立地条件和积雪厚度对古尔班通古特沙漠梭梭造林的影响

为了辨认立地条件和积雪厚度对梭梭苗木成活的影响,于2009年4月,在新疆古尔班通古特沙漠南缘选取了沙丘阴坡、沙丘阳坡、丘间平地作为研究样地,在原有自然降雪的基础上,通过补水模拟不同年份的积雪厚度,进行了梭梭春季免灌造林研究,选择适宜实施梭梭免灌造林的立地环境和积雪条件。研究结果表明,不同立地条件之间梭梭免灌造林成活率差异显著,沙丘阴坡、丘间平地和沙丘阳坡梭梭免灌造林成活率分别为53.66%、14.42%和4.73%,这与3种立地条件的土壤水分状况吻合,说明水分是影响梭梭免灌造林的关键因子;在不同的立地条件下,积雪厚度对梭梭免灌造林成活率的影响程度不同,在年积雪厚度达到17 cm时,沙丘阴坡梭梭免灌造林成活率能达到54.95%,而在丘间平地与沙丘阳坡梭梭免灌造林成活率却很小,由于3种立地条件各种环境因子的差异,造成了不同立地条件下同一积雪厚度对梭梭免灌造林成活率存在差异。     

环境过滤和扩散限制对库姆塔格沙漠南缘植物群落β-多样性的影响

β-多样性反映群落之间的物种组成差异,群落β-多样性的形成和维持一直是生态学研究的核心问题。通过对库姆塔格沙漠南缘60个植物群落的调查,结合环境因素和空间距离,通过Mantel分析以及基于距离的多元回归（MRM）,分析了环境过滤和扩散限制对研究区植物群落β-多样性及组分的影响。结果表明：库姆塔格沙漠南缘植物群落存在明显的地理衰减格局,群落之间物种组成差异较大,β-多样性高且大部分来自物种更替;环境差异和空间距离对群落β-多样性及更替组分均有显著影响,物种更替对二者的响应与β-多样性保持一致;MRM分析表明,在研究区β-多样性的形成中环境过滤和扩散限制的相对作用存在差异,环境过滤作用对β-多样性及组分的影响超过扩散作用。通过本次研究可以初步确定在库姆塔格沙漠南缘植物群落β-多样性主要由生态位过程与中性过程以及其他未知过程共同控制,其中气候、海拔等生态位因素扮演着比中性过程更为重要的角色。此外,研究区群落β-多样性可能主要由物种更替导致,不同生态过程对群落β-多样性的影响可能主要通过调控群落物种更替来实现。     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭(Haloxylon ammodendron)群落土壤蒸发特征

运用自制微型蒸发器,测定了古尔班通古特沙漠2013年4—10月原生荒漠区梭梭(Haloxylon ammodendron)群落土壤蒸发量;结合降水量资料,分析了梭梭灌丛、裸地、梭梭冠层下不同方位、与梭梭基部不同距离处、不同坡位(东坡、西坡、坡顶和丘间地)及雨后的土壤蒸发特征;模拟了土壤蒸发量与土壤含水率的关系。结果表明:土壤蒸发量表现出与降水量相似的季节变化趋势;植被对土壤蒸发量的影响并非简单的"促进"或者"抑制",在萌发期(4—5月),梭梭冠层下土壤蒸发量大于裸地,在生长旺盛期(6—9月),梭梭冠下土壤蒸发量小于裸地,在枯落期(10月)梭梭冠下土壤蒸发量与裸地土壤蒸发量差别不大;梭梭冠层下不同方位的土壤蒸发量为西、北向东向南向;距梭梭基部越近土壤蒸发量越小;不同坡位土壤蒸发量差异显著,西坡的土壤蒸发量最大,东坡和丘间地的土壤蒸发量次之,坡顶的土壤蒸发量最小,4—10月西坡、丘间地、东坡的累计土壤蒸发量分别是坡顶累计土壤蒸发量的1.26、1.09、1.14倍;雨后土壤蒸发量随时间推移近似呈负指数消减;土壤蒸发量与土壤含水率呈指数函数关系,当土壤含水率较低时,可用表层土壤含水率推测土壤蒸发量。     

喀斯特原生天坑垂直梯度上植物多样性特征——以云南沾益天坑为例

规模宏大的地表负地形——喀斯特天坑具有巨大的容积和陡峭圈闭的岩壁,在坑底形成异于坑外的独特微生境,是研究物种组成和多样性的理想场所,但目前鲜少对喀斯特天坑植物群落的生态过程及其空间变化特征进行探讨。本研究以云南沾益大毛寺原生天坑植物群落为研究对象,通过游动分割窗技术以及边缘效应值、边缘效应强度和β多样性指数的计算,对原生天坑"坑边缘—坑壁—坑底"的生态交错带进行定量判定,探讨垂直环境梯度上植物群落物种多样性变化特征及天坑内外物种多样性边缘效应特征。研究结果表明,原生天坑"坑边缘—坑壁—坑底"垂直梯度上的生态交错带出现在坑壁中域位置,宽度大约为40 m,是连接天坑内外生态系统的一个特殊生态过渡带;天坑内外植物群落在坑壁出现"断裂",存在不同于一般生态交错带的"边缘负效应";基于β多样性指数,垂直环境梯度上植物物种更替率总体呈上升趋势,坑底与坑边缘的植物群落物种组成存在较大差异,坑底拥有更高的物种丰富度和多样性,具有重要的物种多样性保护库价值。     

长江滩地不同林龄杨树人工林植物群落物种多样性研究

本文以石首、公安长江外滩不同林龄杨树人工群落为研究对象,研究了林下植物群落物种多样性的变化规律,结果表明:滩地立地条件较好,适合多种植物生长;滩地造林对土壤养分和草本植物种群数量分布的影响不大;有林地的多样性指数比无林地略有上升,不同林龄草本植物群落的丰富度指数R和多样性指数H′大于1.0、多样性指数D和均匀度指数J小于1.0,且与林龄的变化基本没有相关性,确定了物种多样性指数模型。     

羽毛针禾(Stipagrostis pennata)根鞘中可培养细菌多样性

羽毛针禾(Stipagrostis pennata)是古尔班通古特沙漠流动沙丘的先锋植物。野生羽毛针禾能够形成特殊的根鞘结构。作为浅根系植物对高温、缺水恶劣环境的特殊应答结构,根鞘对羽毛针禾忍耐干旱胁迫尤为重要。土壤微生物是影响根鞘形成和稳固程度的重要因素,基于前期对羽毛针禾根鞘微生物数量分布特征的分析结果,结合选择性培养基分离纯化、16SrDNA序列测序、Biolog-Eco技术更进一步地分析了可培养细菌多样性特征。结果表明:(1)基于Ribosomal Database Project(RDP)classifier分析,分离、纯化的17株菌可初步归为3门5纲5目8科8属,未见新属。其中,芽孢杆菌属(Bacillus)占绝对优势(23.53%)。(2)EzTaxon-e数据库中对各菌株序列进行进一步的blast同源性分析表明,17株菌可进一步归为13个OTUs,未见疑似新种(同源性均97%),其中芽孢杆菌属OTU比例仍然最高(23.08%)。(3)根鞘中的土壤细菌群落代谢活性、土壤细菌群落多样性指数(Shannon指数及McIntosh指数)、可培养细菌对糖类、氨基酸类等各类碳源的利用率均显著高于外围土壤。独特的微生物类群是影响根鞘形成的重要外部因素,其与根系分泌物的互动关系值得深入研究。     

古尔班通古特沙漠南部风沙土粒度分布的空间异质性

系统采集古尔班通古特沙漠南部典型地段纵向沙垄和垄间地浅层风沙土(0～30 cm)样184件,运用常规粒度分析和地统计分析方法研究了古尔班通古特沙漠南部沙垄不同部位风沙土粒度组成、分布特征及空间变异。结果显示:风沙土机械组成的优势粒级是细沙和极细沙,不同地貌部位粒级组成差异明显。粘土和粉沙的含量为垄间地高于沙垄,背风坡高于迎风坡和垄顶。极细沙和细沙的含量是迎风坡最高,垄顶最低。中沙、粗沙和极粗沙的含量则是垄间地低于沙垄,垄顶最高。风沙土粗物质粒径φ1和平均粒径Mz从垄间地→背风坡→迎风坡→垄顶均由细变粗,分选系数σ则由差变好。同时,φ1、Mz和σ具有中等-强空间自相关性,其空间相关范围(变程)大小顺序为φ1<σ相似文献   

不同坡向梭梭幼苗的生长状况和适应特征

以古尔班通古特沙漠南缘一年生梭梭移栽苗为研究对象,对梭梭幼苗的地上部分生长状况、蒸腾速率日变化趋势以及根系形态进行了调查,探讨不同坡向梭梭幼苗的生长和适应特征。结果表明,平地、阴坡和阳坡表层0~30 cm土壤含水量无显著差异,40~100 cm土壤含水量阳坡<阴坡<平地。梭梭幼苗同化枝生长速率和含水量均表现为阳坡<阴坡<平地,其生长速率和含水量可能与根层土壤含水量高低有关。不同坡向梭梭幼苗蒸腾速率日变化均呈“单峰型”,12:00-16:00阳坡梭梭幼苗蒸腾速率显著高于阴坡与平地。 阳坡梭梭幼苗主根不发达,侧根较多但较短;平地和阴坡梭梭幼苗根系主根发达,以单根为主。这反映出根系对相应生境下土壤水分的适应特征。     

免灌人工梭梭林生长与土壤水分变化的耦合关系

为了研究古尔班通古特沙漠荒漠-绿洲过渡带区域龟裂土立地条件下免灌人工梭梭林生态特征,探讨林分的最佳建植密度,对莫索湾1983—2021年38 a集水造林地初始种植梭梭、梭梭自然更新苗及不同坡位的土壤水分进行了调查,研究了梭梭生长对密度差异的响应,同时分析了各林地土壤水分的变化特征,探讨了梭梭生长与土壤水分的关系,以期为人工梭梭林的营建与可持续性提供科学依据。结果表明：（1） 当梭梭造林密度为6 m×3.5 m时（480 株·hm^-2）,母树存活率最高。随造林密度增大,母树保存率与梭梭自然更新比逐渐下降;母树保留密度越大的林地,其长势越差、生物量越低;盖度、郁闭度越高的林地,阻碍浅层土壤水分的补给,导致梭梭更新苗长势及生物量越差。（2） 梭梭母树的林木生长与其根部140~280 cm深度土壤含水量之间均呈显著负相关（P<0.05）,且主要利用根部140~240 cm土壤水分,对比3个林地可知该层土壤水分含量越高的林地,其母树的长势越好、生物量越高。（3） 当母树保留密度为360株·hm^-2（株行距4 m×7 m）时,梭梭长势较好、整体生物量最高,林下植被更为丰富,林地土壤水分条件相对较好。综上所述,在该地区进行集水造林时,保持该密度更有利于免灌人工梭梭林结构稳定、持续发挥防风固沙效益。     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭茎干液流变化及其对环境因子的响应

利用TDP热扩散式茎流计,结合气象观测系统,对古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭的树干液流及环境因子进行连续监测,分析了梭梭树干液流对环境要素的响应,基于潜在蒸散发和蒸腾需求指数对梭梭茎干液流进行了模拟。结果表明：（1）梭梭树干液流在晴天的日变化呈单峰曲线,液流速率上升阶段时间短于下降阶段时间,与气象因素的日变化规律不一致。不同季节梭梭树干液流速率日变化规律存在差异,夏季液流与春季、秋季相比,启动早,停止晚,峰值更大且发生更早。（2）环境要素间存在着不同程度的相关性,主成分分析表明：前三个主成分共能解释85%的环境信息,其中以空气湿度、空气温度、水汽压亏缺、潜在蒸散发、净辐射为主的第一主成分能解释47%环境信息变化,以土壤温度、水汽压为主的第二主成分能解释20%环境信息变化,以土壤含水量、风速为主的第三主成分能解释17.6%的环境信息变化。（3）在春季和夏季基于潜在蒸散发的S型模型模拟梭梭液流速率的精度更高,在秋季基于蒸腾需求指数模拟的梭梭液流速率的精度更高。（4）梭梭树干液流速率与大气水分亏缺、净辐射、潜在蒸散发之间存在非对称响应,且不同季节间的响应规律存在差异,在春季和秋季,液流速率与水汽压亏缺呈顺时针状,与净辐射、潜在蒸散发呈逆时针状;在夏季,液流速率与水汽压亏缺呈顺时针状,与净辐射、潜在蒸散发呈斜8字顺时针状。     

塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带植物多样性特征及优势种群分布格局

结合10个断面的30个样地野外调查结果,采用物种丰富度指数(R)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson优势度指数(D)、物种均匀度指数(JSW)、Whittaker指数、Cody指数、扩散系数(C)、负二项参数(K)、平均拥挤度(m*)、丛生指标(I)、聚块性指标(PI)、Green指数(CA)、Cassie指标(GI) 综合分析了塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带植物群落多样性及优势种群的空间分布格局。结果表明:塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带优势种群为胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix spp.)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、盐穗木(Halostachys caspica)、花花柴(Karelinia caspica)、芦苇(Phragmites communis)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、甘草(Glycyrrhiza inflata)、罗布麻(Apocynum hendersonii),受生境中水分条件的影响,各种群均呈聚集分布格局;各群落α-多样性指数低,物种多样性呈梯度变化,受环境水土资源条件限制,物种丰富度变化为:绿洲内>交错区>荒漠区;受地下水埋深的影响,群落结构呈规律性变化:乔-灌-草结构—灌-草结构—单一灌木结构—灌-草结构—乔-灌-草结构;Whittaker指数、Cody指数显示群落β-多样性随着地下水埋深梯度发生变化,过渡带是绿洲和荒漠物种分布变化的分界地带。因此,地下水埋深是决定塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带物种多样性和种群分布的决定因素。     

梭梭幼苗死亡与土壤和大气干旱的关系研究

以古尔班通古特沙漠南缘沙漠中的一年生梭梭幼苗为研究对象,对环境气象因子、土壤含水率、幼苗根系垂直伸展状况、幼苗死亡动态进行了全生长期的连续监测研究。结果表明,尽管梭梭幼苗根系伸展迅速,当年可达1.5 m,幼苗死亡率动态变化仍然与土壤表层含水率显著相关,而与根区或深层含水率不显著相关。但统计分析结果显示,土壤表层含水率并不总是梭梭幼苗死亡率波动的主导因素。当土壤含水率低至0.82%时,无论大气干旱程度如何,幼苗死亡率都急剧升高;而当土壤含水率高于1.25%时,幼苗可以耐受大气干旱,幼苗死亡只与土壤表层含水率显著相关;当土壤含水率在0.82~1.25%之间时,幼苗死亡率与大气干旱程度（空气饱和差）显著相关。据此我们推测,当土壤表层含水率低于1.25%时,大气干旱主导死亡率的变化;反之,则土壤水分主导。     

两种梭梭属幼苗在土壤N和P梯度下的竞争能力研究

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。     

古尔班通古特沙漠南缘丘间地梭梭群落蒸散特征

根据2016年古尔班通古特沙漠南缘丘间地梭梭生育期定点观测的土壤水分、气象要素等资料,基于水量平衡原理估算了梭梭生育期蒸散量,分析了蒸散变化规律。结果表明：（1）在梭梭生长季,降雨量为206.7 mm,降雨分布不均,梭梭萌发期,降雨量最多;梭梭生长旺盛期,月降雨量逐月减少;梭梭枯落期,降雨量最少。（2）在梭梭生长季,梭梭群落0~400 cm土壤贮水量变化整体呈下降趋势,梭梭萌发期是土壤贮水量盈余期,生长旺盛期和枯落期为土壤贮水量亏损期;梭梭群落发挥土壤水库效应,依靠生长季前土壤蓄水来弥补梭梭群落生长季需水缺额。（3）在梭梭生长季,蒸散量变化特征为多峰曲线,峰值主要出现在降雨集中期,最低值出现在土壤贮水量亏损期。（4）在梭梭生长季,梭梭群落累积蒸散量增幅始终高于累积降雨量增幅,累积蒸散量大于累积降雨量。     

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。     

三种荒漠灌木根系的构形特征与叶性因子对干旱生境的适应性比较

以古尔班通古特沙漠南缘原始荒漠的三种建群灌木多枝柽柳、梭梭和琵琶柴为研究对象,采用挖掘法调查其根系构性特征及其与土壤水分的关系,同时测定其比叶面积(SLA),比叶重（LMA）,单位重量叶氮含量(Nmass)及单位面积叶氮含量(Narea)。结果表明,三种荒漠灌木的根系分属不同的功能型,多枝柽柳是深根潜水性植物,琵琶柴是浅根性植物,而梭梭介于两者之间。而且,三种荒漠灌木随着根系分布的由深到浅,即随着土壤水分亏缺的加剧,在叶性因子方面做了一定的适应性调整。这些事实表明,在水分为主要限制因子的干旱生境中,根系构型特征在很大程度上决定了灌木的叶性策略。同时研究表明,荒漠灌木在抗旱和生长之间存在相对平衡的关系。     

古尔班通古特沙漠南缘风沙土土壤水分特征与毛管水最大上升高度

为确定古尔班通古特沙漠南缘地下水深埋区毛管上升水的最大上升高度,对划分固沙植物水分来源提供理论依据,于2016年3月~2018年11月,采用中子仪法对试验地0~10 m土层土壤含水量进行观测,分析沙丘不同坡位土壤含水量的季节变化情况,并利用最大分子持水量与土壤含水量曲线交会法确定试验地毛管水的最大上升高度。结果表明：沙丘不同坡位0~130 cm土层的土壤含水量受外界气象因素影响较大,随季节变化规律明显;130 cm土层以下至570~760 cm土层为土壤含水量较为稳定的干沙层;而570~760 cm以下土层的土壤含水量主要受地下水水位波动和毛管上升水的影响,其含水量变化上界可看作是毛管水的最大上升高度。试验地的最大分子持水量为0.026 1 cm³·cm^-3,且沙丘不同坡位毛管水的最大上升高度分布在250~290 cm之间。     

古尔班通古特沙漠生境对植物群落格局的影响

沿87^o37'09"~88^o24'04"E纵穿古尔班通古特沙漠,对44^o14'04"~45^o41'52"N的范围进行11个样地的地貌景观调查、植被分布参数采集和土壤取样。研究区统计到的植物种数占古尔班通古特沙漠文献资料中植物种数的1/3,出现的植物群落构建了该沙漠大面积成片分布的荒漠植被景观。调查发现,随着宏观生境的空间变化,植物群落作相应的演替。在此基础上,利用因子分析 (PCA)和相关分析 (CA) 查明了沙漠风沙土理化属性,如土壤养分、盐分、水分、碱性 (pH) 等微生境的异质性仅对沙漠植被草本层片的多样性 (PIE草) 产生显著影响。同时,这些微生境因相互拮抗使沙漠环境处于暂时的脆弱平衡之中。     

新疆阜康绿洲荒漠过渡带植物群落物种多样性特征

分别采用重要值、盖度、多度计算多样性指数、均匀度指数、丰富度指数、优势度指数，对新疆阜康荒漠地区植物群落的物种多样性进行了研究。结果表明：1)各类型群落的物种多样性水平表现为红柳、红砂、梭梭这三个群落较高，肉叶雾冰藜群落、叉毛蓬群落、盐爪爪群落、囊果碱蓬群落和雾冰藜群落居中，无叶假木贼群落和碱蓬群落较低；2)研究区总体群落物种多样性水平较低，随着群落演替其物种多样性水平呈现低—高—较高的变化趋势；3)对荒漠植被，以重要值或盖度为指标计测多样性指数较为可行。