净光合速率为10.17μmol·m~(-2)·s~(-1),暗呼吸速率为0.85μmol·m~(-2)·s~(-1),表观量子效率为0.073μmol·μmol~(-1),光补偿点为44.14μmol·m~(-2)·s~(-1)。净光合速率与光合有效辐射、气温、叶温呈正相关关系,与CO_2浓度和空气湿度呈负相关关系,都未达显著水平(P0.05)。野生喙核桃虽都分布于阔叶林、河谷等阴生环境中,但具阳生植物的光合特性,可引种种植在阳光充足的生境。     

喷施硝酸镧及煤矸石基质改良对高羊茅光合和养分吸收的影响

为了探索叶面喷施硝酸镧溶液和基质改良对煤矸石废弃地上高羊茅生理生态的影响,通过设计4因素3水平正交盆栽试验(4因素包括在煤矸石中添加土壤、保水剂、玉米秸秆以及叶面喷施硝酸镧溶液),观测不同处理下高羊茅植株的养分特征、光合指标及生物量.结果显示,喷施硝酸镧对高羊茅植株地上部分N、P、K含量的影响较大,但对植株地下部分N、P、K含量的影响较小;喷施硝酸镧及基质改良能改善高羊茅的光合速率和蒸腾速率,有助于高羊茅调节气孔导度,使其水分利用效率在经过午间的高温胁迫后有较强的恢复能力,从而免受高温伤害,适应高温、干旱的气候条件;各因素对高羊茅地上部分影响的主次关系为煤矸石与土壤质量比硝酸镧喷施浓度玉米秸秆保水剂,而对地下部分生物量影响的主次关系为煤矸石与土壤质量比保水剂玉米秸秆硝酸镧喷施浓度.本研究的最优方案为A3B2C2D2,即土壤与煤矸石按质量比500g∶500g混合、添加2g保水剂和30g玉米秸秆、出苗后用200mg/kg的硝酸镧喷施叶面3次.该文可为硝酸稀土在煤矸石废弃地植被恢复中的应用提供理论依据和技术支持.     

高寒草甸群落结构对不同氮素添加的响应分析

为研究全球气候背景下氮沉降对高寒草甸物种组成、种内-种间关系,以及群落结构的影响,在青藏高原研究区开展不同氮素添加水平下的控制实验.设置对照(CK,0 g·m^-2、低氮(L-N,5 g·m^-2)、中氮(M-N,10 g·m^-2)和高氮(H-N,15 g·m^-2)4个氮素添加水平,探讨不同氮素添加水平下群落物种空间分布格局和物种多样性的关系.结果表明：随着氮素添加水平的增加,垂穗披碱草聚集程度出现逐渐增强的趋势,条叶银莲花聚集程度出现逐渐减少的趋势,垂穗披碱草的正相互作用逐渐增强,条叶银莲花的负相互作用逐渐增强.     

北京常见绿化植物生态调节服务研究

以北京世纪坛绿地为研究点,利用Li-6400便携式光合仪测定16种常用绿化植物的叶片光合、蒸腾速率,结合植物绿量,估算常见绿化植物的生态调节服务.结果表明,绿化植物光合速率日变化呈现单峰或双峰的变化趋势,而蒸腾速率日变化以双峰变化趋势居多,第1个峰值出现在09:00—11:00,第2个峰值出现15:00—17:00;植物叶片日固碳量为1.80~8.73g·m~(-2)·d~(-1),释氧量为1.31~6.35g·m~(-2)·d~(-1),释水量为1.53~4.80kg·m~(-2)·d~(-1),蒸腾吸热量为3.71~11.59 MJ·m~(-2)·d~(-1),降温值为0.25~0.77℃;单株植物的固碳量为21.97~1 550.64g·d~(-1),释氧量为15.98~1 127.74g·d~(-1),释水量为9.48~877.08kg·d~(-1),蒸腾吸热量为23.03~2 116.26 MkJ·d~(-1);聚类分析结果表明,阔叶乔木国槐、毛白杨和垂柳单株尺度的生态调节服务最强,在北京绿地绿化中可优选以上阔叶乔木,灌木植物连翘和针叶乔木油松有较高的生态调节服务,也是绿化植物的优选品种,草本早熟禾单株水平生态调节服务最差,但通过大面积的铺设,可实现其生态价值和景观价值.     

离子交换树脂法在天童森林内外氮素湿沉降观测中的应用

为了解天童地区森林内外氮素湿沉降的组分分配及其季节动态特征,基于离子交换树脂法对其森林内外氮素湿沉降量进行了为期2年(2011年3月至2013年2月)的观测.研究发现:(1)天童森林内外硝态氮沉降月总量分别在0.22~3.73 kg·N/(hm~2·月)和0.13~2.85 kg·N/(hm~2·月)之间波动,均呈现出秋冬季较高、夏季较低的季节动态特征;森林内外铵态氮沉降月总量在0.17~1.35 kg·N/(hm~2·月)和0.21~1.44 kg·N/(hm~2·月)之间波动,春季沉降量略低于其他季节;(2)天童森林内外氮素湿沉降量的季节动态受到研究区域所属季风气候、夏季台风和农事活动的综合影响;(3)森林内外硝态氮与铵态氮沉降量比例的年平均值均为0.9,表明化石燃料燃烧与农事活动对本地区氮素湿沉降的影响相当;(4)天童森林内外氮素湿沉降年总量分别为18.86 kg·N/(hm~2·年)和17.51 kg·N/(hm~2·年),氮素湿沉降年总量符合中国东部森林氮沉降量由北向南逐渐增加的趋势.     

麻疯树光合生理特征研究

研究麻疯树叶片净光合速率日变化及其与环境因子的相互关系,结果表明,麻疯树净光合速率日变化呈双峰曲线,净光合速率最大值为14.4 μmol CO2·m1-2·S-1,光补偿点为45μmol m-2·S-1,光合主峰出现在11:00,次峰出现在15:30.光合主峰有一个长达4.5 h的高效光合平台期(9.8～14.4μmol CO2·m-2·S-1),是一天中最重要的产物积累时期.净光合速率日变化曲线表明麻疯树光合"午休"现象明显,且气孔限制是产生"午休"的主要原因.麻疯树光能利用率较高,最大值为3.52%.研究显示,麻疯树的光补偿点和光饱和点较高,为耐干旱植物,在高温高辐射时能有效的通过降低气孔导度来限制蒸腾作用.     

羊草在多云条件下光合及水分生理生态特征研究

使用Li-6400便携式光合测定仪,对自然条件下呼伦贝尔草原羊草的光合及水分生理生态特征进行了研究,结果表明:八月的呼伦贝尔草原多阴云天气,羊草的净光合速率日变化呈现双峰曲线,蒸腾速率曲线与净光合速率表现出一致的趋势.光响应曲线、CO_2响应曲线结果表明:光合速率(P_n)与CO_2浓度(C_(CO_2))之间回归方程为P_n=-0.09051+0.03865 C_(CO_2)-1×10~(-5) C_(CO_2)~2,根据回归方程可求得CO_2补偿点为2.34μmol·m~(-2)·s~(-1),CO_2饱和点为1932.5μmol·m~(-2)·s~(-1).P_n与光合有效辐射(PAR)之间回归方程为P_n=-2.0596+0.02094 PAR-8×10~(-6) PAR2,光补偿点(LCP)为102.36μmol·m~(-2)·s~(-1),光饱和点(LSP)为1308.75μmol·m~(-2)·s~(-1),羊草较高的光补偿点和光饱和点是其适应内蒙古高原高光强环境的表现,也是其成为该地区优势植物的适应对策.     

氮素对喜树光合作用、营养元素和 喜树碱含量的影响

以喜树(Camptotheca acuminata)幼林为试验材料,在田间条件下施以不同剂量的氮素,测定了光合速率、叶绿素含量、喜树碱含量等的变化情况,探讨了不同氮素施用量对喜树光合作用、叶片营养元素和喜树碱含量的影响。结果表明:随着氮素施用量的提高,喜树叶片的光合作用、磷元素和喜树碱含量都呈先升高后下降的变化趋势,光合速率和磷元素含量以施用氮素30 g/株处理最高,而喜树碱含量以20 g/株处理最高; 叶绿素及氮元素含量则随着氮素施用量的升高呈逐渐上升的趋势,均在50 g/株处理下最高。钾元素含量则随氮素施用量的提高呈逐渐降低的趋势,且以50 g/株处理最低; 喜树碱单株产量以施用氮素30 g/株处理最高,以对照(N0)处理最低。综合各项指标,认为氮素施用量30 g/株最有利于提高喜树的光合速率,促进叶片对营养元素的积累,进而促进喜树碱的生物合成。     

6种魔芋光合特性的比较研究

光合作用是植物根本特性,其光合参数与植物种类有关.魔芋属半荫生植物,为获得不同魔芋种光合作用相关信息,应用双曲线修正模型建立通光响应曲线,通过计算和分析,结果表明:甜魔芋、疣柄魔芋、株芽魔芋、滇魔芋、东京魔芋、攸乐魔芋的光补偿点(LCPs)在2.41～17.83μmol·m~(-2)·s~(-1)之间,东京魔芋(2.41μmol·m~(-2)·s~(-1))和攸乐魔芋(3.67μmol·m~(-2)·s~(-1))光补偿点显著低于其他魔芋,光饱和点(LSPs)在417.16～1 381.22μmol·m~(-2)·s~(-1),甜魔芋(1 381.22μmol·m~(-2)·s~(-1))和弥勒魔芋(1 323.76μmol·m~(-2)·s~(-1))显著高于其余魔芋种.表观量子产率(AQYs)疣柄魔芋最低(0.026μmol·mol~(-1)),弥勒魔芋最高(0.046μmol·mol~(-1)).甜魔芋的最大净光合速率(P_(max)=14.47μmol·m~(-2)·s~(-1))显著高于其余种,弥勒魔芋次之,疣柄魔芋最小.这些研究结果揭示了魔芋种间光合性能的差异,为高光效育种奠定了基础.     

温室屋面光伏组件对温室微环境及作物净光合速率的影响——以草莓温室为例

以"京藏香"草莓为实验作物,研究温室南面屋面安装光伏组件对温室微环境以及草莓叶片净光合速率的影响.结果表明:光伏温室内太阳辐射日均值相比普通温室降低了47.3%,光合有效辐射PAR降低了68%.光伏温室草莓叶片净光合速率P_n日均值为3.53μmol·m~(-2)·s~(-1),高于普通温室内草莓叶片P_n日均值3.34μmol·m~(-2)·s~(-1).在普通温室中,草莓叶片光能利用率(LUE)仅为光伏温室的26.3%,但草莓叶片净光合速率随空气温度、空气湿度和PAR变化的幅度均高于光伏温室.     

南亚热带11种珍贵阔叶树种光合特性研究

【目的】了解我国南亚热带珍贵阔叶树种的光合特性,为造林树种的选择和结构优化提供参考。【方法】使用Li-6400便携式光合测定系统测定各树种的光响应曲线和二氧化碳响应曲线,采用模型拟合的方法,计算出各树种的光合特征参数并比较分析。【结果】不同珍贵阔叶树种的光合生理特性存在明显差异,各树种最大净光合速率为7.00~18.19μmol·m~(-2)·s~(-1),平均值为10.83μmol·m~(-2)·s~(-1)。最大净光合速率由高到低排序依次为柚木Tectona grandis(18.19μmol·m~(-2)·s~(-1))、米老排Mytilaria laosensis(13.07μmol·m~(-2)·s~(-1))、红锥Castanopsis hystrix(12.60μmol·m~(-2)·s~(-1))、降香黄檀Dalbergia odorifera(11.63μmol·m~(-2)·s~(-1))、香梓楠Michelia hedyosperma(11.29μmol·m~(-2)·s~(-1))、灰木莲Manglietia glauce(10.85μmol·m~(-2)·s~(-1))、观光木Tsoongiodendron odorum(10.64μmol·m~(-2)·s~(-1))、格木Erythrophleum fordii(8.90μmol·m~(-2)·s~(-1))、擎天树Parashorea chinensis(7.72μmol·m~(-2)·s~(-1))、山白兰Paramichelia baillonii(7.22μmol·m~(-2)·s~(-1))、铁力木Mesua ferrea(7.00μmol·m~(-2)·s~(-1))。光合能力较强的树种为柚木、米老排和红锥,较弱的为擎天树、铁力木和山白兰;对高光强适应能力较强的树种为铁力木、柚木、观光木和降香黄檀,较弱的为灰木莲和山白兰;对弱光利用能力较强的树种为格木、红锥和香梓楠,较弱的为山白兰、擎天树、观光木和米老排。【结论】在全球气候变化的背景下,可选择光合能力强的树种造林。格木、红锥和香梓楠对弱光利用能力较强,可作为松、杉人工针叶纯林近自然化改造树种。     

氮添加对武夷山米槠径向生长的影响

通过设置对照(0)、低氮(50 kg N/(hm~2·a))、中氮(100 kg N/(hm~2·a))和高氮(150 kg N/(hm~2·a))4种水平的氮添加实验,研究武夷山米槠(Castanopsis carlesii)径向生长的季节特征及其对模拟氮沉降的短期响应。结果表明,米槠的全年生长可分为水分恢复期、快速生长期和缓慢生长期3个阶段。不同生长阶段对施肥的响应不同,低氮和中氮处理对米槠的全年胸径相对生长速率有显著促进作用,这种影响主要在快速生长期(6—10月)产生,氮添加在缓慢生长期(11—4月)对米槠径向生长无显著影响。氮添加对不同径级树木生长的影响存在差异,低氮和中氮处理显著促进低径级(5 cmDBH15 cm)(p0.05)的生长速率,高氮处理的作用不显著;随着径级增大,米槠径向生长对氮添加的敏感性下降,氮添加对高径级(DBH25 cm)米槠径向生长无显著响应。中氮处理显著提高研究区内米槠群落的生物量增长速率(p0.05),其他处理的效果不显著。     

不同氮素水平下107杨光谱及光合响应特征研究

为科学制定107杨(Populus×euramericana‘Neva’)氮肥管理措施,研究了不同氮素水平下1年生107杨盆栽苗光谱及光合响应特征。结果表明:1不同氮素水平下107杨光谱反射曲线的变化趋势基本一致,且均有绿色植物典型的"谷"和"峰"的特征;在不同的施氮量梯度下,随着施氮量的增加,高光谱反射率一阶导数也相应地升高,其在680~760 nm的红边区域具有明显的向长波方向移动的趋势,其中以N-4(4 g)氮素处理表现最为明显;2在不同的施氮量梯度下,随着光照强度增加,107杨叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)明显增加,而胞间CO_2浓度(C_i)降低。所有处理中以N-4(4g)处理叶片的光合能力最强,生长发育状况最佳。     

凋落物添加对亚热带水土流失区人工林土壤氮矿化的影响

为了掌握红壤水土流失区人工林土壤氮矿化过程,探明特殊生境条件下土壤在不同凋落物输入情况下的氮矿化特征,采用室内恒温控湿培养法,研究了3种水热条件下输入4种不同树种凋落叶的土壤中有机氮的矿化进程.培养42 d的结果表明:从培养初期到最大值,添加枫香、木荷等凋落叶的土壤无机氮质量分数增加了3.34~3.97 mg·kg~(-1),添加芒萁凋落叶的土壤无机氮质量分数增加了4.02 mg·kg~(-1),添加马尾松凋落叶的土壤无机氮质量分数增加了0.77 mg·kg~(-1).添加针叶乔木凋落叶土壤氮矿化速率显著低于阔叶乔木和草本植物等凋落叶处理组,各处理组土壤氮矿化速率与添加物的C/N及全氮质量分数显著相关(P0.01).在湿润环境下,各处理组土壤总无机氮质量分数迅速增加,于21 d达到峰值后,生物固持作用大于矿化作用,造成总无机氮和土壤铵氮质量分数的下降.干旱环境下,各处理组的土壤总无机氮质量分数经历培养初期的下降后开始上升,最终将以有机氮矿化而增加土壤的总无机氮质量分数为发展总趋势.     

水位梯度对狭叶香蒲光合作用的影响

水淹深度的变化影响着湿地植物的生长,然而长江中游作为暴雨频繁发生区域,暴雨事件可能对长江中游湿地碳汇功能产生重要影响.本实验以盆栽方法研究不同水位条件下香蒲植物叶片光合-光响应曲线的敏感度变化,以期揭示暴雨事件对湿地碳汇功能的影响规律.研究结果表明:水位为5 cm、10 cm和20 cm的狭叶香蒲植物叶片光合-光响应曲线发生了变化,出现水位越低光合能力越强,3种处理水平下,最大净光合速率依次为25. 430、14. 241和6. 886μmol/(m~2·s),光补偿点分别为18. 94、48. 32和27. 16μmol/(m~2·s),光饱和点各自为6 975. 50、1 963. 07和1 079. 77μmol/(m~2·s).植物叶片净光合速率与气孔导度、蒸腾速率和光合有效辐射呈正相关关系.     

湿地植物燕子花(Iris laevigata)对模拟施氮的响应研究

选取吉林龙湾自然保护区一种常见的湿地植物——燕子花(Iris laevigata Fisch.)为研究对象,通过模拟控制实验研究了其在不同氮素添加处理下形态、生理和繁殖三方面特征的响应规律.研究共设置3个氮素处理梯度,即对照(0)、低氮(5g/m2)和高氮(15g/m2).结果表明:随着氮素添加量的增加,燕子花株高、生物量呈现下降的趋势,对照组的株高和生物量均显著高于其他处理下的株高和生物量;而叶片数各处理间无显著差异(P0.05).随着氮素添加量的增加,净光合作用速率和叶绿素含量也逐渐下降;而丙二醛、可溶性糖、脯氨酸等呈现增加的趋势.各处理间,植株的开花物候和花部综合特征有所差异,但开花持续时间、花粉数、胚珠数、花粉活力、柱头可授性均无显著差异(P0.05).燕子花在氮元素增加的情况下,其生长表现并不佳,反而可能受到抑制.在今后湿地的保护管理中,应科学控制湿地周围农田耕作等人为活动过程中氮肥的使用,避免氮素通过地下途径进入湿地对燕子花种群更新和生长产生影响.     

氮磷添加对亚热带常绿阔叶林凋落物产量及其养分含量的影响

【目的】凋落物是森林净生产量的重要组分,探讨森林凋落物生产及其养分归还量对氮磷添加的响应,为亚热带常绿阔叶林可持续经营提供科学依据。【方法】选择安徽池州亚热带常绿阔叶林,包括甜槠(Castanopsis eyrei)老龄林和苦槠(C. sclerophylla)中龄林,开展氮磷添加试验,设置3个处理,即氮[N 100 kg /(hm²·a)]、氮+磷[N 100 kg /(hm²·a) +P 50 kg /(hm²·a)]和对照(CK,无氮磷添加)。采用凋落物收集框法,对林分凋落物生产量及其养分归还量进行了为期1年的监测(2017年5月至2018年4月)。【结果】N+P处理下,苦槠林和甜槠林总凋落物量最高值分别为9.502、7.120 t/(hm²·a);其次是N处理,分别为8.393、7.041 t/(hm²·a);CK林分分别为7.724和6.697 t/(hm²·a),氮磷添加提高了总凋落物量,但不同处理间没有显著差异。在N处理和对照条件下,两林分凋落物各组分所占比例由大到小顺序均为:落叶、落枝、碎屑、落花落果。但在N+P处理的苦槠林中由大到小依次为:落叶、落枝、落花落果、碎屑。N处理下,苦槠林和甜槠林凋落物年均氮含量分别为14.199和13.648 g/kg,N+P处理分别为13.863和13.650 g/kg,CK林分分别为13.384和13.094 g/kg。各处理下苦槠林和甜槠林凋落物年均磷含量由大到小顺序为N+P、CK、N处理。两林分凋落物的氮磷含量和年归还量不同处理间差异均不显著;不同处理间的苦槠林和甜槠林凋落物的氮磷比均无明显差异。【结论】氮沉降提高了苦槠和甜槠林凋落物产量,磷添加具有一定的增效作用,表明磷添加缓解了氮沉降引起的磷限制作用。