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1.
沙埋干扰去除后生物土壤结皮光合生理恢复机制 总被引：5，自引：2，他引：3
通过对沙埋干扰解除后腾格里沙漠人工植被区4种典型生物土壤结皮光合作用、暗呼吸作用与叶绿素荧光参数的跟踪测定,研究了沙埋干扰解除后生物土壤结皮光合生理恢复机制。结果表明,沙埋干扰解除后4种生物土壤结皮净光合速率增加,暗呼吸速率先降低后增加。沙埋干扰去除后净光合速率、暗呼吸速率受沙埋深度和沙埋时施水量的影响,分别与沙埋深度和施水量呈反比和正比关系。沙埋干扰解除后4种生物土壤结皮PSⅡ光化学效率随时间逐渐增加,证实了生物土壤结皮沙埋干扰解除后积极自行修复的内在生理机制。 相似文献
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生物土壤结皮（BSC）广泛分布在干旱、半干旱区,对荒漠生态系统的稳定、平衡等具有重要意义。初步探讨了降雪量对腾格里沙漠东南缘藻类、地衣和藓类结皮叶绿素荧光参数、光合色素、丙二醛（MDA）及可溶性蛋白含量的影响。结果表明：结皮光合生理特性对降雪量的响应有显著差异。适量降雪激发3种结皮PSⅡ反应中心,引起光合色素、可溶性蛋白合成升高,MDA含量降低;过量降雪导致藻类和地衣结皮光合电子传递受阻,光合色素、可溶性蛋白合成减少,MDA含量升高,产生光抑制现象。适量冬季降雪对结皮具有一定的促进作用,而藓类结皮更能适应极端降雪环境,但相关分子机制还需深入研究。 相似文献
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《中国沙漠》2017,(1)
以腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区藓类结皮优势种真藓(Bryum argenteum)和土生对齿藓(Didymodon vinealis)为研究对象,在野外条件下设置4个降雪处理,分别是无降雪(对照)、1/2降雪、1倍降雪、2倍降雪,降雪后测定植株光合色素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及丙二醛(MDA)含量,研究结皮层2种藓类植物对降雪的生理生态响应及其差异性。结果表明:随降雪量增加,真藓和土生对齿藓光合色素含量和可溶性蛋白含量均升高,且土生对齿藓含量上升趋势更明显;随降雪量增加,2物种脯氨酸含量、可溶性糖含量及丙二醛(MDA)含量均降低,且土生对齿藓可溶性糖含量与MDA含量下降趋势更明显。冬季降雪能够对结皮层藓类植物光合作用和生理活性起到一定促进作用;土生对齿藓对降雪的响应更明显。降雪量增加可能会改变藓类结皮层物种组成和结构,并对维持荒漠生态系统健康产生重要影响。 相似文献
4.
水分是干旱区生态过程中主要限制因子,降水可通过改变土壤的干湿状况直接影响土壤的生态过程,继而引起土壤碳库的变化。生物土壤结皮作为干旱区主要的地表覆盖物,其自身不但可以进行呼吸作用,还能充分利用有限的水分通过光合作用固碳,改变土壤圈与大气圈之间的碳交换通量。通过模拟0、2、5、8、15 mm降雨,利用红外气体分析仪,对腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区主要的生物土壤结皮覆盖土壤净CO2通量进行了原位测定,探讨生物土壤结皮覆盖土壤CO2释放和光合固定CO2(吸收)共同作用下的土壤净CO2通量对模降雨的响应特征。结果表明:(1)降雨会迅速激发生物土壤结皮覆盖土壤CO2释放,降雨激发CO2释放速率和有效时间取决于降雨量,降雨量越高,激发程度越低,激增的生物土壤结皮覆盖土壤CO2释放(源)效应有效时间随降雨量的增加而延长;降雨激发的土壤碳释放总量随着降雨量的增加显著增加,且藓类结皮覆盖土壤碳释放总量显著高于藻类结皮(P<0.05)。(2)降雨引起生物土壤结皮覆盖土壤CO2吸收速率在初期呈单峰变化,后逐渐回归到降雨前的水平,随降雨量的增加,CO2吸收的效应的时间越长,峰值越高;降雨量越高,生物土壤结皮光合碳固定量越多,当降雨量增加到15 mm时,藻类结皮光合碳固定量显著低于8 mm时的碳固定量;降雨量<5 mm时,藓类结皮光合碳固定量显著低于藻类结皮(P<0.05),≥5 mm时,藓类结皮光合碳固定量显著高于藻类结皮(P<0.05)。(3)干旱荒漠地区生物土壤结皮覆盖土壤,在无降雨的干旱期表现为较低水平的净碳排放效应,不同程度降雨的初期阶段都有短暂的增加土壤碳的汇效应,且碳汇效应的时间随降雨量的增加而延长;适度的降雨会降低长期干旱藻类结皮覆盖土壤向大气的碳排放量,而过高或过低的降雨都会不同程度地增加藻类结皮覆盖土壤向大气的碳排放,降低土壤碳的储量。不论降雨量大小,降雨都会增加藓类结皮覆盖土壤更多碳向大气排放,但随着降雨量的增加,源效应逐渐减弱。降雨量≤8 mm时,藓类结皮覆盖土壤净碳排放总量显著高于藻类结皮(P<0.05),当降雨量>8 mm时,藓类结皮覆盖土壤净碳排放量显著低于藻类结皮覆盖土壤(P<0.05)。因此,干旱区在估算生物土壤结皮覆盖土壤与大气碳交换对降雨的响应规律时,应该充分考虑降雨量大小对生物土壤结皮碳固定量和土壤碳释放组分的效应,明确降雨事件大小对不同类型生物土壤结皮覆盖土壤与大气之间碳交换的作用。 相似文献
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不同生长季节光照强度和温度对柠条叶片光合作用和呼吸作用的影响 总被引：7，自引：0，他引：7
表观光合速率在夏季高于秋季并随光照强度增加递增，光饱和点、光补偿点和饱和光下的ＣＯ２补偿点夏季高于秋季，而呼吸作用和叶绿素的含量则较低。这表明秋季叶片光合速率降低与叶绿素含量无关，除部分受呼吸作用影响外，可能还受其它因素的影响。表观光合速率和真光合速率在２５℃时最高，随处理温度升高迅速递降，而呼吸速率则递增。延长温度的处理时间，光合作用和呼吸作用的变幅增大，秋季比夏季明显。这些结果表明，柠条叶片的光合作用和呼吸作用对温度敏感而不耐高温。 相似文献
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固沙植被区两类结皮斑块土壤呼吸对降雨脉冲的响应 总被引：2，自引：1，他引：1
与降水事件密切相关的土壤水分有效性是荒漠生态系统土壤呼吸的重要驱动因子。研究了固沙植被区以藓类和藻类为主的生物土壤结皮斑块土壤呼吸对模拟降雨(5、10、20 mm)的响应。结果表明:3种降雨量对不同结皮斑块土壤呼吸均有显著的激发作用, 但2种土壤的响应特征不同。藓类结皮斑块土壤呼吸速率在降雨后0.5 h达到最大值, 而藻类结皮斑块土壤在降雨后2 h达到最大值, 其呼吸速率分别是降雨前土壤呼吸速率的43~58、21~25倍,随后, 两类结皮斑块土壤呼吸速率逐渐下降并恢复到降雨前水平。随着降雨量的增加, 藓类结皮斑块土壤最大呼吸速率和平均呼吸速率显著增大, 而藻类结皮斑块土壤则无明显变化; 2种土壤碳释放量均随着降雨量的增大而增加。在相同降雨条件下, 藓类结皮斑块土壤呼吸速率峰值和平均值及碳释放量均显著大于藻类结皮斑块土壤。表明生物土壤结皮和降雨量均对荒漠生态系统土壤呼吸起着重要的调控作用。 相似文献
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腾格里沙漠人工固沙植被区浅层土壤水分对降水和生物结皮的响应 总被引：2，自引：1，他引：1
选择腾格里沙漠东南缘人工植被区3种典型的地表覆被类型（藓类结皮、藻类结皮和流沙）土壤为对象,选取发生在7月和9月的两次降水事件,研究浅层土壤（3、5、10 cm）水分入渗与再分布过程。结果表明：浅表层3 cm深度土壤水分在降雨初期均表现为跳跃式增加,而在降雨中后期由于土壤剖面不同深度水势梯度减小,降水入渗速率降低,土壤水分仅呈现小幅波动。在两次降水事件中,藓类结皮和藻类结皮对降水入渗的阻碍作用比较显著,入渗速率表现为沙土 > 藻类结皮 > 藓类结皮;从水分再分布看,生物土壤结皮的存在致使水分再分配过程表现出明显的浅层化;降水过程结束后,结皮促进水分的蒸发损失,从而减少植被可利用水分含量。人工固沙植被区广泛发育的生物土壤结皮对降水入渗与再分布过程以及土壤水量平衡具有重要影响。 相似文献
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以原料番茄“里格尔87-5”为试验材料,设置正常灌水、轻度亏水和中度亏水3个水平,对水分亏缺条件下番茄果实膨大期光合作用日变化及光合速率对光强度的响应进行研究,以对原料番茄光合能力进行探讨并模拟适合亏水条件下光响应过程。结果表明:(1)轻度亏水条件下,番茄叶片气体交换特性与对照无显著差异,但中度亏水条件下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率显著降低。(2)利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数函数模型和直角双曲线修正模型,对表观量子效率、最大净光合速率、暗呼吸速率、光饱和点、光补偿点进行模拟,4个模型对光响应曲线的拟合程度较高,但直角双曲线修正模型拟合结果与实测值最符合。(3)不同水分条件下的表观量子效率、最大净光合速率与光合速率日均值显著相关,而光合速率日均值与产量显著正相关;中度亏水造成光合速率日均值显著降低,最终影响了产量;轻度亏水下番茄能够维持正常光合作用,在不显著降低产量的同时实现节水目标。 相似文献
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为了解不同红树植物光合作用的季节动态差异,应用LI-6400XT便携式光合作用测定系统,对福建省漳江口秋茄(Kandelia candel)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、白骨壤(Avicennia marina)和木榄(Bruguiera gymnorrhiza)4种红树在自然生境中的光合季节动态进行研究.结果表明:①4种红树的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都表现为夏季最高,冬季最低;光能利用率除白骨壤从春到冬依次降低外,其他3种红树也为夏季最高,冬季最低;树种之间,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和光能利用率四季都为木榄最低.4种红树的水分利用效率都为夏季最低,除白骨壤的水分利用效率表现为春季最高,其他3种红树的水分利用效率都为冬季最高;春季和冬季秋茄的水分利用效率最高,夏季和秋季木榄的水分利用效率最高.②在不同季节树种净光合速率与相关生理生态因子关系不同.春季,光强、胞间CO2含量为4种红树共同的主要影响因子,夏季为光强、气孔导度和蒸腾速率,秋季为气孔导度和蒸腾速率,冬季为蒸腾速率.③各树种叶绿素季节变化的趋势基本一致,但是树种各自及种间不同季节叶绿素的含量并不能直接反映光合能力的差异. 相似文献
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生物土壤结皮（BSC）是荒漠生态系统组成和地表景观的重要特征,在荒漠系统碳的源-汇功能中发挥着重要的作用。本文以沙坡头人工植被区两种典型的BSC（苔藓结皮和藻类结皮）为研究对象,通过对土壤水分的连续测定,确定BSC光合和呼吸作用的有效湿润时间及其与土壤水分、温度和太阳辐射的关系,建立了土壤水分驱动下的固碳模型。以2012年5月19—25日为例,计算了苔藓结皮和藻类结皮在试验期间的日固碳量,并估算了两类结皮的年际固碳量。结果表明:苔藓结皮和藻类结皮由于自身水文物理性质的差别显著影响到其下层土壤水分和温度的变化;降雨是BSC固碳活性的重要来源,并且苔藓结皮更容易受到非降雨水（如雾水、凝结水等）的影响而使其固碳潜力大于藻类结皮。初步估算苔藓结皮和藻类结皮的年固碳量分别可以达到33.33 g·m-2·a-1和14.01 g·m-2·a-1,其中由非降雨水所引起的固碳量达到了6.58 g·m-2·a-1和2.65 g·m-2·a-1,分别占到了全年固碳量的19.7%和18.9%。充分肯定了BSC在荒漠人工植被区碳汇的功能。 相似文献
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生物土壤结皮对荒漠区土壤微生物数量和活性的影响 总被引：4，自引：4，他引：0
生物土壤结皮对荒漠生态系统的维持与改良发挥着重要作用。土壤微生物可敏感地指示土壤质量,是衡量荒漠区生态健康程度的重要生物学特征,而对荒漠区生物土壤结皮与土壤微生物关系知之甚少。本研究设计了两组对比试验。一组以腾格里沙漠东南缘的1956、1964、1981、1991年的植被固沙区结皮下的沙丘土壤为对象,以流沙区和天然植被区为对照。另一组以植被固沙区人为干扰生物土壤结皮下的沙丘土壤为研究对象,以未干扰结皮下的沙丘土壤为对照。结果表明：腾格里沙漠东南缘植被固沙区的藻-地衣和藓类结皮均可显著提高土壤可培养微生物的数量和基础呼吸（P<0.05）;适度人为干扰生物土壤结皮不会显著影响土壤可培养微生物的数量和基础呼吸,而严重人为干扰结皮可显著降低土壤可培养微生物的数量和基础呼吸,指示严重人为干扰结皮可导致荒漠区土壤质量下降;土壤可培养微生物的数量和基础呼吸也因结皮演替阶段的不同而有所不同,演替晚期的藓类结皮下土壤微生物数量和基础呼吸显著高于演替早期的藻-地衣结皮（P<0.05）;土壤可培养微生物的数量和土壤基础呼吸与固沙年限均存在显著的正相关关系,随着沙丘固沙年限的增加,结皮层增厚,结皮下土壤微生物数量及基础呼吸显著增加（P<0.05）;生物土壤结皮下土壤可培养微生物数量和基础呼吸呈现显著的季节变化,表现为夏季>秋季和春季>冬季。因此,腾格里沙漠东南缘植被固沙区的生物土壤结皮提高了土壤微生物数量和活性,表明生物土壤结皮有利于荒漠区土壤及荒漠生态系统的恢复。 相似文献
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Carbon dioxide fluxes of soils and mosses in wet tundra of Taimyr Peninsula, Siberia: controlling factors and contribution to net system fluxes 总被引：1，自引：0，他引：1
Knowledge of the environmental controls of carbon dioxide fluxes is essential for understanding the dynamics of carbon exchange between ecosystems and atmosphere. In this study we investigated soil respiration and moss photosynthesis as well as their contribution to the net carbon dioxide flux of two different wet tundra systems. During two summers, in situ carbon dioxide fluxes were measured in a tussock tundra and in a low-centre polygonal tundra on Taimyr Peninsula, central Siberia. Measurements were carried out by means of a multichannel gas exchange system. Results show pronounced differences in soil respiration rates as related to microscale topography, mainly due to differences of soil water table and soil temperatures. Modelling of soil respiration for individual microsites revealed differences of process performance with respect to both factors. The wet microsites showed the highest potential regarding an increase of soil respiration rates in warmer and drier climate change scenarios. Another important process compensating the CO2 release from the soil was the photosynthesis of the moss layer, assimilating as much as 51% to 98% of the daily amount of carbon dioxide released from wet tundra soils. This result demonstrates the importance of mosses in the context of tundra ecosystem processes. The magnitude of net system fluxes of the whole system at the depression of the polygonal tundra was strongly influenced by changes in soil water table. Consequently, any changes of the hydrology, as anticipated in the context of global change, would effectively alter the carbon balance of wet tundra systems. 相似文献
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通过改变光热条件分析胡杨群落光合作用对土壤呼吸速率的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
结合干旱环境下塔里木河下游地区胡杨群落长势、土壤呼吸、土壤水分、温度的实时监测资料,通过改变光热条件对胡杨群落进行人工遮阴控制,分析植物群落长势对土壤呼吸速率的影响,同时对不同光环境下胡杨群落土壤呼吸速率变化特征及其影响因素进行了探讨。结果表明,胡杨群落土壤呼吸速率日变化呈现多峰值曲线,但最大值集中出现在12:00—16:00之间,最低值出现在早上08:00和晚上20:00;植物群落长势很大程度上决定着土壤呼吸速率的大小;胡杨群落土壤呼吸的日变化与水热因子之间联系存在很大的不确定性,但在很大程度上受植物新近合成同化产物控制。 相似文献
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干旱胁迫对甘草光合特性与生物量分配的影响 总被引：28，自引：13，他引：28
为了探讨干旱胁迫对甘草光合特性与生物量分配的影响，采用土壤干旱胁迫处理盆栽2 a生甘草实生苗，测定胁迫30 d的甘草叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度等生理指标和胁迫60 d的地上地下各器官生物量。结果显示，在土壤相对含水量为50％的轻度干旱胁迫下，甘草叶片光合生理指标与根生物量变化不显著，在土壤相对含水量为35％的严重干旱胁迫下，甘草叶片净光合速率与蒸腾速率显著下降，胞间CO2浓度显著升高，气孔导度显著降低，各器官生物量显著下降。但随着干旱胁迫程度的加剧，甘草水分利用效率与气孔限制值能够保持相对的稳定，生物量分配更多地流向地下器官，地上器官生物量分配明显变少，根冠比增大。研究表明，甘草的光合特性与生物量分配格局对于干旱环境具有很强的适应能力，引起甘草叶片光合速率下降的主要原因是非气孔因素。另外，在土壤相对含水量35％以上的干旱胁迫下，不但不会影响人工种植药材的产量，而且可能会促进甘草酸在根中的合成积累，提高药材质量。 相似文献
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以腾格里沙漠东南缘天然植被区藓类结皮、藻地衣结皮斑块荒漠土壤为研究对象,采用原状土培养法,在人工气候箱中设置不同温度（-10、5、15、25、35、40 ℃）培养14 d,测定土壤样品在培养前后NH+4-N和NO-3-N含量,分析两种生物土壤结皮斑块土壤净硝化和净矿化速率对温度的响应。结果表明：①低温培养条件下（-10~15 ℃）土壤氮转化以固持态为主,随着温度升高,尤其当温度超过25 ℃后,藓类结皮、藻地衣结皮斑块土壤净硝化和净氮矿化速率显著提高（p<0.05）;②同一温度培养下,以藓类结皮发育为主的土壤氮转化水平较高,净硝化速率和净氮矿化速率以及无机氮的积累明显大于以藻地衣结皮发育为主的土壤;③两种生物土壤结皮斑块土壤净氮转换速率（硝化和矿化）Q10值在2.46~3.33间波动,其中藓类结皮斑块土壤氮转换对温度的敏感性较高。此外,在土壤氮总矿化过程中,硝化过程具有较强的温度敏感性。高温促进了土壤净氮矿化水平,增加土壤氮有效性,因此可能会对荒漠生态系统的初级生产力产生正向影响作用。 相似文献