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.     

不同土壤水分条件下中国沙棘克隆生长的对比研究

 通过不同土壤水分条件下中国沙棘克隆生长特征和形态特征的对比研究,期望揭示其克隆生长调节对策.结果表明:①土壤水分有效性高的种群,其子株密度和生物量大于土壤水分有效性低的种群.②土壤水分有效性高,种群的个体大、单轴型个体多;土壤水分有效性低,种群的个体小、合轴型个体多.③土壤水分有效性高,种群地上生物量所占比例大,地下生物量主要投资于克隆器官的生长;土壤水分有效性低,种群地下生物量所占比例大,地下生物量主要投资于根系的生长.④土壤水分有效性高,种群增长率大、高度级多、产生克隆子株早;土壤水分有效性低,种群增长率小、高度级少、产生克隆子株晚.     

克隆植物中国沙棘种群动态及其生物量调节机制

以沙棘人工林为材料,样地调查数据为依据,以子株种群密度表示子株出生与存活能力,对其种群密度、生物量、年龄结构、克隆器官生物量投入与分配的时间动态规律及关系进行了分析。结果显示:随着种群年龄增大,子株个体数量占种群个体总数量的比例由0提高到95.5%,子株种群密度呈先上升后下降再回升趋势; 克隆种群年龄结构随子株种群密度的改变,从增长型(稳定型)演变为衰退型再演变为增长型。然而,子株种群密度与克隆器官生物量投入及其分配之间呈极显著正相关。且在种群恢复过程中,生物量投入与分配的回升相对于子株种群密度回升具有前置效应。因此,种群通过克隆器官生物量投入与分配格局调节制约子株的出生或存活从而改变子株种群密度,而子株种群密度变动过程决定克隆种群密度消长、年龄结构演变规律。根据沙棘克隆种群密度消长规律、年龄结构演变规律及其与克隆器官生物量投入、分配调节的内在联系,可将中国沙棘人工种群动态分为3个阶段:克隆生长旺盛期,克隆器官生物量投入及其分配随着种群年龄增大而上升,克隆种群密度随之上升,年龄结构为增长型(稳定型); 克隆生长衰退期,克隆器官生物量投入及其分配随着种群年龄增大而下降,克隆种群密度随之下降,年龄结构从增长型(稳定型)演变为衰退型; 克隆生长恢复期,克隆器官生物量投入及其分配随着种群年龄的增大而回升,克隆种群密度随之回升,种群年龄结构从衰退经过恢复又演变为增长型。     

中国沙棘平茬萌蘖种群的生物量动态

 平茬萌蘖是中国沙棘种群更新的有效方式,但其中的生态学机制并不清楚,为此,以样地每木检尺资料为基础,以 "空间差异代替时间变化法"及"样地编年序列法"原理为依据、以生物量投资与分配为指标,探讨了中国沙棘平茬更新的生态学机制.结果表明:① 中国沙棘平茬萌蘖种群及其构件生物量积累过程均符合Logistic方程,可分为慢、快、慢3个阶段,但构件之间的生物量投资与分配具有明显差异;② 通过构件之间的生物量投资与分配调节,中国沙棘实现了平茬后的萌蘖更新,尤其是萌蘖根的生物量投资具有"前置效应"和"主导效应";③ 地上与地下构件的生物量分配具有互补效应,即地下分配比例大时则地上分配比例小.因此,种群实施萌蘖更新过程中,必须在繁殖与生长之间做出权衡.     

木本克隆植物中国沙棘种群林缘扩散规律研究

通过对中国沙棘林缘扩散过程和规律进行分析,揭示了中国沙棘的克隆生长过程.结果显示:中国沙棘以年龄最大的分株为中心向两侧实施克隆扩散,形成中间分株大、密度小以及越向两侧分株越小、密度越大的双向“阶梯式”种群外貌.然而,种群向两侧的扩散并不对称,其原因在于扩散过程受到土壤水分状况的影响.向土壤水分条件较好的一侧,林缘扩散种群以分株较大、密度较高为特征,克隆生长格局倾向于“聚集型”;向土壤水分较差的一侧,林缘扩散种群以分株较小、密度较低为特征,克隆生长格局倾向于“游击型”.由此表明在不同的土壤水分状况下,中国沙棘通过克隆生长调节形成与之相适应的克隆生长格局,即觅养对策.     

毛乌素沙地中国沙棘无性系生长的表型可塑性

无性系植物可通过自身的表型可塑性调节适应不同的环境资源供应水平.在环境条件相同的情况下,以典型的无性系植物中国沙棘为对象,采用跟踪挖掘和样方相结合的方法,调查分析中国沙棘无性系生长差异.结果表明:中国沙棘无性系之间的生长特征和形态特征均存在明显差异,具体表现在子株数量和子株大小、子株数量散布格局和子株大小散布格局,以及无性系子株群结构等方面.此外,子株地径与母株地径之间存在显著的正相关关系.     

入侵种喜旱莲子草对土壤水分的表型可塑性反应

研究了水生、湿生、中生和旱生生境条件下外来入侵种喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart．)Griseb．)表型可塑性反应．结果表明：喜旱莲子草株长、茎节长度、总生物量积累在湿生和中生生境中最大;随土壤含水量减少,喜旱莲子草根冠比显著升高,分枝强度显著降低;土壤含水量与喜旱莲子草根系生物量投资呈显著负相关,茎、叶生物量投资随土壤含水量的减少而下降．研究结果表明,喜旱莲子草的最适宜水分生态位是湿生生境,在不同水分条件下,其不同表型结构有可能同时对环境选择作出反应,在种群生存与维持、生长、繁殖等功能方面实现种群个体各器官生物量投资的优化配置来适应多样化的环境．     

人工林生产力和生物量的动态模拟

为了评价栽植方式对人工林生产力及其碳汇功能的影响,利用基于个体的空间明晰模型,模拟分析了不同栽植密度、植株空间分布格局和幼苗大小不整齐性影响下的生产力、累积生物量、现存生物量和碳储量动态及其种群的存活曲线特征.结果表明:密度、分布格局及幼苗大小不整齐性对人工林植株的生长和竞争有着显著的影响,从而导致人工林生产力、生物量...     

不同土壤水分条件对中国沙棘和俄罗斯沙棘的光合和蒸腾作用的影响

通过野外不同生境和田间不同干旱条件下对中国沙棘(H ipp ophaerham noid es L inn ssp.s inens is R ous i)和俄罗斯沙棘(H ipp ophae rham noid es L innssp.turkestan ica R ous i×H ipp ophae rham noid es L inn ssp.m ong olica cv.R ous i)的光合和蒸腾作用的日进程进行研究后发现:随着土壤水分含量的增加,沙棘的光合速率和蒸腾速率随之升高.在不同的土壤水分条件下,光合作用和蒸腾作用的日进程表现为双峰或单峰曲线,峰值的出现时间也随土壤水分条件的变化而变化.中国沙棘光合速率的日平均值表现为雌株高于雄株,而俄罗斯沙棘表现为水分条件适宜时雄株略高于雌株,受到干旱胁迫后雌株大于雄株,且俄罗斯沙棘的光合能力优于中国沙棘.俄罗斯沙棘的蒸腾速率的日均值为雌株高于雄株,中国沙棘雌雄株蒸腾速率的差异规律不一致.光合速率和蒸腾速率与土壤含水量的回归分析表明,二者呈显著的正相关,回归方程为一元二次方程,复相关系数接近1.     

民勤沙区4种典型一年生植物构件特征

为掌握沙区一年生植物个体形态和构件特征,通过样地调查、室内测定和统计分析,对民勤沙区自然分布的沙米、虫实、盐生草和雾冰藜4种典型一年生植物个体形态及构件特征进行了观测研究。结果表明：(1)沙米具有最大的株高和冠幅,其次是盐生草和雾冰藜,虫实最小,变异系数值均大于20%,植株个体大小差异大。(2)4种植物个体生物量干重值大小顺序是沙米(98.24 g)>盐生草(56.89 g)>虫实(30.31 g)>雾冰藜(12.74 g),且每种植物构件生物量干重值均呈现果穗>枝条>叶>根的规律,一年生植物各构件中果穗的生物量配比值最大,根的生物量配比值最小。(3)单株含水率大小顺序为虫实(76.10%)>盐生草(72.20%)>沙米(70.89%)>雾冰藜(62.08%),每种植物的构件含水率差异大,构件的水分配比也存在大的差异,但每种植物均呈现出根的水分配比值是最小的。沙区一年生植物生长在形态适应的同时,对其生境资源利用形式形成不同的生态对策,表现出不同的生理生态特征。     

过路黄克隆生长对光照强度的反应

利用遮阳网产生光照梯度，以研究光照强度对克隆植物过路黄(Lysimachia christinae)形态特征和生物量分配的影响．结果表明：1)匍匐茎节间长度随光照强度的减弱而增大，遮荫明显增加过路黄的分枝角度，分枝强度没有对光强发生显著反应．遮荫使叶柄变长，而根长则变短．2)随光照强度的减弱，叶柄生物量逐渐增大；遮荫降低了叶生物量、根生物量、总生物量、根生物量比和地下生物量／地上生物量．3)在遮荫条件下，一级匍匐茎基部分株的叶生物量和分株总生物量显著大于顶部分株，而根冠比则相反．根的生物量在各分株间无显著差异．在不遮荫条件下，仅匍匐茎基部分株的叶生物量大于顶部分株，其它的生物量指标在各分株间无显著差异．在分株水平，分株的根冠比不受光强的影响．总之，过路黄的克隆生长在基株和分株水平都对光强作出了明显的反应，而且这种反应具有等级性．     

室内土体单向冻结水分迁移的试验研究

以江苏镇江、扬州等地区具有代表性的表层黏土为研究对象,对土体进行了单向冻结实验,研究了不同饱和度、不同温度梯度、不同冻结速率及不同补水条件下土体中水分迁移的现象.实验结果表明:在有外界水源补给的条件下,土体冻结时间越长,非饱和土中水分迁移现象范围越大,对于饱和土每层含水率基本波动范围不大;温度梯度越大,土体完全冻结且水分迁移达到稳定状态所需时间越短,水分迁移的范围越广;在无水源补给的条件下,冻结速率越大,土试样中水分迁移分布曲线变得越平缓;相对于无外界水源补给条件下,有外界水源补给的试样最终完全冻结时水通量更大,土样中水分迁移分布的范围更明显.     

刺槐(Robinia pseudoacacia)无性系种群结构与生长动态的研究

研究了刺槐克隆种群的种群结构和生长动态.结果表明，刺槐克隆种群中幼年分株数量较多，死亡率较高；成年个体数量较少，死亡率较低，而且相对稳定，种群数量结构成金字塔型；无性系产生分株的时间较晚，分株的数量正处于上升阶段.无性系中刺槐基株的基径、高度、冠幅远远大于分株.刺槐分株在幼年时期高生长和冠幅的生长均较快，当生长到一定的年龄逐渐缓慢下来.克隆分株的生长、数量动态主要受克隆整合的内部调节机制和外部环境中灌木层、草本层竞争的影响.     

Soil fungi of three native tree species inhibit biomass production and shift biomass allocation of invasive Mikania micrantha Kunth

Soil microbes contribute to native plant species successful resistance against invasive plant.Three native tree species,Heteropanax fragrans (HF),Cinnamomum burmanii (CB),and Macaranga tanarius (MT) were effective in controlling the notorious invasive vine Mikania micrantha (MM).Biomass production and allocation patterns (shoot/root biomass ratio (shoot/root)) are important indicators of MM climbing coverage and competitive light-capturing capacity.An investigation was conducted to test the role of soil microbes associated with the three native tree species to inhibit MM biomass production and shift MM shoot/root.Rhizosphere soils originating from preculture HF,CB,MT,and MM plots were collected separately for use as inocula.The inocula were mixed with sterilized river sand at a 1:9 (w/w) ratio to grow MM.The fungicide carbendazim (methyl benzimidazol-2-ylcarbamate) was applied to half the treatments to kill pathogenic soil fungi.Two nutrient levels were established based on the natural soil nutrient concentration from a field stand invaded by MM.MM were grown from seeds in a glasshouse,harvested 15 weeks after sowing,and separated into shoot and root portions.Results showed that under interaction of soil origin and nutrient levels,MM biomass production was unchanged,but biomass allocation patterns were significantly different.MM biomass production grown in the three native tree soils under two nutrient levels was similar or higher than MM biomass production in MM conspecific soil,indicating the absence of species-specific pathogens that inhibited MM biomass production in native tree soils.However,in both conspecific and tree soils,MM biomass production was significantly reduced in the presence of pathogenic soil fungi,i.e.MM experienced significant fungal inhibition,demonstrating the pathogenic soil fungi promoted native tree resistence to MM.MM exhibited decreased shoot biomass allocation when cultivated in native tree soil relative to MM conspecific soil under field stand nutrient level conditions.Reduced resource allocation to shoot biomass could result in diminished capacity to climb,cover,and subsequent smother to native trees,and reduced surface area exposed to available light.Following fungicide application,significant biomass allocation differences disappeared,suggesting the native tree soil fungi were responsible for decreasing MM shoot biomass.The overall results indicated tree soil fungi serve an integral role in controlling invasive MM through fungal inhibition on MM biomass production,and shifts in MM biomass allocation patterns.     

土壤水分含量对银杏生长及生物量分配的影响

应用温室盆栽试验方法,采用完全随机试验设计,研究了1 年生银杏(Ginkgo biloba L.)实生苗在不同土壤水分条件下的生长和生物量分配。试验共设16 个处理,即4 个银杏半同胞家系(44 号、11 号、55 号、32号)、4种水分水平(土壤含水量为土壤田间持水量的80%,60%,40%和20%),处理时间为100 d。研究结果表明:(1)银杏4家系相对高生长、相对地径生长、生物量增量、单株叶面积、单株根系体积等均随着土壤水分含量的减少而减少;(2)55号和44号家系随着土壤水分含量的减少,根冠比逐渐增大,而32 号和11 号家系在前3种水分条件下随着土壤水分含量的减少,根冠比逐渐增大,但在W4 水分条件下,根冠比均减少;(3)随着土壤水分含量的减少,银杏4家系根、茎和叶生物量增量均减少,但不同的家系减少程度不同,4 个银杏家系在不同土壤水分条件下,根、茎和叶生物量增量均表现为根的最多,茎的次之,叶的最少;(4)不同家系银杏生物量增量分配到根系的比例随土壤水分含量的减少而增大,而分配到茎和叶中的比例则随着土壤水分含量的减少而减少。     

放牧干扰对松嫩平原羊草草地的影响

１９８９年在中国东北中部的松嫩平原羊草草地研究了放牧对土壤生境，植物种群，生活型，群落结构和生物担的影响，结果表明，随放牧强度增加，土壤容重和土壤ＰＨ逐渐增加，特别是重度放牧后，增加显著，但土壤水分和土壤有机质含量却随放扩强度增加而逐渐下降，重度放牧阶段，土壤水分和有机质含量比轻度放牧阶段分别下降了２２．３％和４３．２％。     

Species-diversified plant cover enhances orchard ecosystem resistance to climatic stress and soil erosion in subtropical hillside

Naturally occurring plants in agroecosystem evidently play an important role in ecosystem stability. Field studies on the ecological effects of native plants conserved in orchard and their resistance to adverse climatic stress, and soil erosion were conducted from 1998 to 2001 in a newly developed Changshan-huyou (Citrus changshan-huyou Y.B. Chang) orchard. The experimental area covered 150 ha in typical red soil hilly region in southeastern China. The experimental design was a randomized complete block with six combinations of twelve plant species with four replications. All species used were native in the orchard. Plots were 15 x 8 m2 and separated by 2 m buffer strips. Precipitation, soil erosion in rainstorm days and aboveground biomass of plant community when rainstorm days ended, soil temperature and moisture under various plant covers during seasonal megathermal drought period, antiscourability of soil with different root density under various simulated rainfalls were measured. Plant cover significantly decreased the daily highest and mean soil temperature and its daily variation in hot-drought season, but there was no significant difference of the alleviation among various plant covers. Plant covers significantly increased the soil moisture in seasonal megathermal drought period. Better moisture maintenance and soil erosion reduction was found when the plant species numbers in cover plant communities increased from one to eight. Higher root density in plant communities with higher species richness increased significantly the antiscourability of the soil. It was suggested that conserving plant communities with diversified native species could produce the best positive ecological effects on citrus orchard ecosystem stability.