黄河三角洲不同林龄人工柽柳林生长季土壤微生物与土壤呼吸特征研究

为探讨人工柽柳林对滨海盐碱地的改善效果,以黄河三角洲滨海盐碱地区3种不同林龄(8 a、6 a、3 a)人工柽柳林为对象,采用多点混合采样法,对生长季土壤微生物量C、N及微生物数量变化进行了对比分析;同时利用LI-8100A土壤碳通量测量系统,原位监测了柽柳生长季内土壤呼吸速率的变化特征。结果表明:1)人工柽柳林土壤微生物微生物量C、N变化受林龄和季节影响明显,其中8 a林地含量最高,3 a林地最小,夏季较高,春季较低,且8 a与3 a差异显著,夏季与春季差异显著(P <0.05);不同林龄土壤微生物商生长季介于2.56～4.15%之间,其变化规律与微生物量一致。2)土壤3种微生物数量均随林龄的增大而增加,微生物数量关系为细菌>放线菌>真菌,而3种微生物数量季节变化规律不一致。3)3种林龄土壤呼吸速率的大小为8 a> 6 a> 3 a,土壤呼吸具有明显的季节变化和日变化,其中季节变化表现为夏季>秋季>春季,日变化则呈现出低-高-低的单峰曲线,最大值则出现在12:00―14:00。4)相关分析表明,土壤含盐量与土壤微生物量C和呼吸速率呈显著负相关,与细菌、真菌呈极显著负相关,是主要限制因子;土壤微生物量C、N与微生物商、土壤呼吸、土壤微生物数量均呈正相关;除土壤湿度外,土壤温度与其它指标均呈正相关;而土壤湿度与各指标间均不显著。5)综上所述,不同林龄人工柽柳林土壤微生物量、微生物数量及呼吸速率均可反映土壤环境状况,可为滨海盐碱地土壤改良和土壤质量演变规律提供理论依据。

山东省滨海自然湿地生态系统服务功能价值评估

以山东省滨海自然湿地为研究对象,利用山东省第二次湿地资源调查(2011—2013年)及其它分析数据,在借鉴滨海湿地生态系统服务分类的基础上,构建了山东滨海自然湿地生态服务价值评价体系,借助市场价值法、影子工程法、污染防治成本法、碳税法、专家评估法、费用支出法等国内外常用的湿地生态系统服务功能价值评估方法,对山东省滨海自然湿地生态系统服务功能价值进行了较全面的评估。结果表明:山东省滨海自然湿地生态系统提供的生态系统服务的总价值为2203.32亿元,其中供给服务功能价值为1200.3亿元,占总价值的54.48%;调节服务功能价值为590.94亿元,占总价值的26.82%;支持服务功能价值为18.66亿元,占总价值的0.85%;文化服务功能价值为393.69亿元,占总价值的17.87%。直观的货币价值突显了山东滨海自然湿地对区域经济及生态的重要性,同时也为我国湿地生态系统的保护和管理提供科学的理论依据。

黄河三角洲白蜡人工林空气PM_(2.5)浓度变化规律的研究

以黄河三角洲典型的白蜡人工林为研究对象,选取2016年3月～翌年2月期间白蜡林内、外的PM_(2.5)数据和相关气象数据,对比分析了林内、外PM_(2.5)浓度的季节性变化和日变化特征,同时对特殊天气下PM_(2.5)浓度的变化进行了研究。结果表明:林内、外空气PM_(2.5)浓度均呈明显的季节性变化,均表现为冬季>春季>秋季>夏季;四季PM_(2.5)浓度的日变化近似呈双峰型曲线,变化趋势为夜间>日间、上午>下午;除冬季外,林内PM_(2.5)浓度普遍低于林外空地的;大风、降雨和降雪均有利于空气颗粒物的消除,且随着风力的增强和降雨量的增加,清除效果更好;在3种特殊天气下PM_(2.5)浓度均表现为林内>林外;春季和冬季的空气PM_(2.5)浓度与温度、风速呈显著负相关,与湿度呈显著正相关。

黄河三角洲刺槐人工林内空气负离子的变化特征

以黄河三角洲30年生人工刺槐纯林和混交林为研究对象,2015年3月至翌年2月对其林内空气负离子和相关气象因子进行了同步观测,以了解人工林内空气负离子浓度的变化规律。结果表明,不同模式下空气负离子(NAI)浓度呈明显的季节变化,夏季>秋季>春季>冬季;空气离子评议系数(CI)表明,夏季(1.04)空气质量最佳,秋春(0.92、0.70)次之,冬季(0.64)最低;日变化呈双峰曲线,峰值分别出现在10∶00-11∶00和16∶00左右,12∶00-14∶00左右出现谷值。不同模式人工林年均空气负离子浓度和离子评议系数大小依次为刺槐+白蜡混交林(RF)>刺槐+榆树混交林(RU)>刺槐+臭椿混交林(RA)>刺槐纯林(R),其NAI浓度和CI值分别为705个/cm^3、656个/cm^3、623个/cm^3、585个/cm^3和0.93、0.84、0.78、0.75。对空气负离子浓度与林分因子和气象因子的相关分析显示,空气负离子浓度与郁闭度呈极显著正相关(P<0.01),与胸径呈显著正相关(P<0.05),与树高和枝下高呈负相关;与林内温度呈显著正相关(P<0.05),与林内湿度、风速无显著相关性。

黄河三角洲刺槐人工林土壤热通量的变化特征

为进一步研究黄河三角洲盐碱地区土壤-植被-大气连续体的作用机理并为热量平衡研究提供基础数据,本试验以黄河三角洲盐碱地区长期生长的刺槐人工林为对象,利用黄河三角洲森林生态系统定位研究站2016年度观测数据,研究了该地区刺槐人工林土壤热通量的变化特征及其与地表净辐射的关系。结果表明:10、20 cm土层土壤热通量日变化基本呈现"S"型变化,且随土壤深度增加振幅减小;两层土壤热通量的月累积总量在3-8月为正值,其它月份为负值;两层的年总土壤热通量分别为-23.85、-12.97 MJ/m^2,占地表净辐射(720.07 MJ/m^2)的比例分别为-3.31%、-1.80%,土壤均表现为热源;在日尺度、月尺度水平上,土壤热通量与地表净辐射分别呈极显著和显著正相关;土壤热通量对地表净辐射的反馈存在延时效应,延时5 h的10 cm土层土壤热通量和延时9 h的20 cm土层土壤热通量与地表净辐射相关性最高。本研究得出土壤热通量与地表净辐射关系密切,这对研究土壤-植被-大气连续体中地气能量交换和热量平衡具有重要意义。

基于AFLP标记的黄河三角洲中国柽柳种质资源遗传多样性分析

为了解黄河三角洲地区分布的中国柽柳单株间的遗传关系,利用AFLP分子标记技术对黄河三角洲滨海地区天然分布的60个中国柽柳优良单株的遗传多样性进行了分析。结果表明,筛选出的8对引物组合在60个中国柽柳单株中共扩增出1 197个条带,其中多态性条带1 177个,平均每对引物扩增出149.63个条带和147.13个多态性条带,平均多态性条带比率为98.27%。每个位点的平均多态信息量为0.1648,平均有效等位基因数为1.2562,平均多样性指数为0.2718。60份材料间的遗传相似性系数介于0.8148~0.9172之间,经聚类分析,以遗传相似性系数0.86为阈值,可将60份种质资源聚为6个类群;其中,第6组群内再以遗传相似性系数0.872为阈值时,又可分为7个亚组。本研究揭示出黄河三角洲滨海地区中国柽柳单株间虽存在一定的遗传多样性,但遗传基础差异较小,可为该区域柽柳种质资源保存、鉴定和利用提供理论依据。

黄河三角洲自然保护区湿地生态服务功能价值评估

黄河三角洲自然保护区是世界上暖温带保存最完整、最年轻的湿地生态系统之一,具有多种重要的生态服务功能。通过山东省第二次湿地资源调查(2011—2013年)及其它统计数据,结合保护区湿地生态系统的特征、结构及过程,构建了生态系统服务功能价值评估体系,应用生态经济学的理论和研究方法,对保护区湿地生态系统的供给、调节、支持和文化四大类功能进行了全面评估。结果表明:保护区湿地生态系统提供的生态系统服务总价值为123.113×108 元,单位面积服务价值为5.93万元/hm2,其中调节服务功能价值最大,为85.773×108 元,占总价值的69.78%;其次供给服务功能价值为19.018×108 元,占15.45%;文化服务功能和支持服务功能价值分别为11.992×108 元和6.330×108 元,占9.74%和5.14%。具体提供的15项服务功能价值大小依次为消浪护岸>调蓄洪水>食物>科教>固碳>生物多样性维持>气候调节>供水>保持土壤>大气组分调节>水质净化>原材料>旅游>航运>促淤造陆。货币价值的直观性突显了保护区湿地对当地经济及生态环境的重要性,可提高人们对保护区湿地生态系统的正确认识,为湿地生态系统的保护和管理提供科学的理论依据。

黄河三角洲不同林龄柽柳人工林土壤养分及生物学特性研究

以黄河三角洲为例,对3种不同林龄(8a、6a、3a)柽柳人工林进行研究,采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,探讨了不同林龄柽柳人工林土壤养分、微生物数量及酶活性的变化特征及其相互关系。结果表明:土壤pH值随着林龄的增加呈降低趋势,随土层深度的增加呈升高趋势。8a的土壤有机质和养分含量显著高于3a林地(P<0.05)。土壤微生物数量及酶活性均随林龄的增加而增加,其中微生物数量中以细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少,8a林地的微生物数量、土壤过氧化氢酶、磷酸酶及蔗糖酶活性均显著高于3a林地(P<0.05),8a林地的土壤脲酶活性显著高于6a和3a(P<0.05)。从土壤剖面看,土壤养分含量、微生物数量及酶活性均随土层深度的増加而递减,且表层土的各指标与深层土差异显著(P<0.05)。相关分析表明,土壤微生物数量及酶活性均与土壤pH值呈负相关,微生物中除真菌数量与有机质、铵态氮、有效磷、速效钾养分指标未达到显著相关外,其它均与土壤有机质、养分达到显著正相关。土壤磷酸酶与有机质呈显著正相关,其它3种土壤酶活性与土壤各养分含量之间均达到极显著正相关。

基于林龄的黄河三角洲白蜡人工林细根分布与活力研究

为研究黄河三角洲盐碱区白蜡人工林的细根空间分布与生长特征,选取5a、12a和18a典型白蜡人工林为研究对象,采用分层挖掘法和图像扫描分析法,对细根(≤2mm)的生物量密度(RBD)、根长密度(RLD)、根表面积密度(SAD)、比根长(SRL)、比表面积(SSA)根尖数、分支数、交叉数以及根系活力等9个指标进行了研究。结果表明:不同林龄白蜡人工林细根RBD随林龄的增大而增加,随土层深度的增加而降低。3种林龄的细根多集中在0~40cm的表层土和亚表层土中,RBD在总RBD中所占的比例为70.91%~81.39%,而在深层土中细根RBD所占的比例为1.16%~3.71%,细根有随林龄增大而向土壤深层延伸的趋势,且表层土根系生物量与次深层土和深层土均差异显著(P<0.05);随着林龄和土壤深度的增加,RLD、SAD、细根根尖数、分支数和交叉数分别呈增加和下降趋势,细根平均直径在土层垂直结构上则呈相反的变化趋势,而SRL与SSA的变化规律有所差异;根系活力在表层土和亚表层土中的变化趋势相似,主要表现为12a>5a>18a,而在次深层土和深层土中则表现为12a>18a>5a,且随着土层深度增加而减小;相关分析表明,3种林龄细根生物量密度与土壤含盐量、容重呈极显著负相关,除12a林龄细根生物量密度与土壤总孔隙度呈显著正相关外,其它林龄均与土壤总孔隙度、有机质、铵态氮、速效磷、有效钾及根系活力呈极显著正相关。

基于价值当量因子法的南四湖湿地生态服务价值估算

南四湖湿地是我国华北地区最大的内陆淡水湖,在水文调节、净化环境、水资源供给、生物多样性保护、食物生产、航运、旅游等方面发挥着重要的生态服务功能。本文采用价值当量因子法,结合南四湖湿地2020年的土地利用与覆被数据,分析估算了南四湖湿地生态服务价值。结果显示,2020年南四湖湿地生态系统共提供了价值341.07亿元的生态服务,其中水域生态系统提供99.25%的服务价值,农田生态系统提供0.67%的服务价值。在南四湖湿地二级生态系统类型中,服务价值最高的10亿元组生态系统包括湖泊、水库坑塘2类水域生态系统,亿元组的生态系统包括河渠、旱地、水田和沼泽湿地3类生态系统,其他类型属万元组。南四湖湿地的生态服务总价值中,81.03%是水文调节功能价值,6.36%是水资源供给功能价值,4.42%是净化环境功能价值,2.05%是提供生物多样性保护功能价值,1.51%是提供美学景观功能价值。根据生态服务价值量的占比不同,南四湖湿地生态系统的11个生态服务功能类型分为重要性不同的4个类型组,生态服务功能的分组可为南四湖湿地生态系统服务功能管理提供目标和方向。

山东省赤松人工林土壤理化特性与综合肥力

土壤理化特性是土壤综合肥力的重要组成部分,对于诊断土壤质量优劣具有重要意义,可为人工林的合理经营提供参考。以山东省鲁中、鲁东山区35块典型赤松人工林样地为对象,取样测定了13个土壤指标,研究了林地土壤的物理和化学特性,并采用综合指数法评价了赤松林地的土壤综合肥力。结果表明:山东省赤松人工林土壤全氮、有机质、有效氮和有效钾含量整体上均处于中等水平,而有效磷含量较低;土壤pH均为酸性,电导率(EC)普遍很低,变幅为19.6~115.6μS/cm,阳离子交换量(CEC)也整体较低;供试样地土壤容重和孔隙度处于“适中”等级的分别占74.54%和65.71%;所有样点的土层厚度均处于适中水平;土壤粘粒含量的平均值仅为9.35%,均处于“较低”或“很低”水平,导致粉粘比相对较高。不同样地间的土壤综合肥力存在较大差异,以烟台市昆嵛区和淄博市沂源县的赤松林土壤综合肥力最高,显著高于其它县区;鲁中山地赤松林的土壤肥力指数要高于鲁东丘陵区。林分密度与土壤综合肥力指数之间表现出显著负相关。

8种豆梨无性系对盐胁迫的生理响应

以豆梨实生苗为试材,采用盆栽试验,浇灌浓度为0(CK)、4、8、12、16‰的NaCl溶液,观测其生理指标(SOD、POD、CAT、APX、H2O2和MDA)变化;再以8个豆梨品系(种)为试材,浇灌浓度为0(CK)、8‰的NaCl溶液,测定其生理指标,评价各品系(种)的耐盐性。结果表明:随着NaCl胁迫增强,豆梨MDA和H2O2有显著升高,随着保护酶系统的启动,代谢中产生的H2O2的含量又逐渐减少,避免了膜脂过氧化,有利于豆梨在较低浓度盐胁迫下正常生长;随着盐处理浓度增加,保护酶SOD、POD、CAT均呈先升高后降低的变化趋势,APX呈先减低后升高变化趋势;用8‰NaCl溶液分别处理各系号,发现与对照相比,各系号各指标变化规律不明显,各系号间有显著差异;采用模糊数学隶属函数法对8个豆梨品系(种)的耐盐能力进行综合排序,发现耐盐能力较强的有m11、m24和sd,j2、j8耐盐能力中等,m21、m10和m12耐盐能力较弱。