小叶章青储调制技术

小叶章别名苫房草,为多年生直立草本植物,主要分布于我国华北、东北地区的平原或湿地等低湿地带,具有生长面积广、适应性强、粗蛋白质含量高、适口性好等特点,是北方地区饲用价值极高的经济型牧草之一。为使小叶章饲草能长期储存并减少营养物质流失。

三江平原典型草甸小叶章种群地上生物量动态

本文对东北三江平原典型草甸小叶章种群地上生物量及其组成动态关系的研究结果表明，小叶章种群地上生物量及其组成部分茎、叶、穗生物量季节动态均呈单峰型，在７月末达到极大值，分别为９９６．９５、５７１．４８、４１１．５８、１３．８９ｇ／ｍ２，抛物线拟合效果良好。且相互间存在明显的线性关系，直线拟合效果良好；Ｆ／Ｃ＜１，说明其生产效率较典型草原低，而高于同地区的芦苇种群及陕北黄土高原的禾草群落；Ｆ／Ｃ值和结构比的季节动态表明，其自孕穗期至越冬草形成期之前，相对比较稳定，而后，Ｆ／Ｃ值与叶比迅速下降。这与小叶章种群生长发育节律相一致。

模拟湿地水分变化对小叶章枯落物分解及氮动态的影响

2005年5月-2006年9月,利用三江平原典型碟形洼地的自然水分梯度作为水分变化研究的替代系统,结合分解袋法,模拟研究了湿地水分变化对典型草甸小叶章（TMC）和沼泽化草甸小叶章（MMC）枯落物分解及氮动态的可能影响.试验沿水分梯度设漂筏苔草群落（PF）、毛果苔草群落（MG）、乌拉苔草群落（WL）、沼泽化草甸小叶章群落（XII）、典型草甸小叶章群落（XI）和岛状林群落（DZL）6个分解小区.研究表明,水分条件对枯落物分解有重要影响,当未来降水格局变化导致小叶章湿地形成积水环境后,TMC和MMC枯落物的失重率分别将增加4.33%-16.76%和24.84%-53.97%,分解速率将增加10.51%-32.73%和77.85%-93.92%,95%分解时间将减少0.72-1.85 a和3.67-4.05 a;TMC和MMC枯落物的氮含量及氮积累指数的变化较为一致,但不同小区间的变化模式差异较大.二者枯落物的氮在DZL、XI、WL、MG和PF小区整体上均表现处出释放-累积的交替变化特征,但仍以释放过程为主.在XII小区,氮在整个时期一直表现为释放.C/N对分解过程中氮养分的调控作用更为重要;TMC和MMC枯落物的氮现存量分别为12.75 g·m^-2和8.29 g·m^-2,氮年归还量分别大于1.95 g·（m^2·a）^-1和2.25g·（m^2·a）^-1;温度对枯落物相对分解速率具有促进作用,水分条件对其具有抑制作用.当分解环境的养分状况不发生较大变化时,相对分解速率取决于枯落物基质质量,当养分状况发生较大改变时,相对分解速率取决于环境养分供给状况.

三江平原小叶章湿地枯落物分解及主要元素变化动态

应用分解袋法研究了三江平原小叶章湿地枯落物的分解失重及其主要营养元素的变化动态。结果表明,小叶章枯落物的年分解速率为0.257,二次指数模型:Wt/W0=0.0399e-0.545t+0.9601e0.018t(R2=0.945)能更好地描述其分解失重动态。分解过程中,C、N、P、Ca的积累系数(NAI)<100%(P<0.05),元素发生了净释放;K、Na的NAI>100%(P<0.05),元素发生了净积累;Mg、Mn、Fe的NAI值与100%无显著差异(P>0.05),元素既有释放又有积累。分解16个月后,小叶章枯落物各元素总体释放率的大小顺序为:Fe>P>Ca>N>C>Mg>Mn>K>Na,而相应元素的释放量分别为:0.106、0.147、0.971、0.568、65.37、-0.017、-0.114、-0.209和-0.125 g.m-2。

长白山西坡小叶章侵入苔原带过程及影响

长白山西坡岳桦林带的草本植物(以小叶章为代表)侵入了苔原带,形成了独特的植物入侵现象。在光谱及影像分析的基础上,结合GPS(Global Positional System)定位技术,并依据小叶章与牛皮杜鹃的光谱差异及其反演的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)植被指数,揭示小叶章侵入苔原带的过程;通过对不同侵入时间、强度的斑块进行群落调查及土壤测试,探究小叶章侵入苔原带的生态后果。结果显示小叶章侵入苔原带始于20世纪80年代后期,由低海拔向高海拔推进,进入21世纪后逐渐形成了稳定的以小叶章为优势物种的植物群落结构。目前,低海拔处的小叶章斑块经过多年扩张已连接成片,而高海拔处的斑块正处于扩张的初期阶段。从生物多样性变化可以看出,小叶章侵入苔原带导致植物群落多样性升高和物种数量的增加,苔原带原有的灌木数量明显减少,草本植物逐渐增多。植被的改变影响了土壤的理化性质,C/N比下降,土壤腐殖质含量和全氮含量下降,但速效氮和土壤持水能力上升,土壤养分的高效利用又进一步推动了小叶章的侵入。小叶章侵入苔原带已经造成了严重的生态后果。

三江平原小叶章湿地枯落物初期分解动态

通过4周淋洗分解试验,探讨了微生物活动和淋洗作用对三江平原沼泽湿地沼泽化草甸小叶章和湿草甸小叶章枯落物初期分解的影响.结果表明:两种小叶章植物初期分解的质量损失分别占当年分解物质损失量的59%和22%,28d分解后枯落物残留量明显降低,并呈先快后慢的变化过程.两种枯落物中N、P含量均有明显下降,N含量分别下降了约32.65%和24.55%,P下降了36.71%和45.15%.抑制微生物处理的枯落物N、P含量较不抑制处理高,但差异不显著;抑制和不抑制微生物处理下枯落物释放到淋洗液N、P含量变化也不相同,但差异未达到显著水平.表明小叶章初期分解主要受淋洗作用的影响.两种小叶章植物的分解速率和养分损失速率差异均未达到显著水平.

湿地小叶章叶绿素含量的高光谱遥感估算模型

通过实测不同覆盖度和水深状况下小叶章（Calamagroestis angustifolia）的冠层高光谱反射率与叶绿素a（Chl-a）浓度，采用高光谱可见光-近红外波段及其微分光谱波段（350～1050nm）逐波段构建FNDVI、FRVI、FDVI、FDNDVI、FDRVI和FDDVI植被指数，分别找出与Chl-a具有最佳相关性波段组合的植被指数，建立小叶章Chl—a含量的最佳估算模型，并对比分析了最佳模型与线性模型的预测精度。结果显示：微分光谱植被指数与Chl—a的最佳预测模型（FDNDVI、FDRVI和FDDVI）比反射率植被指数最佳模型（FNDVI、FRVI和FDVI）的预测精度分别提高了6．86％、4．82％和10．10％；植被指数（FNDVI、FDVI、FDNDVI和FDRVI）与Chl—a含量具有较好的线性关系，而最佳模型比线性模型预测精度仅仅提高了0．60％、1．40％、1．02％和0．93％，可以用简单的线性模型反演湿地小叶章的Chl—a含量。

模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤细菌多样性的影响

利用黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原湿地生态定位研究站内的模拟氮沉降试验平台,应用Miseq测序技术对细菌16SrDNA进行序列测定和分析,探讨添加氮对三江平原小叶章湿地土壤细菌群落结构的影响。结果表明,与对照相比,添加氮增加土壤细菌群落多样性,低氮(4g·hm^(-2)·a^(-1))时土壤细菌多样性最高,高氮(8g·hm^(-2)·a^(-1))次之。模拟氮沉降导致湿地土壤细菌群落的结构以及丰度发生变化,低氮、高氮和对照地的优势种群均为酸杆菌门(Acidobacteria),变形菌门(Proteobacteria)次之,随着氮沉降的增加,酸杆菌门的丰度逐渐下降,变形菌门的丰度则先升高后降低。外源氮的输入使得土壤的理化性质发生了改变,导致细菌群落的组成以及细菌的相对丰度发生改变。16SrDNA heatmap分析则表明,不同的细菌群落对氮沉降的响应不同。本研究为预测未来大气氮沉降对三江平原湿地土壤微生物的影响以及湿地生态系统的变化提供基础数据和理论参考。

小叶章种群地上生物量与株高的分形特征

小叶章（Ｄｅｙｅｕｘｉａａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ）为三江平原的代表植物，也是优良的饲用植物，文章应用分形理论的方法，探讨了三江平原典型草甸小叶章种群地上生物量与株高的关系，揭示其地上生物量的积累和空间分布规律及生长过程。结果表明：两者之间存在分形特征，具有自相似规律。在６～９月其分形维数Ｄ值分别为１１６９、１６７４、２０６５、１８４３；在整个生长季其Ｄ值为１７３０。说明小叶章种群生物量积累及其空间分布是一个分形生长过程，服从Ｄ值规律增长。其成熟植株可看做是生长初期植株经生长放大而形成的。

三江平原不同类型小叶章湿地土壤细菌群落功能多样性

为全面了解三江平原小叶章湿地土壤细菌功能多样性的变化规律,采用Biolog-ECO微平板法对三江平原内不同类型小叶章湿地(草甸化小叶章湿地、沼泽化草甸小叶章湿地和沼泽化小叶章湿地)的土壤细菌群落功能多样性变化规律和特点进行分析.结果表明:不同类型小叶章湿地土壤理化性质差异显著(P<0.05).土壤细菌群落平均颜色变化率(AWCD)随培养时间的延长而增加,不同类型湿地土壤细菌群落代谢活性表现为草甸化小叶章湿地>沼泽化草甸小叶章湿地>沼泽化小叶章湿地;土壤细菌群落多样性之间差异显著(P<0.05),草甸小叶章湿地土壤微生物的Shannon-Wiener多样性指数和Mc Intosh指数最高,分别为3.30和64.03;沼泽化草甸小叶章湿地次之,分别为3.23和60.63;沼泽化小叶章湿地最低,分别为3.19和54.21.ShannonWiener多样性指数和Mc Intosh指数与平均颜色变化率变化规律一致,说明土壤细菌群落结构受到土壤理化性质的影响,并且随着土壤含水量的升高,土壤细菌群落的平均颜色变化率和多样性均呈下降趋势.土壤细菌群落对不同碳源的利用强度上存在明显差异,其中对碳水化合物类、氨基酸类碳源的利用强度差异不大(P>0.05),但是对羧酸类、胺类、酚酸类、多聚物类碳源的利用强度差异显著(P<0.05).主成分分析(PCA)表明,两个主成分累计贡献率为80%,能够很好地解释不同湿地土壤细菌在碳源利用上有明显的空间分异这一现象.碳水化合物类碳源对土壤细菌群落多样性的影响最高,其次是氨基酸类和羧酸类碳源.研究显示,土壤理化性质及植被群落组成是影响小叶章湿地土壤细菌群落组成和功能活性的重要因素.

三江平原小叶章湿地生态系统硫的生物地球化学循环

以三江平原小叶章湿地生态系统为研究对象，应用分室模型研究了硫在大气-土壤-植物系统各分室中的分布及循环过程。结果表明，在植物-土壤系统内，土壤是主要的贮存库和流通介质，有97.78%的硫贮存在土壤中，且主要以有机硫的形态存在，2.22%的硫贮存在植物中。在植物亚系统中，根是主要的贮库，79.60%的硫贮存在根中。湿地植物地上部分吸收的总S量为0.75gS/m^2;向地下再转移的总S量为0.24gS/m^2，向枯落物S库转移的总S量为0.51gS/m^2;根吸收的总S量为3.76gS/m^2;根向土壤S库转移的总S量为3.07gS/m^2;现存枯落物中的总S量为0.75gS/m^2;枯落物向土壤S库的转移量最低为0.52gS/m^2·a。输入和输出过程的研究表明，小叶章湿地生态系统在生长季（5-9月份）向大气排放H2S的量为1.42mgS/m^2，从大气吸收COS的量为1.83mgS/m^2;通过大气降水输入到生态系统中的硫为4.85mgS/m^2，其差值为5.26mgS/m^2，这表明硫在小叶章湿地生态系统中处于累积状态，湿地存在潜在的酸化趋势。

不同水位梯度小叶章叶绿素含量试验研究

选择三江平原典型湿地植物———小叶章(Calam ogrostis angustifolia)为研究对象,通过人工试验控制水位条件,以对植被的非破坏性为原则,应用SPAD-502叶绿素仪测定该群落的优势种小叶章在5种不同的水位条件下的顶端第3位叶的叶绿素含量,定量地揭示了小叶章群落的优势种小叶章植株的叶绿素含量在人工控制试验条件下的季节性动态变化规律,及其与水位梯度之间的关系。6月中旬至8月中旬2个月时间的人工试验结果显示:①在设定的5种水位条件下,小叶章植株叶绿素含量随水位的升高,先下降而后上升,表明生境的水位条件明显影响小叶章种群植株的叶绿素含量;②对同一水位梯度而言,在试验期间,小叶章植株的叶绿素含量呈递减的季节性变化,反映了叶绿素含量的变化与小叶章植株生长发育的季节性变化特点具有统一性。③在试验期间,小叶章植株叶绿素含量的下降速率随着水位梯度的升高而逐渐增大。

模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物功能多样性的影响

采用Biolog-Eco方法分析了模拟氮沉降对三江平原小叶章(Calamagrostis angustifolia)湿地土壤微生物碳源利用的影响。结果表明:不同氮沉降处理间土壤微生物功能多样性差异显著,AWCD值随培养时间延长而增加。土壤微生物对6大类碳源利用强度存在差异,各处理间土壤微生物对氨基酸类碳源利用率最高,为优势碳源;不同处理间土壤微生物在碳源利用上有明显的空间分异,土壤微生物功能多样性的差异主要体现在对羧酸类、酚酸类和胺类碳源的利用上,其中胺类尤为突出;此外,对不同施氮处理土壤微生物群落功能多样性与土壤理化因子相关分析表明,全氮、铵态氮、全磷会对小叶章湿地土壤微生物组成和功能活性产生显著影响。以上结果表明增加氮沉降改变了土壤微生物功能多样性。

三江平原小叶章群落近30年的动态变化

由于生境的改变,三江平原沼泽湿地典型植物群落中小叶章群落内部发生了显著的变化。本文以定点观测和典型湿地植物调查为基础,分析了近30年来小叶章群落的动态变化。结果表明,小叶章群落的物种频度符合Raunkiaer频度定律,即5个频度级的关系都具有A>B>C≥D<E的规律性。小叶章群落的物种构成发生了明显变化,灌木类型植物逐渐增多。植物物种多样性减少。小叶章的多度、分盖度和高度都有降低趋势。

小叶章种群高度的季节动态

探讨了三江平原以小叶章为优势种的典型草甸、沼泽化草甸、沼泽３个植被类型中小叶章种群高度的变化规律。结果表明，在３个类型中，种群高度的季节动态均呈单蜂型，极大值均出现在７月末，分别为１１２．６７ｃｍ、１０１．６１ｃｍ、８３．８８ｃｍ。ＨＡＧＲ的季节动态在７月末之前＞０，之后＜０；典型草甸和沼泽化草甸的极大值出现在６月末至７月中旬，沼泽则出现在６月中旬至６月末；极小值典型草甸出现在８月末至９月中旬，而另２个类型则出现在７月末至８月中旬。ＨＲＧＲ的季节动态与ＨＡＧＲ相同；极大值沼泽化草甸出现在６月末至７月中旬，而另２个类型则出现在６月中旬至６月末；极小值典型草甸出现在８月末至９月中旬。

大气CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原湿地小叶章生物量及根冠比的影响

利用开顶箱薰气室(open-top chamber)试验装置,研究了不施氮(NN)、施常氮(MN,5g.m-2)和施高氮(HN,15g.m-2)3个氮素水平下大气CO2浓度升高对小叶章(Calamagrostis angustifolia)生物量和根冠比的影响。结果表明,大气CO2浓度升高对小叶章生物量的影响因生长期而异。大气CO2浓度升高对小叶章地上生物量的促进作用主要表现在生长前期,拔节期和抽穗期地上生物量较正常大气CO2浓度增加12.42%～22.60%,而腊熟期和成熟期仅增加3.11%～12.97%;大气CO2浓度升高对小叶章地下生物量的促进作用在生长后期表现明显,除拔节期外,小叶章地下生物量增加17.63%～42.20%。小叶章生物量和根冠比对大气CO2浓度的响应与供N水平有关。在HN水平下,大气CO2浓度升高使小叶章生物量和根冠比明显增加,在NN条件下促进作用则不显著。小叶章根冠比明显增加主要是地下生物量显著增长引起的。

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—20 cm土层硝态氮水平运移浓度随水分扩散率升高呈Boltzm ann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。

三江平原小叶章湿地枯落物分解及其影响因子研究

应用分解袋法对三江平原小叶章湿地枯落物的分解及其影响因子进行了研究,小叶章枯落物的失重率随时间递增,分解速率随时间递减。小叶章枯落物位于地下0～10cm处时,分解最快,失重率最大,分解速率也最大;越往深处,其分解越慢,失重率越小,分解速率越小。通过相关分析和主成分分析,确定了温度和湿度条件以及pH状况是影响小叶章湿地枯落物分解的主要环境因子;并采用单指数衰减模型对小叶章湿地枯落物的分解速率动态和残留率动态进行了模拟。

三江平原小叶章湿地土壤的CO_2通量

采用密闭箱动态测量法对三江平原小叶章典型湿地土壤CO2通量进行了研究。结果表明,小叶章湿地土壤CO2通量有明显的季节变化和日变化,并且呈现出一定的规律性。7～10月,土壤CO2通量呈现出季节变化的单峰模式。在1d的观测期间,土壤CO2通量从早晨开始增大,到午后达到极大值,后逐渐降低到第2天凌晨达极小值,然后又开始增加。研究同时表明小叶章湿地土壤CO2通量的主要影响因素为地温(相关系数为0.7699)。而因湿地环境土壤水分充足,土壤含水量对土壤CO2通量的影响不明显,当土壤水分不成为限制因素时,土壤CO2通量与土壤温度呈正相关。根据测量结果,小叶章湿地土壤CO2通量在整个测量期间的变化范围为0.208～1.265g/(m2·h),平均水平为0.619g/(m2·h)。

三江平原不同生境下小叶章茎解剖结构的比较

采用解剖学方法观察了三江平原3种不同生境(典型草甸、沼泽化草甸和沼泽)下小叶章茎的解剖结构。对厚角细胞层数、薄壁细胞层数、厚角细胞壁厚度、皮层厚度、维管束厚度和导管腔大小等6个参数进行了比较分析。结果表明,3种生境下生长的小叶章茎的结构组成基本相同,没有因生境的差异而产生某些特异性的结构,但各结构参数在数量、大小等方面均呈现出显著差异,表明小叶章对环境变化具有一定的结构适应能力。