稗(Echinochloa crusgalli)、苍耳(Xanthium sibiricum)、合萌(Aeschynomene indica)和水蓼(Polygonum hydropiper)是三峡水库消落区常见的4种一年生植物。该研究旨在验证这4种植物的种子能否耐受三峡水库消落区的水淹环境及种子在消落区变化的环境中能否成功地萌发。将消落区按照吴淞高程标准划分为9个高程梯度(145-150 m、150-155 m、155-160 m、160-163 m、163-166 m、166-169 m、169-172 m、172-175 m和>175 m), 实地播种这4种植物的种子(或果实), 并将种子萌发划分为“有泥沙淤积于种子表面”和“无泥沙淤积于种子表面” 2组。观察在消落区水位变化(蓄水到退水)一个周期内种子能否耐受水淹及水淹对不同高程种子萌发的影响。结果发现: (1)稗、苍耳、合萌和水蓼的成熟种子(或果实)能够耐受三峡水库消落区的水淹环境并保持活力。(2)这4种一年生植物种子的萌发起始时间和萌发持续时间都随着高程的降低而逐渐缩短(p < 0.01); 高程169 m以下, 种子萌发的起始时间显著缩短(p < 0.01)。总体来看, 在同一高程区域内, 合萌种子的萌发起始时间略长一些, 苍耳次之, 水蓼最短。(3)对稗、苍耳和水蓼的种子而言, 萌发率随高程的降低总体上呈现先上升后下降的趋势。合萌的种子萌发率随高程的降低总体呈下降的趋势。(4)水淹过程中产生的泥沙淤积对种子萌发影响较小, 但是在一定程度上可以促进苍耳的种子萌发而抑制合萌的种子萌发。以上试验结果表明: 这4种一年生植物的种子(或果实)在三峡水库消落区变化环境中能够耐受水淹并成功地萌发, 可应用于三峡水库消落区的植被恢复和生态重建中。

为了探索库区滩涂与入库支流土壤种子库与植被的关系, 以及物种通过水传播扩散的潜力, 对丹江口库区内4条支流及其入库滩涂的地表植被和土壤种子库进行了调查。结果显示, 支流地表植被和种子库的物种多样性高于库区滩涂, 汉江库区滩涂和支流的地表植被与种子库均有较高的物种相似性。DCA排序和TWINSPAN聚类可以明显地将支流的植被和种子库样方与滩涂的植被和种子库样方分到不同的样方组, 结合物种排序图可以清楚地发现, 流入汉江库区支流的植被和种子库的物种组成与滩涂的植被和种子库的物种组成有密切联系。汉江库区滩涂0-15 cm的土层内都有种子萌发, 而丹江库区种子库中只有狗牙根(Cynodon dactylon)一种植物, 且仅存在于0-5 cm土层。研究结果表明, 繁殖体通过支流向滩涂的水传播作用对植被建立有积极贡献。

为了探讨古田山地区5个树种—秃瓣杜英(Elaeocarpus glabripetalus)、枫香(Liquidambar formosana)、木荷(Schima superba)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)和马尾松(Pinus massoniana)幼苗的生长和生物量及其分配对添加氮肥和减少降水的响应, 在野外设置了双因素氮肥(对照和施氮)和降水(自然降水(对照)和减少降水)控制试验, 氮肥的施入量为10 g·m^-2·a^-1 NH₄NO₃, 分别于每年5月初和7月初各施5 g·m^-2·a^-1, 减少降水处理是减少自然降水的30%。经过3个生长季的处理发现: 1)施氮显著促进了秃瓣杜英、枫香和木荷的苗高和基径的生长, 并且对秃瓣杜英和枫香的促进作用经过1个生长季的处理就表现出来, 而木荷在经过2个生长季后才表现出来; 2)施氮显著促进了秃瓣杜英、枫香和木荷的全株生物量以及各部分生物量的增长, 而只增加了马尾松的侧枝和叶片生物量以及青冈的侧枝生物量; 3) 2个生长季的施氮处理提高了秃瓣杜英和木荷的叶重比以及枫香和青冈的枝重比, 3个生长季的施氮处理促进了秃瓣杜英、枫香和木荷的茎重比以及青冈和马尾松的枝重比, 地上干物质分配比例的增加以地下干物质分配比例减小为代价, 施氮后显著降低了秃瓣杜英、枫香、木荷和青冈的根重比和根冠比; 4) 降水减少30%对各树种的生长均无显著影响。

2008年初受强寒潮的影响, 中国华南大部分地区出现持续的异常低温。该文研究了华南地区常见的3种苔藓植物 ——刺边小金发藓拟刺亚种(Pogonatum cirratum subsp. fuscatum)、大灰藓(Hypnum plumaeforme)和石地钱(Reboulia hemisphaerica), 在人工模拟氮(N)沉降两年并经历2008年初异常低温气候后的生理响应变化, 并与2007年正常气候情况下人工加N一年后的结果进行比较, 分析苔藓植物的生长与N沉降之间的关系, 并探讨N沉降对低温胁迫后苔藓植物的补偿生长的影响。结果显示: 2008年3种苔藓植物的净光合速率和淀粉含量在加N量为0-60 kg N·hm ^-2·a^-1的范围内均随着N浓度的上升而下降, 总N含量在加N量处于0-40 kg N·hm^-2·a^-1的范围内随着N浓度的上升而上升, 至60 kg N·hm^-2·a^-1时不再上升, 甚至有所下降。2008年, 3种苔藓植物大多数碳氮代谢指标在对照及低N条件下与2007年加N 1年且在正常气候时同种N处理时相比均有不同程度的上升, 但上升幅度与加N浓度成反比, 至中高N条件时两者常较接近, 显示苔藓植物在经历低温胁迫后会出现超补偿效应, 但是在N沉降升高的条件下, 补偿生长能力下降。

甲烷(CH₄)是仅次于CO₂的重要温室气体。内蒙古草原是欧亚温带草原的重要类型, 具有典型的生态地域代表性。该文以内蒙古温带典型草原为研究对象, 通过人工剔除植物种的方法来确定群落中的植物功能型, 并应用静态箱技术, 观测土壤CH₄的吸收, 以理解植物功能型对土壤CH₄吸收的影响。结果表明: 1)土壤CH₄的吸收受温度和水分变化的影响, 具有明显的季节差异, 且与温度显著相关。2)在2008年和2009年所测的大部分月份中, 植物功能型的土壤CH₄吸收量之间没有显著差异; 然而在植物生长旺季(8月), 不同植物功能型的土壤CH₄吸收量之间存在显著差异, 多年生丛生禾草的土壤CH₄吸收量最小。3)处理中一、二年生植物、多年生杂类草的存在能够增加土壤CH₄的吸收量, 而处理中多年生根茎类禾草、多年生丛生禾草的存在对土壤CH₄吸收的影响不大。这可能是因为, 植物功能型影响土壤的微生物代谢和环境因子, 进而影响土壤CH₄吸收量。该试验说明, 在痕量气体层面上, 植物功能型组成在生态系统功能中具有重要作用, 特别是群落中的亚优势种和伴生种(一、二年生植物、多年生杂类草), 通过调控土壤微生物和环境因子, 对地-气的CH₄交换产生重要影响。

虽然个体大小和密度的关系是植物生态学研究的中心问题, 但是大多数基础研究只观测植株地上部分的生物量, 即地上部分大小-密度关系, 而对于地下构件大小-密度关系的研究十分薄弱。因为植物个体的生长是构件变化的过程, 所以个体大小和密度的关系不仅表现为种群水平和个体水平, 也表现为构件水平。该文研究了5个密度(36、49、64、121和225株·m^-2)的红葱(Allium cepa var. proliferum)种群地下构件密度制约调节规律及其与地上构件密度制约调节规律的关系, 地下部分和全株(包括地上部分和地下部分)的密度制约调节规律, 及二者与地上部分密度制约调节规律的关系。结果表明: (1)不同密度环境下, 植物的表型可以通过各器官形态的可塑性反应发生调整; 植株地下构件和地上构件的各个特征(株高、叶片长、叶片数、鳞茎直径、分蘖重)均与密度呈显著的线性相关关系; (2)平均根、鳞茎、叶片和鞘生物量均与密度呈显著的幂函数负相关关系, 但异速指数不同: 鳞茎(-1.14)<叶片(-1.03)<根(-0.78)<鞘(-0.49), 表明地下构件的大小和地上构件的大小随密度的变化不一致; (3)平均地下、地上和个体生物量均与种群密度呈显著的幂函数负相关关系, 但异速指数不同, 分别为: -1.13、-0.95和-0.98, 表明地上部分大小和全株大小随种群密度的变化基本一致, 但与地下部分大小的变化不一致。总之, 密度制约对植株地下构件的调节作用大于地上构件, 对地下部分的调节作用大于地上部分, 红葱种群对地下资源的竞争占主导地位。

在大兴安岭北部漠河(MH I、MH II 2个样点)、塔河蒙克山(MKS)、满归(MG)地区共采集樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)年轮样芯139个, 成功地建立了MH I、MH II、MKS和MG 4个样点的樟子松差值年表, 最长达377年(1631-2007年, 有效年表为1743-2007年)。樟子松年轮指数与气候因子的响应函数分析表明, 气温是这4个样点樟子松径向生长的主要限制因子。但4个样点限制其生长的月份有所差异, 漠河的2个样点樟子松年轮指数与6月气温负相关, 满归和塔河蒙克山樟子松年轮指数与前一年10月气温正相关。樟子松年表与区域气候的冗余分析(redundancy analysis, RDA)基本与响应函数分析的结果一致, 进一步验证了气温对大兴安岭北部樟子松生长的限制作用。该研究为全球变暖下大兴安岭北部樟子松林的经营管理及区域气候重建提供了基础数据。

2008年5-11月, 对黄河口滨岸潮滩不同生境下翅碱蓬(Suaeda salsa)硫(S)的季节变化特征进行了研究。研究表明: 中潮滩翅碱蓬(JP1)和低潮滩翅碱蓬(JP2)各器官生物量均具有明显的季节变化特征, 总体表现为JP1 > JP2; JP1和JP2地上与地下部分比值的变化较为一致, 整体表现为JP2 > JP1; 二者枯落物量呈递增变化; JP1和JP2叶、茎和枯落物中的全硫(TS)含量在生长季波动变化明显, 整体呈先增后减变化, 而根中的TS含量在生长季呈递减变化, 符合指数衰减模型; 二者不同器官及枯落物的TS累积量和S累积速率(V_S)季节变化明显, JP1地上部分的TS累积量和V_S明显高于JP2, 且二者地上部分的TS累积量和V_S均明显高于地下; JP1和JP2不同部分的S分配比差异明显, 其中叶的分配比最高, 分别为(38.34 ± 16.19)%和(66.27 ± 12.09)%, 说明叶是翅碱蓬重要的S累积器官。结果显示, 翅碱蓬的生态学特性和其所处生境的水盐状况对JP1和JP2生物量、TS含量、累积量、累积速率、分配比均具有重要影响。

利用LI-6400便携式光合作用测定仪, 测定不同灌溉措施下紫花针茅(Stipa purpurea)的光合特性对CO₂浓度和温度的响应, 探讨了土壤水分、温度和CO₂浓度升高对藏北高寒草地紫花针茅光合作用的影响。结果表明: 1)紫花针茅各项光合特性参数对CO₂浓度、温度和土壤水分的变化响应显著, 并表现出明显的交互作用; 2) CO₂浓度升高促进光合速率, 但CO₂浓度过高时光合速率反而下降; 温度升高抑制光合速率, 土壤水分增加对高温条件下的光合作用具有补偿作用; 土壤水分增加促进紫花针茅光合速率的升高; 3)随着CO₂浓度的升高, 胞间CO₂浓度逐渐增大, 蒸腾速率降低, 水分利用效率升高, 气孔导度逐渐减小, 且温度升高加剧气孔导度下降的程度。各光合参数在不同温度水平和土壤水分下表现不同: 气孔导度在20 ℃时达到最大值, 且土壤水分增加利于气孔导度的增大; 温度上升抑制了胞间CO₂浓度, 且在土壤水分充足的条件下更显著; 蒸腾速率随着温度的上升而加快, 蒸腾速率与土壤水分的正相关关系明显; 叶片饱和水汽压亏缺与温度成正比, 充足的土壤水分会适当降低饱和水汽压亏缺; 水分利用效率随着温度上升和土壤水分增多而减小。不同土壤水分条件下光合参数对温度的响应结果表明, 土壤水分的增加对较高温度下光合及其生理参数与温度的关系具有一定的补偿作用。

以半干旱黄土丘陵区主要灌木树种山杏(Prunus sibirica)为试验材料, 应用CIRAS-2型光合作用仪测定不同土壤质量含水量(W_m)下山杏叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)及水分利用效率(WUE)的光响应过程, 探讨山杏光合特性对土壤水分和光照条件的适应性。结果表明: P_n、T_r及WUE对W_m和光照强度的变化有明显的阈值响应。随着W_m (6.5%-18.6%)的递增, 光补偿点降低, 光饱和点、表观量子效率和最大净光合速率均升高; 在W_m为18.6%时, 山杏利用弱光和强光的能力最强, 光照生态幅最宽。随着W_m (9.2%-18.6%)的递增, P_n、T_r有明显升高的趋势, 水分过高或过低, 两者均呈现下降趋势; 山杏对光照环境的适应性较强, 在光合有效辐射为800-1 200 µmol∙m^-2∙s^-1时, P_n和WUE都具有较高水平, 饱和光强在983-1 365 µmol∙m ^-2∙s^-1之间。以光合生理参数为指标对山杏土壤水分有效性及生产力进行分级与评价, 确定W_m < 9.2%或W_m > 22.3%时为“低产中效水”; W_m在20.5%-22.3%和9.2%-12.9%时, 分别为“中产低效水”和“中产中效水”; W_m在12.9%-20.5%时为“高产高效水”。其中W_m为18.6%时为“最佳产效水”, 对应光强为1 365 µmol∙m^-2∙s^-1。

为了揭示麻疯树(Jatropha curcas)天然种群的遗传多样性和遗传结构, 采用聚苯烯酰胺凝胶垂直平板电泳技术, 对采自四川、云南、贵州3个省的10个麻疯树天然种群的叶片样本进行了同工酶分析。7个酶系统10个位点的检测结果表明: 麻疯树种群水平上的遗传多样性较高, 每位点平均等位基因数为2.428 6, 多态位点百分率为97.14%, 平均期望杂合度为0.396 4。种群间遗传分化系数为0.041 3, 种群间总的基因流较高, 为5.808 9, 种群间遗传一致度较高(Shannon信息指数为0.921 7- 0.995 3)。非加权类平均法(UPGMA)聚类结果显示, 10个种群的遗传距离与地理距离相关性不显著。麻疯树天然种群具有较低程度的遗传分化、较高的基因流, 种内及种群内多样性丰富, 这为麻疯树优良品种的选育提供了良好的遗传基础。

基于多变量统计方法同时研究自然系统内多个因子之间的相互关系, 是阐释复杂的自然系统的一个重要手段。相比传统的多变量统计法, 结构方程模型基于研究者的先验知识预先设定系统内因子间的依赖关系, 不仅能够判别各因子之间的关系强度(路径系数), 还能对整体模型进行拟合和判断, 从而能更全面地了解自然系统。由于结构方程模型只在近年才被应用到生态学的数据分析中, 因此该文试图对其作一简略介绍, 包括结构方程模型的定义和变量类型, 结合事例研究展现结构方程模型分析的一般步骤、在生态学中的应用以及相关软件的介绍等。望能为相关研究人员提供直观的认识, 加强结构方程模型在生态学数据分析中的应用。

荒漠化多发生在生态环境脆弱带, 是全球最突出的生态环境问题之一。从区域尺度着手, 对荒漠化进行有效评价, 是正确认识荒漠化的发生、发展过程, 保障区域生态安全, 维护可持续发展的重要前提。该文回顾了荒漠化的界定, 总结了荒漠化评价的发展历程, 并针对荒漠化评价对象、评价指标体系、评价尺度进行了系统梳理。在此基础上, 提出植被特征信息是开展荒漠化评价的有效指标, 并对其在荒漠化评价中的应用进行了总结和分析, 就荒漠化评价的未来研究方向作了 展望。