陕北丘陵沟壑区坡地不同耕作法综合效益研究

以在陕北丘陵沟壑区坡耕地不同耕作法试验 7a的资料为依据 ,论述了不同耕作法的水分利用、土壤水分平衡及单位面积产量和水土保持等综合效益。作物生长主要依赖生育期内自然降雨 ;作物耗水量与每年生育期降雨量及土壤供水量呈显著正相关 ,不同耕作法之间变化不大 ,作物主要利用 0— 12 0 cm土层内的水分。同一年内不同耕作法的综合效益从优到劣、由高到低的排列顺序为宽梯田 >窄梯田 >水平沟 >平播 >水平阶 >隔坡梯田。而水土保持效益排列顺序为 :梯田 >水平沟 >隔坡梯田 >水平阶 >平播 >裸地。认为坡耕地确实应尽快退耕还林还草 ,以加速陕北生态环境建设 ,推进农业结构的战略性调整。

陕北黄土高原农牧交错带土地生产潜力及人口承载力

根据陕北黄土高原农牧交错带生态环境特点以及作物生长发育过程对光、热、水、土资源的要求和利用效率,运用逐步订正法对该地区的土地生产潜力进行了定量估算,并对其土地的人口承载力进行了计算与分析,指出了提高该地区土地生产潜力及人口承载力的途径。结果表明,该地区光温生产潜力为光合生产潜力的65.21%,气候生产潜力为光温生产潜力的37.91%,土壤生产潜力为气候生产潜力的32.19%,现实生产能力仅为土壤生产潜力的42.47%;在现实生产能力水平下,人民生活仅能维持我国低消费水平,如果要实现世界中等消费水平,必须使土地的现实生产能力达到土壤生产潜力的89.40%,气候生产潜力的27.00%。提高该地区土地生产潜力及人口承载力的途径包括提高植被覆盖度,控制土地荒漠化;发展设施农业和灌溉农业,提高作物产量;改进施肥方法,培肥地力;因地制宜,开发滩区等。

Method for calculating ecological water storage and ecological water requirement of marsh

As one of the most typical wetlands, marsh plays an important role in hydrological and economic aspects, especially in keeping biological diversity. In this study, the definition and connotation of the ecological water storage of marsh is discussed for the first time, and its distinction and relationship with ecological water requirement are also analyzed. Furthermore, the gist and method of calculating ecological water storage and ecological water requirement have been provided, and Momoge wetland has been given as an example of calculation of the two variables. Ecological water use of marsh can be ascertained according to ecological water storage and ecological water requirement. For reasonably spatial and temporal variation of water storage and rational water resources planning, the suitable quantity of water supply to marsh can be calculated according to the hydrological conditions, ecological demand and actual water resources.

Study of remote sensing based parameter uncertainty in Production Efficiency Models

The remote sensing based Production Efficiency Models (PEMs), springs from the concept of "Light Use Efficiency" and has been applied more and more in estimating terrestrial Net Primary Productivity (NPP) regionally and globally. However, global NPP estimates vary greatly among different models in different data sources and handling methods. Because direct observation or measurement of NPP is unavailable at global scale, the precision and reliability of the models cannot be guaranteed. Though, there are ways to improve the accuracy of the models from input parameters. In this study, five remote sensing based PEMs have been compared: CASA, GLO-PEM, TURC, SDBM and VPM. We divided input parameters into three categories, and analyzed the uncertainty of (1) vegetation distribution, (2) fraction of photosynthetically active radiation absorbed by the canopy (fPAR) and (3) light use efficiency (e). Ground measurements of Hulunbeier typical grassland and meteorology measurements were introduced for accuracy evaluation. Results show that a real-time, more accurate vegetation distribution could significantly affect the accuracy of the models, since it's applied directly or indirectly in all models and affects other parameters simultaneously. Higher spatial and spectral resolution remote sensing data may reduce uncertainty of fPAR up to 51.3%, which is essential to improve model accuracy.

Modeling gross primary production of alpine ecosystems in the Tibetan Plateau using MODIS images and climate data

The eddy covariance technique provides measurements of net ecosystem exchange (NEE) Of CO2 between the atmosphere and terrestrial ecosystems, which is widely used to estimate ecosystem respiration and gross primary production (GPP) at a number Of CO2 eddy flux tower sites. In this paper, canopy-level maximum light use efficiency, a key parameter in the satellite-based Vegetation Photosynthesis Model (VPM), was estimated by using the observed CO2 flux data and photosynthetically active radiation (PAR) data from eddy flux tower sites in an alpine swamp ecosystem, an alpine shrub ecosystem and an alpine meadow ecosystem in Qinghai-Tibetan Plateau, China. The VPM model uses two improved vegetation indices (Enhanced Vegetation Index (EVI), Land Surface Water Index (LSWI)) derived from the Moderate Resolution Imaging Spectral radiometer (MODIS) data and climate data at the flux tower sites, and estimated the seasonal dynamics of GPP of the three alpine grassland ecosystems in Qinghai-Tibetan Plateau. The seasonal dynamics of GPP predicted by the VPM model agreed well with estimated GPP from eddy flux towers. These results demonstrated the potential of the satellite-driven VPM model for scaling-up GPP of alpine grassland ecosystems, a key component for the study of the carbon cycle at regional and global scales. (c) 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

喀斯特石漠化区植物水分利用的时空变化研究----以贵州清镇王家寨小流域为例

本研究以西南喀斯特地区的王家寨小流域为研究对象，以植物叶片δ13C值为植物水分利用效率的指示值，结合利用氢氧同位素对植物的水分来源进行确认，通过研究小流域中不同土壤类型石漠化样地、不同季节、不同等级石漠化样地及喀斯特不同小生境中常见植物种水分利用效率及水分来源的差异，旨在从小生境、植物种、植物群落等不同尺度上探讨石漠化发生过程对植物长期水分利用的影响，了解不同水源的利用对植物水分利用效率的影响，了解喀斯特生态系统特有生境中植物对水分的竞争和利用策略，以加深对生态系统水分平衡的认识。通过研究，得出了以下几点认识： 1 喀斯特石漠化区植物叶片δ13C值的时空变化 （1）在本研究区，不同土壤类型区域植物群落δ13C值均随着石漠化的进行趋正，方差分析结果显示黄壤序列植物群落叶片δ13C值存在显著差异（F（3，80）0.01=2.720.05)。整个生长季中，常见种叶片δ13C值与土壤含水量的相关关系研究表明大多数种在大多数时间随土壤水分的减少其WUE提高。 （4）本研究区小生境类型主要有石面、石沟、石缝、及土面。各小生境内植物叶片δ13C值基本上随石漠化进行趋正，即小生境尺度上植物叶片δ13C值随石漠化进行趋正。基于石漠化梯度和小生境类别的双因素方差分析表明，生长于不同石漠化等级及不同小生境的植物叶片δ13C 值总体差异显著。土面上生长的植株叶片δ13C值最负，说明较厚的土层、较多的土量能供给植物较为充足的水分、养分，避免或减小了植物的水分胁迫。对各小生境植物叶片δ13C值与各小生境主要环境因子进行相关分析，结果表明植物叶片δ13C值与小生境土壤厚度、0-10cm土壤平均含水量以及日均大气相对湿度呈显著负相关，而与日均光照强度呈显著正相关。 （5）石漠化过程中常见植物种叶片解剖结构中的栅栏组织厚度、上角质层厚度、下角质层厚度、最大导管直径均呈现逐渐增大的趋势，而海绵组织厚度则呈现逐渐减少的趋势，方差分析结果显示各解剖结构均呈现显著性差异（p<0.05）。另外，对叶片解剖结构指标与叶片δ13C值的相关分析表明，所研究的植物种叶片上述解剖形态结构中除下角质层厚度与叶片δ13C值相关关系不显著（p>0.05）外，其余指标均与其叶片δ13C值呈现显著的正相关关系（p<0.05），说明植物的WUE与植物叶片解剖结构的变化存在着内在的相关关系。 2 喀斯特石漠化区植物水分来源的时空变化 （1）由于07年降雨丰富，其喀斯特皮下水显著低于06年，但是06年喀斯特皮下水的季节变化却不大，这是由于06年为特大欠水年，观测期内降雨仅721mm，为正常年份的60%，“活塞效应”不明显。2006年对各等级石漠化样地植物水分来源研究结果表明：（12月）土壤水及小枝木质部水分的δD及δ18O值明显高于夏季（7、9月）。降雨较多的7月，强、中度石漠化大多数植物主要利用土壤水，轻、无石漠化样地植物则利用土壤水和喀斯特皮下水。9月，由于干旱严重，各石漠化样地大多数植物均不同程度的利用了喀斯特皮下水。 （2）对研究区各小生境植物水分来源的研究表明：各小生境土壤水分δD、δ18O各不相同，石缝小生境土壤水分δD、δ18O最负，石面土壤水分δD、δ18O最正，土面、石沟居中。强度石漠化土壤剖面水分δD、δ18O值>中度石漠化样地>轻度石漠化样地>无石漠化样地，显示随着石漠化的进行，样地蒸发越强烈。整体上，石缝中植物比其他生境更容易利用喀斯特皮下水，无石漠化样地的植物比石漠化样地的植物更容易利用喀斯特皮下水，常绿植物比落叶植物利用更多的喀斯特皮下水，乔木比灌木利用更多的喀斯特皮下水。 3 植物稳定性氢氧同位素与碳同位素耦合 通过对研究区植物叶片δ13C值和不同水源和植物木质部δD、δ18O值的测定，结果表明无石漠化样地植物具有更负的δ13C值，即其水分利用效率（WUE）低于石漠化样地，这是由于无石漠化样地喀斯特水赋存的二元结构，植物除了可以利用浅薄土层的水分，还拥有稳定的浅层地下水即喀斯特皮下水，这已通过植物木质部水分δD、δ18O值的测定得到佐证。落叶种具有比常绿种更正的δ13C值，即其水分利用效率（WUE）高于常绿种，这是由于常绿种比较稳定的利用了浅层地下水，具有稳定的水分来源，使得常绿种的水分利用效率（WUE）较低。土面生境植物具有比其他生境更负的δ13C值，是因为较大的土面面积、较厚的土厚，较多的土量提够给植物较多的水分，养分，土壤水分较充足，避免或减少了植物的水分胁迫，植物WUE较低。

北京东灵山地区森林植物养分利用效率研究

本文选择东灵山地区具有代表性的11种植物，研究了植物叶片养分元素动态特征以及各个层次物种、生活型和生境等对植物叶片养分元素再吸收的影响。主要结论如下： 1、不同物种间、以及相同物种在不同森林类型内的叶片C素含量变化程度较小;11个物种之间叶片N素养分浓度差很大，但各种植物叶片的N素含量的季节变化比较一致，大多数情况下表现为单峰型或双峰变化曲线;各种森林类型中11种植物叶片P的最高含量都出现在生长初期，以后开始下降。 2、在物种水平、养分再吸收是一种重要的养分保存机制，N素和P素再吸收率大约为50%，对这两种养分元素而言，相同生境下生长的不同植物种的养分再吸收率不同，存在显著差异，而同一植物种不同生境下养分再吸收率之间也存在差异，而S素的差异则不显著。 3、同一生活型在不同的森林类型中养分再吸收率差异不明显，同一森林类型中不同生活型的养分再吸收率差异也不明显;高养分再吸收率不是低养分环境所选择的优势性状，低养分环境中的物种主要通过延长叶片寿命和加强低养分浓度状况下的物质合成来适应低养分环境。 4、除了土壤pH值外，土壤容重、土壤有机质、土壤全氮、土壤阳离子交换量在三种生境下都表现出一定的差异性。华北落叶松林生境下的土壤养分含量较丰富，其次是落叶阔叶混交林，辽东栎林相对前二种生境其土壤养分相对低一些，但在三种生境之间养分元素再吸收率差异不显著，植物养分再吸收没有或微弱地受控于土壤养分获得的能力。

农牧交错区主要植物的氮素利用效率

Berendse&Aerts (1987)认为氮素利用效率(nitrogen use efficiency，NUE)可以分为两部分的乘积，即：①氮素生产力(nitrogen productivity，NP)，②氮素的平均滞留时间(mean residencetime，MRT)。本文利用这一概念对处于我国北方农牧交错带的内蒙古自治区多伦县典型植物的氮素利用策略进行了研究。研究假设：植物在贫瘠生境上所采取的氮素适应策略主要是提高对所吸收氮素的保持能力(较长的MRT)，而不是提高NUE。 在不同土壤生境上，属于不同生活型的不同物种其NP和MRT之间存在负相关关系。在不同生境、生活型和物种之间，作为NP与MRT乘积的NUE比NP、MRT的变化相对要小，结果表明植物主要通过延长MRT来适应氮素贫瘠的生境。因为NP与MRT相反的方向变化，二者不能同时增加或减少，所以NP与MRT之间存在相互协调(trade-off)的关系。 在群落和生态系统水平上，NP与MRT之间也存在相互协调关系，不同水平上的NUE之间也存在一定的联系。除了在种间存在这种关系外，通过对多伦县和十三里滩两种针茅（大针茅、克氏针茅）的氮素利用特征的研究，发现在种内，NP与MRT之间也存在这种相互协调关系。NUE与土壤供氮能力有关，随着土壤供氮能力的下降，NUE呈上升趋势。植物的NUE不仅与土壤的供氮能力有关，其它因素如土壤水分供应状况也会对植物的NUE产生影响，例如，与生长在河岸上的植物相比，生长在河滩湿地上的植物具有较高的NP，但MRT却较低。在群落中，不同植物个体的NUE及其组成参数NP和MRT也存在较大的差异，较大的植株具有较高的NP和MRT，因而NUE也高于个体较小的植株。本文研究结果表明，植物的NUE与氮素回收转移特性密切相关，植物提高氮素回收效率(nitrogen resorption efficiency，NRE)可以延长MRT，从而提高NUE。

玉米高产优质生产中若干生理生态问题的研究

玉米（Zea mays L.）是我国十分重要粮食、饲料和工业原料作物，种植区域覆盖我国大部分农业区。随着玉米品种改良和新栽培技术的应用，我国玉米产量大幅度增加。自1950s以来，我国玉米产量递增幅度为126kg/hm2/yr。在玉米产量提高过程中，单叶光合作用与产量之间存在什么样的关系？当代玉米品种的品质和养分利用效率如何？高密度种植条件下是否存在“根系拥挤”及如何调控等。为探讨上述科学问题，本研究选择中国北方常见的大田玉米品种，在高肥力自然光照条件下，探讨玉米高产优质栽培过程中生理生态特征的变化趋势，以指导科学育种和栽培。主要研究结果如下： 　　1）光合与产量的演变我国 1950s、1970s、1990s等不同年代推广的玉米品种中，当代品种叶片光合速率高且高值持续期长，光合色素叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等的含量高且持续时间长，与光合有关的蒸腾速率（E.）、细胞间隙CO2浓度（Ci.）、气孔导度（gs）等也有较大改良，中下部叶片尤其明显;在生育后期，当代品种具有更高的光合优势。老品种饱和光合速率(Psat)在灌浆期下降，并非RuBPCase 和PEPCase的活性降低，而是由于叶绿素含量和可溶性蛋白含量的降低。在花后期间，由于PS2功能的下降，造成了光合能力下降，而现代品种的PS2 功能在衰老前一致保持旺盛状态。 　　老品种光合特征对缺氮的反应表现更敏感。花后缺氮光合作用下降是非气孔限制的，因为气孔导度和胞间CO2浓度没有发生明显的变化。其主要原因是缺素造成老品种叶片早衰，叶绿素含量、可溶性蛋白含量、PEP羧化酶活性下降。现代品种表现较强的抗衰老能力，其N素利用效用高于老品种。我国玉米产量的大幅度提高在很大程度上应归功于叶片光合性能的改良。 　　随玉米品种更替，群体光合速率增强，群体光合衰减率降低，呼吸消耗所占总光合的百分率下降。灌浆期当代品种中下部叶片的群体光合速率明显高于老品种。种植密度是影响玉米群体光合速率的主要因素，在高中低三种密度条件下，当代品种均有较高的群体光合速率，表现出耐密性强、适应性广、源足库大、产量高的特点。 　　2）高油玉米的产量受到叶源大小和叶源活力的双重限制在 1.5 株/m2密度下，与普通玉米相比较，高油玉米单株籽粒产量显著低于普通玉米，产量构成中穗粒数差异不显著，千粒重较低（P＜0.01）;两类型玉米的单株库容量相当，高油玉米籽粒灌浆速率小，籽粒充实度低，单粒重对叶源相对减少（剪叶）或相对增多（疏库）的反应比普通玉米更为敏感，其产量受到同化产物供应（叶源）相对不足的限制。高油玉米授粉后的叶面积、叶面积持续期小，叶片含氮量和光合速率较低，说明高油玉米的产量受到叶源活力（光合速率）小和叶源数量少的双重限制。 　　3）我国北方玉米品种的个体产量潜力、氮素利用效率及籽粒与秸秆粗蛋白质含量在充分发挥个体生产潜力的低密度条件下，我国北方1990s 以来大面积种植的50个玉米主栽品种中，个体产量潜力和氮素利用效率高度正相关(P=0.01)，而子粒千粒重与NUE 呈显著性负相关(P=0.002)。对玉米产量和氮素利用效率进行分层聚类，可将北方玉米品种划分为高产高NUE 型、低产低NUE 型和中间型，高产高NUE 型玉米品种相对较少，仅占24%。籽粒粗蛋白质含量（CPC）与秸秆CPC 相关性不显著（P＞0.05）。对籽粒和秸秆的CPC 进行分层聚类，将北方玉米品种划分为籽粒高秸秆低型、籽粒与秸秆双低型和籽粒与秸秆双高型，CPC 双高型品种相对较少，仅占20%。 　　4）玉米根系拥挤效应对产量影响的生理生态机制及其调控随玉米品种更替根系的空间分布呈“横向紧缩，纵向延伸”的特点。当代三类型玉米根系分布特性与株型、穗型相关。紧凑型品种根系分布深，下层根系所占比率大，适合密植，群体产量潜力大;平展大穗型品种根量多，分布较浅，在低密度下可获得较高的个体生产力，但不适合密植，群体产量潜力小。 　　“根系拥挤”显著影响玉米产量，减小根系横向伸展空间，下层土壤中的根系分配比率增多。在地上部充分生长条件下，紧凑型品种横向空间为30-50cm即可满足要求，平展型品种大于50cm;紧凑型品种对纵向空间受限制的反应更为敏感，平展型品种对横向空间受限制的反应更为敏感。“根系拥挤”影响根系活性、分布、氮素吸收利用和花后光合与14C同化物的分配。 　　在根系受限制条件下，增施肥料产量提高，根系总重增加，增加了根系在深层土壤（60-100cm）中的根系比率，显著增加了根系的TTC 还原量、SOD、CAT、POD活性。土壤加沙，根量减少，但根系TTC 还原量增加、产量提高，提高幅度以大穗型品种更为显著。 　　随种植密度增加耕层根系密度与群体产量同步增大，各类品种均在最高根系密度下获得最高产量。根系负荷的籽粒产量潜力三类型品种存在极大差异，在一定范围内增大种植密度，根系伸展空间减小，群体产量提高，紧凑大穗型品种产量最高，品种的耐密性是限制根系负荷籽粒产量潜力的主导因素。因此，培育株型紧凑、耐密性强、大穗玉米良种，采取有效的调控措施是玉米进一步高产的主攻方向。 　　5）我国夏玉米高产田的培创理论研究与实践相结合，2005 年在我国华北地区的山东莱州培创出籽粒实产21 042.9kg/hm2 （ 14% 含水量， 实收面积=45.7m×15.9m=726.63m2）的夏玉米高产纪录。主要采用以增加密度为保障的“群体结构性挖潜”和以提高整齐度为保障的“个体功能性挖潜”途径，生理生态指标包括：选用紧凑抗倒耐密植品种DH3719，种植密度102 030 株/hm2，收获密度98 610 株/hm2，花后具有较长的叶面积高值持续期，达60d以上，叶面积指数最大为6.53，收获2.59。上部叶片光合值对外界光强度变化敏感，其光合峰值出现时间提前，而后迅速衰减;中部叶片光合值的降低较慢，下部叶片变幅最小，可能是长期处于争光环境表现出的生态适应性。粒叶比0.32，经济系数0.542，单株产量216g，千粒重375.1g。

Effects of salinity on food intake, growth, and survival of pufferfish (Fugu obscurus)

The food intake, growth, food conversion ratio and survival of yearling pufferfish, Fugu obscurus Abe, were investigated under different water salinity conditions over a 54-day period. Within the salinity regimes of 0 (freshwater), 8, 18, and 35parts per thousand, the food intake levels were 0.97%, 1.43%, 1.19% and 1.01%, respectively; food conversion ratios were 1.31, 1.93, 1.61 and 1.36, respectively; and specific growth rates were 0.41%, 1.15%, 0.84%, and 0.35%, respectively. The three data series were reduced with increasing salinity. However, the survival rates did not show the same tendencies, which were 80%, 100%, 100%, and 67%, respectively. There were significant differences among the treatments. In conclusion, the yearling pufferfish optimum culture salinity condition was about 8parts per thousand.

黄土旱塬长期施肥条件下小麦钾素营养和肥料利用率的研究

为了给黄土旱地经济合理施肥、粮食增产提供科学依据。[方法]在长期定位试验的基础上,研究了不同施肥对小麦产量、各生育期钾素营养和肥料利用率的影响。[结果]不同施肥小麦增产效果差异显著。单施氮肥小麦增产75.3%,单施磷肥小麦产量则降低24.7%,NM、PM、NPM配施小麦增产75.9%~92.9%;小麦钾素的吸收主要集中在生长发育前期,孕穗期以后因泌钾现象多表现为负吸收,施用有机肥,特别是无机肥与有机肥配施,促进小麦吸钾作用明显,小麦植株各器官含钾量明显提高;单施N肥、NP配施小麦钾素的吸收量、吸收速率较高,单施有机肥及有机无机肥配合施用小麦钾素吸收量和吸收速率比对照也有明显提高;单施N肥小麦氮肥利用率较高为76.73%,单施P肥小麦磷肥利用率较低仅为14.20%,NP配施与单施P肥相比,吸磷量、吸钾量分别增加112.53%和79.36%。施用有机肥可以显著提高作物氮、磷、钾吸收量,但肥料利用率却不高。[结论]施用有机肥以及有机无机肥配合施用,可以明显促进小麦对氮、磷、钾养分的吸收,提高小麦产量。

落叶松人工林养分循环与养分利用效率研究

通过对抚顺市温道林场20、53和69年生长白落叶松（Larix olgensis）人工林生物量和营养元素的积累与分配、养分利用效率和养分再吸收效率、养分生物循环的研究，探讨了长白落叶松生长发育不同阶段的养分生态学特征；对东北林业大学帽儿山实验林场17年生兴安落叶松（Larix gmelinii）人工林进行5年的施肥（NH4NO3，15 g•m-2•a-1），研究了施肥对人工林养分生物循环的影响。结果表明： （1）20、53和69年生单株落叶松生物量分别为33.14 kg•tree-1、311.42 kg•tree-1和408.46 kg•tree-1，随林龄的增长而增加。各器官生物量的分配格局为：树干>根>树枝>树皮>针叶。树干生物量的分配比例为50.16%~69.20%，随林龄的增长比例增大，而其他器官生物量的分配比例则逐渐减小。20、53和69年生单株落叶松净生产力分别为3.04 kg•tree-1•a-1、9.68 kg•tree-1•a-1和10.21 kg•tree-1•a-1，随林龄的增长而增大。针叶和树干的净生产力最大，分别占整株林木净生产力的40.07%~47.93%和27.32%~40.97%，并且随林龄的增长而增大。树枝、树皮和根的净生产力则表现出随林龄的增长呈抛物线状。 （2）20、53和69年生单株落叶松N、P、K、Ca、Mg等5种营养元素的总贮量分别为308.14 g•tree-1、2021.01 g•tree-1和2485.24 g•tree-1，随林龄的增长而增加。5种营养元素的贮量大小为：Ca>N>K>Mg>P。树干养分贮量的分配比例为19.74%~34.23%，随林龄的增长呈抛物线状。针叶、树枝和树皮的养分贮量占整株林木养分贮量的比例为35.16%~45.59%，建议在采伐木材时实施去皮、打枝等措施，留下针叶、树枝和树皮在林地中，让其自然分解以使营养元素重新归还利用，对于维持林地的养分平衡和长期生产力具有积极作用。 （3）20、53和69年生单株落叶松年吸收养分量分别为35.31 g•tree-1•a-1、97.83 g•tree-1•a-1和100.08 g•tree-1•a-1，随林龄的增长而增加。5种营养元素的年吸收量大小为：Ca>N>K>Mg>P。落叶松的养分利用效率随林龄的增长而增大，但生长到一定年龄阶段后，其养分利用效率逐渐趋于稳定。落叶松的最佳采伐年龄应为养分利用效率保持稳定时的年龄，此时采伐单位干材所带走的林地养分量较少。不同营养元素的利用效率不同，P的利用效率最高，Mg、K次之，N、Ca最低。不同器官的养分利用效率不同，树干的养分利用效率最高，其次是根、树枝、树皮，针叶最低。随着林龄的增长，树干和根的养分利用效率增大，而树枝和树皮的养分利用效率减小。 （4）落叶松叶片的N再吸收效率为50.76%~55.11%，随林龄的增长表现出增大的趋势；P和K再吸收效率分别为64.38%~68.85%和87.85%~90.62%，随林龄的增长表现出减小的趋势。从养分利用效率和养分再吸收效率综合判断，本研究区落叶松生长可能受土壤N、P、K供应的限制，3种营养元素的限制作用大小为：K>P>N。 （5）落叶松人工林养分的年吸收量、年存留量和年归还量分别为51.94~78.35 kg•hm-2•a-1、17.77~29.43 kg•hm-2•a-1和34.18~48.92 kg•hm-2•a-1，均随林龄的增长而减少，这与林分密度逐渐减小有关。5种营养元素的年吸收量和年存留量大小均为：Ca>N>K>Mg>P，年归还量大小为：Ca>N>Mg>K>P。落叶松人工林的养分循环速率为0.624~0.658，随林龄的增长而增大。5种营养元素的循环速率以Mg、N最快，Ca、P次之，K最慢。K的循环速率较低，可能与研究区土壤K含量较低而表现出的K再吸收效率较高有关。 （6）施肥导致落叶松叶片N再吸收效率显著降低，而凋落叶片的N浓度显著增加，从而使凋落叶片的C/N比由80.29降低到60.29。施肥林地凋落叶片C/N比的降低使其分解速率加快，有利于其养分归还土壤，从而加快了系统的养分循环速率，提高了系统的养分利用率。因此，在人工林经营中，施肥不仅能提高林地生产力，而且对于维持林地养分循环具有积极作用。

章古台沙地人工林树木养分再吸收与利用效率

以科尔沁沙地章古台地区人工林树种樟子松（Pinus svlvestris var．mongolica）、油松（Ptabulaeformis）、赤松（Pdensora）和彰武小钻杨（Populusxiaozhuanica）以及11、20、29、45四个年龄樟子松树木为材料，从植物N、P、K、Ca、Mg养分方面探讨了树木对贫痔生境的适应能力。结果表明：针叶树樟子松、赤松、油松叶片N、P、K含量的季节特征相似。叶片N含量各季节变化较小，而叶片P、K含量在2003年总体表现出逐渐增加的趋势。四个年龄樟子松叶片的养分含量季节特征相似。樟子松叶片的平均N和P含量显著（P＜0.05）高于赤松，油松最低，而三者N：P比和K含量无显著差别。彰武小钻杨叶片的N、P、K含量显著高于针叶树。樟子松叶片N、P、K的再吸收效率与能力及利用效率均低于油松和赤松，而Mg的再吸收效率与能力及利用效率均高于两种树种。反映了樟子松对N、P、K养分的保存·利用和减少损失量的能力均低于油松和赤松，而对Mg的保存和利用能力则强于两种树种。结合叶片凋落造成的年养分损失量大小差异，对N、P、K供应不足生境的适应能力大小为：油松＞赤松＞樟子松。针叶树N、P、K、ca、Mg的再吸收能力和利用效率都显著高于落叶树彰武小钻杨，反映出针叶树更能适应贫瘠环境的特点。随着樟子松年龄的增加，叶片的N、P、K、Mg再吸收效率和能力都表现出了下降的趋势，反映了樟子松对贫瘩生境的适应能力随着年龄的增加而下降。同时，随着年龄的增加樟子松叶片单位N、P、K、Mg养分的生产力水平下降，表现了在养分利用上的衰退特征。对树木叶片N:P比、养分再吸收效率与能力及利用效率进行分析和比较，表明研究区最限制树木生长的养分可能为N，P的限制作用还不突出。人为干扰造成大量N、P、K养分从森林生态系统中损失。树木叶片N的年再吸收量与总的N年损失量相当，反映了在剧烈人为干扰条件下，养分再吸收对于树木的生长和生存具有更加重要的作用。

中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp. sinensis)不同种群对干旱胁迫的响应差异与干旱诱导蛋白的分析

沙棘广泛分布于亚欧大陆的温带地区和亚洲亚热带的高海拔地区。沙棘能适应多种生态环境，能耐受多种逆境(如干旱、低温、高温和盐害等)。在中国，沙棘常常被用作植被恢复中的先锋树种而大量栽培。本文以中国沙棘为试验材料，探索沙棘适应干旱机制，以及沙棘对干旱胁迫的适应机制是否存在种群间的差异，同时试图通过分析干旱胁迫下沙棘叶片蛋白质表达变化探索沙棘适应干旱胁迫的分子机理。 对三个分别来自低海拔湿润地区、低海拔干旱地区和高海拔湿润地区的中国沙棘种群进行干旱胁迫处理。干旱胁迫能提高根冠比，比叶面积，降低平均叶面积和总生物量，提高沙棘的抗氧化性酶活性、脯氨酸含量、脱落酸(ABA)含量、降低光合作用，提高长期用水效率。实验中的这两个低海拔种群比高海拔种群抵抗干旱的能力更强,不同的种群采用了不同的策略来耐受干旱胁迫和过氧化胁迫。 在2004 年度的实验中，干旱胁迫处理下，高海拔湿润种群(道孚种群)严重失水，生长也受到更大的抑制，非气孔因素在抑制光合作用方面占支配地位，抗坏血酸含量下降，ABA和脯氨酸含量增加幅度比九寨沟种群的要高，这可能是因为道孚种群严重失水而引起的；而低海拔湿润种群(九寨沟种群)的体内水分状况几乎不受干旱的影响，生长情况也较道孚种群要好。 在2005 年度的试验中，和高海拔湿润地区种群(道孚)相比较，低海拔干旱地区种群(定西)在叶片相对水含量、根冠比、抗氧化酶活性(过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽过氧化物酶)、保护性物质(脯氨酸，脱落酸)含量等方面都要高，光能热耗散能力也更强，而且气体交换参数(气孔扩散阻力和胞间CO2浓度等)对干旱也更不敏感。 分析了干旱胁迫下沙棘叶片蛋白质表达的变化。共发现319 个蛋白质，有4 个蛋白在干旱胁迫下消失(Putative ABCtransporter ATP-binding protein 、Hypothetical proteinXP-515578，热激蛋白Hslu219 和一个没得到鉴定的蛋白)，4 个只在干旱胁迫下出现(没命名的蛋白质产物，对甲基苯-丙酮酸双加氧酶，NTrX 和一个没得到鉴定的蛋白)，46 个蛋白质的表达丰度变化显著，包括32 个干旱负调蛋白，14 个干旱正调蛋白(3 个Rubisco 的大亚基、J-type–co-chaperone Hsc20、putative protein DSM3645-2335、putative acyl-COA 脱氢酶、nesprin-2 和两个没有得到鉴定的蛋白质)。这些蛋白质参与了氮代谢调控、抗氧化行物质的合成、脂肪酸β－氧化、核骨架构造、[Fe-S]基团组装、物质跨膜运输、细胞分裂或作为分子伴侣和蛋白质酶起作用。putative ABC transporter ATP-binging protein、NtrX、nesprin-2 和Hslu 是本试验新发现的高等植物蛋白，我们主要从它们的保守结构域或在其他生物中的同源物来猜测它们的功能。实验结果为我们研究植物抗干旱机制提供了新线索和新视野。 Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L.) is widly distributed throughtout the temperatureresiogn of Europe and Asia and sub-tropical plateau zone of Asia. H. rhamnoides can adapatseveral different environments, and can tolerant several envioronmental stresses (e.g, lowtemperature, high temperature, drought and salty). It has been widely used in forest restoration asthe pioneer species in China. In present study, we applied H.rhamnoides subsp. Sinensis asexperimental materials to study its drought-tolerant mechanism, and expected to findpopulational difference in drought-tolerant mechanism that may exist among populations, and tryto get some insight in drought-tolerant mechanism of it at morecular level through analyzing thechange of leaf protein expression. Three populations from high altitude wet zone, low altitude wet zone and low altitude arid znoe,respectively, were applied in our experiment, and were subjected to drought. Drought increasedthe root/shoot ratio(RS), special leaf area, long-term water use efficinency, activity of antioxidantenzymes, proline content and abscisic acid (ABA) content, declined the net photosynthesis rate(A), average leaf area (ALA), total biomass (TB). Both two low altitude populations were moredrought-tolerant than the high altitude population, and different population applied differentstratedgies to tolerant oxidant stress and drought stress. The results of the exprement in 2004 showed that Daofu population was more drought-sensitivethan Jiuzhai population. Under drought conditions, leaf relative water content (RWC) greatlydecreased in Daofu population, but not in Jiuzhai population. The large loss of water in Daofupopulation resulted in a limitation on A mainly caused by non-stomatal factors, severer suppression in growth rate and a significant reduction in ascorbic acid (AsA) content, comparedwith Jiuzhai population. The greater increase in content of ABA and proline in Daofu populationmay be also induced by large loss in water, so that enable plants to cope with sever drought. In the exprement of 2005, drought significantly increased RS, activities of catalase (CAT),peroxidase (POD), glutathione peroxidase (GPX) and ascorbate peroxidase (APX), and alsosignificantly increased ABA and proline contents. On the other hand, compared with Daofupopulation, drought induced larger RS and activities of CAT, GPX and APX, and higher ABAcontent in Dingxi population, whereas gas exchange traits, e.g., stomatal limitation value (LS) andintercellular CO2 concentration (Ci), were less responsive to drought in Dingxi population thanthose in Daofu population. All these factors enable Dingxi population to tolerant drought betterthan Daofu population. The leaf protein profile of seabuchthorn subjected to drought was analyzed. Altogether 319proteins were detected in well-watered sample, four proteins disappeard by drought (putativeABCtransporter ATP-binding protein, hypothetical protein XP-515578, Hslu219and aunidentified protein), four only appeared under drought (a probable nitrogen regulation protein(NtrX), a 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase , an unnamed protein product and an identified protein), 32 drought down-regulated proteins, and 14 drought up-regulated proteins (nine wereidentified: three large subunits of Rubisco, a hypothetical protein DSM3645-23351, a putativeacyl-COA dehydrogenase, a nesprin-2, a J-type-co-chaperone HSC20 and two unmatchedproteins). These proteins may involve in β-oxidation, cross-membrane transport, cell division,cytoskeleton stabilization, iron-sulfur cluster assembly, nitrogen metabolism regulation andantioxidant substance biosynthesis or function as molecular chaperone or protease. Four proteins(a putative ABC transporter ATP-binging protein, NtrX, nesprin-2, Hslu) were new found in highplants, and their functions were estimated from their conserved domain or their homologues inother organism. Our results provided new clue and new insight for us to study thedrought-tolerant mechanism in plants.

水分亏缺对番茄生理特性及水分生产效率的影响

根据番茄的生长发育特点,分别以50%、60%、75%田间持水量作为苗期、开花坐果期、结果期的土壤水分下限,每个生育期的土壤水分上限设置3个水分水平,研究不同生育期水分亏缺和亏缺程度对番茄生长发育及生理特性的影响。结果表明,不同生育期的水分亏缺对番茄株高、茎粗、叶绿素相对含量、日光合及蒸腾速率变化等均有不同程度的影响,呈现明显的生长与生理补偿效应,水分胁迫处理的日光合速率峰值提前出现,蒸腾速率随水分亏缺程度的增加而减少,这有助于调控番茄无用的蒸腾耗水。通过对番茄不同生育期的灌水量和产量关系的研究得出,当全生育期灌水量为4025.80 m3/hm2时,番茄可以获得最高产量12.84×104kg/hm2。