我国生物地理学研究进展

生物地理学研究是生物学和地理学交叉非常明显的部门自然地理学学科,它具有很强的基础研究特点,同时研究成果也具有很大的应用潜力。近年来,我国生物地理学基础研究在国家自然科学基金委等部门的支持下,在山地植被与地理环境、干旱半干旱区植被与地理环境、植物区系、植物物候、土壤动物与土壤生态功能、土壤生物结皮等方面开展了全面而深入的研究。同时拓展了传统生物地理学的研究方向,在植物地理学与全球变化、植物地理学与生物多样性保护、植物地理学与生态系统管理等方面也开展了大量研究。尤为可贵的是干旱半干旱区土壤生物结皮研究、典型温带荒漠区原生荒漠植被对水分改变的响应与适应研究取得了令国内外关注的高水平研究成果

石英玻璃微球吸收光谱上的结构共振

通过CO2激光器熔融不同直径的熔锥光纤以得到相应直径的石英玻璃微球,利用此微球和熔锥光纤,构造了球微腔耦合系统。实验中利用光腰直径为3.1μm的熔锥光纤与直径为143.1μm的石英玻璃微球进行耦合,通过最大分辨力为1pm的可调谐半导体激光器对该耦合系统进行光谱扫描,发现石英玻璃微球的吸收光谱中出现分立的结构共振峰。利用光学微球腔理论讨论了石英玻璃微球吸收光谱中的结构共振,并用米氏散射理论公式对一阶TE模共振峰的位置以及它们的间隔进行了计算,共振峰位置实验结果与理论结果的误差仅为0.03%,表明实验与计算结果相符

线宽展宽L波段掺铒光纤光源特性研究

提出了一种两级级联的掺铒光纤超荧光光纤光源(SFS)的新结构,采用耦合器将一个1 480 nm半导体(LD)泵浦源按照一定的分光比对第二级进行双向泵浦,第一段光纤未泵浦。通过研究两级光纤长度的比例、耦合器的分光比对结构性能的影响,优化结构参数后线宽扩展13 nm,输出效率提高6%,并且该结构的中心波长也具有对泵浦功率不敏感的特性

荒漠灌木碳水平衡对降水改变的响应

随着全球变化的加剧，降水改变正导致荒漠生态系统中植物碳水平衡的适应性变化；对降水变化响应的种间差异性影响着荒漠植物群落组成。本研究将生理生态与个体形态尺度相结合，调查中亚荒漠关键种梭梭Haloxylonammodendron和多枝柽柳Tamarixramosissima对自然生境中水分条件改变的响应与适应。于2005年生长期，在古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠设置3个降水梯度(自然、双倍和无降水)；观测不同降水条件下生理活动、地上生物量累积和根系分布的变化。结果表明，多枝柽柳生理与个体尺度的碳水平衡的稳定性取决于地下水供给，对降水变化的响应不显著；而梭梭主要利用降水形成的土壤水维持生存，有效的形态调节和较强的气孔控制是其维持光合能力以及适应降水变化的主要机制。降水增多对梭梭产生正效应，预示其可能在未来种间竞争中占有优势

WATER AND CARBON BALANCES OF TAMARIX RAMOSISSIMA AND HALOXYLON AMMODENDRON UNDER VARIATION IN PRECIPITATION: FROM LEAF TO COMMUNITY

水是荒漠生态系统的首要限制因素，影响着生态系统生态过程的各环节。荒漠区植物在应对水分缺乏的环境压力时，表现出不同的适应策略。近20年来全球气候变化以及人类活动的加剧，导致古尔班通古特沙漠南缘原始盐生荒漠地区的降水与地下水位正在发生显著的改变；这些改变正导致荒漠植物用水策略的适应性变化，其种间差异性影响着荒漠植物群落组成与生态系统碳水平衡。本研究以中亚荒漠关键种多枝柽柳Tamarix ramosissima和梭梭Haloxylon ammodendron为对象，在生理生态、个体形态与群落水平上整合研究两个优势种对自然生境水分条件改变的响应与适应。实验于2004-2006年生长期开展，在地下水位于2.9m至4.5m之间波动的典型原始生境，追踪自然降水过程的同时，设置双倍和无降水2个人工降水梯度。观测生境水分条件变化时光合作用、蒸腾作用、叶水势和瞬时水分利用效率等生理活动的响应；研究根系分布和地上生物量累积等个体形态特征的适应性改变；利用涡度相关系统测定群落碳水通量，并辅以土壤CO2通量测定，估算群落初级生产力与叶面积指数的季节变化；从而揭示不同水平上多枝柽柳与梭梭的用水策略和碳同化维持机制。实验数据表明，多枝柽柳和梭梭用水策略迥异，不同的根系功能型决定了前者的生存依赖地下水，后者生存依靠直接大气降水。深根系与气孔调节是多枝柽柳碳水平衡适应环境水分状况的两个关键机制：柽柳成熟植株生理与个体水平的水分平衡和碳获取均依赖于相对稳定的地下水源，特殊的气孔行为体现其以高水分消耗为代价，将碳获取最大化的适应对策；群落蒸腾耗水依赖于地下潜水层的供给，并且在生态系统H2O通量中占重要比例；群落碳同化能力的季节变化是光合有效辐射和地下水位共同影响下光合作用物候学特征的体现；降水造成的浅土层水分状况变化对多枝柽柳碳水平衡没有显著影响，而地下水位下降将危及其生存。梭梭主要利用降水形成的浅层土壤水维持生存；极为有效的形态调节和较强的气孔控制是其维持光合能力以及适应降水变化的主要机制；适量增多且在生长期内均匀分布的降水可以对梭梭光合作用、生物量累积和生态系统碳蓄积产生明显正效应，这预示梭梭可能在未来种间竞争和群落演替中占有优势。本研究表明，荒漠区灌木应对水分胁迫和环境水分有效性的改变时，具有高效的自我协调与适应能力：在个体水平上的自我调节，主要通过改变形态特征来实现，体现为吸收根表面积和同化器官面积之间动态平衡的主动维持；群落水平上的动态主要是个体变化所致，生理调节作用对此的直接贡献微弱；生理生态、个体形态与群落水平的适应机制相互协调，共同构成用水与碳获取的最优策略。全球气候变化条件下不同根系功能型荒漠植物的响应特征和适应策略的多水平研究，为预测荒漠生态系统的动态变化提供了关键的理论依据；生理、个体、群落水平整合研究是了解全球变化背景下生态系统过程与植物适应性的有效和必要途径。Within the current background of global climate change, significant increase in precipitation has been recorded in the arid region of central Asia over the past 50 years. In addition, in some transition regions between sandy deserts and oases, the groundwater table has fallen significantly as a result of the overexploitation of groundwater. Variation in precipitation in arid ecosystems is leading to plant adaptation in water use strategies; significant interspecific differences in responses will change the plant composition of desert communities. To understand the effects of these widely acknowledged changes in water conditions, this study integrated the response, acclimation, and adaptation of two native dominant desert shrubs in Central Asia, Tamarix ramosissima and Haloxylon ammodendron, towards variation in precipitation, from the perspective of ecophysiological activities, morphological adjustment and carbon/water balances of plant community. During the growing season of 2004 to 2006, the experiments were carried out under natural precipitation and two manipulated precipitation treatments (double and no precipitation respectively), in their original habitats where the groundwater table fluctuated from 2.9m to 4.5m, on the southern periphery of Gurbantonggut Desert. Changes in photosynthesis, transpiration, leaf water potential, water-use efficiency, above-ground biomass accumulation, and root distribution were examined under the contrasting precipitation treatments, in order to reveal their water-use strategies and mechanisms of photosynthesis maintenance under drought stress and precipitation variation. Meanwhile, CO2 and H2O fluxes above the undisturbed T. ramosissima and H. ammodendron communities were measured by eddy covariance method to evaluate their NEE. The experiment revealed that: (1) Ecophysiological activities, biomass accumulation and community carbon assimilation of T. ramosissima did not respond to sustained drought in the upper soil or the pulse of heavy rain, and the photosynthetic consistency is achieved by its strategic adaptation in water-use pattern. On the individual plant scale, T. ramosissima can efficiently avoid the effects of water deficiency in upper soil with its phreatophytic root system. The LAI indicates that the seasonal pattern in community carbon assimilation represents the combined effects of groundwater table and photosynthetic absorbable radiation on the phenology of specific photosynthesis. On the physiological scale, the special stomatal behavior is one of the main mechanisms in the water-use strategy of desert plants. As a result of tradeoff, T. ramosissima tends to maximize its carbon gain at the cost of higher water consumption, attributed to sufficient groundwater supply. Even under increased precipitation, it will probably maintain its water balance pattern in the long term. The stable groundwater shields its carbon and water balances from significant fluctuation in upper soil water caused by precipitation, and the decline in groundwater will threaten its survival and shift the community succession in this arid region. (2) Ecophysiological activities, morphological adjustment and community carbon assimilation of H. ammodendron responded to rainfall events and precipitation variation significantly. Its efficient morphological adjustment, combined with strong stomatal control, contributes to its maintenance of photosynthesis and acclimation to variation in water condition. On account of its positive responses to increased precipitation, H. ammodendron is predicted to succeed in interspecific competition in a future, moister habitat. In conclusion, this integrated study is an effective approach to further the understanding of the shrub adaptation strategies and the desert ecosystem processes under variation in precipitation and groundwater

梭梭对降水的响应与适应机制——生理、个体与群落水平碳水平衡的整合研究

水是荒漠生态系统的首要限制因素。近20年来全球气候变化以及人类活动的加剧,导致古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠地区的降水与地下水位正在发生显著的改变;这些改变正导致荒漠植物用水策略的适应性变化,其种间差异性影响着荒漠植物群落组成与生态系统碳水平衡。本研究以中亚荒漠关键种梭梭Haloxylon ammodendron为对象,在生理生态、个体形态与群落尺度整合研究两个优势种对自然生境水分条件改变的响应与适应。实验于2005-2006年生长期开展,在地下水位于5.2-7.9m之间波动的典型原始生境,追踪自然降水过程并设置人工降水梯度。观测生境水分条件变化时光合作用、蒸腾作用、叶水势和瞬时水分利用效率等生理活动的响应;研究根系分布和地上生物量累积等个体形态特征的适应性改变;利用涡度相关系统测定群落碳水通量,从而揭示不同尺度上梭梭的用水策略和碳同化维持机制。实验数据表明,梭梭主要利用降水形成的浅层土壤水维持生存;极为有效的形态调节和较强的气孔控制是其维持光合能力以及适应降水变化的主要机制;适量增多且在生长期内均匀分布的降水可对其产生明显正效应,这预示梭梭可能在未来种间竞争和群落演替中占有优势。本研究表明,应对环境水分胁迫与改变,荒漠植物具有高效的自我协调与适应能力,不同水平调节适应机制之间存在内在协调性;生理、个体、群落尺度整合研究是了解全球变化背景下生态系统过程与植物适应性的有效途径

3种荒漠灌木的用水策略及相关的叶片生理表现

以新疆古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠的3种建群灌木多枝柽柳(Tamarixramosissima)、梭梭(Haloxylonammodendron)和琵琶柴(Reaumuriasoongorica)为对象,跟踪自然降雨过程,利用LI-6400光合作用系统和Model3005植物水分压力室测定光合作用和叶水势的变化,以研究浅层土壤水分条件改变对荒漠灌木主要叶片生理特征的影响;并在原始生境中将植株根系完整地深挖取出,进行根系形态结构调查,以确定此3种灌木根系功能型与用水策略。当浅层土壤分别处在水分充足及匮缺的条件下时,测定3种灌木的光合作用响应曲线和日过程曲线,以及黎明前和正午叶水势,结果表明:浅层土壤水分状况变化时,3种灌木的光合能力均没有显著改变;多枝柽柳的叶水势亦没有明显波动;而梭梭和琵琶柴的叶水势却表现出显著差异。在两种功能型根中,多枝柽柳为深根型,生存和生理活动的维持主要依赖于地下水;而梭梭和琵琶柴为非深根型植物,主要水源是降水形成的浅层土壤水,其用水策略是根据水分条件有效调节根系和冠层生长,从而维持正常的光合作用。即荒漠灌木在长期适应的过程中,已形成不同的根系功能型和用水策略;叶水势对浅层土壤水分状况变化的种间差异性响应在一定程度上反映了这一点。同时,此3种荒漠灌木通过不同的个体适应策略都能够实现水分平衡和碳收支的有效调节,这主要体现为浅层土壤水分条件变化时光合响应的种间一致性

有限波长转换能力的OBS网波长分配算法研究

结合国内外最新的研究动态,针对有限波长转换能力的光突发交换网中亟待解决的突发包资源竞争问题,探讨了各种传统的波长分配算法,并通过对其特点的分析和综合比较,提出了一种新的适合有限波长转换能力光突发交换网特点的动态波长分配算法,此算法可以实现更低的全网突发包阻塞率

Design of the system for the short-time forecast and warning information(短时临近预报和预警发布系统设计)

政府部门对气象防灾减灾越来越重视，对气象短时临近预报的准确性和时效性要求也越来越高.宁波市气象局开发了气象短时临近预报和预警发布系统.该系统采用了 WebGIS软件ArcGIS Srever和Oracle数据库，结合J2EE平台、Struts架构和Adobe的FLEX技术进行开发，把地理信息与各种气象数据结合起来直观显示，方便预报员在短时间内对灾害性天气进行分析预报，发布预警信号