温带落叶林的植物物候特征及其对气候变化的响应

植被物候是气候变化对生物圈产生长期或短期影响的重要指示因子。气候变化已经明显改变了许多物种的营养生长和繁殖物候,尤其是在温带地区。研究温带森林物候变化及其对全球变暖的响应,对认识森林物种共存,协同进化以及森林保护和经营等有重要意义。通过概述温带森林下物候研究的进展发现,光照和积温是影响木本植物展叶及繁殖物候的关键因素,林下层树木通过更早展叶,以尽量减少生长季林冠层遮阴对下层树木生长的影响,更早时期开花的树木具有从顶部向四周次第开花的时空格局,林冠层树种开花具有较好的同步性。而草本植物的物候通常受融雪时间和冠层动态的影响更大,并且,温带森林下不同生活史对策的草本植物的物候特征对气候变化的响应也不尽相同,存在明显的季节动态。繁殖物候、光照的季节变化、光合特征、授粉成功之间的联系决定了林下不同繁殖特性的草本植物的繁殖成功率。量化的、多指标、多对象的定位监测是精准物候研究的基础,物候变化的机理和建立可预测的物候模型将是未来研究的重点。     

Characteristics of night soil and leaf co-composting using aerobic static method

The main purpose of this work is to investigate the characteristics of night soil and leaf co-composting using aerobic static composting method. Three influencing factors, including proportion of night soil and leaf, aeration rate and aeration pattern, were investigated through the evolution of the principal physicochemical properties, i.e., temperature, oxygen consumption rate, organic matters, moisture content, carbon, nitrogen, carbon-to-nitrogen ratio and Germination index (GI). It was found that the 3∶1 (w∶w) mixture of night soil and leaf was capable of achieving the highest composting temperature, longest retention time of high temperature (55°C), and fastest organic matter degradation. The 0.14 m³·min^-1·m^-3 aeration rate was most beneficial to composting, and the mixture of night soil and leaf maintained the highest temperature for the longest duration and achieved the highest CO₂ content and GI. The continuous aeration pattern during composting was superior to an intermittent aeration pattern, since the latter delayed the composting process.     

云南部分烟区替代进口烟叶烤烟种植的气候论证

基于云南部分植烟地、津巴布韦多年烟叶品质和气象数据,应用对比分析和系统聚类法研究了烤烟化学品质、评吸质量和致香物质含量与气象条件的关系。结果表明,烟叶5种化学品质类型对烤烟大田生长期气象条件的要求明显不同,烤烟成熟期气象要素对烟叶品质影响突出;烟叶主要化学品质指标、致香成分含量对评吸质量的影响既有一致性,也有差异性;云南烟区若大田生长中后期(尤其成熟期)日照偏少、雨量偏多,可引起某些主要化学成分含量比例失衡,降低多数致香物质成分含量,而有利于少数致香物质成分积累,从而导致烟叶评吸质量下降,尤其影响烟叶香气质和香气量评分。云南在气候上可出产类似津巴布韦优质烟叶的地域较少,宜在大田中后期日照较多、雨量偏少、气温适当较高的气候区中选择替代进口烟叶烤烟种植基地。     

3个树种凋落叶水浸提液对三叶鬼针草生长及抗性生理的影响

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对农业生产、生物多样性和生态系统安全有极大的威胁,利用植物间的化感作用抑制有害植物生长或开发植物源除草剂,是减少化学除草剂对环境负面影响的良好措施。常见树种巨桉(Eucalyptus grandis)、香樟(Cinnamomum camphora)和核桃(Juglans regia)叶片所含次生代谢物质对植物和微生物具有较强的化感潜力,可能会在入侵草本植物的防治上起到重要作用。选用巨桉、香樟和核桃凋落叶,分别制成不同浓度水浸提液,结合培养皿萌发试验和盆栽试验,通过测定三叶鬼针草发芽率、发芽速度、幼苗植株鲜质量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量,综合评价3个树种凋落叶浸提液的作用效果。巨桉和香樟凋落叶浸提液可显著抑制三叶鬼针草的发芽。三叶鬼针草地上部分鲜质量明显受到高浓度巨桉凋落叶浸提液的抑制,而香樟和核桃凋落叶浸提液的抑制作用微弱;3个树种凋落叶浸提液对三叶鬼针草过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性具有促进作用,而对其过氧化氢酶(CAT)活性具有抑制作用;巨桉凋落叶浸提液处理三叶鬼针草抗氧化酶系统表现出"钝化"响应,而其体内丙二醛(MDA)含量则显著增加;对巨桉和香樟凋落叶浸提液而言,三叶鬼针草可溶性蛋白和可溶性糖含量均随浸提液剂量的增加而升高,而在核桃凋落叶浸提液处理下则表现出低促高抑的效应。总体来看,3个树种凋落叶含有干扰三叶鬼针草生长的物质,但效应因树种和浸提液浓度而异。相比较而言,巨桉凋落叶浸提液的综合抑制作用最强,香樟次之,核桃最弱。     

土壤改良剂对沙生灌木生理生态因子的影响研究

为了探讨自制土壤改良剂施用于沙质土壤后对沙生灌木生理生态因子的影响效果,通过正交设计、盆栽试验比较了不同改良剂及不同施用量下3种沙生灌木杨柴(Hedysarum mongolicum Turez)、柠条(Caragana Korshinskii Kom.)和沙柳(Salixpsammophila)生理生态因子的变化特征,在分析改良剂作用机理基础上,筛选出适宜的改良剂及其使用量。研究结果表明,自制土壤改良剂能显著提高植株叶片光合速率、降低高温胁迫下的蒸腾速率,提高叶水势。通过方差分析,添加自制改良剂300 g(占土壤基质的质量分数为6%)对提高柠条的光合速率效果最佳;添加自制改良剂150 g(占土壤基质的质量分数3%)对降低沙柳的蒸腾速率效果最明显;添加自制改良剂300 g(占土壤基质的质量分数6%)对提高沙柳叶水势的效果最显著。另外,应用最小隶属度偏差法进行综合评价得出:添加自制改良剂300 g(占土壤基质的质量分数6%)在改良柠条植物生理特性方面的效果最佳。     

草酸改性杨树叶对六价铬的吸附性能

利用草酸改性杨树叶为试验材料,对溶液中六价铬进行吸附去除。试验结果表明:当p H=2,吸附剂剂量为0.3 g,反应时间为120 min时,该材料对50 m L浓度为50 mg/L含铬废水的去除率达99.1%;伪二级动力学方程能较好地拟合该材料对Cr(VI)的吸附动力学过程,揭示其吸附主要是离子交换吸附;Langmuir方程能较好模拟该材料对Cr(VI)的等温吸附过程,表明其吸附主要是单分子层吸附,最大吸附量为40.91 mg/g。热力学研究表明,Cr(VI)在该材料表面的吸附是一个自发、吸热的物理吸附过程。     

外源氮输入对互花米草生长及叶特征的影响

入侵种互花米草（Spartina alterniflora）是滨海盐沼湿地的多年生草本植物,研究人类活动引起的外源氮输入对其生长的影响有助于了解滨海湿地生态系统结构和功能的未来变化趋势。运用随机区组试验设计方法,模拟海滩水分条件（间歇淹水和持续淹水）,研究了互花米草的地上部生物量、叶片光合特征以及形态特征对外源氮输入的响应。结果表明：互花米草地上部生物量在施氮条件下显著增加,且在土壤处于间歇淹水状态时表现更为明显;施氮条件下植株分蘖数比对照处理分别增加了60.0%和60.2%,是引起地上部生物量增加的主要原因。施加氮素促进了互花米草叶片的生长,叶面积、叶数、叶长和叶宽均显著增加,而叶数的变化是导致植物叶面积增加的主要因素。外源氮输入促进了互花米草叶绿素含量的增加,而对净光合速率的季节变化特征无明显影响。持续淹水处理的植物地上部生物量、生长速率、分蘖数、净光合速率和叶面积均低于间歇淹水处理,说明持续淹水状态对互花米草生长造成了一定的抑制作用。     

神农架林区不同类型植物的叶片特征与光合性能研究

以神农架林区木鱼镇茶山上生长的8种不同类型植物为试验材料,于晴天选择其植株上东南朝向的顶部成长叶,采用LI-COR6400便携式光合测定系统、调制叶绿素荧光成像系统(IMAGING-PAM M-Series)及双通道PAM-100测量系统(Dual-PAM-100)和常规方法研究了其叶片特征、光合性能及相互间的关系,将有助于了解神农架植物的光合生产力及其植被管理。结果表明,不同类型植物叶片的叶片特征和光合性能存在明显的物种差异。比叶重(SLW)为乔木灌木草本;气孔参数以气孔导度(Cond)差异最大;草本植物的光合能力明显高于灌木和乔木,而灌木和乔木间的差异不大;叶绿素含量(Chl)及其组分的差异较小,类胡萝卜素(Car)和花青素含量(Ant)及其与Chl的比值差异极大。不同类型植物叶片特征和光合性能指标的变异系数在7.3%～73.0%间,Chla/Chlb最小,Car/Ant最大;Chla/Chlb、基于叶温的蒸汽压亏缺(VpdL)和胞间CO2浓度(Ci)小于15%,Cond、单位鲜重Car、PSII实际量子产量和PSI非光化学能量耗散的量子产量为40%～50%,单位干重Car、Ant、Chl/Ant和Car/Ant则大于60%,其他指标在20%～40%。相关分析显示,Pn受Cond、叶片含水量和单位干重Chl的正向调控,Ant和Car对Pn无决定性作用;PSII和PSI的实际量子产量依赖于Ci和Chl,Car过高导致其降低;PSI的光保护受SLW的负调控及单位鲜重Chl和单位干重Car的正调控;光合机构的光损伤受Ci的负调控和Chl/Car的正调控。     

Adsorption of methylene blue from aqueous solution by jackfruit (Artocarpus heteropyllus) leaf powder: A fixed-bed column study

Continuous fixed-bed studies were undertaken to evaluate the efficiency of jackfruit leaf powder (JLP) as an adsorbent for the removal of methylene blue (MB) from aqueous solution under the effect of various process parameters like bed depth (5–10 cm), flow rate (30–50 mL/min) and initial MB concentrations (100–300 mg/L). The pH at point of zero charge (pH_PZC) of the adsorbent was determined by the titration method and a value of 3.9 was obtained. A FTIR of the adsorbent was done before and after the adsorption to find the potential adsorption sites for interaction with methylene blue molecules. The results showed that the total adsorbed quantities and equilibrium uptake decreased with increasing flow rate and increased with increasing initial MB concentration. The longest breakthrough time and maximum MB adsorption were obtained at pH 10. The results showed that the column performed well at low flow rate. Also, breakthrough time and exhaustion time increased with increasing bed depth. The bed-depth service time (BDST) model and the Thomas model were applied to the adsorption of MB at different bed depths, flow rates, influent concentrations and pH to predict the breakthrough curves and to determine the characteristic parameters of the column that are useful for process design. The two model predictions were in very good agreement with the experimental results at all the process parameters studied indicating that they were very suitable for JLP column design.     

内蒙古温带草原羊草叶片功能特性与光合特征对外源氮输入的响应

以内蒙古锡林河流域羊草草原典型植被羊草(Leymus chinensis)为研究对象,探讨了4个不同氮素输入水平(0、5、10和20g·m-·2a-1)下羊草叶片功能特性与光合特征的响应,并分析了外源氮输入背景下草地生态系统固碳潜势的变化.结果表明:中等水平施氮(10g·m-·2a-1)显著增加了羊草叶面积、叶绿素相对含量、叶氮浓度与净光合速率,但与中氮相比,高氮(20g·m-·2a-1)输入下却有所下降;施氮不仅对叶片净光合速率有一定程度的促进作用,而且延长了光合作用高峰期的持续时间;随着氮素添加梯度的增加,羊草叶片蒸腾速率降低,瞬时水分利用效率增高,气孔导度增大,胞间CO2浓度逐渐减小.从光合固碳的角度来看,适量的外源氮素输入有利于草地生态系统固定更多的CO2.