气温和土壤湿度变化对3种典型荒漠植物种子发芽的影响

植物种子发芽对气温和土壤湿度变化的响应是气候变化对荒漠生态系统影响的关键. 为了分析荒漠植物种子发芽对气温和土壤湿度变化的响应趋势,选择典型荒漠植物沙拐枣(Calligonum mongolica)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和麻黄(Ephedra przewalskii),在人工气候箱中分析在3种土壤湿度(3%,5%和15%),2种气温(16 ℃/22 ℃ 和21 ℃/27 ℃)和浸种(12 h)与不浸种处理下种子的发芽趋势. 结果显示:沙拐枣和泡泡刺种子的发芽率随土壤湿度的增加而增加,浸种下随气温的升高其发芽率增幅比不浸种下大;不浸种下气温升高麻黄种子发芽率增幅比不浸种下大,浸种下土壤湿度为3%时气温升高其发芽率增幅比土壤湿度为5%和15%时大(P<0.05). 3种植物种子发芽指数随气温的升高和土壤湿度的增加而增加,不浸种下气温升高沙拐枣和泡泡刺种子的发芽指数显著增加,浸种下其发芽指数增幅不大;不浸种下气温升高麻黄种子发芽指数增幅较小,浸种下其发芽指数增幅较大. 3种植物种子均在培养初期发芽速率增加较快. 荒漠植物种子发芽受气温和土壤湿度的共同影响,不同植物种子发芽对这些因素的变化有不同的响应.      

Germination of Deyeuxia angustifolia as affected by soil type, burial depth, water depth and oxygen level

Deyeuxia angustifolia is a dominant species in the Sanjiang Plain, the largest freshwater marsh wetland in China. However, this species has declined because of great environment changes. In the effects of sea-level rise and greenhouse gas, magnitude and frequency of flood and rate of deposit in wetland increased greatly. Thus, in this paper, effects of soil environment (soil type, burial depth, water depth and oxygen concentration) on seed germination of D. angustifolia were investigated. Both soil type and burial depth affected seedling emergence. Seedlings emerged through 1-, 2-, 4-mm sand, and at 1-and 2-mm mud. Regardless of soil, seedling emergence time increased and emergence percentage decreased with increasing burial depth. For example, seedlings started to emerge on the 4th day and the final emergence percentage was 30% when covered with1-mm mud, whereas the initial emergence time was on the 6th day and the final emergence percentage was only 8% when covered with 2-mm mud. At the same burial depth, emergence percentage was higher in sand than in mud. Increasing water depth inhibited seed germination. Germination percentage in 2-cm water level (20%) was 1.2 times higher than that in 12-cm water level (9%). Oxygen concentration also affected germination. In the 21% oxygen concentration, germination was started on the 2nd day and the germination percentage was 36%, while seed started to germinate on the 4th day and the germination percentage was only 3% at the 7% oxygen concentration. These data indicate that seed germination of D. angustifolia was highly sensitive to soil type, burial depth, water depth, oxygen concentration, and these responses may be an explicit indication of maladjustment to environment changes, and an important reason accounting for the decline of this species in the Sanjiang Plain.     

腾格里沙漠东南缘不同生境白刺(Nitraria)灌丛沙堆的空间分布格局

运用地统计学和数量生态学方法,从维持天然白刺灌丛稳定性和持久生态效益角度出发,对腾格里沙漠东南缘不同生境白刺灌丛沙堆的空间异质性进行了研究,分析了不同生境白刺固沙生态效益.结果表明,生境地下水埋深和白刺植株发育状况的差异直接影响了白刺耐沙埋的能力,间接地影响了白刺沙堆的固沙效应.湖盆低地白刺种群的植株盖度、密度和生物量显著高于山前冲积扇区(p<0.01),植株高度则相反,且无显著差异(p>0.05).湖盆低地的半固定生境沙堆高度平均为1.20m,单个沙堆积沙体积平均为88.19m3,固定生境的山前冲积扇沙堆高度平均为1.14m,单个沙堆积沙体积平均为33.16m3.不同生境条件下,白刺沙堆的斑块大小和分布存在明显差异(p<0.01).湖盆低地的白刺灌丛沙堆趋向于大斑块、小密度,空间自相关距离较长,而山前冲积扇区相反.湖盆低地由自相关因素引起的沙堆大小和积沙体积空间异质性占主要部分,分别体现在1.2～84m和1.2～505m尺度:而山前冲积扇的随机因素引起的沙堆大小和积沙体积空间异质性占到100%,在100m以下尺度该区白刺灌丛沙堆大小和积沙体积具有恒定的变异,其空间分布格局在这个尺度无规律体现呈随机分布.     

不同微塑料赋存环境对小麦萌发与幼苗生长影响研究

为揭示不同微塑料赋存环境对小麦（Triticum aestivum L.）种子萌发和幼苗生长的影响,选取聚丙烯（Polypropylene,PP）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚乳酸生物可降解塑料（PLA）3种微塑料,并分别设置3种微塑料粒径（150μm、1000μm和4000μm）和质量浓度（0.1g/kg、0.5g/kg和1g/kg）在自然环境条件下开展盆栽试验,通过统计分析和方差分析对不同微塑料组合处理下小麦种子的发芽率、发芽抑制率、生长特征及幼苗生长趋势进行分析.结果表明：不同微塑料胁迫下均降低了小麦种子平均发芽水平,小麦种子平均发芽抑制率呈现出HDPE>PLA>PP;微塑料的粒径和质量浓度处于中粒径和中浓度条件下对小麦种子的平均发芽抑制率最大分别为5.65%和4.55%,而处于低或高粒径和质量浓度条件下微塑料对小麦种子发芽的抑制作用有所减弱;微塑料粒径对小麦种子发芽率的影响作用较大,微塑料类型和质量浓度次之.与对照组相比微塑料HDPE和PLA对小麦种子生长特征指标（发芽势、发芽指数、活力指数和平均发芽时间）的影响作用比微塑料PP的影响作用更加显著,其中小麦种子活力指数受微塑料类型、粒径和质量浓度的影响最为显著.对照组和不同微塑料类型对小麦幼苗平均生长速率呈现出CK>PP>HDPE>PLA,而不同微塑料对小麦幼苗生长的抑制作用呈现为PLA>HDPE>PP,微塑料类型对小麦幼苗生长的影响作用最显著.     

干旱沙区人工固沙植被演变过程中土壤有机碳氮储量及其分布特征

通过测定干旱沙区不同年代人工植被固沙区土壤剖面1 m深度容重和有机碳、全氮含量,估算了人工固沙植被演变过程中土壤有机碳和全氮储量特征及其垂直分布格局.研究表明,干旱沙区人工固沙植被演变过程中,0～100 cm深土壤有机碳和全氮储量均呈增加趋势;有机碳氮储量表现出了固沙初期的显著增加期(<16 a),随后的缓慢增加积累期(16～25 a),及后期的显著增加期(>25 a),该变化趋势主要体现在0～20 cm的表层.土壤有机碳氮储量增加程度随深度增加有降低趋势,并且表层土壤(0～20 cm)有机碳和全氮储量远大于深层土壤(20～100 cm);固沙初期土壤有机碳和全氮储量的增加体现在0～100 cm各个深度,而随后积累期主要体现在0～20 cm深度,固沙后期的增加也主要在0～20 cm深度,20 cm以下增加不明显;0～100 cm深土壤有机碳氮储量表聚性随固沙植被演变越来越明显.明确了降水<200 mm的沙区人工固沙过程中植被和土壤特征的改变对土壤有机碳氮储量及分布特征的影响,为更好地理解干旱人工植被区的碳循环特征和预测该生态系统与气候变化间的反馈关系奠定了基础.     

民勤沙尘源区近地面降尘特征研究

借助近地面沙尘暴监测系统进行沙尘暴监测,分析民勤沙尘源区近地面降尘分布特征.结果表明:民勤降尘量与沙尘天气发生频率密切相关,春季3,4月沙尘高发期月降尘量分别为9.0和9.5 mg/cm2.降尘随距地面高度的增加而减小,最大降尘出现在近地面1 m处,月降尘量为9.7 mg/cm2;降尘受下垫面条件影响较大,从荒漠区到绿洲边缘,风速减弱4.11%,总降尘量由25.0 mg/cm2减少到20.6 mg/cm2;绿洲内部受防护林作用,风速减弱30.45%,总降尘量增到24.6 mg/cm2,最大降尘量提高到近地面9 m处,与绿洲防护林冠层平均高度相吻合.风速对近地面20m内的降尘影响明显,平均降尘量2.5 mg/cm2.距地面9 m的高度范围内,降尘随持续时间变化迅速增加,降尘增量可达3.1 mg/cm2.      

陕西大柳塔煤矿复垦地植被群落与土壤因子的关系

以陕北风沙区大柳塔煤矿的复垦地为研究对象,通过样方调查与土壤采集,调查复垦地人工植被的种类与多样性,并运用典范对应分析(CCA)探讨了物种分布与土壤因子之间的关系。结果表明:(1)研究区内共发现植被11科20属21种。草本植被在区内占优势,其中豆科、菊科和藜科植被占种数的47.63%;草本植被以多年生为主,占调查种数的52.38%。(2)物种多样性测度表明,Simpon多样性指数、Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数均是草地>灌丛>林地;Simpon优势度指数的变化则是林地>灌丛>草地,说明人工草地的物种多样性最高,其次为灌丛,林地最低。(3)CCA排序结果显示,土壤有机质和粗沙含量是制约研究区人工植被分布的主要因子。此外,土壤中0~20 cm粘粉粒含量影响草本植被的分布;而40~60cm的土壤含水量对乔、灌木的分布影响显著。     

腾格里沙漠民勤沙丘CO_2浓度与昼夜变化规律研究

为查明沙漠区CO2浓度和对大气CO2的影响以及在全球碳循环中的作用,利用红外CO2监测仪于2009年9月对腾格里沙漠民勤实验点不同类型不同深度的沙层CO2含量变化进行了昼夜连续观测.根据12个钻孔CO2浓度的昼夜观测结果可知,民勤沙漠区不同观测点CO2浓度差异较大,各观测点昼夜CO2浓度变化在310×10-6～2 630×10-6之间;夜间沙层CO2浓度低,白天CO2浓度高;CO2浓度在深度上也有明显的差异,不同深度CO2浓度由大到小的顺序是:4 m(3m)2 m1m;与温带半湿润的西安地区相比,位于极端干旱区的民勤沙漠区CO2浓度显著低;CO2浓度昼夜变化明显,从当日09:00左右到次日09:00左右均呈现由低到高再到低的变化规律;在沙层水分一定的条件下,昼夜温度变化是造成沙层CO2浓度昼夜变化的主要原因,两者呈显著正相关关系;含水量较高沙层CO2浓度明显高于含水量较低沙层,沙层含水量高低是决定沙层CO2浓度的主要因素;4 m深度以上沙层CO2浓度均高于地表空气CO2浓度,表明极端干旱的沙漠区可能是CO2的来源区,也指示环境恶劣的裸露流动沙丘微生物活动产生的沙层CO2浓度仍然超过了大气CO2浓度.     

冀北山地绣线菊灌丛的土壤种子库特征

为了了解冀北山地退化植被--绣线菊（Spiraea pubescens）灌丛的生态恢复潜力,采用种子萌发法对其可萌发土壤种子库进行了研究,并与其他群落类型进行了比较。结果表明,绣线菊灌丛种子库的种子密度为4 013.33 粒/m²,低于华北落叶松（Larix gmelinii）人工林（4 646.67 粒/m²）,但高于榛子（Corylus heterophylla）灌丛（1 713.33 粒/m²）和天然次生白桦（Betula platyphylla）林（746.67 粒/m²）;绣线菊灌丛土壤种子库以草本植物为主,没有发现乔木和灌木种子。各群落类型土壤种子库的种子密度有随土壤深度的增加以及坡位的上升而下降的趋势。绣线菊灌丛土壤种子库的物种组成与其他3 种群落类型具有一定的相似性,但低于其他三种群落之间的相似程度。由此得出结论,绣线菊灌丛具有数量庞大的草本植物种子库,群落草本层恢复潜力巨大,但木本植物,尤其是乔木较少,这是限制绣线菊灌丛向森林群落演替的主要限制因素,需要通过人工的方法引入乔木树种,加速群落的演替,促进森林植被的恢复。     

黄河口滨岸潮滩湿地泥沙沉积及外源镉Cd输入对碱蓬物质量分配及抗氧化酶活性的影响

近年来黄河三角洲面临退化等的生态问题,调水调沙为湿地补充淡水恢复退化湿地的同时,也改变了沉积环境,并带来大量外源重金属,从而对植被生长产生影响.为此本文选择黄河口滨岸潮滩湿地先锋植被碱蓬(Suaeda salsa)为研究对象,基于微区试验研究了不同泥沙沉积深度(0、3、6、12 cm)及不同Cd输入量(0、0.5、1.0、1.5 mg·kg~(-1))对碱蓬物质量分配及抗氧化酶活性的影响.结果表明:适当的浅层埋深叶绿素含量高,利于碱蓬生长,而过量的埋深叶绿素含量低,并对碱蓬生长产生抑制作用;随着Cd输入量的增加,碱蓬叶绿素含量和生物量呈现出减小的趋势.泥沙沉积为0 cm、3 cm及Cd输入为0 mg·kg~(-1)、0.5 mg·kg~(-1)时,CAT和SOD活性增强,但随着胁迫的增加,SOD活性减弱,且在最大埋深处理(12 cm)时,大量的Cd输入(1.0 mg·kg~(-1)、1.5 mg·kg~(-1))时CAT活性分别比对照高62.66%和58.56%,CAT活性在最大埋深(12 cm)和最大Cd输入(1.5 mg·kg~(-1))时取得最大值(15.76 U·mg-1).方差分析结果表明Cd输入对碱蓬蛋白含量、CAT和SOD活性具有显著的影响,泥沙埋深对蛋白含量及SOD活性具有显著影响,两者的交互作用对CAT和SOD的影响达到显著水平(P0.05).以上结果表明调水调沙带来的泥沙沉积和外源重金属输入对黄河口滨岸潮滩湿地先锋植被碱蓬生长带来一定的影响,在一定范围内碱蓬也能够通过改变生物量分配及调节体内抗氧化酶活性来适应不同的生存环境.     

Role of post-dispersal seed and seedling predation in establishment of dandelion (Taraxacum agg.) plants

Dandelion Taraxacum agg. (formerly Taraxacum officinale G.H. Weber ex Wiggers) is a common weed species associated with pastures, grasslands and no-tillage cropping systems throughout its native range in Europe, and more recently introduced into North America, Australasia and elsewhere. Following wind-dispersal from the parent plant, its seeds are subject to predation from a host of invertebrate predators. Similarly, seedling predation may also significantly limit dandelion recruitment. Although such post-dispersal mortality is central to our understanding of dandelion population dynamics and therefore weed control, the precise spatio-temporal role played by different putative seed and seedling predators is poorly understood. Here we studied how seed viability, and seed and seedling predation influenced dandelion recruitment at two contrasting sites in central Europe. The abundance in the field and seed and seedling consumption in the laboratory were determined for the main groups of predators—ground beetles (Coleoptera: Carabiade), terrestrial isopods (Isopoda: Oniscidea) and molluscs (Gastopoda: Pulmonata). At particular sites, seed viability and seedling predation were negatively correlated while the percentage of seeds that succumbed to seed predation was similar. Combined factors accounted for the death of 98% and 87% of exposed seeds. Ground beetles (particularly Amara spp.) and terrestrial isopods (Armadillidium vulgare) were efficient and dominant seed predators, while slugs (Arion lusitanicus) and isopods were important predators of seedlings. While there was no seasonal trend in the intensity of seed predation it decreased towards autumn in parallel with the feeding activity of the declining population of A. lusitanicus. The mortality factors thus varied in their importance, largely between sites and less with the course of the season. Although seed inviability, seed and seedling predation did not stop the recruitment of dandelion seedlings they are crucial factors limiting dandelion populations. Methods of increasing the efficiency of predation of seed as a means of managing weeds are worthy of further study, particularly in areas where dandelion is an invasive species.     

松果采摘对小兴安岭主要林型红松土壤种子库和幼苗库的影响

为了探讨人为采摘松果对小兴安岭主要林型红松(Pinus koraiensis)土壤种子库和幼苗库的影响,选择阔叶红松林以及与阔叶红松林相邻的红松人工林、落叶松(Larix gmelini)人工林、白桦(Betula platyphylla)林和云冷杉林,各设置10 m×240 m的样带,调查了红松土壤种子库和幼苗库。主要结果如下:①主要林型间红松土壤种子库数量具有明显的差异,阔叶红松林最多,落叶松人工林次之,白桦林最少;②鼠类取食过或被破坏等动物侵害的种子占81.9%～90.4%,完好种子只有在阔叶红松林和落叶松人工林中发现,分别为4.3%和4.9%;③红松种子主要分布在0～10 cm层中(71.4%～91.3%);④红松幼苗库的密度云冷杉林最高(1 613株.hm-2),红松人工林最低(167株.hm-2),其中阔叶红松林(296株.hm-2)和白桦林(854株.hm-2)的幼苗密度分别为采摘前的1/68～1/9和1/9～1/4.5;⑤从龄级分布上看,松果采摘前阔叶红松林低龄级幼苗的数量较多,随着龄级的增大明显减少,呈倒J型分布;白桦林各龄级幼苗密度相差不大。人为采摘松果后,阔叶红松林各龄级间密度相差不大;白桦林呈倒J型分布。     

不同水深梯度对4种挺水植物生长繁殖的影响

选择了水葱（Scirpus validus）、菖蒲（Acorus calamus）、香蒲（Typha orientalis）、茭草（Zizania caduciflora）4种常见的挺水植物,研究了静水条件下不同水深梯度（0cm（对照）、30cm（浅水处理）、60cm（深水处理））对4种挺水植物生长和繁殖的影响.试验结...     

焉耆盆地天然植被与地下水关系研究

根据不同水分、盐分梯度,将焉耆盆地分为河畔区、荒漠区和湖畔区。调查不同区天然植被种类、数量、盖度等因子与不同水分、盐分的关系,结果表明：河畔区从第一分水枢纽到开都河下游70km范围内,土壤水分无明显梯度变化,土壤盐分、地下水矿物质含量则呈明显增加趋势;随盐分梯度变化,乔、灌、草植被盖度与土壤含盐量呈指数关系;适宜植被生长的地下水埋深范围为0.5~2.4m,当地下水矿物质含量为0.62g/L时,河畔区植被生长最好。荒漠区（西区、南区、北区）从西北到东南方向,土壤水分、盐分均呈增加趋势;不同盐分条件对植被盖度有明显影响,当土壤含盐量在6~10g/kg之间时,随土壤含盐量增加,植被覆盖度降低,植被种类明显减少。湖畔区离湖1~3km范围,随离湖距离增加,土壤水分减小,盐分增大;随土壤含盐量增加,灌、草植被盖度逐渐减小,适宜植被生长的地下水埋深范围为0.5~5.7m;当地下水矿物质含量0.5g/L左右时,湖畔区植被生长最佳;地下水矿物质含量3~5g/L时,盐漠植被仍生长良好。     

含砷毒剂降解产物三苯胂对大豆萌发及幼苗生长的影响

采用不同浓度三苯胂(Triphenylarsine,TPA)沙质室内培养东北代表性作物大豆,研究日本遗弃在华化学武器("日遗化武")装填毒剂的主要降解产物之——TPA(C18H15As)对大豆萌发和幼苗生长的影响。结果表明:在0 mg/kg～400 mg/kg TPA浓度范围内,大豆受到的毒性效应随浓度增大而增大,直至无法生长;试验大豆的萌发率、根长、下胚轴长和株高等形态指标均随着培养介质中TPA浓度的增加而出现抑制效应明显增加的趋势;其中根系是大豆幼苗期砷累积的主要器官,也是对环境TPA毒害效应最敏感、响应最早的部位之一。日遗华武泄漏造成的土壤污染若处理不当会对埋藏地种植的大豆作物生长产生影响。     

黄河三角洲滨海湿地水盐胁迫对盐地碱蓬幼苗生长和抗氧化酶活性的影响

研究黄河三角洲滨海湿地先锋植物盐地碱蓬在水盐胁迫下的生存机制能够为退化滨海湿地的修复提供重要的理论基础.通过温室控制模拟试验,研究了不同地下水位深度（0、-10、-20、-30 cm）以及不同盐浓度（0%、1%、2%、3%）的交互作用对盐地碱蓬幼苗高度、分枝数、生物量以及叶绿素含量和抗氧化物酶的活性的影响.结果表明,从...     

钒对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

通过室内培养的方法,研究了不同浓度钒处理对金优63、T优259两个不同品种水稻种子萌发、幼苗生长及部分生理生化指标的影响。结果表明:低浓度的钒处理能在一定程度上促进两种水稻种子的萌发及幼苗的生长,但随着钒污染浓度的增高,逐渐受到抑制,且根长受影响的程度大于芽长。从生长和生理生化各指标变化情况来看,不同浓度钒处理下,两种水稻幼苗根系脱氢酶活性与叶绿素含量均呈先升后降的变化趋势。T优259对钒污染的抗性大于金优63。     

茂兰喀斯特原生林不同地球化学背景下的土壤种子库的初步研究

采用野外取样和盆栽试验观察相结合的方法,对贵州茂兰3个不同岩性地球化学背景下森林的土壤中的种子进行萌发实验研究,结果表明:(1)贵州茂兰喀斯特森林的土壤中贮藏着丰富的种子,种子库储量在187.5-550粒/m2。(2)相对而言,纯灰岩的种子库储量最大,不纯碳酸盐岩的次之,纯白云岩的种子库储量最小;在垂直方向上,种子密度随着土壤深度的增加而减小。(3)土壤种子库中自然萌发的种子物种多样性指数为纯灰岩>纯白云岩>不纯碳酸盐岩。(4)从土壤种子库萌发的种子数量和组成成分方面来看,纯白云岩和不纯碳酸盐岩之间的相似性系数>纯白云岩和纯灰岩之间的相似性系数>纯灰岩和不纯碳酸盐岩之间的相似性系数。     

氮肥、磷肥、粉煤灰和CaCO3对As(Ⅲ)胁迫下小麦幼苗生物效应及成熟期籽粒As含量的影响

采用盆栽的方法,研究了在As污染土壤中施加氮肥、磷肥、粉煤灰和CaCO₃对小麦籽粒萌发、幼苗生理及成熟期籽粒w(As)的影响,并探讨了4种改良剂对在As污染土壤上种植小麦的有效改良方法. 结果表明:适量的氮肥、磷肥、粉煤灰和CaCO₃对As污染土壤的小麦萌发和幼苗生长具有明显的促进作用,能有效缓解As对小麦的毒害,并降低成熟期籽粒的w(As). 表现为出苗率、幼苗株高、植株鲜重增大,w(叶绿素a)升高,丙二醛(MDA)含量和w(游离脯氨酸)下降,成熟期籽粒的w(As)降低.      

林窗对岷江冷杉幼苗种群优势度增长与周期性波动的影响

在川西亚高山岷江冷杉原始林中布设样带,开展林窗和林下更新幼苗生长状况调查,采用Logistic模型和谱分析进行种群优势度增长和周期性波动分析。结果表明：Logistic模型能较好地反映出岷江冷杉幼苗种群优势度增长规律,基于基面积和总生物量拟合的种群优势度最大环境容量分别为11.34 mm²/m²和4.64 g/m²,内禀增长率为0.60和0.62,基面积和生物量均能很好地表示岷江冷杉幼苗种群大小。基于基面积拟合和计算的林窗种群的最大环境容纳量、内禀增长率和最大增长速率约为林下种群的4.2倍、1.4倍和5.8倍,最大增长速率出现时间较林下种群早2龄级。谱分析发现岷江冷杉幼苗种群的波动性是多个周期的叠加,大周期内存在着小周期,均以基波振幅最大,林窗种群基波振幅约为林下种群的3倍,谐波对林窗种群影响较林下种群早2龄级。林窗干扰提高了岷江冷杉幼苗种群优势度的环境容纳量和内禀增长率、增强了基波对种群周期性波动的控制,使幼苗种群具有更强的增长优势和相对稳定的生长环境。因此,在岷江冷杉原始林的管理过程中应充分重视林窗的作用。