喀斯特特有植物罗甸小米核桃幼苗对光照强度的可塑性响应

研究光照强度对1年生喀斯特特有植物罗甸小米核桃幼苗可塑性的影响,探讨其在个体定居初期如何响应不同光照强度的变化及其生态适应策略.设置约为自然光100％、75％、50％和25％的光照强度处理材料,4个月后收获,比较分析罗甸小米核桃幼苗的形态、生物量分配和生理性状在不同光照强度处理下的差异,并对可塑性指标进行综合评价.结果...     

渭河流域地表植被覆盖对气候变化的响应研究

气候变化通过改变植物生长环境,从而影响植物生长。了解植物与气候之间的内在关系,长期动态监测和评估植被覆盖情况至关重要,同时有利于深刻理解生态恢复机制。渭河流域地理位置特殊,生态环境脆弱,在其周围及黄河下游生态环境保护中有重要地位。为揭示植被时空变化格局以及对气候变化的响应,以渭河流域作为研究对象,采用差值法、线性回归斜率法及相关系数法分析2000-2019年渭河流域在不同气候分区下NDVI分布特征及NDVI与降水、气温的相关性和滞后性。研究结果显示：（1）2000-2019年,渭河流域NDVI呈波动上升的趋势,各分区NDVI增长率表现为半干旱区(0.053 8/10 a)>半湿润区(0.044 3/10 a)>干旱区(0.036 6/10 a);(2)2000-2009年、2009-2019年NDVI均表现为改善态势,但2009-2019年改善程度减缓,斜率从0.072 7/10a降低为0.035 1/10a,差值法改善区面积由98.20%降低到86.12%,线性回归斜率法改善区面积由87.69%减小到61.86%;(3)在季尺度、月尺度上,与降水相比,气温对渭河流域植被生...     

甘肃省植被覆盖变化及其对退耕还林工程的响应

利用2000—2015年MODIS-NDVI数据,基于遥感和地理信息系统技术,采用像元二分法和一元线性回归分析法,定量探讨了甘肃省近16 a植被覆盖的时空变化特征,并在此基础上评估退耕还林面积与植被覆盖的相互关系。结果表明:(1)2000—2015年甘肃省年均归一化植被指数(NDVI)值呈增加趋势,年增长速率为0.43%,说明甘肃省植被覆盖总体呈改善态势。(2)16 a间,全省植被覆盖虽有局部恶化趋势,但改善区域面积远大于植被退化区域。其中,明显改善、中度改善和轻微改善区域面积分别占总面积的20.62%、14.67%和33.05%,退化区域面积仅占2.87%。(3)总体上,甘肃省植被覆盖度仍然较低,全省16 a平均植被覆盖度为50.98%,低、中低植被覆盖区面积占总面积的50%以上,且分布不均,其中东南地区平均植被覆盖度最高,为75.43%,中部次之,为47.84%,西北最低,只有31.77%,空间差异显著。(4)退耕还林面积能较好地解释植被覆盖度的变化。退耕还林工程集中区即黄河以东地区累计退耕还林面积与2000—2015年年均植被覆盖度明显相关,其决定系数R2为0.721 8。     

亚热带不同林地植物光合作用对空气CO2浓度增高的响应

以桃金娘、荷木及九节和罗伞分别代表生长在密林、中等疏密林和疏林植物,在较高空气ＣＯ２浓度下,随着光强增加,疏林的桃金娘光合速率（Ａｎ／μｍｏｌ ｍ＾－２ｓ＾－１）与光强关系曲线的最初直线部分斜率为０．０５１,而中等疏密林的荷木和九节则分别为０．０３９和０．０３４,密林的的罗伞则较低,仅为０．０２２,疏林桃金娘的不包括光呼吸的ＣＯ２补偿点为Γ＾＊３８．１μＬ Ｌ＾－１,较荷木和九节分别约高８．８％和     

亚热带不同林地植物光合作用对空气CO_2浓度增高的响应

以桃金娘、荷木及九节和罗伞分别代表生长在密林、中等疏密林和疏林植物 .在较高空气CO2 浓度下 ,随着光强增加 ,疏林的桃金娘光合速率 (An/ μmolm-2 s-1)与光强关系曲线的最初直线部分斜率为 0 .0 5 1,而中等疏密林的荷木和九节则分别为 0 .0 39和 0 .0 34 ,密林的罗伞则较低 ,仅为 0 .0 2 2 .疏林桃金娘的不包括光呼吸的CO2 补偿点为Γ 38.1μLL-1,较荷木和九节分别约高 8.8%和 10 .7% ;较罗伞约高 14.7% .除罗伞有较低光呼吸速率外 ,疏林的桃金娘和中等疏密林荷木及九节的光呼吸速率 (Rd)相似 .光合作用的Rup2 饱和速率 (Vcmax)80 .2 μmolm-2 s-1,较荷木和九节分别高 2 4.8%和 2 2 .9% ,表明生长在疏林的桃金娘有较大羧化作用潜力 .实际电子传递速率与Rup2 再生有关 ,桃金娘的实际电子传递速率为 10 2 .7μmolm-2 s-1,明显较荷木和九节高 .罗伞有低的电子传导率 ,可能罗伞光合速率受Rup2 再生的明显限制 .桃金娘的光能转化效率δ为 0 .47electrons/quan tum .而中等疏密林的荷木和九节则为 0 .2 3和 0 .2 6electrons/quantum .疏林植物生长快 ,光合产物库不受限制时 ,空气CO2 浓度增高 ,有利于促进阳生阔叶树种的光合速率持续增高 ,促进其种群优势 .图 4表 1参 12     

阿尔泰山地森林草原生态功能区植被覆盖对气候变化的响应

新疆阿尔泰山地森林草原生态功能区(简称阿尔泰生态功能区)是《全国主体功能区规划》中明确的8个水源涵养型重点生态功能区之一,但其植被生态系统对气候变化敏感而脆弱。为了解气候变化背景下阿尔泰生态功能区植被生长状况,基于1986—2015年阿尔泰生态功能区7个气象站气温和降水量、植被覆盖以及植被类型数据,采用遥感技术和相关分析方法,研究阿尔泰生态功能区植被覆盖对气候变化的响应关系。结果表明:(1)1986—2015年阿尔泰生态功能区年平均气温整体呈现明显上升趋势,倾向率为0.34℃·(10 a)~(-1);年降水量整体呈波动循环上升趋势,倾向率为6.19 mm·(10 a)~(-1);年平均归一化差分植被指数(NDVI)值整体呈现缓慢下降趋势,倾向率较小,为-0.001 (10 a)~(-1);生长季NDVI呈明显上升趋势,倾向率为0.002 (10 a)~(-1)。(2)1986—2015年阿尔泰山生态功能区植被覆盖总体保持稳定,NDVI变化率为-0.001 (10 a)~(-1)～0.001 (10 a)~(-1)的区域面积占研究区总面积的60.4%;植被覆盖显著减少,即NDVI变化率-0.002 (10 a)~(-1)的区域面积占总面积的3.1%,主要分布在西北阿尔泰山区;植被覆盖显著增加,即NDVI变化率0.002 (10 a)~(-1)的区域面积占总面积的2.1%,主要分布在东南和中部地区。(3)1986—2015年阿尔泰生态功能区植被覆盖对降水量变化的响应大于气温变化。NDVI变化对气温和降水量变化存在一定滞后性现象,不同时段NDVI变化表现出不同的滞后期。     

中国不同植被覆盖类型NDVI对气温和降水的响应特征

基于1982—2012年植被生长季(4—10月)GIMMS NDVI 3g数据集、中国气象数据网同时期气温与降水月值0.5°×0.5°格点数据集(V 2.0)和MODIS土地覆盖产品,运用GIS和相关统计方法,对中国长时间较为稳定的8种典型植被覆盖类型(常绿阔叶林、落叶阔叶林、混交林、开放灌丛、多树的草原、草原、作物以及作物和自然植被的镶嵌体)NDVI与气温和降水的时空响应特征进行研究。结果表明,除西南部分地区和西北小部分裸地或低植被覆盖地区外,其他地区多年生长季平均NDVI与平均气温呈显著正相关;西藏南部和华南大部分地区植被NDVI与降水呈负相关,强降水会对植物生长产生一定阻碍作用,其他地区多年生长季平均NDVI与平均降水呈显著正相关;从植被覆盖类型上看,除常绿阔叶林和多树的草原外,其他植被覆盖类型与气温、降水均呈正相关关系,其中落叶阔叶林、开放灌丛和草原与气温和降水均呈较高的正相关,且对气温的响应比对降水强烈;NDVI对气温和降水的响应具有空间异质性,不同植被覆盖类型NDVI与气温和降水的相关性不同,相同植被覆盖类型NDVI在不同地区的相关性也不同,分布在西南地区的常绿阔叶林NDVI与气温呈正相关,而分布在华南、台湾地区的常绿阔叶林NDVI与气温呈负相关,暖湿西南季风可能是造成差异的原因;植被NDVI对气温、降水的响应存在时滞效应,对降水的时滞效应更为显著,不同植被覆盖类型NDVI对气温和降水的滞后期不同,在生长季末期,落叶阔叶林NDVI对气温的响应滞后期约为1个月,西南开放灌丛和华北草原带NDVI对降水的响应滞后期为1—2个月。研究结果可为中国陆地生态环境建设及保护提供理论依据。     

旱地全膜覆盖种植模式对土壤酶活性的影响

研究了旱地不同覆膜种植模式对土壤水解酶和氧化还原酶活性的影响.结果表明,与常规覆膜种植模式相比,2种全膜覆盖种植模式可明显提高土壤水解酶和氧化还原酶活性.水解酶活性基本呈随土层的增加而降低的变化趋势,而氧化还原酶活性则基本呈随土层的增加而增加的变化趋势.蔗糖酶活性与脲酶、碱性磷酸酶活性间在α=0.05水平上呈显著正相关,而碱性磷酸酶活性与硝酸还原酶活性间则在α=0.01水平上呈显著负相关.     

旱地不同膜覆盖种植模式对土壤微生物数量的影响

采用稀释平板法和最大或然数法,对旱地常规覆膜、全膜覆盖双垄沟播“一膜用一年”和全膜覆盖双垄沟播“一膜用两年”3种膜覆盖种植模式的土壤微生物数量进行研究.结果表明,3大类群微生物以细菌数量为最多,放线菌次之,真菌最少.除自生固氮菌外,全膜覆盖双垄沟播“一膜用两年”种植模式能够明显增加土壤碳氮磷生理类群微生物数量.不同生理类群土壤微生物数量基本呈现随土层深度的增加而减少的变化趋势.细菌、放线菌和其他生理类群(除自生固氮菌外)微生物数量之间均呈正相关关系.     

覆盖模式和小麦根系对土壤拮抗性放线菌分布的影响

采用常规分离培养和琼脂块拮抗性测定法,研究了西北旱作农业区不同覆盖模式和根系对小麦田土壤中拮抗性放线菌分布的影响.结果表明:①小麦田土壤拮抗性放线菌比率随覆盖模式而异.在SDSA培养基上以覆盖模式较高,常规对照最低,拮抗性放线菌比率由高到底顺序为垄沟(49.1%)>覆膜(41.5%)>覆草(37.5%)>常规(25.0%),垄沟、覆膜和覆草分别较对照提高96.4%、66.0%和50.0%.②小麦根系生长和分泌物对拮抗性放线菌比率有显著影响.在3种覆盖和常规对照条件下,拮抗性放线菌总数的比率、抗细菌和抗真菌的拮抗放线菌比率均表现为根区高于根外,其中覆膜模式下抗真菌放线菌的比率在根区土壤中约为根外的4倍.图1表2参19     

小青菜对不同施肥模式的响应及其生态化学计量学特征

在大田小区试验条件下,研究了小青菜(3茬)对不同施肥模式的响应及其生态化学计量学特征.试验共设5个处理:不施肥对照、有机无机肥配施模式1(含氨基酸肥料)、有机肥施肥模式、无机肥施肥模式和有机无机肥配施模式2.结果表明,与其他处理相比,有机无机肥配施模式1能够提高小青菜产量,光合速率,可溶性总糖、蔗糖、维生素C和游离氨基酸含量,且这些指标与其地上部C/N和C/P比值之间存在显著正相关关系,而与施肥模式所提供肥料中C/N和C/P比值之间存在正相关趋势,但相关性未达显著水平.此外,有机无机肥配施模式1能够降低小青菜地上部硝酸盐含量,且该指标与其地上部和施肥模式所提供肥料中N/P、C/N、C/P和P/K比值之间均不存在相关关系.可见,在田间试验条件下,有机无机肥配施模式1能够促进小青菜地上部生长,改善小青菜品质;合理搭配肥料可提高小青菜的光合固碳能力,进而提高小青菜体内C/N、C/P比值,有利于提高小青菜的产量和品质.     

降雨对林地养分输入与土壤侵蚀的作用

用定位观测研究表明,降雨是林地形成土壤肥力的重要机制;特别是通过林冠层的穿透水和树干的径流水,其养分通量平均要比林外雨高80％左右,但在不向的气候条件下和在不同的森林类型里,降雨输入土壤的养分存在着较大的差异,在无植被覆盖的坡地上,降雨会造成土壤侵蚀,使土壤养分入不敷出。     

不同覆盖作物模式对茶园土壤理化性质及有机碳矿化的影响

覆盖作物作为重要的农业管理措施之一,可影响土壤有机碳的周转过程。茶是中国重要的经济作物,为探究不同覆盖作物模式下茶园土壤理化性质及土壤有机碳矿化动态,该研究自2019年选取茶园中清耕（C0）、黑麦草(Lolium perenne L.)+白三叶(Trifolium repens L.)(C1)、黑麦草+白三叶+早熟禾(Poa annua L.)+红三叶(Trifolium pretense L.)(C2)、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶+紫羊茅(Festuca rubra L.)+毛苕子(Vicia villosa Roth.)+波斯菊(Cosmos bipinnata Cav.)+百日草(Zinnia elegans Jacq.)(C3)作为4种覆盖作物模式,测定其表层（0—30 cm）土壤理化性质并进行了为期471 d的矿化培养,使用一级动力学方程及指数加线性常数模型来探究土壤有机碳矿化特征。结果表明,覆盖作物能显著增加表层0—30 cm土壤中硝态氮、铵态氮、微生物量碳和微生物量氮的含量（P<0.05）。4种覆盖作物模式下,表层土壤有机碳矿化速率均随培养时间增加呈“先增后降”...     

施肥对落叶松人工林林地土壤肥力的可持续性的影响

以14年生和34年生落叶松人工林为研究对象，对该林分所在的白浆化暗棕壤林地进行施肥试验。设置了9个施肥处理和1个无肥对照，运用土壤生物和养分指标讨论了不同林龄落叶松人工林林地土壤肥力可持续性指数。结果表明：(1)不同施肥处理对土壤肥力可持续性指数影响不同；(2)同一施肥处理对不同林龄的土壤可持续性指数影响也不同；在林木生长最快的幼龄期施肥，提高土壤肥力可持续性指数的效果要明显高于在林木近熟期施肥；(3)施用有机肥有利于提高生物管理指数，单施化肥可增加土壤氮、磷的管理指数；(4)有机肥和化肥混施是提高林地土壤可持续性指数的最好施肥方式。     

微生物群落对河流底泥中锑含量变化的响应

锑(Sb)矿的开采会造成周边水环境发生Sb污染,对周边生态环境和人体健康造成潜在风险。微生物是河流中Sb污染物生物地球化学循环的主要驱动力之一,通过氧化/还原过程调控Sb的价态转化过程,从而改变Sb的毒性和流动性。以贵州独山县Sb污染河流底泥为研究对象,利用地球化学参数分析、高通量测序和统计分析等方法,研究Sb污染河流底泥中Sb的浓度分布规律及其对河流底泥微生物群落的选择性影响。结果表明,随着与Sb冶炼厂排水口距离的增加,河流底泥中Sb浓度逐渐降低,这可能是微生物还原产生的Sb(III)在厌氧环境下易与铁锰化合物结合形成沉淀所导致的。基于随机森林分析发现,Sb是塑造河流底泥微生物群落结构的主要因素,河流底泥微生物多样性随Sb浓度的降低而呈现逐渐增加的变化趋势。通过LEfSe差异分析可知,Sb是河流底泥微生物群落结构组成演变的关键驱动因子,在不同Sb污染环境下富集了差异微生物。结合共现网络分析,发现栖泥沼杆菌属Paludibacter和糖发酵菌属Saccharofermentans是Sb污染河流底泥中的核心微生物,其相对丰度与Sb_tot、Sb(III)浓度呈显著正相...     

富营养化太湖沉积物中微生物群落及对环境因子的响应

沉积物是水生态系统重要的组成部分,研究沉积物中的微生物多样性及群落结构有助于从侧面了解水体的水质状况.采集太湖中具有不同富营养化水平的梅梁湾(ML)与湖心区(HX)表层沉积物(0--2 cm),测定沉积物样品中的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、无机氮(NH4+-N与NO3--N)、pH、氧化还原电位(Eh)与溶解氧(DO),利用基于16S rRNA基因的Illumina Miseq宏基因组测序技术研究沉积物样品中的微生物群落结构,并分析沉积物中微生物群落结构与环境因子的潜在关系.从太湖两处采样点6个沉积物样品中共获得234 408条有效序列,Sobs指数在1 811-2 442之间,Shannon指数在6.16-6.49之间,Coverage值在96.2%-97.7%之间,说明序列信息量足够大且微生物多样性较高.沉积物中细菌相对丰度为99%以上,共检测到48个门118个纲.其中变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,在ML和HX沉积物中的相对丰度分别为40.5%和35.4%,主要包括δ-proteobacteria和β-proteobacteria纲.其他较为丰富的门类包括绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺菌门(Nitrospirae)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等.将沉积物中纲水平微生物群落组成与理化因子进行Spearman相关分析可知,Eh、DO、pH、NH4+-N和TOC含量能显著影响纲水平优势微生物类群(OTU1%),且以Eh影响的微生物类群种类最多.上述研究表明,太湖沉积物中微生物资源丰富,不同富营养湖区理化因子是影响其中微生物群落结构的重要因素.(图4表3参42)     

黄土高原草地次生演替过程中微生物群落对植物群落的响应

采用时空替代法选取撂荒地(作为对照),自然演替20a、30 a和40a后的草地区域作为研究对象,分析黄土高原区植被恢复过程中植物群落与微生物群落特性的动态变化以及二者之间的相关性。结果表明:在草地次生演替过程中,植物覆盖度、丰富度、多样性、均匀度、生物量和生物量碳自演替初期至演替40 a分别增加了47.13%、41.20%、13.40%、10.34%、54.55%和11.85%,且均呈显著增加的趋势。随着植物群落的次生演替,细菌多样性整体呈现出显著增加的趋势,细菌相对丰度在1%以上的优势类群是放线菌(Actinobacteria)(34.8%)、变形菌(Proteobacteria)(26.0%)、酸杆菌(Acidobacteria)(15.0%)、绿弯菌(Chloroflexi)(7.5%)、芽单胞菌(Gemmatimonadetes)(8.7%)、硝化螺旋菌(Nitrospirae)(1.6%)、拟杆菌(Bacteroidetes)(2.1%)、疣微菌(Verrucomicrobia)(1.1%)和浮霉菌(Planctomycetes)(1.0%);真菌多样性在各演替阶段均呈增长趋势,但不同演替年限间没有表现出显著性差异,真菌相对丰度在1%以上的优势类群是子囊菌(Ascomycota)(67.19%)、担子菌(Basidiomycota)(16.23%)和接合菌(Zygomycota)(10.43%)。此外,微生物多样性与植物群落特性呈显著正相关,放线菌、变形菌、酸杆菌、芽单胞菌、硝化螺旋菌、浮霉菌和担子菌均与植物群落特性呈显著相关。总之,在草地次生演替过程中,植物群落是影响微生物群落的重要因素之一,二者相互联系、相互影响,共同调控着陆地生态系统的功能。     

离子束处理黑麦草对水体中硝基苯的去除及其生理响应

在室内水培实验条件下,研究了离子束辐照处理的黑麦草对水体中硝基苯的消除能力及其生理响应.结果表明:在25keV, 2.6×1016 N ·cm-2注入处理下,黑麦草植株生长良好,对硝基苯的去除效率高于对照,且硝基苯的去除动力学符合方程y=51.20-4.77t 0.13t2(R=0.994);在25keV, 3.9×1016 N ·cm-2注入处理下,植株生长正常,对硝基苯的去除效率略低于对照.进一步分析离子束处理黑麦草在硝基苯胁迫下的生理响应发现,3.9×1016 N ·cm-2注入剂量下,黑麦草丙二醛(MDA)的含量呈现先降低后升高再降低的变化趋势,2.6×1016 N ·cm-2注入剂量下,黑麦草MDA的含量呈现先升高后降低再升高的变化趋势;3.9×1016 N ·cm-2注入剂量下,黑麦草过氧化物酶(POD)活性相对较高,表现出先升高后降低再升高的变化趋势,2.6×1016 N ·cm-2注入处理剂量下,POD酶活性总体上高于对照;两种剂量处理条件下,过氧化氢酶(CAT)活性的变化均表现出先升高后降低再升高的趋势.这说明适当能量剂量的N 离子束辐照在一定程度上能够提高黑麦草对硝基苯的耐受去除能力.     

生态系统对环境变化的响应

预测生态系统对环境变化的响应,是预测现代全球变化的可能后果的关键。化石记录在这方面可成为一个很好的指南,因为它保留气候和生态变化中无数天然实验的结果。对与在美国得克萨斯西部岩石中保留下来的一个2.7亿年的礁石系统相关的腕足动物群落所做的一项新的研究,显示了4个生态系统是怎样对长期变化进行响应的。岩石演替记录了海平面下降和回升的4次事件。这些事件没有导致生物普遍灭绝以及腕足动物多样性丧失的最坏情况。相反,跨越生态系统边界的物种交换和替换的速度发生了变化,但本地群落保持了其多样性。(摘自Nature, 2004, 428: 738…