灌溉对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)幼苗光合生理指标及渗透物质的影响

 研究了不同灌溉梯度对疏叶骆驼刺光合生理指标及渗透物质的影响。结果表明,灌溉对疏叶骆驼刺的光合有显著的影响。灌溉后土壤含水率和叶片叶绿素含量升高,同时随着叶片气孔导度值(gs)升高,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)也增大,进一步促进了光合作用的进行。灌溉后疏叶骆驼刺的光补偿点(LCP)降低,量子效率(φ)升高,从而说明灌溉提高了疏叶骆驼刺对光能的利用程度和效率。随着灌水量的增加,疏叶骆驼刺的呼吸作用不断增强,光合作用也不断增强,说明水分条件越好疏叶骆驼刺的生理代谢越活跃,表现出高合成高消耗。另外,干旱胁迫可以导致疏叶骆驼刺叶片脯氨酸的大量积累,说明脯氨酸在疏叶骆驼刺的抗旱生理中起到重要作用。夏季灌溉可以有效改善疏叶骆驼刺样地的水分状况,提高光合生产力。     

艾比湖流域典型荒漠植被水分利用来源研究

在以风沙和干旱为基本特征的干旱、半干旱生态环境中,荒漠植被在防风固沙及维持荒漠和绿洲生态系统的稳定性方面有重要作用。选取艾比湖流域不同生境（河岸、沙丘、荒漠、盐沼）典型荒漠植被胡杨（Populus euphratica）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、白刺（Nitraria sibirica）和盐穗木（Halostachys caspica）为研究对象,运用稳定同位素方法分析降水、土壤水、植株水和地下水同位素组成变化特征,量化4种植被在整个生长期内吸水来源及比例。结果表明：① 艾比湖流域降水δ²H和δ¹⁸O值变化范围为-142.5‰~-0.6‰和-20.16‰~1.20‰,表现为夏季最大,冬季最小,春秋季居中的态势。② 4类生境条件下的土壤水δ²H和δ¹⁸O值沿剖面总体表现为随着深度增加逐渐减小;不同植株茎水δ²H和δ¹⁸O值时间变化趋势基本一致,春季最大,夏季最小,秋季又逐渐增加;不同植株间比较,盐穗木茎水稳定同位素值最大,其余依次为白刺、梭梭和胡杨。③ 荒漠植被在不同生长期吸水来源及利用比例不同,梭梭在整个生长期主要利用地下水;白刺利用水源比例在整个生长季内变化较大,春季主要利用表层土壤水,贡献率为80%~94%,夏季利用深层土壤水的比例为31%~36%,秋季利用中层土壤水的比例达到33%~36%;盐穗木春季和秋季主要利用表层土壤水,夏季中间层土壤水比例略有提升,为20%~36%;胡杨春季主要利用中间层土壤水,利用比例为53%~54%,夏季主要利用地下水,比例达到72%~88%,河水利用比例仅为2%~5%,秋季河水利用比例升高为11%~21%。研究结果显示,干旱区荒漠植被生长季内水分利用来源差异明显。本文为了解干旱区荒漠植被的水分利用机理、水分适应策略,以及植被恢复和管理提供理论依据。     

绿洲与沙漠地带疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia.)光合生理特征的适应差异

光系统Ⅱ的电子传递、生物量积累和形态变化三个方面对比研究了新疆石河子地区绿洲和沙漠生境下疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)光合生理特征的适应特点,发现两地Pn(净光合速率)特征值表现出清晨高,午后低的节律变化。沙漠生境下疏叶骆驼刺具有光饱合点高、蒸腾速率低和高水分利用率的特点,而绿洲生境下疏叶骆驼刺则通过较高的蒸腾速率来维持其高的光合速率,表现出高蒸腾、高光合的特点。二个样点Pn都与gs,WUE相关显著,而受Fv/Fm和水势变化的影响较小。认为疏叶骆驼刺对新疆沙漠和绿洲二种生境具有良好的环境适应性,并形成了不同的光合生理的适应特点;沙漠环境虽然不利于种群繁殖,但不影响疏叶骆驼刺的个体生长。     

腾格里沙漠沙坡头地区固沙植被对生物多样性恢复的长期影响

地处腾格里沙漠东南缘的沙坡头人工固沙植被始建于1956年,46 a来不仅确保了包兰铁路沙漠地段的畅通无阻,而且对区域生态环境的恢复产生了巨大的影响,成为我国干旱沙漠地区交通干线荒漠化防治与生态恢复的成功模式。长期定位监测结果表明:人工固沙植被建立4~5 a后,沙丘表面物理结构初步得到稳定,并由大气降尘形成的无机土壤结皮逐渐演变形成土壤微生物结皮。荒漠藻类、苔藓和地衣等隐花植物在结皮层中得到了大量的繁衍:固沙植被建立46 a后出现藻类24种;苔藓仅有5 种,少于天然固定沙丘结皮上的种类,此外,地衣也在植被区发现,这说明固定沙丘景观逐渐趋于稳定的状态;相对于流沙区,固沙植被区近地面风速降低了 40%,土壤有机质含量增加了60%,其中氮、磷、钾等荒漠生态系统主要限制养分因子及土壤理化性质得到了改善,沙丘表层成土过程明显;土壤水分循环的时空变异驱动了植被的演变,为大量的草本的侵入和定居创造了条件;此外,对鸟类、昆虫和土壤动物及荒漠动物的生存产生了积极的影响。46 a后,固沙植被区共有鸟类 28 种,昆虫 50 种,动物 23种。生物多样性的恢复使原有的相对单一的固沙植被演变成一个结构、组成和功能相对复杂的荒漠生态系统。沙坡头地区生态环境在人为促进下的恢复为我国西部生态建设提供了科学依据。     

不同水分条件下疏叶骆驼刺(Alhagi sparifolia)生长及根系分株构型特征

以塔克拉玛干沙漠南缘优势植物种疏叶骆驼刺(Alhagi sparsi folia)为对象,在策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站进行田间试验,对不同水分条件下疏叶骆驼刺幼苗根系生长特征、分株地上部分生长特征、分株根系构型特征进行了研究.结果表明:疏叶骆驼刺幼苗根冠比在不同水分处理之间差异不显著,根系深度随着土壤水分有效性的降低逐渐增加;分株地上部分指标均随土壤水分有效性降低显著减小,除处理B(灌溉量180mm,灌溉1次)和处理C(灌溉量90 mm,灌溉2次)之间地上生物量差异不显著外,不同处理之间分株株高、冠幅、地上生物量差异均达到显著水平(p＜0.05);不同水分条件下疏叶骆驼刺分株种群密度、分株之间间隔物长度差异显著(p＜0.05);随着土壤水分有效性由高到低变化,分株生长格局逐步由“密集型”向“游击型”过渡,分枝角度之间差异不显著,且全部集中在90°左右;通过对分株层土壤水分含量与分株数量的分析发现,二者具有较好的相关性,分株数量随土壤含水量变化呈二次曲线变化.     

河西走廊荒漠绿洲过渡带封育对土壤和植被的影响

在河西走廊荒漠绿洲过渡带,封育天然植被是植被群落恢复、防止绿洲沙漠化的有效措施。以流动沙丘作为对照(0年),对封育5年和15年的半固沙和固定沙丘植被群落以及土壤进行调查取样和分析。结果表明:随着封育年限增加,天然固沙植被群落生物多样性增加,灌木层和草本层植物密度、盖度和生物量都显著增加,灌木层盖度从10%增加到40%,草本层以一年生草本植物为主,物种从5种增加到8种,生物量从1 g·m^-2增加到13 g·m^-2。随着天然植被盖度增加,土壤表层沙土细粒化明显,沙土中黏粉粒含量显著增加,土壤质地由粗质沙粒向细质沙粒转变;随着沙土中黏粉粒成分的增加,沙土有机质、全氮、全磷含量也增加,灌丛下土壤养分含量高于灌丛间,“沃岛效应”明显。同时,在灌丛下表层土壤出现明显的盐分集聚现象,其中SO₄^2-、K⁺、Na⁺含量分别增加了6、3、17倍。在降水100 mm左右的荒漠绿洲过渡带,封育可以显著恢复固沙植被群落和提高沙土质地和养分。     

荒漠草原2种植物群落土壤微生物及土壤酶特征

测定和分析了甘肃省金昌市金川区荒漠草原土壤微生物数量、微生物生物量和土壤酶活性。结果表明：同层土壤3大类微生物（真菌、细菌和放线菌）数量、土壤微生物量碳和氮含量及4类土壤酶（蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶）活性均表现为盐爪爪（Kalidium foliatum）群落大于骆驼刺（Alhagi sparsifolia）群落,而土壤微生物量磷含量相反;同一植物群落,不同层土壤微生物数量（除骆驼刺群落中的真菌亚表层最高外）、土壤微生物量碳、氮、磷含量及土壤酶活性（除骆驼刺群落中脲酶呈现高-低-高-低趋势外）均呈现随土层的加深而降低的趋势;金川区荒漠草原不同植物群落不同空间层次土壤微生物数量、微生物生物量和各种酶之间有不同程度的相关性。     

乌兰布和沙漠周边典型植物群落防风阻沙效果北大核心CSCD

为揭示荒漠生态系统典型群落样地对近地层风沙活动规律,阐明荒漠生态系统中不同植被类型的防风阻沙效果,在乌兰布和沙漠东北缘荒漠-绿洲过渡带选择油蒿(Artemisia ordosica)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、四合木(Tetraena mongolica)4种典型植物群落,以裸沙丘作为对照样地(CK)开展群落风沙活动观测研究。结果表明:群落内风速廓线符合对数分布规律;相对于裸沙丘地,4个样地的地表粗糙度显著增加,防风效果随距地高度增加而减小;在植物高度范围内,植物防风效果较好,植物高度范围外的防风效果减小,但仍有一定防风作用。植被的防风阻沙效果差异性来源于植被构型的差异。群落样地的输沙率符合指数Q=a+e^(bH)(a>0,b<0),且显著小于对照样地,植被可以有效减少近地表层输沙。4种群落距地面0—100 cm高度范围阻沙效果梭梭>霸王>四合木>油蒿。植被的防风固沙效果与植被高度、盖度和侧盖度线性关系显著。群落高度、盖度和侧盖度作为植物构型量化的一种形式,在其中起到关键作用。油蒿、霸王、梭梭及四合木群落在该地区具有良好的防风阻沙效果。     

刈割治理互花米草对河口沼泽CO2和CH4排放通量的短期效应

河口沼泽因地理位置的特殊性,极易遭受外来生物的入侵.刈割是治理河口沼泽外来入侵种互花米草(Spartina alterniflora)常用的物理方法之一.在涨潮前和落潮后两个时段,采用静态箱一气相色谱法,连续7d采集气样,研究了刈割治理对闽江河口鳝鱼滩互花米草沼泽生态系统CO2和CH4排放通量的短期影响.结果表明,经刈割治理的互花米草沼泽样地CO2和CH4排放通量都显著低于对照样地(p＜0.05);其中,CO2排放通量减小的幅度大于CH4排放通量;涨潮前,刈割样地CO2排放通量在第6天开始恢复上升,CH4排放通量的增加早于CO2.落潮后,刈割样地CO2排放通量与5 cm土温显著负相关(n=21,r=-0.704,p＜0.01);对照样地CH4排放通量与表层土壤盐度显著负相关(n=21,r=-0.611,p＜0.01).     

黄土坡面不同植被恢复阶段的减流减沙效益研究

在延安燕沟流域退耕黄土坡面,根据植被状况建立不同植被恢复阶段(耕地、草地、灌木地、林地)径流小区,分析在退耕还林(草)工程实施以后,不同植被恢复阶段的减流减沙效益。结果表明,与坡耕地相比,各小区的减流减沙效益为:林地>灌木地>草地,草地和灌木地的减沙效益大于减流效益。对比草地和灌木地刈割前后的产流产沙量,可以看出,草地和灌木的减流效益有80%以上是由于地表枯落物及根系拦蓄径流造成,刈割后产沙量有明显增加,表明处于植被演替初级阶段的近地表层生态功能仍然比较脆弱,仍需进行封育保护。     

多枝柽柳和疏叶骆驼刺幼苗生物量分配及根系分布特征

以塔克拉玛干沙漠南缘荒漠-绿洲过渡带上两种主要建群种植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和疏叶骆驼刺(Alhagi.sparsifolia SHAP.)的一年生幼苗为研究对象,采用人工壕沟全根挖掘法,研究同一生境条件下两种植物幼苗在生物量分配、根冠比、根系分布特征对极端干旱环境的适应特征.结果表明:(1)两种植物幼苗生物量分配策略明显不同.多枝柽柳幼苗把更多的生物量分配到地上,其根冠比为0.75;而疏叶骆驼刺幼苗把更多的生物量分配到地下,其根冠比为1.73.(2)两种植物幼苗地上/地下生物量属于典型的幂函数异速生长关系,异速生长模型的相关系数都在0.83以上.(3)两种植物幼苗根系分布各异.多枝柽柳幼苗根系多由垂直的主根和水平扩展的侧根组成,根长在垂直剖面上近似"丰"字形分布;骆驼刺幼苗根系在土壤中呈网状分布,根长在垂直剖面上近"古"字形分布.     

潜水埋深对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响

研究了潜水埋深(40、80、120、180、220cm)处理对一年生疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响。结果表明:随着潜水埋深的增加,疏叶骆驼刺幼苗叶片厚度逐渐增加,叶片厚度在220cm埋深下最大,长度和宽度在120cm埋深下最大,且叶片长度呈优先减小的趋势;潜水埋深变化对疏叶骆驼刺株高生长影响不大,但对冠幅和分枝数的生长影响显著(p0.05);除40cm埋深处理中根系以平均1.24cm·d-1的速率扎入地下水层外,其他4个处理根系生长速率随潜水埋深的增加而增加,且180cm和220cm埋深下根系生长速率明显高于其他3个处理;根系到达220cm潜水埋深的时间为123d;幼苗生物量积累随着潜水埋深变化先增加后减小,茎叶生物量在120cm埋深处理中达到最大值,而根系生物量在180cm埋深下最大。潜水埋深变化对疏叶骆驼刺地上部分和根系生长的影响不同,潜水埋深增加有利于根系生长和根系生物量增加;以120cm为拐点,潜水埋深过浅或过深都会抑制地上部分生长;220cm潜水埋深条件下,疏叶骆驼刺生长缓慢且生物量的累积最小,表明若潜水埋深大于220cm则对幼苗生长不利。     

风蚀沙埋对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和花花柴(Karelinia caspica)幼苗的生理影响

风蚀沙埋是风沙活动区植物生长发育面临的重要干扰因子。以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带主要建群种疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和花花柴(Karelinia caspica)幼苗为研究对象,通过控制试验设置对照、1/3 H(H为林高)沙埋、2/3 H沙埋、3/3 H沙埋、风蚀2cm、风蚀5cm和风蚀10cm等7个处理,测定处理后2种植物幼苗的丙二醛、可溶性糖、叶绿素含量和光合参数,系统研究这2种植物幼苗对风蚀沙埋的生理响应。结果表明:(1)风蚀沙埋后,花花柴幼苗体内丙二醛累积,造成膜损伤,而疏叶骆驼刺幼苗的丙二醛含量变化不大。(2)沙埋胁迫下疏叶骆驼刺幼苗的叶绿素含量升高,而风蚀胁迫下叶绿素含量降低。3/3 H沙埋下花花柴叶绿素含量显著升高,其他风蚀沙埋处理下叶绿素含量均降低。(3)风蚀沙埋处理下,疏叶骆驼刺幼苗的光合速率升高,而花花柴幼苗的光合速率降低,可见疏叶骆驼刺幼苗耐风蚀沙埋的能力强于花花柴幼苗。     

塔干沙漠南缘骆驼刺幼苗根系生长和分布对不同灌溉量的响应

为修复绿洲-荒漠过渡带上受损的骆驼刺群落,创造适宜幼苗正常生长的土壤水分条件,2009年3—10月,在塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围研究了不同灌溉梯度对骆驼刺幼苗根系生物量积累、根系空间分布以及根冠比等的影响。结果表明,灌溉对骆驼刺幼苗根系生长和分布有显著影响,干旱胁迫（处理A）下幼苗扎根深度最大,但各月根系生物量积累却有限,根系干重较适度灌溉（处理B）下降了38.8%,尤其是细根（<2 mm）萎缩严重,只占总根重的18.1%;过度灌水（处理C）也导致了根系生物量和细根比重有不同程度的下降。各处理下,骆驼刺幼苗根系干重均随土壤深度的增加而逐层降低,大量根系集中在0~40 cm的表层,而且灌溉量越多,消根系数β越小,这种集中趋势越明显。随着幼苗的生长发育,骆驼刺幼苗根冠比逐渐增大,反映了骆驼刺将越来越多的资源投入到了地下部分,这符合荒漠区植被的生长特性。处理B下骆驼刺幼苗根系生物量积累最多,而且空间分布最大,表明适度灌溉有利于幼苗根系的正常生长和合理分布,对提高其潜在生产力具有积极意义。     

伊犁河谷不同植被带下土壤有机碳分布

结合2008年和2009年野外实地调查与室内分析的资料,运用方差分析等方法对伊犁河谷高山草甸、草甸草原、典型草原、荒漠草原、温性针叶林等9种不同植被条件下的土壤有机碳含量分布及其储量进行了分析估算.研究结果表明:伊犁河谷土壤有机碳含量因植被类型变化而不同.在0～50 cm土层范围,高山草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,其次是温性针叶林和典型草原,含量最低的是隐域植被和荒漠植被土壤.除隐域植被外,各植被类型下土壤有机碳含最基本呈随着土层深度增加而降低的,变化趋势.有机碳密度同样是高山草甸、草甸草原和温性针叶林土壤有机碳密度较高且比较相近,荒漠植被下土壤有机碳密度最低.伊犁河谷草地表层土壤有机碳含量高、密度大,因此应重视对伊犁河谷草地的保护,尤其要保护草地表层土壤以降低浅层土壤有机碳发生变化的可能性,维护土壤碳库的稳定性.     

乌兰布和沙漠人工绿洲沙害综合控制技术体系

将乌兰布和沙漠绿洲分为绿洲生态经济核心区、绿洲-荒漠生态缓冲区和自然荒漠生态恢复区3个功能区,基于各功能区的地貌、植被、土壤及沙害特征与沙源,立足因地制宜规划、因害设防整治的设计思想,提出“流沙固阻带、封沙育草带、防风阻沙带、绿洲防护林网”四带一体的综合防治体系防御流沙入侵,采用工程、农艺等应急措施体系控制绿洲内土壤风蚀和零星流沙的危害,为人工绿洲沙害的综合控制提供了科学依据。     

不同时期刈割对互花米草根系生理影响的研究

于2007年4～9月期问,在泉州湾河口湿地生长互花米草(Spartina alterniflora)的滩涂上,采用不同时期对互花米草进行齐地面刈割的方法,测定互花米草根系生理指标,探讨不同时期刈割对互花米草根系生理产生的影响及机制,为利用物理方法治理互花米草奠定理论基础.结果表明,5月22日和7月21日的刈割使互花米草根系可溶性总精含量总体保持在较低的水平,而4月22日、8月20日和9月19日的刈割虽然也造成根系可溶性总糖含量变低,但其比5～7月刈割后根系可溶性总糖含量高很多;4～7月刈割导致互花米草根系代谢急剧减缓,尤其6～7月刈割使根系活力同比下降了90.58%～92.17%,而8月和9月的刈割则促进了根系代谢,表现为根系活力提高;各刈割处理都会引起互花米草根系游离氨基酸含量增加,5～7月刈割使根系游离氨基酸增加量最大;5～8月刈割使根系可溶性蛋白质含量增加,而4月22日和9月19日的刈割使根系的可溶性蛋白质含量减少;4月22日和7月21日刈割使互花米草根系活性氧清除系统保护酶活性下降,根系活性氧清除系统的功能减弱,而5月22日、6月21日、8月20日和9月19日刈割后,互花米草根系活性氧清除系统保护酶活性上升,根系活性氧清除系统的功能增强.7月刈割互花米草能有效控制互花米草的扩散.     

刈割+水淹治理互花米草技术对湿地土壤性状及其有机碳含量的影响

为了监测刈割+水淹+种植秋茄综合治理互花米草对土壤理化特征的影响,于治理前、治理1个月后、治理8个月后采集治理区和对照区(互花米草样地)土壤,测定土壤有机碳含量等理化指标。结果表明,整个治理过程中,互花米草治理区和对照区各土壤层pH值无显著性差异(P>0.05),治理过程未造成土壤pH值的变化;治理区表层土壤(0～10cm)土壤密度显著高于对照区,其他土层则无显著差异(P>0.05),治理过程导致表层土壤板结,土壤密度增大;此外,治理1个月后,治理区表层土壤(0～10cm)有机碳显著高于对照区(P<0.05),治理8个月后则显著低于对照区(P<0.05),治理措施导致土壤表层土壤有机碳含量先增加后降低。总之,刈割+水淹+种植秋茄综合治理互花米草对湿地表层土壤有机碳含量等产生一些影响。     

干旱区绿洲荒漠带土壤水盐异质性及生态环境效应研究——以黑河中游张掖绿洲为例

对黑河中游地区典型绿洲的土壤含水量与含盐量分析表明,在无灌溉情况下,绿洲及绿洲边缘过渡带表层土壤含水量水平分异明显,由绿洲区的20%左右递减到绿洲荒漠生态过渡带的2.9%。绿洲荒漠带土壤水分变化反映了人类利用绿洲水资源的程度,在绿洲地下水资源开发过度和绿洲边缘人类活动剧烈的区域均存在着生态裂谷,对绿洲生态系统的稳定极为不利。绿洲荒漠带土壤可溶性盐分含量的水平分异表现为绿洲土壤可溶性盐分含量比绿洲荒漠生态过渡带和荒漠区低;绿洲界外区不同荒漠类型土壤含盐量变化不同,在绿洲外围沙质荒漠区,土壤含盐量较低,在绿洲外围砾质荒漠（戈壁）区,土壤含盐量明显高于绿洲区;荒漠区土壤含盐量的垂直变化表明,含盐量最高的聚集层一般不在表层,而在40～60 cm的亚表层。受土壤水盐分异的影响,绿洲外围荒漠植被类型出现分异,从高位绿洲到中位绿洲,外围区荒漠植被的耐旱性和耐盐性均增加。     

黄土高原西部荒漠草原植被恢复的土壤水分管理研究

针对兰州地区荒漠草原带具有代表性的三种地带性植被：草本植被短花针茅、灌木植被珍珠猪毛菜、荒漠锦鸡儿,对其0~2.0 m的土壤含水量进行了比较,同时对草本和灌木植被的根系进行了测定。结果表明：天然植被对土壤含水量的影响在1 m以上。随着土壤深度的不断加深,土壤含水量呈减少趋势而后趋于稳定。短花针茅区1 m以上含水量比珍珠猪毛菜和荒漠锦鸡区平均高1.08和1.21个百分点;1 m以下土壤含水量变化情况是:珍珠猪毛菜区最高,荒漠锦鸡儿区最低。本文在分析了兰州地区荒漠草原区土壤水分动态的基础上,提出了这一地区植被恢复的对策。