谢江波
- 作品数：11 被引量：43H指数：5
- 供职机构：中国科学院新疆生态与地理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点实验室开放基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：农业科学生物学更多>>
- 盐土和碱土土壤无机CO2通量的分离被引量：8
- 2013年
- 干旱区盐碱土无机CO_2通量是一个崭新、独特的科学现象,打破了土壤CO_2通量完全来自于有机源的假设;然而,盐碱土无机CO_2通量在土壤CO_2通量和全球碳循环中的重要性还缺乏分离和量化的依据,因而存在很大的不确定性。通过采用高压灭菌的方法,将盐土和碱土的土壤无机CO_2通量从土壤CO_2通量中分离。结果表明:高压灭菌方法并不改变土壤的理化性质,并通过土壤有机CO_2通量与温度的关系验证了分离方法的有效性,从而为盐碱土无机CO_2通量的分离、量化和评估提供了一个可靠有效的方法。盐碱土的土壤无机CO_2通量是土壤CO_2通量的重要组分,土壤无机CO_2通量的分离对精确解析干旱区盐碱土生态系统的碳循环是必要的;对盐碱土土壤无机CO_2通量的研究,将促进对干旱区盐碱土土壤CO_2通量和全球碳循环的理解。
- 王忠媛王玉刚谢江波李彦
- 关键词：盐土碱土高压灭菌
- 杉科植物枝/根木质部水分运输功能、机械强度与解剖结构的关系被引量：2
- 2022年
- 【目的】研究湿润地区杉科Taxodiaceae北美红杉Sequoia sempervirens、落羽杉Taxodium distichum、池杉T.distichum var.imbricatum木质部水分运输、解剖结构和机械强度的定量关系,探讨木质部解剖结构与功能在器官和物种水平的权衡。【方法】以浙江省天目山北美红杉、落羽杉、池杉为研究对象,用空气注入法测量3种植物枝/根的比导率(K_(s))和栓塞抗性(P_(50)),测量管胞壁厚度(T_(t))、纹孔膜面积(A_(pm))、纹孔口面积(A_(pa))、纹孔膜直径(P_(d))、纹孔口直径(A_(d))、水力直径(D_(h))、管胞密度(N_(t))、纹孔开口比((R_(ap)))、纹孔密度(N_(pm))等指标与水分运输有关的解剖结构,以及木质部密度(D_(w))、厚度跨度比(T_(tob))等与机械强度相关的指标,同时分析了水力功能与结构的关系。【结果】3种植物根的输水效率高于枝,栓塞抗性低于枝;北美红杉枝和根、落羽杉根以及池杉枝和根的K_(s)与P_(50)均为正相关,落羽杉枝的K_(s)与P_(50)有微弱的负相关,差异不显著(R^(2)=0.03,P=0.35),因此,3种植物在种内水平上没有效率-安全权衡;在跨物种间,K_(s)与P_(50)存在权衡,遵循指数为−2.23的负幂函数关系(R^(2)=0.91,P<0.001);北美红杉枝的K_(s)与D_(w)(R^(2)=0.37,P<0.01)、K_(s)与T_(tob)(R^(2)=0.20,P<0.01)、P_(50)与T_(tob)(R^(2)=0.20,P<0.01)均有显著的负相关关系。【结论】3种植物枝与根的木质部安全性和效率均较低,在种内水平上没有效率-安全权衡,这是因为3种植物对高安全性和高效率的结构需求不同,即效率-安全权衡的结构基础并不存在。
- 陈森陆世通李彦谢江波谢江波王忠媛
- 关键词：北美红杉落羽杉属水力效率
- 鸡公山国家级自然保护区散孔材、环孔材树种木质部结构和功能的关系被引量：1
- 2022年
- 【目的】木质部解剖结构是植物水力功能和水分利用策略的基础。散孔材和环孔材的导管分布和形态存在显著差异,对2种材性树种木质部解剖结构和水力功能的关系进行比较,有助于理解不同材性树种的水分适应机制。【方法】选取河南省信阳市鸡公山自然保护区中的3个散孔材树种(枫香Liquidambar formosana、旱柳Salix matsudana、深山含笑Michelia maudiae)和3个环孔材树种(槲树Quercus dentata、楝Melia azedarach、野核桃Juglans cathayensis),研究2种材性树种的枝水力功能(比导率和栓塞抗性)和解剖结构的关系。【结果】3个环孔材树种比导率更大,3个散孔材树种栓塞抗性更强;在物种水平上,只有散孔材树种深山含笑比导率和栓塞抗性呈显著负相关(P<0.05),存在水力效率-安全权衡。3种散孔材树种相较于3种环孔材树种具有更大的导管密度、导管壁厚度跨度比和更小的导管直径、导管壁厚度。【结论】环孔材树种倾向于通过增大导管直径显著提高其输水效率,从而避免水势下降、降低潜在栓塞风险。散孔材树种木质部结构中的导管壁厚度和导管壁厚度跨度比对植物水分传输功能具有重要影响。
- 黄恺翔俞重阳钱海蓉上官方京汤璐瑶张博纳谢江波
- 两种梭梭属幼苗在土壤N和P梯度下的竞争能力研究被引量：4
- 2018年
- 梭梭(Haloxylon ammodendron)和白梭梭(H.persicum)是古尔班通古特沙漠两个优势树种。两个物种形态相似,但梭梭主要分布在丘间地,而白梭梭主要分布在丘顶。两种梭梭属植物的典型分布格局受到了植物地理或生物地理学家长期关注。但是,我们还远远不能完全理解这种分布格局形成的原因。在本研究中,通过一个竞争实验,试图确定这两个物种在宽幅土壤养分供应处理下的竞争能力,以及检测这两个物种在古尔班通古特沙漠丘顶/丘间地分布格局的潜在原因。结果表明:(1)在幼苗期,高养分条件下梭梭竞争强度大于白梭梭,梭梭为优势竞争者;相反,在低养分条件下白梭梭竞争强度大于梭梭,白梭梭为优势竞争者。在混种盆中相对丰富度指数也展示了同样的结果。实验结果类似于我们在野外观察到的物种分布格局。(2)这两种梭梭截然相反的竞争表现依赖于它们养分生理差异。梭梭高养分吸收能力使自己在高养分条件下具有优势,但在低养分下成了劣势。因为在低养分条件下,养分从土壤到根表面扩散是植物从土壤获取养分的限速步骤,因此,高养分吸收潜力反而对养分获取总量贡献微弱。白梭梭低养分吸收能力暗示着高养分保留率(例如:低流出)。因此,拥有高养分保留率的白梭梭能够在低养分条件下,通过竞争替换拥有高养分吸收能力的梭梭。在土壤贫瘠的地区(如沙漠),关于种间竞争机制仍不是很清楚。通常认为,植物保留资源能力要比从土壤获取资源能力更重要。但是,结果表明了在养分贫瘠地区养分吸收和养分保留都重要,其中一个关键结果是贫瘠地区种间竞争决定了植物在小尺度上的分布格局。
- 谢江波谢江波李艳明李彦
- 关键词：种间竞争荒漠植物梭梭白梭梭
- 自然和人工生境被子植物枝木质部结构与功能差异被引量：3
- 2021年
- 水是植物生存与生长的基础条件,水分有效性影响植物木质部解剖结构、水力功能,使之形成特定的适应特征。因此,对比自然与人工生境中同一植物的水力功能与解剖结构差异,有助于理解植物对水分环境的适应机理。该研究以湿润区三角槭(Acer buergerianum)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)和女贞(Ligustrum lucidum)为研究材料,对比分析了自然和人工生境中各物种的栓塞抗性(导水率损失50%时的水势(P_(50)))、输水效率(比导率(Ks))和解剖结构(导管直径(D)、导管壁厚(T)、导管密度(N)、木质部密度(WD)、厚度跨度比(t/b)^(2))特征,探究了同生境种内与跨生境、跨物种水平的效率-安全权衡关系,量化分析了水力功能与解剖结构的关系。结果发现:1)3种被子植物在自然生境中Ks更大,P_(50)更小,与其更大的D、更小的(t/b)^(2)有关。2)同生境种内Ks与P_(50)不存在权衡。3)功能性状和解剖结构相关分析表明:同生境种内D与P_(50)不存在显著的相关关系;除自然生境女贞外,T、(t/b)^(2)均与P_(50)正相关。相对于人工生境,在水分有效性低或无额外浇灌的自然生境中,植物通过增大导管直径显著提高其输水效率,从而避免水势下降、降低潜在栓塞风险。
- 方菁叶琳峰陈森陆世通潘天天谢江波谢江波王忠媛
- 关键词：栓塞
- 罗汉松科3种植物茎和根木质部水分运输、解剖结构与机械强度之间的关系被引量：6
- 2021年
- 水力失效是植物干旱死亡的主要机制。量化分析水力性状的种间和器官间差异是预测树木在气候变化下的响应甚至生存能力的基础。该研究对比分析了罗汉松科3种植物器官(茎和根)水平上水力功能性状的差异,并探讨其与解剖结构和机械强度之间的关系。在湿生同质园内选择罗汉松科3种植物,测定了茎和根木质部水力功能性状(最大比导率(K_(s))和栓塞抗性(P_(50)))、解剖结构性状(管胞直径(D_(t))、水力直径(D_(h))、管胞密度(N_(t))、管胞壁厚(T_(w))、纹孔膜直径(D_(p))和纹孔密度(N_(p)))和机械强度(木材密度(WD)和管胞厚度跨度比((t/b)^(2)))。结果发现:(1)罗汉松科3种植物茎木质部不存在效率-安全权衡,而根木质部存在权衡。(2)茎Ks与Dp显著正相关,与(t/b)^(2)和WD无关;茎P_(50)与D_(p)极显著负相关,与(t/b)^(2)和WD无关。(3)根K_(s)与D_(h)显著正相关,与Tw和(t/b)^(2)极显著负相关;根P50与Tw、(t/b)^(2)和WD均极显著正相关。在罗汉松科植物中,根木质部性状与输水效率和栓塞抗性的密切关系是解释其存在效率-安全权衡的基础,而茎木质部的过度建造是茎不存在效率-安全权衡的原因,木质部的过度建造仍需要更多的实验证据。
- 陆世通陈森李彦李彦潘天天叶琳峰谢江波
- 关键词：导水率管胞罗汉松科
- 温度对盐土和碱土土壤无机CO2通量的影响被引量：9
- 2013年
- 干旱区盐碱土的土壤无机CO_2通量是一个崭新、独特的科学现象,打破了土壤CO_2通量完全来自于生物源的假设。为研究温度对土壤无机CO_2通量的影响,2009年8—10月在阜康荒漠生态系统实验站,以盐土和碱土为研究对象,通过灭菌处理(121℃,24h),将土壤CO_2通量拆分为土壤无机CO_2通量和土壤有机CO_2通量,分析三者的日动态特征及其与温度的相关关系。结果表明,土壤CO_2通量、土壤无机CO_2通量和土壤有机CO_2通量均存在明显的日动态;除碱土的土壤有机CO_2通量日动态呈弱双峰曲线外,盐土和碱土的土壤CO_2通量、土壤有机CO_2通量和土壤无机CO_2通量日过程均呈单峰曲线,表现为日间CO_2通量随温度升高而增加,峰值出现在12:00—14:00,随后随温度降低而减小,谷值出现在3:00—4:00。盐土和碱土的土壤无机CO_2通量作用超过土壤有机CO_2通量,主导土壤CO_2通量的日变化。土壤CO_2通量和土壤无机CO_2通量主要受温度调控,呈直线方程关系。忽略土壤无机CO_2通量对土壤CO_2通量的贡献,将严重低估土壤有机CO_2通量,是造成干旱区碳循环评估不准确的重要因素之一。
- 王忠媛谢江波王玉刚李彦
- 关键词：盐土碱土温度
- 湿润地区3种松属植物枝和根导水系统的效率-安全关系被引量：2
- 2021年
- 【目的】干旱导致的树木衰退甚至死亡并不局限于干旱地区,湿润区树木干旱适应能力弱,更易因水力失效而死亡。建立湿润区树木器官水平上的木质部结构与水力功能性状(包括输水效率和安全)的数量关系,是解答湿润区树木干旱致死机制的关键。【方法】以湿润地区马尾松、日本五针松和湿地松为对象,测定其枝条、根的木质部水力功能性状(导水率与栓塞抗性)和结构性状(管胞、纹孔特征等)。结合已发表的其他松属树种相关数据,检验了松属枝条与根的水力效率-水力安全权衡;定量分析了木质部输水效率(K_(s),单位边材面积的导水率)和栓塞抗性(P_(50),导水率损失50%时的木质部水势)的结构基础。【结果】1)对所研究的松属3个种,根比导率(K_(sr),根单位边材面积的导水率)>枝条比导率(K_(ss),枝条单位边材面积的导水率),根P_(50)>枝条P_(50);K_(ss)与K_(sr)正相关,枝条P_(50)与根P_(50)也呈正相关;3个种均属低效率低安全性树种。2)相关分析表明:K_(ss)与枝条P_(50)负相关,枝条存在效率-安全权衡;K_(sr)与根P_(50)的决定系数接近0(R^(2)=0.01,P=0.94),即根无效率-安全权衡。这种功能权衡关系由其解剖结构决定:K_(ss)与枝条P_(50)对结构的需求趋异(枝条有效率-安全权衡),而K_(sr)与根P_(50)对结构的需求趋同(根无效率-安全权衡)。3)冗余分析表明,枝条纹孔膜面积对K_(ss)解释度最高,枝条纹孔塞面积对枝条P_(50)解释度最高;根木材密度对K_(sr)解释度最高,根塞缘面积对根P_(50)解释度最高。【结论】枝条和根的输水效率、栓塞抗性主要由木质部结构决定,其中纹孔结构影响最大,木材密度与管胞壁厚度次之。马尾松、日本五针松和湿地松的枝条存在效率-安全权衡,而根不存在这种权衡,其相关的结构性状解释为:效率与安全的结构需求趋异存在权衡,趋同则无权衡。
- 叶琳峰李彦李彦陆世通王忠媛陈森谢江波
- 关键词：马尾松湿地松栓塞导水率
- 湿润区3种杉科植物枝和根木质部的水力功能与解剖结构的关系被引量：7
- 2020年
- 【目的】全球变暖导致干旱强度增大、频率更高。研究湿润区3种杉科植物枝条和根系的水力功能性状和木质部结构性状的差异,以及木质部结构性状与水力功能性状的数量关系,有助于了解湿润区植物的干旱适应机制,为湿润区树木死亡风险在时空上的相对可预测性提供数据支持。【方法】以湿润区池杉、落羽杉和北美红杉为研究对象,测定枝条和根系的导水率和脆弱曲线,制作石蜡切片观察枝条和根系的木质部解剖结构,并计算管胞结构和纹孔结构参数。【结果】3个树种根系的P20、P50、P88(导水率损失20%、50%、88%时所对应的木质部水势,代表枝条和根系栓塞抗性的大小)均小于其枝条;枝、根比导率与P50相关分析的决定系数接近0(R2=0.01,P=0.62)。木质部解剖结构与功能性状的相关分析发现:管胞直径与比导率显著正相关(r=0.82,P=0.001),管胞密度与比导率显著负相关(r=-0.68,P=0.01);纹孔塞面积与P50正相关(r=0.4,P=0.19)。冗余分析表明:管胞直径对比导率有显著影响且解释度达80.1%(P=0.004);纹孔塞面积对P50影响较大且解释度达70.1%(P=0.18)。【结论】杉科3个树种根系的栓塞抗性均比枝条弱。其枝、根木质部导水系统无效率-安全权衡关系,因为决定其输水效率(比导率)的是管胞直径,决定其栓塞抗性(P50)的是纹孔塞面积,即枝、根木质部导水系统不具备效率-安全权衡的基础。3个树种均为低效率低安全性物种。
- 潘天天李彦李彦陆世通王忠媛陈森谢江波
- 关键词：池杉落羽杉北美红杉
- 木质部导水系统效率-安全权衡主导生物量分配——棉花对土壤质地的适应被引量：2
- 2013年
- 植物表型的发育受到植物维管网络几何特征的制约。在不同的环境中,植物维管网络在安全-效率之间做出结构和功能上权衡,发育出不同的维管网络特征,从而引起表型的可塑性响应。虽然植物表型适应与植物维管网络的关系非常重要,但对它的研究却在总体上被忽略了。本文设置了3个土壤质地(沙土、黏土和两者的1∶1混合土)环境梯度,以棉花(Gossypium herbaceum L.)为研究对象,分析了土壤质地对根茎木质部导管几何结构的影响,及其与植物表型之间的关系。结果表明:增加土壤颗粒直径将会导致维管网络结构显著变化,引起导管直径和长度的改变。将3个土壤处理的植物相比较,结果表明这种结构性差异显著影响了(或者相关于)棉花的根系导水率、地上导水率、整株导水率、纹孔阻力等导水系统功能,同时也显著改变了叶面积、根长和根叶比等表型特征。这些结果表明,土壤颗粒直径增加,棉花没有发育更有效的导水系统,反而以牺牲导水效率为代价,构建了更加安全的导水系统(效率-安全权衡)。
- 谢江波钟文昭王忠媛徐贵青王玉刚李彦
- 关键词：土壤质地生物量分配导水率
