古尔班通古特沙漠6种荒漠草本植物的生物量分配与相关生长关系

选取古尔班通古特沙漠6种优势草本（2种短命植物,2种类短命植物,2种一年生长营养期植物）,对比分析了生物量分配及相关生长关系的异同。结果表明：（1）粗柄独尾草（Eremurus inderiensis）和细叶鸦葱（Scorzonera pusilla）的地下生物量较高,根冠比分别为1.412、2.751;小花荆芥（Nepeta micrantha）、琉苞菊（Hyalea pulchella）和雾冰藜（Eremurus inderiensis）、角果藜（Scorzonera pusilla）的地下生物量均较小,根冠比无显著差异,分别为0.150,0.184,0.144,0.101;2种类短命植物具有相似的叶片生物量分配比例,但其余4种植物的叶片生物量分配比例均存在显著差异。（2）6种植物的根冠比随个体增大均呈异速减小,而叶片生物量分配比例与植株大小的关系不一致,表现为异速减少（如细叶鸦葱）或保持恒定（如粗柄独尾草）的趋势。（3）小花荆芥和琉苞菊的地下与地上生物量间为等速生长关系,而粗柄独尾草、细叶鸦葱、角果藜以及雾冰藜则呈现出个体越大地下生物量分配比例越少的格局（异速生长）;6种植物的地下与叶片生物量间均为等速生长关系,且具有共同的相关生长指数（1.035）。6种植物的根冠比和叶片生物量分配比例的差异不仅与物种自身的遗传特性有关,还受个体大小的影响;地下与地上生物量分配存在等速和异速生长的差异;叶片与地下生物量间具有相同的生物量分配速率,表现出对干旱荒漠环境的趋同适应。     

克隆植物准噶尔无叶豆的种群生物量结构及回归模型

根据根茎型克隆植物的特征,建立准噶尔无叶豆各构件单元生物量的模型。结果表明,准噶尔无叶豆的根茎生物量、根生物量、枝生物量和果实生物量分别是6.33、39.72、27.93 g·m^-2和3.47 g·m^-2。地上生物量所占比例为40.55%,小于地下生物量所占的比例59.45%。植株本身的高（H）、高与冠幅（C）的乘积（CH）与各部分生物量间的相关性很高;但C与各部分生物量间的相关性相对较低。在分析H、CH与各生物量相互关系的各种数学模型中,大多数模型有显著的相关性,选择其中相关显著性和R2值最高的模型,建立它们之间的相互关系模型。使用植株的CH所建立起来的线性数学模型对生物量的预测较好,为估算荒漠克隆灌木植物的生物量,提供个例物种的示范。     

青藏高原维管植物物种丰富度分布的情景模拟

如何充分利用离散的观测数据,通过对维管植物物种分布丰富度及其与生境因子之间的相互作用和影响机理的定量分析,实现维管植物物种丰富度的空间分布及其情景模拟,是目前生物多样性研究前沿和核心内容之一。针对这一问题,在实现青藏高原37个国家自然保护区的维管植物物种数量收集和边界数据矢量化的基础上,分别进行维管植物物种数量与土地覆盖类型、环境因子和景观生态指数等三大类生境因子之间的相关关系的定量计算和对比分析,筛选和确定最佳相关分析方程,进而构建青藏高原维管植物物种丰富度的空间模拟分析模型。该模型中,维管植物物种丰富度与生境因子之间的复相关系数为0.94,模型验证结果表明,青藏高原的维管植物物种的平均丰富度为496.79种/100 km²,其空间分布格局整体上呈东南向西北逐渐减少趋势;另外,除柴达木盆地荒漠区域以外,维管植物物种的空间分布随海拔的升高而减少。基于CMIP5 RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5三种气候情景模拟获得的青藏高原维管植物物种丰富度未来情景结果显示,在T0-T4（2010-2100）时段内,青藏高原维管植物物种丰富度整体将呈减少趋势。RCP 8.5情景下青藏高原维管植物物种丰富度的变化幅度最大,而RCP 2.6情景下的维管植物物种丰富度的变化幅度最小。研究表明,本文构建的模型能够对青藏高原维管植物物种丰富度的空间分布格局及其未来情景进行模拟分析,模拟结果可为青藏高原生物多样性及其对气候变化响应的综合评估和情景模拟提供方法和技术支持。     

甘肃酒泉荒漠戈壁灌木群落优势物种生态位特征

了解物种利用资源和占据生态空间的能力，对维持完善和科学保育荒漠戈壁植物群落的多样性具有重要意义。在综合反映各生态因子作用的群落类型和海拔梯度组合而成的两条资源轴上，测度分析了甘肃酒泉荒漠戈壁灌木群落主要优势种的生态位特征。结果表明：(1)在群落类型和海拔梯度两条资源轴上，红砂（Reaumuria songarica）、泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）和合头草（Sympegma regelii）的重要值和生态位宽度均较大，说明这些物种适应能力强,能够较好地利用环境资源，分布范围大，作为荒漠戈壁灌木群落中的广域种具有重要的生态地位和作用。(2)荒漠戈壁优势物种间的生态位重叠值多数较小，在群落类型和海拔梯度资源轴上生态位重叠值小于0.5的分别占总种对的62.63%和77.89%。生态位宽度大的物种之间一般生态位重叠值较高，物种利用资源能力强且存在竞争关系；然而，生态位宽度较小的物种与其他物种之间的生态位重叠程度较低，不同物种在环境资源的需求上产生互补，可以和谐共存；生态位宽度小的物种之间生态位重叠值仍较高，物种分布呈斑块现象；因此，生态位重叠与生态位宽度之间无显著相关性。(3)荒漠戈壁优势物种间总体表现为不显著的正关联，表明该植被群落结构及其物种之间处于稳定共存的状态。     

荒漠草地4种灌木生物量分配特征

生物量是植物积累能量的主要体现,其在各器官中的分配是植物对环境适应的结果,反映了植物的生长策略。生物量分配会影响不同碳库之间的碳周转,进而影响陆地生态系统碳循环。选取腾格里沙漠东南缘荒漠草地的4种优势灌木种,采用全挖法在个体水平上研究了各器官的生物量以及地下-地上生物量关系(根冠比R/S),试图揭示生物量在各器官中以及地下-地上的分配格局。结果表明:不同物种生物量在地上部分各器官中的分配策略不同;R/S也不相同,其中红砂（Reaumuria soongarica）最大(中值为0.972),珍珠（Salsola passerina） (中值为0.744）和驼绒藜（Ceratoides latens）(中值为0.670)次之,盐爪爪（Kalidium foliatum）最小(中值为0.179),这表明4种灌木具有各自独特的生长策略。随着灌木的生长,冠幅和生物量不断增大,R/S呈下降趋势,说明植物在开始生长阶段对限制性的水分和养分可能有更高的竞争需求。4种灌木的根系分布在不同种间也存在差异,盐爪爪根系较浅(主要分布在0～30 cm土层),其次是珍珠（主要分布在0～50 cm土层),驼绒藜和红砂的根系分布较深(主要分布在0～70 cm土层)。驼绒藜、红砂和珍珠的地下-地上生物量分配模式支持等速生长假说,而盐爪爪的地下-地上生物量分配模式则不支持该假说。4种灌木的地上生物量与地下生物量(经对数转换)均呈极显著的线性相关关系(p<0.001),决定系数介于0.81~0.93之间,这一相关关系可以应用于对荒漠草地地下生物量的估算。本结果有助于进一步研究荒漠生态系统的生物量分配格局和碳循环。     

准噶尔沙蒿群落主要物种间的关联性分析

采用方差比率法(VR),基于2×2列联表的χ2统计量、Ochiai联结指数(OI)以及去势对应分析(DCA),对准噶尔荒漠地区15个准噶尔沙蒿(Artemisia songarica)群落21个主要物种间的关联性进行了分析。结果表明:准噶尔沙蒿群落物种间总体为显著正关联(VR=2.726>1)。210个种对中,正关联种对数(125对)多于负关联种对(85),且前者达到显著关联的种对数(53)也多于后者(4)。准噶尔沙蒿与伴生种间虽为显著正关联,但OI联结指数稍小。群落内多数伴生种间的关联性较弱(OI<0.4),表明物种多趋于独立和随机分布。群落优势种琉苞菊、角果藜、囊果苔草、尖喙牻牛儿苗、齿稃草和条叶庭荠之间为显著正关联,且OI指数最大,表明这些物种具有相似的生态需求。DCA排序图中的种间距离和分布位置较好地表征了物种之间的相互关系,印证了上述结论。总之,准噶尔沙蒿群落虽生境不同,但群落内种间关系总体上较稳定,这对准噶尔沙蒿种群分布和群落发展较有利。     

祁连山北麓荒漠草原5种优势植物生物量与土壤养分特征

为明晰荒漠草原优势植物的植物生物量与土壤养分关系,研究选取祁连山北麓肃北区域荒漠草原骆驼蓬（Peganum harmala）、狗尾草（Setaria viridis）、中华羊茅（Festuca sinensis）、碱茅（Puccinellia distans）和冰草（Agropyron cristatum）5种优势植物,测定该其生物量和根际土壤养分,探究其植物生物量分配及其与土壤养分间的关系。结果表明：（1）5种优势植物间总生物量和根冠比差异显著（P<0.05）,骆驼蓬总生物量最高,碱茅最低。多年生的骆驼蓬、碱茅、中华羊茅和冰草植物生物量大部分集中在地下,一年生的狗尾草植物生物量大部分集中在地上,不同植物间根冠比大小为：碱茅>冰草>中华羊茅>骆驼蓬>狗尾草。（2）5种植物根际土壤有机碳、碱解氮、速效钾、全氮、全磷、全钾及其化学计量特征均存在显著差异（P<0.05）,5种植物根际间土壤碳氮比大小为碱茅>狗尾草>冰草>骆驼蓬>中华羊茅。（3）不同植物生物量、根冠比及土壤养分变异性不一致,骆驼蓬、狗尾草和中华羊茅的根际土壤全钾与碱茅...     

塔里木河下游典型荒漠河岸植物水分来源

通过对塔里木河下游典型荒漠植物河岸胡杨（Populus euphratica,成年和幼龄）、柽柳（Tamarix ramosissima）、甘草（Glycyrrhiza inflata）、骆驼刺（Alhagi sparfolia）木质部水及不同潜在水源的稳定性氧同位素值的测定,并利用多源线性混合模型（IsoSource）和相似性比例指数（PS指数）分别分析了各潜在水源对不同植物的贡献率以及各月份不同植物间的水分利用关系。结果表明：（1）在塔里木河下游,成年胡杨、幼龄胡杨、柽柳几乎都不利用0~50 cm的表层土壤水,而主要利用200 cm以下的深层土壤水和地下水,而甘草、骆驼刺主要吸收50~200 cm的土壤水。（2）在生长季的不同月份里,除个别月份外,胡杨（成年和幼龄）、柽柳之间存在激烈水分竞争;甘草、骆驼刺在生长旺季和末期对各水源都存在较强的竞争关系,而成年或幼龄胡杨、柽柳和甘草、骆驼刺之间水分竞争关系较弱。（3）在塔里木河下游,为了适应极端干旱,无论是乔木胡杨、还是灌木柽柳,水分来源主要是较稳定的深层水源,且对各水源的利用比例在不同月份波动不大。     

皋兰老虎台红砂种群在不同坡向的空间格局及关联性

种群的空间格局是研究植物种群相互作用及种群与环境关系的重要方法。红砂（Reaumuria soongarica）是黄土高原半干旱区的主要物种，通过野外的群落调查，运用空间点格局分析法中的Ripley K函数，分析甘肃皋兰老虎台荒漠植被不同坡向红砂种群的空间分布格局与种内关联。结果显示：红砂种群为增长型种群，其在不同坡向的分布具有显著差异；南坡及西南坡坡向上，红砂种群Ⅰ、Ⅱ级个体在小尺度上呈显著聚集分布，随着龄级及空间尺度的增加，红砂种群聚集强度逐渐减弱，最后趋于随机分布。西坡、西北坡坡向上生长大量的蓍状亚菊（Ajania achilloides）和短花针茅（Stipa breviflora）等对红砂的生长造成抑制并加剧种间竞争，各级红砂种群的分布格局均以随机分布为主。不同坡向上，红砂种群Ⅰ、Ⅱ龄级个体之间在小尺度内表现为负关联，随着尺度增加关联度降低，Ⅲ、Ⅳ龄级与Ⅰ、Ⅱ龄级个体之间呈显著的负关联，而Ⅲ、Ⅳ龄级之间没有明显关联性，表明龄级相近的个体在空间分布上是相互独立的。综上所述，在黄土高原半干旱区，影响红砂种群分布的主要因素除了其自身的生物、生态学特性外，微生境的影响也十分重要。     

湿地克隆植物根茎对变境适应的表型可塑性

根茎是植物显著变异的地下茎,对于研究湿地克隆植物的结构功能、生长繁殖、入侵生态与进化生态等具有重要价值。根茎适应水文情势和基质养分的变化,并在本地竞争与向外入侵中表现出了显著的可塑性且具有种间差异。对于特定物种而言,根茎的内在特质反映了其所处的环境特征,而根茎生长的可塑性则显示出适应周围环境短期变化的能力。根茎与微生境之间的相互关系体现了生物与环境之间在构件尺度的协同演化过程。迄今为止的研究涵盖了根茎的生理生态诸方面,但根茎对于植物的结构、功能、生长与繁殖之间密切联系所承担的适应性角色还缺乏深入理解。在综述目前对湿地克隆植物根茎表形可塑性研究的基础上,探讨了根茎在湿地植物研究中亟待加强的特殊地位及其作为可塑性研究的模式构件的潜力,并提出了未来研究的若干方向。     

古尔班通古特沙漠草本植物生物量分配特征

草本植物层片是古尔班通古特沙漠早春生产力的主要贡献者,为深入了解荒漠草本植物在群落水平上对荒漠环境的整体适应性,分析了沙漠中部1 hm2样地中草本植物层片地上与地下生物量分配关系,并验证了草本植物层片生物量与根冠比、物种丰富度以及植株密度之间的关系.结果 表明:(1)类短命植物囊果苔草(Carex physodes)是...     

古尔班通古特沙漠纵向沙垄植被空间异质性

在古尔班通古特沙漠南部纵向沙垄上按5 m×10 m的网格测度植被样方100个,采集浅层风沙土样品184件。调查发现,乔灌木层片和草本层片的分布及相互关系明显受沙垄地形影响,并且在干旱环境下种群间的竞争和空间上的互补使两层片生态优势度具有显著的相关性。地统计分析结果显示,纵向沙垄上植被空间异质性表现为木本层片的物种多样性呈斑块状分布,草本层片物种多样性呈现平行沙垄的带状结构和斑块结构叠加的特点,而植被盖度则在垂直沙垄走向的方向上具有强烈的梯度性变化。和沙垄土壤理化性质空间格局特征相对比,植被盖度及物种多样性与风沙土浅层含水量在自相关空间（变程）及空间异质性程度上比较接近。这是纵向沙垄小生态系统中草本植物和浅层土壤水分耦合关系在空间上的反映,也是木本植物对水分和土壤资源在小尺度（m）上竞争及中小尺度（10～100 m）上互补的结果。     

Coyote diets in the Chihuahuan Desert, more evidence for optimal foraging

With 7 years data on coyote prey use and availability, we tested three predictions based on optimal foraging: (1) the proportion eaten of the most profitable item is constant regardless of availability, (2) under a constant density of higher ranked prey, there is no relationship between the proportion eaten of low profitability items and their density, (3) the ratio of number consumed to availability for the highest ranking prey item should be negatively related to availability. We tested these predictions with regression analyses. We found no significant linear relationship between lagomorph availability and use. There was no significant linear relationship between percent frequency of occurrence of rodents nor arthropods and their respective availabilities for two levels of availability of lagomorphs. We found a significant negative relationship between number consumed/number available to availability for lagomorphs but not for rodents nor arthropods. The results supported the three predictions and we concluded that coyotes are foraging optimally.     

Ant assemblages at their dry limits: the northern Atacama Desert, Peru, and the Chott El Djerid, Tunisia

Ants do not occur in the rocky desert of the Nazca Plain, Peru, except in the vicinity of shrubs in outwash gulleys, where there are two species that have similar activity periods and microhabitats and exhibit interference competition. Only one species of ant was found on the Chott El Djerid, Tunisia, a large, dry salt lake, devoid of vegetation.     

柴达木盆地风沙地貌区风况特征

利用自动气象观测仪所记录的1年风速数据,计算并分析了柴达木盆地风速、风向及输沙势等风况特征的时空变化。结果表明:该区风速最大值出现在春季,最小值出现在冬季,季节变化明显,且在空间上表现为自西北向东南递增的趋势;起沙风风向以NW、WNW为主,主风向和次风向的组合在空间分布上存在明显不同,风况与沙丘类型比较吻合;常年以稳定的西北气流为主,东南气流所占比重小,仅出现在夏季;柴达木盆地整体属于中风能环境,一年中风沙活动最强烈的季节为春季,风沙活动强度由西北向东南逐渐增强。     

内蒙古羊草草原优势物种生产力对气候变化响应的动态模拟

气候变暖影响植物生产力,进而影响群落的结构和演化。本文提出在不同的温度年变化率条件下内蒙古锡林郭勒盟锡林河流域羊草草原主要物种演化的动力学模型,模拟了近几十年来4个主要物种羊草、大针茅、变蒿和西伯利亚羽茅的地上初级生产力对气候变暖的响应过程。模拟和预测结果表明,在气温升高幅度不大的情况下,这4个物种的优势顺序不会发生改变,当温度年变化率高于0.06℃时,竞争能力相近物种的优势顺序发生了转换,即第一、三奇数优势物种羊草和变蒿退化为第二、四偶数优势物种,原来的偶数优势物种第二、四大针茅和西伯利亚羽茅进化为第一、第三奇数优势物种,出现的物种优势顺序为大针茅、羊草、西伯利亚羽茅和变蒿。如果温度年变化率达到0.17℃,物种的强弱顺序将重新组合,变为大针茅、西伯利亚羽茅、羊草和变蒿。现有的观测资料初步验证了这种变化的可能性。研究结果为该区羊草草原群落动态预测和草原管理提供依据。     

两种鹤虱属短命植物的繁育系统及其对荒漠环境的适应

两形果鹤虱（^{Lappula duplicicarpa}）和异形狭果鹤虱（^{L. semiglabra}）是两种广泛分布于新疆准噶尔荒漠的具异形果实的早春短命植物。两种植物同一花中均能产生两种形态、脱落及扩散方式明显不同的小坚果,且同一花序上不同部位的花中产生的异形果实比例不同。重点对两种植物的繁育系统与异形果实的产生是否存在联系,以及它们与准噶尔荒漠环境相适应的特点进行了观察。结果表明：①二者花均为两性,植株上同一花中以及花序上产生不同比例异形果实的花之间在花各部的数目与形态、单花花粉量(P)、胚珠数(O)和P/O值上表现均很稳定,与异形果实的产生没有直接联系。②单花花期一般在24 h左右,开花时间不受气候因素的影响。③两种植物的花粉育性均很高,花粉可育率分别为(91.0±4.7)％和(93.2±4.3)％。④散粉时二者的花粉活力均不高,散粉后花粉活力的动态变化基本一致,最佳授粉期分别在2 h和3 h以内,柱头的最佳可授期均在3 h以内,花粉的最佳授粉期与柱头的最佳可授期高度吻合。⑤ 两种植物的P/O值分别为1 222±197和3 419±426,属于混合式繁育系统,这与套袋实验及自花授粉的荧光显微观察结果相一致。⑥ 两种植物在繁育系统上所表现出的特点,避免了准噶尔荒漠的多风、温湿度变化大等恶劣环境条件对其开花、传粉过程的不利影响,保障了繁殖成功。这些结果将为探讨短命植物对准噶尔荒漠的生态适应机制提供重要的理论依据。