高寒沙地典型人工林土壤水分动态及其对降雨的响应

分析青海共和盆地中间锦鸡儿人工林在不同生长阶段、不同深度的土壤水分动态变化特征,探讨不同深度土壤水分对不同降雨量的响应过程,深入了解高寒沙地植物与降雨关系,为高寒沙区的植被恢复与合理配置提供科学依据。以不同生长阶段(3、5、16、30 a)的中间锦鸡儿(Caragana intermedia)人工林为研究对象,利用ECH_2O土壤含水量监测系统分别对每个林龄的不同土层深度(10、20、30、40、60、90、120、150 cm)土壤水分进行连续监测;利用Dynamet-1k科研级自动气象站记录降雨量,以3场不同降雨事件进行分析,研究其土壤水分对不同降雨量的响应状况。2008年9月-2017年9月间,试验区内降雨主要集中在5-9月,且雨量小频率高,降雨量小于2 mm的降雨事件占总降雨事件的48.21%,贡献率仅为9.68%。4种人工林土壤蓄水量的年内变化可分为土壤水分消耗期(9至次年1月)、土壤水分积累期(2-4月,7-8月)和稳定期(5-6月)。5 mm以下的降雨能够使30 cm以上的土层水分产生波动,5-18 mm的降雨量能影响0-40 cm的土壤水分,而18 mm以上的降雨量能够引起0-60 cm土层水分的变化。土壤蓄水量随着土层深度的增加而先减小后增加,林龄越大,土壤水分对于降雨量响应的滞后性越明显,土壤水分增量也相对减少。因此,在高寒沙区造林应注意苗木栽植的密度,在造林过程中加强水土保持措施,降低干旱胁迫对造林成活率的影响。     

植物根系吸收土壤水分的研究综述

植物根系吸收土壤水分是土壤－植物－大气连续体中水分运动的一个重要环节．本文从土壤－植物－大气连续体入手，对植物根系吸收土壤水分的影响因素，植物根系吸收土壤水分的微观模型及植物根系吸收土壤水分的宏观模型等，进行了介绍和评述．     

三江平原典型小叶章湿地土壤中硝态氮水平运移的模拟研究

选择三江平原小叶章湿地不同水分带上草甸沼泽土和腐殖质沼泽土2种土壤类型作为研究对象，以KNO3为示踪剂，模拟研究硝态氮在湿地土壤中的水平运移过程。结果表明，2种土壤各土层硝态氮水平运移浓度和速率均与运移距离呈极显著负相关（P〈0．01），并随运移距离增加呈一阶指数衰减曲线变化，各土层硝态氮水平运移速率主要受浓度梯度、水势梯度及土壤基质势的控制；土壤各土层中硝态氮水平运移速率与土壤含水量呈显著正相关（P〈0．05），并随土壤含水量增加呈指数增长曲线变化；土壤各土层中硝态氮水平运移浓度与土壤水分扩散率呈极显著正相关（P〈0．01），0—20cm土层硝态氮水平运移浓度随水分扩散率升高呈Boltzmann曲线变化，其他土层则呈指数增长曲线变化；草甸沼泽土比腐殖质沼泽土相应土层更利于硝态氮的水平运移，这主要与土层颗粒组成和孔隙度等物理性质的显著差异有关，而湿地水文条件可能对2种土壤物理性质的塑造有着重要影响。     

高寒沙区两种典型固沙植物改良土壤的策略

植被恢复与重建是退化土地生态修复的重要途径,植物与土壤环境的关系一直是热点科学问题,但对高寒沙区尚缺乏系统性的研究。为探明不同沙生植物对高寒沙地土壤的改良策略,以青海共和盆地中间锦鸡儿(Caragana intermedia)和乌柳(Salix cheilophila)两种典型固沙植物为研究对象,通过对比细根分布规律分析其环境适应性,结合林地土壤物理性质、有机碳含量和土壤含水量等要素,分析两种植物对土壤的改良作用。结果表明,(1)两种植物的细根主要集中在0-60 cm土层,中间锦鸡儿水平方向分布更多,且细根平均生物量密度和有机碳含量都高于乌柳。(2)乌柳人工林各深度土壤有机碳密度均高于中间锦鸡儿,其累计百分比在0-40 cm土层较高,中间锦鸡儿在40-120 cm较高。(3)两种人工林的土壤容重、最大持水量和毛管持水量均值差异不显著。中间锦鸡儿林地土壤容重在0-40 cm土层大于乌柳,在40-120 cm小于乌柳;其最大持水量和毛管持水量在0-60 cm小于乌柳,在60-120 cm大于乌柳。(4)两种人工林土壤含水量和土壤温度都呈表层高,随土壤深度递减趋势。乌柳林地各深度土壤含水量均高于中间锦鸡儿,土壤温度均低于中间锦鸡儿。研究表明,中间锦鸡儿的环境适应性和固沙能力较强,倾向于深层土壤改良和固碳策略;乌柳人工林的固碳作用和涵养水源能力较强,倾向于表层土壤改良和固碳策略;同时,两种人工林都倾向于表层保水的策略。该文通过对比分析不同沙生植物改良土壤的策略,为长期研究高寒沙区生态修复与优良固沙植物筛选等工作提供理论依据。     

南亚热带丘陵土壤水分循环及其有效性的研究──Ⅵ.丘陵赤红壤-果树-大气连续体中能量的变化及其分布规律

依据田间实测资料,分析了南亚热带丘陵赤红壤-果树-大气连续体中的能量变化及其分布规律、结果表明,土壤基质势的年度变化特征说明南亚热带丘陵赤红壤存在明显的湿季和旱季．果树叶水势随土壤基质势、大气水势、气温及大气相对湿度的变化而变化,荔枝、龙眼叶水势的变化比芒果叶水势的变化大.以荔枝、芒果和龙眼作为供试植物,水分从土壤到达植物根表皮、进入根系并通过植物茎到达叶片,其能量降低分别约为0．9063～1.7428、0．2818～0．6979和0．2904～1．8707MPa;水分从叶部汽化扩散到大气中,其能量降低分别达15．1491～57．3669、15．4491～58．4036和14．5824～56．9536MPa,说明水流在南亚热带丘陵赤红壤-果树-大气连续体中运移时,其能量主要消耗在由叶部到大气这一环节上。     

岷江上游干旱河谷典型阳坡海拔梯度上土壤水分动态

结合气象观察和土壤质地的分析，监测和研究了岷江上游干旱河谷茂县段典型阳坡土壤水分动态．结果表明：1．土壤水分的季节变化可分为土壤水分亏缺期、土壤水分补偿期和土壤水分消退期．2．土壤含水量在旱季随土层深度的增加呈升高趋势，雨季中期出现相反的变化趋势，据变异系数可将土壤剖面分为剧变层、渐变层和相对稳定层．3．相同土层深度含水量随海拔高度的增加先升高后降低．4．降雨和土壤特性是影响岷江上游干旱河谷土壤水分的主要因素：降雨量与0～100cm土层平均含水量的相关系数达到极显著水平，降雨对土壤含水量的影响随土层深度增加而减弱；大于10mm的降雨对土壤水分的补充作用明显，气温及蒸发量较低时，连续的小于10mm的降雨对土壤水分也有一定补充作用，降水可到达50cm土层深度．以沙质粘壤土为主的土壤含水量远高于以砂壤土为主的土壤含水量．岷江上游干旱河谷造林时间在4月为宜，以沙壤土为主的地段穴深在45～60cm较好，以沙质粘壤土为主的地段穴深在60—70cm比较适宜．图3表3参15     

土壤含水量对三种阔叶树苗气体交换及生物量分配的影响

在温室内用盆栽法研究了土壤含水量对茶条槭、山梨和山桃的气体交换及生物量分配的影响,设置4种土壤水分处理(土壤相对含水量75．0％、61．1％、46．4％和35．4％)．结果表明：随土壤含水量降低，3树种苗木净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均下降，土壤含水量最低时，茶条槭苗木各生理指标降低幅度最大，山梨和山桃次之．茶条槭和山梨水分利用效率(WUE)随土壤含水量的减少呈降低趋势，山桃WUE呈升高趋势．水分胁迫下，3树种苗木根分配生物量显著增加．茶条槭在水分胁迫下，根冠比增加幅度最大，山梨次之，山桃最小．此外，茶条槭叶形态可塑性强，随土壤含水量降低，茶条槭单叶叶面积和总叶面积显著减小，叶厚度增加．山梨和山桃在水分胁迫下单叶叶面积及总叶面积无显著变化．综合3树种苗木在水分胁迫下的生理和形态指标及生物量分配的变化，茶条槭和山桃对水分胁迫的适应能力强于山梨．表4参31     

松科植物对干旱胁迫的反应

水分亏缺是制约树木生长的重要环境因子，植物通过形态、生理以及分子水平来适应水分亏缺．渗透调节使植物在低水势下维持正常生理活动，是植物忍耐水分亏缺的重要生理机制．干旱胁迫下，植物形态结构变化有利于水分吸收和传导，从而提高水分利用效率；同时，生物量向根部的分配增加，叶面积/边材面积比发生变化，这种生物量分配转移提高了根和茎向叶片输水能力，从而防止气穴现象；干旱胁迫容易引起光能过剩，过剩的光能会对光合器官产生潜在的危害．依赖于叶黄素循环的热耗散是光保护的主要途径；同时酶促及非酶促系统也是防止光合器官破坏的重要途径；脱落酸作为一种激素逆境信号，活化了与抗旱诱导有关的基因．本文从形态变化、渗透调节、气穴现象、光合作用、水分利用效率、脱落酸以及分子机理等方面阐述了松科植物对干旱胁迫的响应，并对耐旱指标的筛选进行了讨论，干旱胁迫下，各耐旱机理相互制约，需要联合各个方面的因素来考虑整个植物对干旱的反应．参99。     

雨季红壤坡地油茶林土壤水势变化特征及耗水规律

利用野外定位观测数据,研究了雨季红壤坡地油茶林土壤水势变化特征及耗水规律.结果表明,土壤水势及其变异系数均为坡上大于坡下,坡上深度50cm、坡下深度40cm以上土层显著受到土壤蒸发和植物蒸腾的双重影响,坡上、坡下深度90cm附近土壤水势变化大于相邻层次.土壤物理性质、根系分布对土壤水势影响显著,深度40、90cm分别为黏土层向砾石层、砾石层向网纹层的转变,水分容易积聚,根系易于向此靠近;吸水根(根直径<1mm)根干重与土层深度呈显著指数型相关,且在深度90cm处所占比例最大,达46.95%;吸水根干重所占比例与深层(70-110cm)土壤水势变化量呈明显正相关.通过零通量面分析,雨季持续干旱时段深层水分整体向上蒸发,但深度90cm处水势变化最大,证实土层深度90cm附近为雨季油茶林主要耗水区域.     

土壤水分变化对外来入侵植物飞机草生长的影响

以外来入侵植物飞机草为研究对象,设计3个水分梯度(15mm,10mm,5.83mm),研究飞机草的叶绿素含量、生物量、光合生理特征等指标对土壤含水量变化的响应。结果表明,随着土壤水分含量的降低,飞机草的单位叶面积干质量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2摩尔分数、光饱和点等都呈下降趋势。同时,根冠比和水分利用率随着水分胁迫的加重而有所提高,表明飞机草对土壤水分胁迫有一定的适应能力,但总体而言,土壤水分胁迫不利于飞机草的生长,限制了其向降雨量较少的地区入侵。     

基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

Correlations between physiological responses of four aquatic plant species and river water quality

The Jiushanwai channel is located in the Lucheng district of Wenzhou City, China. Four aquatic plant species (Canna indica, Cyperus alternifolius, Myriophyllum verticillatum, and Lythrum salicaria) were planted on floating-beds constructed in a north-south layout along this channel. Five sites were sampled during spring, summer and autumn. The physiological characteristics (content of chlorophyll and soluble protein, activity of peroxidase and catalase) of the plants and the corresponding water quality were determined and correlations between these indices were analysed. The physiological indices of the plants and water quality changed regularly at the five sampling sites. Myriophyllum verticillatum was the most sensitive species to water quality changes, whereas Lythrum salicaria was least sensitive. Of the physiological indices examined, soluble protein content was most sensitive to water quality changes. The physiological indices of M. verticillatum are deemed to be most suitable to indicate river water quality.     

南四湖沉积物营养盐释放特性

通过营养盐静态释放模拟试验,研究了南四湖沉积物NH4＋-N、TP和有机质（OM）的释放能力;针对微山湖区（WS）沉积物氮含量较高、释放较强的特点,为明晰WS湖区的氮释放潜力,考察了该湖区16个点位沉积物对NH4＋-N的等温吸附特性.静态释放试验表明,沉积物TP和OM释放能力较弱,对南四湖上覆水水质影响不明显;而WS湖区的NH4＋-N释放能力较强.WS湖区沉积物的NH4＋-N等温吸附试验表明,湖心区沉积物NH4＋-N释放能力最强,吸附/解吸平衡浓度（CEAC）高于1 mg.L-1的区域面积约占微山湖的1/5,该区域沉积物NH4＋-N释放将会对南水北调东线调水水质产生不利影响.     

乌东德库区消落带土壤水分分布特征

消落带土壤水分是制约植物生长发育的关键因素,对库区消落带生态修复意义重大.本文系统分析了乌东德库区消落带修复试验区土壤含水量分布,探索了土壤水分空间变化和影响因素.结果表明:研究区5月水分含量低于5％,不同试验分区和高程区域土壤水分分布受到微地形、土壤特征、植被类型和植被覆盖度等影响.土壤水分随深度变化的主控因素包括地...     

Fuzzy logic-based modeling of the impact of industrial activities on the environmental status of an industrial estate in Nigeria

Industrial growth is being attributed with adverse environmental effects and has necessitated stricter environmental management policies. Formulating such policies is limited by the difficulty in understanding the trends of monitoring data. This study is aimed at the application of fuzzy comprehensive assessment (FCA) to integrate environmental contaminants in Agbara industrial estate, Nigeria, to measure the extent of impact of industrial activities on the host community. Samples of water, plants (Pteridium aquilinum, Sacciolepis africana, and Panicum maximum), soil, and sediments were collected within the estate. Water samples were analyzed for quality parameters using standard methods. Metals (Co, Cr, Cd, Cu, and Mn) were investigated in all the samples using an atomic absorption spectrophotometer. The data were modeled with FCA. The results showed Cr as the major contaminant (34–252?µgL^?1). High phosphate contributed to large plant growth in the area. FCA results showed that water samples were in the pristine classification; sediment samples were extremely impacted. The vegetation growth and the sediment precipitation were responsible for the cleaning-up of the pollutants discharged downstream. The FCA of the plants indicated high metal bioaccumulation and not only showed the plants’ phyto-remediation potential but also that the metals may pose threats to human health through the food web. The activities in the estate are contributing contaminants to the environment with potential negative effects.     

湿地生态系统CO2净交换、水汽通量及二者关系浅析

湿地生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要组成部分,对于全球变化具有重要意义。水汽通量是影响湿地生态系统碳循环最重要、最基本的生态因子之一,与湿地生态系统CO2净交换密切相关。本文在总结湿地生态系统CO2净交换与水汽通量变化基本规律及其主要影响因子的基础上,从宏观和微观2个方面分析二者之间的内在关系。从宏观上看,湿地生态系统本身的特点决定了CO2净交换与水汽通量之间必然是相互影响、相互制约的;就微观而言,叶片尺度上的气孔行为是水分蒸腾和净碳通量这两个生理生态过程相互联系的纽带。最后,对湿地生态系统CO2净交换与水汽通量关系的研究方向提出展望。     

垃圾填埋气对植物生长影响初探

以11种上海常见绿化植物的盆栽幼苗为对象,在上海顾村垃圾填埋场就填埋气对这些植物幼苗生长和生理特征的影响进行了初步分析和比较。研究测定的形态指标和生理指标主要包括：生长势、存活率、株高变化、叶绿素含量和脯氨酸含量。结果表明：1）距离填埋气排放口越近的植物生长越差,存活率越低,株高变矮。2）距离填埋气排放口越近的植物叶绿素含量越小,脯氨酸含量越高。3）狗牙根（Cynodon dactylon）、构树（Broussonetia papyrifera）等植物出现了受害后的恢复性生长,暗示了其对垃圾填埋气良好的适应性,而蚊母树（Distylium racemosum）存活率低且生长势差,暗示了其对垃圾填埋气的极度不适应。本研究的结果可以为在高浓度填埋气环境下对垃圾填埋场进行近自然植被恢复提供一定的研究基础。     

克隆植物生理整合作用的研究方法及其应用

生理整合作用是克隆植物的一个重要特征,克隆植物所表现出的许多独特的生态学行为,均与其所具有的生理整合效应密切相关.本文总结并分析了迄今为止在研究克隆植物生理整合作用方面所采用的各种方法,并将其归纳为直接和间接方法两个大类.通过这些研究方法的综合运用,克隆植物生理整合效应的机制、格局及其影响因素可以得到更加深入的揭示.在不断深化和拓展现有研究方法的基础上,今后在克隆植物生理整合效应的研究方面,还应较多地关注更为精确的研究方法,以及野外或自然条件下的实地研究.参104     

作物根系对干旱胁迫逆境的适应性研究进展

主要就作物根系的形态性状、根系提水作用、生理代谢、根系细胞壁蛋白及其生长性能与干旱胁迫间的关系作了综述;指出应加强对干旱逆境下根系发育及根系生长性状变化上的遗传机理研究。     

山西万家寨引黄工程沿线生态环境特征及其保护

山西万家寨引黄工程从万家寨水利枢纽至太原市呼延水厂,全长285km。论述了引黄工程沿线的生态环境特征,主要为(1)降水偏少分布不均水资源缺乏,(2)水土流失严重,(3)植被覆盖率较低,(4)生物多样性贫乏。预测了引黄工程对生态环境的潜在影响。提出了生态环境保护的科学对策:(1)科学规划降低对植被的扰动程度,(2)综合治理减少水土流失,(3)加强环境保护工作,(4)植树种草提高植被覆盖率,(5)合理放牧防止草地继续退化,(6)调整产业结构,减轻对生态系统的压力。