模拟酸雨对白簕幼苗生长和生理特性的影响

【目的】探讨模拟酸雨对白簕幼苗生长和生理特性的影响。【方法】采用棚内盆栽方法,设置pH值5.6(对照)、4.0、3.0、2.0的模拟酸雨胁迫试验,探讨其对白簕幼苗株高、基径、叶长、叶宽、叶面积、游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、相对叶绿素含量和光响应曲线的影响,采用双曲线修正模型拟合出最大光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率(AQE)。【结果】随着酸雨浓度的不断增加,基径、叶长、叶宽、叶面积、可溶性糖、可溶性蛋白质和Pmax均呈先增后降趋势,在pH 4.0时都达峰值,且显著增加了可溶性糖、可溶性蛋白质含量;株高、相对叶绿素含量、LSP、LCP和Rd均逐渐降低;游离脯氨酸和AQE则呈先减后增趋势。pH 2.0的模拟酸雨显著抑制了白簕株高、基径等各形态指标和相对叶绿素含量、Pmax、LCP等一些生理光合指标。【结论】白簕在pH 4.0的轻度酸雨胁迫下能够正常甚至更好地生长发育,只有在pH<3.0的强酸条件下,其正常形态特征及生理活性才受到明显的影响,表明白簕对酸雨胁迫具有较强的耐受力。

遮阴处理对白簕生长与光合特性的影响

[目的]探讨遮阴环境对白簕生长与光合特性的影响。[方法]以当年生白簕幼苗为试材,比较不同光照条件(100%、39%、21%和6%)对白簕的生长状况和光合特征指标的影响。[结果]随着光照强度的降低,白簕的株高、基径、叶片数、茎生物量、叶生物量和总生物量等生长指标均呈先增加后降低的趋势,最大净光合速率、表观量子效率、相对叶绿素含量、PSⅡ最大光能转化效率Fv/Fm和PSⅡ植物叶片潜在活性Fv/Fo等光合特性也呈先增加后降低的趋势,且在21%处理下达到最大值。光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率随着遮阴强度的增加而降低。[结论]光照太强(100%)或太弱(6%)均不利于植株生长,只有光照控制在自然光的21%左右时,植株生长最佳。

环境生态工程实验教学改革探讨

环境生态工程实验教学改革是环境生态工程课程改革中十分关键的环节之一。本文结合自身长期对环境生态实践教学的经验,从完善教学内容、改进教学方法和优化考核评价体系三个方面对传统的环境生态工程实验教学模式进行改革。为提高环境生态工程实验教学质量、激发学生动手做实验的主观能动性以及提高学生的实验操作能力提供一定的参考依据。

环境生态工程的生物化学实验教学改革初探

环境生物化学实验教学改革是环境生态工程课程改革中十分重要的环节。文章结合自身教学实践经验,从优化教学内容、改进教学方法和考核方式三个方面对传统的环境生物化学实验教学模式进行改革,以为提高环境生物化学实验教学的质量、激发学生的学习热情、强化学生的实验操作技能和培养学生的创新能力提供参考依据。

模拟酸雨对白簕叶片抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响

采用棚内盆栽方法,设置pH值5.6(对照)、4.0、3.0和2.0的模拟酸雨胁迫试验,探讨其对白簕幼苗叶片MDA含量、保护酶活性、叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,随着模拟酸雨pH值的降低,MDA含量呈先降低后升高的趋势;SOD活性逐渐降低,POD活性逐渐升高,APX活性呈先升高后降低的变化。叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均比对照高,在pH 4.0时达最大值。气孔限制值(Ls)、PSII实际光化学量子产量(ΦPSII)、光化学淬灭系数(qP)均随pH值的降低而下降,净光速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、非光化学淬灭系数(qN)呈先升高后降低趋势,且也都在pH 4.0时达最大值。由此推测,pH 4.0的酸雨处理有利于白簕幼苗的生长,表明白簕幼苗可能喜欢生活在微酸环境中,但是随着酸度加强,反而起到抑制作用。

氮素富集对青藏高原东缘窄叶鲜卑花灌丛根系分泌物碳输入的影响

为探究高寒灌丛生态系统根系分泌物碳(C)输入通量对大气氮(N)沉降的响应规律,该文以青藏高原东缘窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)灌丛为研究对象,采用根系分泌物野外原位收集法,分析了不同施N水平(对照N0=0 g·m^(–2)·a^(–1);低N处理N5=5 g·m^(–2)·a^(–1);高N处理N10=10 g·m^(–2)·a^(–1))对根系分泌物C输入速率与通量季节动态变化规律的影响。结果表明:(1)窄叶鲜卑花灌丛单位根生物量、单位根长、单位根表面积根系分泌物C输入速率均表现出明显的季节性动态变化,具体表现为8月>6月>10月,并呈现出与5 cm土壤温度相一致的变化趋势。(2)施N降低了窄叶鲜卑花灌丛单位根生物量、单位根长和单位根表面积根系分泌物C输入速率,但仅N10处理与对照(N0处理)间存在显著差异(p<0.05)。(3)N5和N10处理下,窄叶鲜卑花灌丛细根生物量与N0处理相比分别降低了23.36%和33.84%。(4)由于施N导致根系分泌物C输入速率与细根生物量二者均显著降低,使得施N对窄叶鲜卑花灌丛根系分泌物C输入通量(g·m^(–2)·a^(–1))有显著的抑制作用,并随着施N浓度的增加抑制作用增大。推测其可能的原因是N素富集在一定程度上缓和了植物根系对养分的微生物驱动需求,从而降低了植物根系分泌物C输入通量,即N素富集条件下植物采取了低N收益-低C投入的生理策略。该研究结果对于进一步认知不同环境变化下高寒灌丛生态系统根系分泌物C输入及其介导的土壤生物C-养分循环过程具有重要的理论意义。

川西亚高山针叶林主要树种对土壤中不同形态氮素的吸收差异

在陆地生态系统中,植物对土壤有机氮(主要指氨基酸)的获取是一个普遍的生态学现象,然而植物对土壤有机氮的吸收速率及土壤有机氮在植物养分供应中所占比例仍不清楚。为探究土壤无机氮和有机氮对西南高寒森林植物氮源的贡献效应,以川西亚高山针叶林两个主要树种云杉(Picea asperata)和红桦(Betula albo-sinensis)的幼苗为研究对象,采用稳定同位素标记法对K^(15)NO_3、^(15)NH_4Cl和(U-^(13)C_2/^(15)N)甘氨酸3种氮素进行示踪,分析了两个树种对无机氮(NH_4^+-N和NO_3^--N)和有机氮(甘氨酸)的吸收速率及其差异。结果显示:(1)云杉和红桦幼苗在施加同位素标记物2 h后,两种幼苗细根的13C和^(15)N均出现明显的富集现象,表明两种树种幼苗均能吸收甘氨酸。(2)与甘氨酸和NH_4^+-N相比,云杉和红桦幼苗对NO_3^--N有显著的偏好吸收,其吸收速率为NH_4^+-N和甘氨酸吸收速率的5–10倍。(3)两个树种的幼苗对甘氨酸也有较高的吸收速率,其吸收速率高于对NH_4^+-N的吸收速率,表明土壤有机氮(如氨基酸)也是亚高山针叶林植物养分获取的重要氮源。

根系分泌物不同组分对西南亚高山云杉人工林土壤微生物和胞外酶活性的影响

【目的】揭示根系分泌物不同组分对土壤微生物及其胞外酶活性的影响差异。【方法】在受控良好的根际生态模拟装置中,通过模拟根系每天向采自西南亚高山云杉人工林(约70年)的土壤中分别添加葡萄糖、草酸和甘氨酸溶液,并培养25天(共添加了70.65 mg碳)。【结果】葡萄糖添加显著增加了几乎所有微生物类群(除了革兰氏阴性细菌)的活性,草酸添加也显著增加了绝大多数微生物群落的活性(如革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌和总微生物群落),但葡萄糖添加对微生物群落活性的增加效应较草酸明显,而甘氨酸添加则呈现出抑制微生物活性的趋势。同时,葡萄糖添加和草酸添加分别显著增加了β-1,4-葡萄糖苷酶和过氧化物酶的活性,并且也有增加酸性磷酸酶和多酚氧化酶酶活性的趋势,而甘氨酸添加对多数胞外酶活性的影响不显著。【结论】根系分泌物不同组分(葡萄糖、草酸和甘氨酸)对土壤微生物活性、群落组成和胞外酶产生了差异化的影响,造成这些差异的原因可能与根系分泌物不同组分所含的化学官能团(甲基和羧基)以及能量属性有关。因此,在未来构建根际生物地球化学循环模型时,应当充分考虑根系分泌物组分之间的差异效应。