常见园林植物叶片润湿性差异及其季节变化研究

叶片润湿性作为园林植物的重要功能性状,表征了叶片表面对物质的亲和能力,是认识叶面生态功能的微观基础。本试验通过样本采集结合接触角测量仪,分析了30种常见园林植物在整个生长季的叶片润湿性差异及季节变化规律,比较叶片正背面、植物不同生活型等对叶片润湿性的影响。结果表明:叶片正背面接触角分别为62.5°~133.5°、66.1°~133.6°,背面接触角整体显著(p<0.05)高于正面。沿阶草、榆树、五针松、栀子花和海桐为接触角最小(润湿性高)的物种,金丝桃、合欢、狗牙根、红花檵木和鹅掌楸的接触角最大。从春季至冬季,叶片接触角呈现下降趋势,在冬季显著最低(p<0.05),且正面接触角的下降幅度高于背面。乔木、灌木和草本及常绿和落叶植物间的叶片接触角无明显差异,但落叶植物在生长季内变化较大,且冬季下降幅度更高。量化不同植物叶片润湿性差异及季节变化规律,可为认识植物与外在环境的相互作用机理提供科学依据。

黄土丘陵区退耕草地群落盖度与地上生物量关系

揭示黄土丘陵区退耕草地群落盖度与地上生物量的关系,对系统评价草地群落恢复潜力和水土保持效益具有重要意义。以黄土丘陵区5个退耕年限(5 a,10 a,15 a,20 a,30 a)草地群落为对象,通过照相法、群落调查和刈割法测定了草地群落盖度、物种组成和地上生物量。结果表明:群落高度、盖度与地上生物量呈显著正相关关系,与物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数呈显著负相关关系。群落盖度与地上生物量随退耕年限增加总体呈增加趋势,不同退耕年限草地群落间物种丰富度和多样性指数无显著差异。退耕20 a群落的植物密度、高度和单位盖度地上生物量值均最低,盖度和地上生物量与退耕15 a相比显著下降。各退耕年限草地群落优势种分别为:5 a是狗尾草(Setaria viridis)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica),10 a和15 a是达乌里胡枝子和铁杆蒿(Artemisia gmelinii),20 a是铁杆蒿和菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia),30 a为长芒草(Stipa bungeana)。当草地群落盖度低于84.6%时,盖度与地上生物量呈极显著线性正相关关系,当盖度大于84.6%后,群落盖度不随地上生物量增加而变化。群落盖度84.6%和地上生物量285.17 g/m 2可作为黄土丘陵区退耕草地植被恢复评价和调控措施的参考值。

氮素对分蘖期干旱及复水柳枝稷光合生理特性的影响

为揭示引种禾草柳枝稷(Panicum virgatum L.)光合生理对短期干旱的敏感性与旱后恢复能力及施氮效应,采用盆栽控水试验,设置高水[HW,80%FC(田间持水量)],中水(MW,60%FC)和低水(LW,40%FC)3个水分水平,及两个氮肥处理(不施氮和0.1g N/Kg干土),研究了分蘖期柳枝稷叶片光合气孔交换参数和叶绿素荧光参数在土壤逐渐干旱及复水后的变化特点。结果表明:与高水相比,中水和低水下柳枝稷叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)均显著降低;随自然干旱时间延长,Pn、Gs、Tr、Fv/Fm和光化学淬灭系数(qP)值均呈下降趋势,且施氮处理的降幅较大,以低水施氮降低幅度最大,Pn下降由气孔限制转变为非气孔限制;非光化学淬灭系数(NPQ)值则呈相反的变化趋势;复水后,柳枝稷各光合生理指标均能恢复到水分降低前水平,施氮处理的恢复速度大于不施氮处理。上述表明,柳枝稷具有较强适应低水分条件的能力,一定土壤水分条件下施氮有利于提高其光合能力及复水后的恢复能力;在土壤水分低于40%FC施氮则加重柳枝稷受胁迫程度,降低柳枝稷光合性能。

转多抗基因新疆大叶苜蓿光合生理特征对土壤水分变化的响应

以新疆大叶苜蓿及其为母本的4种转基因株系(SN:转AtNDPK2基因;SC:转codA基因;SOR:转IbOr基因;SAF:转AtABF3基因)为研究材料,通过盆栽控制试验,比较研究了不同土壤水分条件下始花期各株系苜蓿的光合和荧光参数特征。结果表明,随土壤含水量从80%FC(田间持水量)降至40%FC,各株系叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均呈下降趋势,叶片瞬时水分利用效率(WUEi)呈上升趋势。在40%FC时,各转基因株系Pn值(11.19～21.58μmol·m^(-2)·s^(-1))均显著(P<0.05)大于非转基因株系(6.06μmol·m^(-2)·s^(-1)),各株系间WUEi无差异但以转AtABF3基因株系最大(3.22μmol·mmol^(-1))。土壤水分降低过程中,各株系叶片初始荧光(Fo),最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学淬灭系数(qP)值总体呈下降趋势,实际光化学效率(ΦPSⅡ)和表观电子传递效率(ETR)值呈先上升后下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)值整体呈上升趋势。转基因株系qP值出现显著下降时的土壤水分含量(50%FC)低于非转基因(70%FC)苜蓿。在40%FC时,转基因株系Fv/Fm(0.78～0.82)值显著高于非转基因苜蓿(0.58)。总体表明,转多抗基因均不同程度地提高水分胁迫条件下新疆大叶苜蓿的光合性能,其中转codA基因株系可维持较高光合速率,转IbOr基因株系能维持较高光能利用能力,转AtABF3基因株系能够高效利用水分,转AtNDPK2基因株系总生物量最高。

天目山-怀玉山区水源涵养与生物多样性保护重要区生态承载力评价

为了明确近10年天目山-怀玉山区水源涵养与生物多样性保护重要区生态承载力状况,基于社会发展压力、经济发展压力、资源环境支撑力和生态弹力构建评价指标体系,利用投影寻踪模型对2008—2017年天目山-怀玉山区水源涵养与生物多样性保护重要区生态承载力进行评价。研究结果显示,第三产业占GDP比重、人均国内生产总值、一般工业固体废弃物产生量及森林覆盖率对研究区城市生态承载力有较大影响。2008年研究区城市生态承载力评价等级基本安全的城市有6个,较不安全的城市有5个,不安全的城市有2个。2017年研究区城市里生态承载力评价等级较安全的城市有1个,基本安全的城市有1个,较不安全的城市有7个,不安全的城市有4个。2008—2017年5个城市生态承载力呈上升趋势,8个城市生态承载力呈下降趋势。研究区城市生态承载力在空间分布上呈现由中心向南北递减的趋势。

中国特色小镇空间分布特征及其影响因素

以公布的1513个国家和省级特色小镇为研究对象,借助ArcGIS空间分析工具,采用最邻近指数法、变异系数法、核密度分析法和叠加分析法等方法结合Pearson相关性分析,探究特色小镇空间分布特征及影响因素。结果表明:①特色小镇在地理空间上呈“东密西疏”的布局,具有明显的空间集聚性,其分布均衡程度最高的地区是中部地区,最低的是西部地区,东部地区虽特色小镇个数最多,不同省份间数量差距较大。②特色小镇空间分布密度具有明显的区域差异性,其分布密度呈现出由东部沿海地区向西北内陆地区逐渐减少的趋势,形成了以京津冀,长江三角洲等地区为代表的多个高密度集聚区。③地形平坦、海拔较低、交通便利、经济基础好、区位条件优越的地区特色小镇分布数量较多。

黄土丘陵区3种典型天然草地群落土壤呼吸对模拟降雨的响应

土壤呼吸是影响陆地生态系统碳循环的关键生态学过程之一,降雨是土壤呼吸变化的重要驱动因子.为探明黄土丘陵区退耕草地群落土壤呼吸对降雨的短期响应规律,选择白羊草(Bothriochloa ischaemum)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)为优势种的3种草地群落为研究对象,于2014年6月和7月,以未降雨群落为对照,对比测定了2种模拟降雨量(15 mm和50 mm)下连续8 d的土壤呼吸速率及土壤水分和土壤温度等.结果表明:2种模拟降雨量对3种草地群落土壤温度和土壤含水量均具有显著影响(p<0.05).50 mm降雨下群落土壤呼吸速率增加量高于15 mm降雨.3种群落土壤呼吸对降雨的响应程度存在明显差异,其中,土壤呼吸速率峰值高低顺序为:白羊草(1.75 g·m^(-2)·h^(-1))>铁杆蒿(1.69 g·m^(-2)·h^(-1))>达乌里胡枝子(1.12 g·m^(-2)·h^(-1)).0~10 cm土壤含水量与土壤呼吸速率呈显著对数函数关系.3种群落土壤呼吸温度敏感性系数Q_(10)值变化范围是1.31~2.01,且月份和降雨量处理间均存在差异.研究表明,准确评估降雨格局改变背景下退耕草地生态系统碳收支需考虑群落类型的差异.