比较利用静态箱式法测定长白山原始阔叶红松林(Pinus koraiensis)和次生杨桦混交林的土壤呼吸作用表明,两者土壤呼吸作用的日动态均主要受温度影响,次生林土壤呼吸作用的日变化极值出现时间较原始林提前1~2 h;两者具有明显的季节动态,其中8月土壤呼吸速率最大;在生长季,土壤呼吸速率与土壤含水量关系不显著,而与土壤5 cm温度呈显著的指数关系;生长季(5~9月)次生林土壤释放CO₂量(3 449.4 g·m^-2)约为原始林(2 674.4 g·m^-2)的1.3倍,这可能是由于次生林内具有比原始林较高的温度和较低的土壤含水量,更有利于根系生长代谢和土壤微生物的活动引起的。

利用静态箱式法测量长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林伐后13年的皆伐迹地土壤呼吸作用。分析表明,皆伐迹地土壤呼吸作用日变化趋势呈单峰曲线,峰谷值出现时间较林地提前2~4 h,与土壤5 cm深度温度变化趋势基本一致。整个生长季节皆伐迹地土壤呼吸速率约为林地的75%,土壤温度与土壤呼吸作用存在显著的指数关系。在降水量集中的生长季,土壤水分对土壤呼吸作用具有一定的抑制作用,利用温度和水分双因子模型可以较好地解释皆伐迹地土壤呼吸作用的变异。阔叶红松林皆伐后生物量减少和微环境变化是造成土壤呼吸作用强度和动态特征发生变化的重要原因。

基于2005年玉米(Zea mays)生长季土壤呼吸作用及其影响因子的动态观测资料,分析了玉米地土壤呼吸作用的日和季动态及其对土壤温度和生物因子协同作用的响应。结果表明,玉米地土壤呼吸作用的日变化为不对称的单峰型,其最小值和最大值分别出现在6∶00~7∶00和13∶00左右;玉米生长季中,土壤呼吸速率波动较大,其均值为3.16 μmol CO₂·m^-2·s^-1,最大值为4.87 μmol CO₂·m^-2·s^-1,出现在7月28日,最小值为1.32 μmol CO₂·m^-2·s^-1,出现在5月4日。在土壤呼吸作用日变化中,土壤呼吸速率(SR)与10 cm深度土壤温度(T)呈显著的线性关系:SR=αT+β。在整个生长季节,玉米净初级生产力(NPP)与直线斜率(α)呈显著正相关,生物量(B)也明显影响直线的截距(β)。基于此,建立了玉米地土壤呼吸作用动态模型SR=(aNPP+b)T+cB²+dB+e。土壤呼吸作用季节变化的大部分(97%)可以由土壤温度、NPP和生物量的季节变化来解释。当仅考虑土壤温度对土壤呼吸作用的影响时,指数方程会过大或过小地估计了土壤呼吸强度。该文的结果强调了生物因子在土壤呼吸作用季节变化中的重要作用,同时指出土壤呼吸作用模型不仅要考虑土壤温度的影响,在生物因子影响土壤呼吸作用的温度敏感性时,还应该把生物因子纳入模型。

以落叶松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林为研究对象,采用动态气室法(LI-6400-09叶室连接到LI-6400便携式CO₂/H₂O分析系统)对两种林分的土壤呼吸速率进行了观测,探讨了细根生物量、根中氮含量与土壤呼吸速率的关系,以及施肥对细根生物量、根中氮含量和土壤呼吸速率的影响。结果表明:1)施肥导致落叶松和水曲柳林分的活细根生物量降低18.4%和27.4%, 死细根生物量分别降低了34.8%和127.4%;2)施肥使落叶松和水曲柳林地土壤呼吸速率与对照相比分别减少了34.9%和25.8%;3)施肥对根中氮含量没有显著影响;4)落叶松和水曲柳林地的土壤呼吸与土壤温度表现出相同的季节变化,两种林分的土壤呼吸速率与地下5和10 cm处的温度表现出明显的指数关系,其相关性R²=0.93~0.98。土壤呼吸温度系数Q₁₀的范围在2.45~3.29。施肥处理对Q₁₀没有产生影响,施肥处理导致细根生物量减少可能是引起林地土壤呼吸速率下降的主要原因。

理论上,土壤呼吸通量的量值可以通过观测土壤呼吸CO₂扩散速率(∂c/∂t)计算得到。但是为获得∂c/∂t,通常须允许土壤呼吸箱内CO₂浓度升高,因此,如何估算外界大气CO₂浓度条件下的∂c/∂t是土壤呼吸观测技术的关键,关系到观测结果的准确性。通常∂c/∂t的估算会受土壤表层大气CO₂扩散梯度(即土壤呼吸箱内CO₂扩散梯度和大气CO₂浓度昼夜变化)的影响。目前,线性回归方法是土壤呼吸观测中估算∂c/∂t的基本方法。然而,常用的线性回归方法会低估∂c/∂t,而指数回归方法则可以准确地估算∂c/∂t。夜间∂c/∂t的变化与大气CO₂浓度之间存在非常明显的负相关关系。夜间土壤表层大气CO₂扩散梯度的减小导致线性回归方法明显低估∂c/∂t。∂c/∂t的昼夜变化过程存在明显的非对称性现象,而指数回归方法可以更好地描述∂c/∂t昼夜变化的非对称性响应。

根呼吸与微生物呼吸的作用底物不同,二者对高浓度CO₂的响应机理及敏感程度亦不同。在大气CO₂浓度升高的背景下,精确区分根呼吸与微生物呼吸是构建森林生态系统碳循环模型和预测森林生态系统碳源/汇关系所必需的。根(际)呼吸与微生物呼吸对高浓度CO₂的响应呈增加、降低或无明显变化等不同趋势,根(际)呼吸变化主要与根生物量明显相关,细根的作用大于粗根;土壤微生物呼吸变化存在较大的不确定性,微生物量和微生物活性与土壤微生物呼吸相关或不相关。根系统对高浓度CO₂的响应会潜在地影响微生物的代谢底物,进而影响微生物呼吸强度。凡影响土壤总呼吸的生物与非生物因子都会直接或间接地影响根呼吸与土壤微生物呼吸。

冬季土壤呼吸是生态系统释放CO₂的极为重要的组成部分,并显著地影响着碳收支。然而,过去绝大多数工作集中在生长季节土壤呼吸的测定,对年土壤呼吸量的估算大多基于冬季土壤呼吸为零的假设。目前为数不多的研究集中在极地苔原和亚高山,其它植被类型的研究只有零星报道。极地苔原和森林冬季土壤呼吸速率分别为0.002~1.359和0.22~0.67 μmol C·m^-2·s^-1;土壤呼吸的CO₂ 释放量分别为0.55~26.37和22.4~152.0 g C·m^-2,是地气CO₂交换过程中不可忽视的环节。雪是土壤呼吸过程的重要调节者,积雪厚度和覆盖时间的长短均会影响土壤呼吸的强弱;水分的可获取性是重要的限制因素;对于维持活跃的土壤呼吸有一个关键的土壤温度临界值(-7~-5 ℃),低于这个值会因自由水的缺乏而抑制异养微生物的呼吸。如果存在绝缘的积雪层,可溶性碳底物在自由水存在的情况下可控制异养微生物的活力。该文对冬季土壤呼吸的重要性、研究方法、土壤呼吸强度及其影响机制等进行了综述,并讨论了冬季土壤呼吸研究中存在的问题及未来研究方向。

树干呼吸是森林生态系统碳平衡的重要组成部分,它每年消耗碳同化总量(NPP)的11%~33%。受测定技术所限,过去对树干呼吸的研究未能引起足够的重视。近十几年来,由于大气CO₂温室气体浓度的持续升高,树干呼吸已成为研究的热点。测定树干呼吸的方法较多,早期一般采用气体交换法和密闭方法,最近利用便携式光合测定系统(Li-Cor6400)或土壤碳通量测量系统(Li-8100)对树干呼吸采用开路系统测定方法。大量研究结果表明: 1)树干呼吸的日变化呈双峰型曲线,即从早晨开始,树干呼吸速率随温度的上升而增加,到午间有所降低,之后逐渐增加,达到峰值后又逐渐降低。2)树干呼吸的季节动态为:生长季的树干呼吸速率明显高于非生长季,即从春季到夏季树干呼吸速率呈持续升高态势,高峰值出现在7或8月,尔后逐渐下降。树干呼吸活动是一个复杂的生物学过程,其影响因子较多。直接影响因子有气象因子(如温度、湿度和CO₂浓度)和生物因子(如树种、树龄、径阶、边材积和树干氮含量等);而纬度、海拔和地形因子通过影响气象因子或生物因子而间接影响树干呼吸。诸多因子中,树干温度对树干呼吸的贡献最大(Q₁₀可描述树干呼吸对温度升高的敏感性)。树干呼吸机理及其影响因子乃是今后研究的主要内容,一方面要采用统一的测量方法和技术,另一方面要综合考虑影响树干呼吸的内外因素,建立树干呼吸的相关模型,为构建森林生态系统碳循环模型、了解森林生态系统碳收支状况及其对大气CO₂浓度变化的贡献和对全球变化的响应提供理论依据。

该文在综合分析已有光能利用率模型的基础上,构建了一个净初级生产力(NPP)遥感估算模型,该模型体现了3方面的特色:1)将植被覆盖分类引入模型,并考虑植被覆盖分类精度对NPP估算的影响,由它们共同决定不同植被覆盖类型的归一化植被指数(NDVI)最大值;2)根据误差最小的原则,利用中国的NPP实测数据,模拟出各植被类型的最大光能利用率,使之更符合中国的实际情况;3)根据区域蒸散模型来模拟水分胁迫因子,与土壤水分子模型相比,这在一定程度上对有关参数实行了简化,使其实际的可操作性得到加强。模拟结果表明,1989~1993年中国陆地植被NPP平均值为3.12 Pg C (1 Pg=10¹⁵ g),NPP模拟值与观测值比较接近,690个实测点的平均相对误差为4.5%;进一步与其它模型模拟结果以及前人研究结果的比较表明,该文所构建的NPP遥感估算模型具有一定的可靠性,说明在区域及全球尺度上,利用地理信息系统技术将遥感数据和各种观测数据集成在一起,并对NPP模型进行参数校正,基本上可以实现全球范围不同生态系统NPP的动态监测。

卧龙自然保护区五一棚大熊猫野外观测站周围的针阔混交林由于历史原因破坏严重,长期以来自然恢复较差。为调查该区林隙更新的现状及其影响因素,作者采用林隙样线调查方法研究了该区针阔混交林林隙更新规律。结果显示,历史上的自然干扰与人为干扰共同影响着该区林隙更新的格局和特征,林隙天然更新受环境因素制约,更新规律表现为:更新幼苗的种类较形成木的种类丰富,更新乔木幼苗的优势度排序与形成木不同;林隙主要树种的更新受各类环境因子的影响而存在差异,桦木(Betula spp.)更新受地形影响较大,岷江冷杉(Abies faxoniana)受土壤因素影响显著,杜鹃(Rhododendron spp.)更新则受地形因子和林隙形成木的特征影响显著;更新物种的多样性指数均表现出受土壤因子的影响显著。由此推测,林隙大小并非影响该区林隙更新的关键因素,而土壤因素可能是制约优势树种天然更新和更新物种多样性的重要原因之一。

以辽东栎(Quercus liaotungensis)为主的落叶阔叶林、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林和油松(Pinus tabulaeformis)林是暖温带林区具有代表性的森林群落类型。该研究应用国内外流行的半球图方法,通过对这3种森林群落叶面积指数和林冠开阔度的测定和综合比较,分析了叶面积指数和林冠开阔度的季节动态,揭示了暖温带地区不同类型森林群落叶面积指数和林冠开阔度的特征。研究结果表明,落叶阔叶林(优势种为辽东栎、棘皮桦(Betula dahurica)和五角枫(Acer mono))和华北落叶松林两种落叶森林群落的叶面积指数值均随生长季的到来而呈现增长的趋势,最大值出现在8月;林冠开阔度值随着生长季的到来而下降,最大值出现在11月。落叶阔叶林的叶面积指数和林冠开阔度的季节动态较之华北落叶松林明显。油松是常绿树种,其群落叶面积指数和林冠开阔度的变化程度均不明显,但林冠开阔度的变化趋势也是与叶面积指数的变化趋势相反。通过计算得出叶面积指数和林冠开阔度相关显著,并且呈现指数回归的关系。此研究结果为以遥感途径获取暖温带地区叶面积指数提供了地面校正依据,为研究该地区植被林冠的异质性及其造成的影响,以及进一步对该地区林分、景观和区域尺度上碳、水分和通量等方面的模拟提供了基础数据。

该文结合野外植被调查,在获取更为详细的景观尺度生境数据基础上,探讨了小五台亚高山草甸植物群落与直接环境因子之间的定量关系。典范对应分析(CCA)的结果表明:1) 在小五台的亚高山草甸分布地段,热量、养分和水分条件构成了其生境特征差异的基本格局;2) 用效应温度和太阳直接辐射量所表征的热量因子,指示出研究区植物群落最基本的分化,说明热量条件是制约研究区草甸群落分布的最重要的因子;3) 养分状况的差异,除了说明生境条件本身的差异外,也在一定程度上指示了放牧干扰对群落分布的影响;4) 由地形等因素控制的土壤表层水分状况,则反映了草甸植物群落分布所受到的水分条件影响。

于2004年8月28日至9月6日在长江口水域进行了水文、化学和生物的综合嵌套式外业调查,应用CANOCO4.0软件对获得的浮游植物物种数据和环境因子数据进行了典范对应分析(CCA),并作出了物种、样点分布与环境因子关系的二维排序图。结果表明,长江水入海所带来的泥沙及其形成的营养盐梯度差异是影响这一区域物种分布格局最重要的因素。根据环境因子与排序轴的相关系数,影响这一海区浮游植物分布的主要环境因子依次为透明度、硝酸盐和硅酸盐。主要浮游植物优势种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和细长翼鼻状藻(Proboscia alata f. gracillima)的分布和硝酸盐以及盐度、浊度密切相关,中肋骨条藻适合在低盐度高浊度高硝酸盐浓度的河口水域生存,而细长翼鼻状藻则分布于高盐度高透明度低硝酸盐浓度的开阔海。排序揭示了浮游植物物种对于生态环境的需求以及它们在不同资源维上的生态分化现象。

随着城市化的发展,许多城市对流经市区的河流进行了大规模工程改造,在获得了多种效益的同时,也引起了诸如生物多样性破坏和物种组成改变等一系列生态问题,因此对城市河流改造工程的生态影响进行研究非常重要,将有助于在未来城市河流改造中更有效地保护河流生态系统。该文以汾河太原段的河道改造工程为研究对象,用Shannon-Weiner 多样性指数、Sørensen群落相似性指数和单因素方差分析方法,研究了河流改造工程对河流生态系统中的野生维管植物物种多样性、频度和群落物种组成相似性的影响。结果表明:太原汾河段改造后比改造前的野生维管植物物种数和Shannon-Weiner 多样性指数显著降低;低频度的物种数明显增加而高频度的物种数明显减少;河流改造前后的群落相似性明显降低。由此可见,城市河流改造工程对河流生态系统中的野生维管植物物种多样性、频度和群落相似性有明显影响。

测定云南西双版纳热带季节雨林和哀牢山中山湿性常绿阔叶林优势种植物叶片及地表凋落物层的干重热值,分析并比较了两地群落类型热值的差异及其与地理条件的关系。植物叶片分为鲜叶和凋落叶,地表凋落物层分为新鲜凋落物层(L层)和腐叶层(F层)进行取样测量,所有样品在60℃烘干至恒重,样品热值采用Parr1261氧弹式热量计测量。结果表明:西双版纳的11种植物鲜叶和凋落叶干重热值的变化范围分别是14.595 3~19.863 9和14.046 7~19.884 0 kJ·g^-1, L和F层的平均干重热值分别为17.419 6和14.780 5 kJ·g^-1;哀牢山的10种植物鲜叶和凋落叶干重热值的变化范围分别是17.805 1~21.525 3和17.893 4~21.436 7 kJ·g^-1,L和F层的平均干重热值分别为19.208 4和17.494 7 kJ·g^-1。两地植物鲜叶与凋落叶干重热值的大小顺序近似或一致,即植物鲜叶干重热值越高,其凋落叶干重热值也越高;植物鲜叶与凋落叶干重热值的差值有正有负,因物种而异;西双版纳凋落物L与F层之间的热值差值显著地大于哀牢山两层凋落物的热值差值,可能是由西双版纳凋落物的分解速率较快导致的;两地样品的平均干重热值的顺序为:鲜叶>凋落叶>L层>F层;将两地的相应样品对比发现,干重热值呈现为哀牢山>西双版纳,体现出高海拔>低海拔、高纬度>低纬度以及常绿阔叶林>热带季节雨林的特点。

利用红油漆标记法,对青藏高原东缘地区壤塘林业局二林场亚高山采伐迹地和云杉(Picea)原始林中的6种藓类近一个生长季的生长速率进行了研究。结合原地同时进行的微气候观测,分析了气候因子和藓类生长速率之间的相关度。这6种藓类中,有5种在原始林和采伐迹地都出现,只有绢藓(Entodon conncinus)仅在采伐迹地出现。不同物种和不同生境条件下藓类的生长速率都不相同。塔藓(Hylocomium splendens)的茎生长速率最大,而阿萨姆曲尾藓(Dicranum assamicum)生长速率最小。生境对塔藓、阿萨姆曲尾藓和细叶羽藓(Thuidium lepidoziaceum)的生长速率影响很大,它们在林内比在采伐迹地生长快。锦丝藓(Actinothuidium hookeri)和垂枝藓(Rhytidiadelphus triquetrus)的生长速率中等并且对生境不敏感。据此可以将藓类分成生境敏感型和不敏感型。微气候5~7月分析显示林内比采伐迹地的辐射通量低,并且更为干燥。但是早上林内的蒸汽压亏缺(Vapor pressure deficit, VPD)一直比采伐迹地低。林内较低的蒸汽压亏缺和较低的辐射通量使其成为更有利于藓类的生长场所。对于那些生境类型不敏感的藓类,微地形的效应也许抵消了这种大生境的效应。藓类的生理生态特征如变水(Poikilohydry)特征等对其在严酷气候条件下的生存和生长起着重要的作用。如同积温一样,藓类的生长速率同样可以指示生境的适宜度, 因为其生长和蒸汽压亏缺紧密相关,是温度和湿度的函数,而这两个因素对于川西亚高山地区森林人工更新时幼苗的建植极为关键。因此藓类的生长状况可以作为指示适宜植树生境的指标。

研究了黄土丘陵区垄沟集雨技术对紫花苜蓿(Medicago sativa)人工草地生产力以及土壤水分的影响。垄和沟的宽度均为30或60 cm,且垄上覆膜的处理水分利用效率分别比平作对照显著提高了13%和41%。垄和沟的宽度均为30 cm且垄上覆膜的处理4年的干草产量和平作对照无显著差异,而垄和沟的宽度均为60 cm,且垄上覆膜的处理干草产量比平作对照显著提高了41%,并且使紫花苜蓿草地产草高峰期提早了1~2年。垄和沟的宽度均为30或60 cm,且垄面裸露的两个处理产草量比平作对照有不同程度的降低。紫花苜蓿草地生长的第三年,深度为150 cm左右的土层是降水补充和水分消耗的平衡点。所有处理在紫花苜蓿生长4年后,200~500 cm 深度的土壤水分已经接近萎蔫系数。

绵刺(Potaninia mongolica)是西鄂尔多斯-东阿拉善地区特有的单种属残遗植物。选取内蒙古磴口县境内具有绵刺群落的草原化荒漠区为研究样区,于2002~2003年每年8月1~5日采集未劈裂、正在劈裂和已劈裂植株,运用PV技术对不同劈裂生长状态绵刺的多种水分关系参数(${φ_{s}}^{sat}$、${φ_{s}}^{tlp}$、ROWC^tlp、RWC^tlp、Δφ、ε^max等)进行了测定,从绵刺保持膨压的能力和途径两方面进行了深入探讨;同时结合同一项目研究中绵刺劈裂生长过程中抗氧化酶系统和内源激素方面的研究成果,综合分析并探讨了绵刺劈裂生长的发生机理及其环境适应性。结果表明:1)未劈裂绵刺主要通过增加细胞内溶质(如脯氨酸),减少细胞内的水分丧失来进行渗透调节,从而在干旱胁迫下能够维持正常的膨压。2)已劈裂绵刺通过渗透调节和高的组织弹性两条途径来共同保持膨压,以抵抗不良的生存环境;同时对环境水分胁迫具有较高的敏感性。3)3种状态绵刺保持膨压的能力由强到弱依次为:未劈裂绵刺、正在劈裂绵刺、已劈裂绵刺。4)劈裂的发生导致绵刺保持膨压能力的降低,同时耐旱方式和途径发生了变化。

蒙古扁桃(Prunus mongolica)是荒漠区和荒漠草原的水土保持植物和景观植物,是蒙古高原古老残遗植物,对其深入研究对于了解蒙古高原植被演替以及对当地生态环境的稳定和恢复有着重要意义。该实验采用PV技术和自然脱水法探讨了蒙古扁桃的水分生理特性。结果表明:在自然状态下,蒙古扁桃幼苗叶片的相对含水量为69%,饱和含水量为117%,临界饱和亏为48%,水势为-0.85 MPa。经 5% PEG-Hoagland (-0.46 MPa)干旱胁迫处理3 d后,其相对含水量、临界含水量和水势分别下降到48%、39%和 -1.97 MPa,而饱和含水量和束缚水与自由水比值分别增加到187%和11.94。对失水率分析的结果表明:在正常水分状态下,蒙古扁桃幼苗经102 h自然脱水后失水达到平衡,而经过干旱胁迫处理3 d后,其失水率曲线斜率变小,失水过程明显减缓,失水最终达到平衡的时间延长到152 h,其保水能力显著提高。将旱生植物蒙古扁桃的失水率曲线与中旱生植物长柄扁桃(P. pedunculata)的失水率曲线相比较发现,蒙古扁桃的耐脱水能力明显强于中旱生植物长柄扁桃。PV曲线(Pressure-volume curve)分析结果表明: 蒙古扁桃饱和含水量渗透势(Ψπ¹⁰⁰)和零膨压渗透势 (Ψπ⁰)很低,分别为-2.49 MPa和-3.11 MPa,而Ψπ¹⁰⁰和Ψπ⁰差值较大(0.62 MPa),表明其维持膨压的能力很强。其细胞壁弹性模量值低(4.18 MPa)进一步表明,蒙古扁桃具有很强的膨压调节能力。蒙古扁桃幼苗失去膨压时的渗透含水量(ROWC^tlp)为80%,这是其细胞壁特性所决定的渗透调节能力的基础。蒙古扁桃质外体含水量(AWC, %)较高(79%),因而具有较高的束缚水与自由水比值(7.76),这是其耐脱水性的生理基础。总之,蒙古扁桃叶水势、渗透势低有利于其根部对深层土壤水分的吸收,而较高的束缚水与自由水比值及较低的细胞壁弹性模量是其耐脱水的生理基础。

该文通过pH值漂移实验比较了太湖常见的两种沉水植物菹草(Potamogeton crispus)和马来眼子菜(P. malaianus)对无机碳利用效率的差异,并测定两者无机碳吸收关键酶——碳酸酐酶的活性,探讨了两者无机碳吸收效率差异的原因。根据太湖自然水体的无机碳条件设定了3种不同碱度条件,测定起点pH值和无机碳条件。不同碱度下pH值漂移变化和总无机碳/碱度比值的结果表明,两个种均能利用${HCO_{3}}^{-}$,适应低无机碳条件。两者对${HCO_{3}}^{-}$的吸收速率决定于其浓度大小,该离子浓度越大,光合速率越高。但是对${HCO_{3}}^{-}$的吸收速率存在差异:马来眼子菜在各碱度下终点pH值显著高于菹草,整体光合速率较高。CO₂-光合速率响应曲线表明,在高pH值(CO₂受到限制)时,马来眼子菜对CO₂亲和力较大。尽管菹草在pH值较低(6.5~7.0)时有相对较高的光合速率,但是基于太湖自然水体夏季高pH值(>8.5)条件,马来眼子菜具有更大的生长优势,成为优势种群。两者无机碳吸收速率的差异是造成它们生活史差异和时间生态位的一重要原因。同时,马来眼子菜碳酸酐酶活性明显高于菹草,表明在相同无机碳条件下,前者催化${HCO_{3}}^{-}$与CO₂之间的转化效率更高,这可能是造成两者无机碳吸收速率差异的原因。

依据红树植物在潮间带的分布,将其分为真红树植物和半红树植物两大类。但对一些过渡地带种类的归属问题一直存在争议。该研究选取国内大部分红树植物,比较其成熟叶片中的Cl含量、肉质化程度、比叶面积(SLA)、单位重量叶氮含量(N_mass)和单位面积叶氮含量(N_area),并对争议树种重新进行界定。结果表明:1)真红树植物叶片中Cl含量和肉质化程度远高于半红树植物;2)真红树植物具有低SLA和高N_area的特点,除水芫花(Pemphis acidula)外半红树植物具有高SLA和低N_area的特点。3)争议的7种红树植物中,银叶树(Heritiera littoralis)、海漆(Excoecaria agallocha)、卤蕨(Acrostichum aureum)和尖叶卤蕨(Acrostichum speciosum)归为半红树植物更合适;老鼠簕(Acanthus ilicifolius)和小花老鼠簕(Acanthus ebrecteatus)归为真红树植物。木果楝(Xylocarpus granatum)有待进一步研究。

龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)是红藻门江蓠属大型海藻,已从山东青岛引种到广东省南澳岛等地栽培多年。深入了解其光合作用与环境条件的关系,对龙须菜的合理栽培及其在环境生态中的生物学作用和扩大其开发利用价值,具有重要的理论和现实意义。该文利用人为配置的不同程度N、P污染海水处理龙须菜,研究其生理生态特性对海水氮磷富营养化的响应。结果表明: 处理6 d后,龙须菜叶绿素a及3种藻胆蛋白含量和总抗氧化能力在轻度P(P 0.2 mg·L^-1)及重度N、P复合污染(P 10 mg·L^-1,N 55 mg·L^-1)情况下降低。叶绿素荧光参数的变化也表明上述处理对叶绿体PSⅡ造成不利影响,而在轻度N(N 0.9 mg·L^-1)和轻度N、P复合污染(P 0.2 mg·L^-1,N 0.9 mg·L^-1)海水中上述参数则变化不大,表现出龙须菜对轻度N及轻度N、P复合污染的耐受性。该实验条件下,轻度污染处理后,藻体中不因环境N、P浓度升高而富集N、P。表明龙须菜可以作为轻度富营养化海水水体的净化藻类。

在实验室中对两种无芒雀麦本地种(Bromus inermis cv. Xilinguole)和引进种(Bromus stamineus)种子在浓度为0.5%、1.0%、1.5%的Na₂SO₄、NaCl和MgCl₂ 3种单盐胁迫下进行发芽实验,结果表明:与对照相比,在以上3种盐胁迫下,随着胁迫浓度的增加,两种无芒雀麦种子的发芽率、发芽指数和发芽值均有不同程度的降低,相对盐害率升高,种子开始发芽的时间推迟且其发芽过程延长;在3种盐中,NaCl的胁迫对两种植物种子萌发的抑制作用最大,其中浓度为1.0% NaCl的胁迫对引进种和本地种无芒雀麦发芽率的抑制分别达到了68.67%和14%,在浓度为1.5%的NaCl胁迫下两种供试植物的发芽率均为零;通过建立不同盐分处理与两种无芒雀麦种子发芽率之间的回归方程得出,引进无芒雀麦种子芽期的耐盐性较本地无芒雀麦强。

为了鉴别野生和栽培马蹄金(Dichondra repens)的抗旱性,探讨其抗旱适应性的生理机制,对野生和栽培马蹄金进行了土壤水分胁迫处理,系统测定了野生和栽培马蹄金叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、硝酸还原酶的活性和游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、${NO_{2}}^{-}$ /${NO_{3}}^{-}$含量以及总DNA片断化程度。结果表明野生和栽培马蹄金在抗旱适应性上存在显著差异。随水分胁迫强度的增加,野生马蹄金叶片内抗氧化酶活性及其升高幅度,渗透调节物质的积累量及积累速度均高于栽培马蹄金,而叶片含水量下降的程度、DNA片断化程度低于栽培马蹄金,其中野生和栽培马蹄金叶片内 ${NO_{2}}^{-}$ /${NO_{3}}^{-}$含量,硝酸还原酶的活性变化差异尤其显著,野生马蹄金叶片内的${NO_{2}}^{-}$ /${NO_{3}}^{-}$含量、硝酸还原酶的活性明显高于栽培马蹄金,二者最大含量分别相差10和2.2倍。研究结果说明了野生马蹄金对干旱环境的适应性强于栽培品种;在干旱逆境下马蹄金叶片内的${NO_{2}}^{-}$ /${NO_{3}}^{-}$含量的变化在一定程度上可能反映了内源NO的变化,内源NO浓度的高低可能是野生和栽培马蹄金不同抗性的真正原因。

对稀有物种生物学特征及繁育系统的研究将有利于我们对稀有物种的保育。该文通过野外定位观测稀有植物小丛红景天(Rhodiola dumulosa)的花部综合特征,并运用杂交指数、花粉-胚珠比的方法首次对其繁育系统进行初步测定。结果表明:该物种单花花期一般为5~6 d,开花过程中花柱逐渐伸长并向外弯曲,子房开裂并逐渐伸长,花药散粉具有先后顺序,一般外轮对萼花药先散粉,其后1 d左右对瓣花药开始散粉。单花花期依照其形态和散粉时间可分为6个阶段:花蕾期、内轮散粉期、内轮散粉末期、外轮散粉期、外轮散粉末期和凋谢期。而种群花期一般可持续30 d以上,不同海拔观测地点有所不同,海拔2 202 m处的观测地点B开花物候最为滞后。由于其杂交指数不小于4,花粉-胚珠比在700~1 000之间, 根据Dafni(1992)和Cruden(1977)的标准,初步判定该物种的繁育系统属于异交为主,部分自交亲和,传粉过程需要传粉者。

以生产上广泛使用的水稻(Oryza sativa)品种‘汕优63’、‘扬稻6号’和‘武育粳3号’为材料,研究了水分胁迫对结实期水稻籽粒蛋白质积累及营养品质的影响。结果表明:正常施氮水平下,花后10~20 d的水分胁迫提高了谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)和谷氨酸合酶(Glutamate synthase,GOGAT)活性,提高了籽粒自身利用无机氮合成氨基酸的能力,从而利于籽粒内蛋白质的积累,而高氮水平下,水分胁迫降低了籽粒自身合成氨基酸的能力。以重量为基数的蛋白质含有率在整个灌浆过程中呈“V”型消长,正常施氮水平下,水分胁迫明显提高了花后15 d至成熟期蛋白质含有率,而高氮水平下,水分胁迫处理的蛋白质含有率明显低于水层灌溉。与水层灌溉相比,水分胁迫提高了正常施氮水平下精米中醇溶蛋白和谷蛋白含量,但却明显降低了高氮水平下精米中醇溶蛋白和谷蛋白含量。水分胁迫对稻米中赖氨酸含量的影响因品种、植株的氮营养水平的不同而不同,水分胁迫显著降低了两种氮肥水平下‘汕优63’中赖氨酸含量,但却明显提高‘扬稻6号’中赖氨酸含量;而‘武育粳3号’于两种氮肥水平下表现恰好相反,正常施氮水平下赖氨酸含量略有升高;而高氮水平下赖氨酸含量明显降低。