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。     

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。     

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.     

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。     

水分、盐分和埋深对铃铛刺和疏叶骆驼刺种子萌发的影响

在塔里木河下游通过不同水分、盐分和埋深对铃铛刺(Halimodendron halodendron)和疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)种子萌发的影响进行了研究,结果显示:(1)水分显著影响铃铛刺种子的萌发(P＜0.001),随着土壤水分含量的增加,种子的萌发率呈现先增加后下降的趋势;水分对疏叶骆驼刺种子萌发的影响不显著(P＞0.05).(2)盐分极显著影响2种植物种子的萌发(P＜0.05),铃铛刺种子萌发率随盐(NaCL)浓度增加呈直线下降趋势(R2=0.935 1);疏叶骆驼刺种子的萌发率随着盐浓度的增加呈现先增加后降低的趋势(R2=0.845 8),即低盐浓度(0～0.2 mol/,L)促进骆驼刺种子的萌发,盐浓度＞0.3 mol/L,种子萌发开始受到抑制.(3)埋深明显影响豆科植物种子的萌发.两种植物种子发芽率随埋深的增加呈先增加后下降的趋势,当埋深为0和2 cm时均不萌发.     

骆驼刺植被及其资源保护与开发的意义

研究和了解骆驼刺的生物生态学特性，是对骆驼刺进行有效保护和合理利用的重要前提，在对塔克拉玛干沙漠南缘骆驼刺多年综合研究和查阅大量文献的基础上，对国内外研究骆驼刺的一些方法和手段进行了初步的评述，以期对骆驼刺的研究能在干旱、半干旱地区广泛深入地展开，为骆驼刺植被的恢复重建及可持续管理提供一定的科学依据。     

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。     

绿洲-沙漠过渡带骆驼刺群落的防风阻沙作用

以塔克拉玛干沙漠南缘的策勒绿洲——沙漠过渡带为研究区,从防风阻沙的角度研究该区域主要植物群落-骆驼刺群落的生态学特性,并分别对骆驼刺样地和裸沙样地进行梯度风速和多向输沙的同步对比观测,结合输沙势的季节和方向分布,确定骆驼刺群落的防风阻沙作用.结果表明,多年生木质化草本植物骆驼刺在4月上旬萌发,5～7月为生长旺季,8月以...     

塔克拉玛干沙漠南缘3种荒漠植物光合特性的比较

在2008年6、7和8月中旬,以塔克拉玛干沙漠南缘固氮植物骆驼刺（Alhagi sparsiftia Shap．）和非固氮植物柽柳（Tamarx ramossimaLedeb．）、花花柴（Karelinia caspica Less．）为研究对象,研究了两种类型植物的净光合速率、光响应、CO：响应模型参数、叶绿素和叶氮...     

3种荒漠植物幼苗生长和光合生理对氮增加的响应

选取荒漠地区广泛分布的3种多年生草本植物骆驼刺（Alhagi sparsifolia）、骆驼蹄瓣（Zygophyllum fabago）和盐生车前（Plantago maritima）,研究其生长和光合生理对氮增加的响应。结果表明: ①中等浓度和高浓度氮处理均能够促进3种植物生物量的增加。施氮浓度增加后,骆驼刺的根重和根长均增加,但是骆驼蹄瓣和盐生车前却降低。随着氮浓度增加,冠根比（S/R）亦增加,说明氮沉降增加能够促进生产力尤其是地上生产力增加。②随着氮浓度的增加, 植物的净光合速率（包括最大净光合速率）、叶绿素和可溶性蛋白增加。骆驼刺和盐生车前的瞬时水分利用效率表现为降低,而骆驼蹄瓣则表现为增加。3种植物可溶性糖含量随氮浓度的增加而减少。3种植物的光合生理特征响应能够很好地与生长相对应,在光合生理受到氮素营养限制时,其植物的生长较慢。当解除营养限制时,光合增加、可溶性糖减少,植物生物量增加。     

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。     

甘肃敦煌西湖荒漠湿地植物群落物种多样性特征研究

 基于375个样方和150条样线的调查,对甘肃敦煌西湖荒漠-湿地生态系统植物群落物种多样性进行了研究。结果表明:①区内共记录植物26种,分属16科24属,芦苇（Phragmites australis）、多枝柽柳（Tamarix ramosissima）和胡杨（Populus euphratica）为绝对优势种,苏枸杞（Lycium ruthenicum）、疏叶骆驼刺（Alhagi sparsifolia）和胀果甘草（Glycyrrhiza inflata）为主要伴生种,其平均重要值依次为0.4728、0.4563、0.4342、0.2908、0.2594和0.2455。植物群落分多枝柽柳群落、胡杨群落、胀果甘草群落、疏叶骆驼刺群落、多枝柽柳沙包群落、苏枸杞群落、芦苇沼泽群落和芦苇群落8个类型。②植物群落物种多样性指数偏低（0.784～1.379）,多枝柽柳群落、胡杨群落和芦苇群落物种多样性指数最大（1.379、1.266和1.194）,群落之间差异显著（P＜0.05）;疏叶骆驼刺群落和苏枸杞群落次之（1.154、1.077）,胀果甘草群落、芦苇沼泽和多枝柽柳沙包群落最低（0.919、0.881、0.784）,各群落之间不存在显著差异。③灌（乔）木层是敦煌西湖植被主要层次,灌（乔）木层物种多样性指数（0.549～1.077）大于草本层（0.052～1.038）。④物种多样性指标H′、D、J和Ma随海拔梯度增加基本均显下降趋势,而指数C变化趋势则相反,表现为上升,均匀度指数变化幅度不显著。⑤物种多样性指标H′、D、J和Ma随经纬度升高变化趋势基本一致,均表现为先下降,后上升,再下降,而优势度指数C变化趋势则相反。     

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。     

沙埋对策勒绿洲-沙漠过渡带两种建群种植物特征与格局的影响

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带为研究区,在半固定沙地、半流动沙地和流动沙地选择了3个50 m×50 m的典型样地,分别代表轻度、中度和强度3种沙埋条件。每个样地内确定植物种类组成,测定两种建群种植物的高度和冠幅,同时对相应的灌草丛沙堆进行形态测量;利用全站仪采集所有植物的空间点坐标数据,运用Ripley’s [K（t）]函数点格局分析,研究沙埋对两种建群种植物特征与格局的影响。结果表明：随着沙埋强度的增加,疏叶骆驼刺和花花柴两个建群种植株数量减小,数量比例从以花花柴为主向以骆驼刺为单优势种群方向发展,死亡植株比例从半固定沙地的14.5%升高到流动沙地的40.3%;疏叶骆驼刺和花花柴植株高度和冠幅从半固定沙地到半流动沙地有所降低,但疏叶骆驼刺在流动沙地中又表现出增加趋势;对应的灌草丛沙堆体积随沙埋强度增加而变大,沙堆形态从多种类型并存向带有风影沙尾的蝌蚪形为主转变;花花柴和骆驼刺均以聚集分布应对风积沙埋的威胁,两种植物的种群间关系并不明显。总体来看,风积沙埋有碍于两种建群种植物的繁殖与生长,但骆驼刺具有更强的耐沙埋能力,特别是在流动沙地中留存下来的骆驼刺植物单体明显大于半固定和半流动沙地。集群分布的植物沙堆往往从基部合并,导致相对密集的植物分布区总与局部凸起的地形相对应,是风沙环境中植物群体与风积沙埋相互作用的结果。