塔里木河中游主要植物种群的生态特征分析

根据新疆塔里木河中游植物样地的监测数据,计算了19种主要植物在土壤含水率与土壤盐分资源维上的生态位宽度及生态位重叠值,作出了反映它们相似程度的最小生成树图;探讨了19种植物的生态位特征及各物种在二维环境因子上的相似关系。结果表明:建群种对环境变化的生态适应性较强,在二维生态因子上的生态位宽度值较大,乔灌植物普遍具有较大的生态位宽度(个别物种除外),草本植物除建群种外生态位宽度相应较小,并对个别物种生态位的变化进行了分析。由于环境条件的影响和胁迫,塔里木河中游物种间的生态位重叠值普遍较低。根据最小生成树图分析了19种植物在二维环境因子上的生态相似关系     

采自不同微生境的齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)沙培植株生长与叶形态差异

齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)是古尔班通古特沙漠苔藓结皮层中的优势物种。本研究通过碎片撒播法,对采自不同微生境(灌丛下遮荫和灌丛间裸露地)的齿肋赤藓样品进行沙培试验,旨在探明采自不同微生境苔藓样品的沙培植株在生长和叶形态方面是否存在差异,以期为耐旱藓类样品的采集和人工培养提供一定参考。结果表明:(1)沙培植株盖度及密度呈显著差异,而生物量和株高则无显著差异。采自灌丛间裸露地的苔藓样品沙培植株的密度、盖度及生物量均高于灌丛下遮荫生境的样品,而株高的差别则相反。(2)采自灌丛间裸露地的样品沙培后的植株中部和底部叶片的宽度、顶部叶片的叶片毛尖长度均显著高于采自灌丛下遮荫样品沙培后的植株;而两生境的沙培藓株从顶部至底部的叶片长度及中肋宽度无显著差异。采自灌丛间裸露地样品的沙培植株具有更大的植株密度和盖度,且叶片顶部具有更长的毛尖,这些特征都与植株的抗旱性有关。因此,采自灌丛间裸露地齿肋赤藓沙培植株表现出较强的抗旱性。     

准噶尔盆地古尔班通古特沙漠生物结皮蓝藻研究

通过对古尔班通古特沙漠中9个样地73份生物土壤结皮蓝藻的研究,分析该沙漠生物结皮中蓝藻的区系组成、生态分布特点和蓝藻在生物结皮中的作用机制。研究表明,该沙漠中有蓝藻门植物6科25属77种,其中以丝状种类占优势;蓝藻在不同地貌部位分布略有差异,在丘间低地种类最为丰富;不同种类的蓝藻对地貌部位的选择性不同,大部分对地貌部位具有选择性;蓝藻种类和数量在结皮层较多,在结皮下层明显减少。生物结皮的显微观察揭示了丝状蓝藻和胞外多糖形成错综复杂的网状结构,起着捆绑、黏结沙粒和固定沙粒的作用。     

生物结皮中齿肋赤藓叶片毛尖对植株含水量及水分散失的影响

采用相对含水量、含水率、蒸散率、累积蒸散率等指标研究了古尔班通古特沙漠生物结皮中优势藓类齿肋赤藓(Syntrichia caninervis Mitt.)叶片毛尖对其离体植株含水量及水分散失的影响.结果表明:(1)虽然毛尖仅占植株重量的4.77％,但水合过程中毛尖内部及附属齿状芒刺均充分吸水,毛尖的存在使植株饱和水量增...     

温度和光照对3种雀麦属(Bromus)植物种子萌发的影响

旱雀麦(Bromus tectorum)原产于欧亚大陆,18世纪传入北美,并成为该地区的入侵植物。然而,同为雀麦属的扁穗雀麦(Bromus catharticus)和无芒雀麦(Bromus inermis)并不具有旱雀麦的入侵性。本研究设置高温、低温和黑暗等处理,探讨温度和光照对3种植物种子萌发的影响,旨在从种子萌发的角度揭示旱雀麦的入侵性。结果表明:温度和光照对旱雀麦和扁穗雀麦种子的发芽率均无明显影响(p>0.05);高温和黑暗处理显著提高了无芒雀麦种子的发芽率(p<0.05),对旱雀麦、扁穗雀麦和无芒雀麦种子的发芽势、发芽指数、日均发芽率、发芽系数、发芽峰值和发芽值有一定的促进作用,而低温处理则表现出相反的效应;高温和黑暗处理对3种植物种子的平均发芽天数和萌发持续时间有一定降低的作用,而低温处理则表现出相反的效应。同一处理下旱雀麦种子萌发各项指标均优于另两种植物,这可能是旱雀麦具有较强入侵性的重要原因。     

荒漠藓类结皮边缘效应下土壤肥力的灰色关联度分析

干旱半干旱地区土壤资源呈现高度异质性，植被分布斑块化成为该生态系统的普遍现象。藓类结皮是荒漠地表生物土壤结皮的主要类型，自然状态下藓类结皮通常呈现出典型的斑块状分布特征。应用灰色系统理论，以新疆北部古尔班通古特沙漠藓类结皮层土壤为研究对象，将藓类结皮斑块从中心至边缘划分3个圈层，通过对土壤的理化性质、酶活性、微生物生物量及微生物群落碳源利用等16项指标进行分析，利用灰色关联度分析法定量分析了藓类结皮斑块3个圈层的土壤肥力，并进行综合排序。结果表明：（1）藓类结皮斑块边缘圈层的土壤有机质、全氮、全钾、脲酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳氮、平均吸光值（AWCD）均显著低于内部两个圈层，全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量及pH值、碱性磷酸酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶活性均不受边缘效应的影响，在3个圈层无显著差异。同时，土壤各项指标在斑块内部两个圈层均无显著差异。（2）藓类结皮斑块3个圈层土壤肥力的关联度值依次为中心圈层（0.65） > 中间圈层（0.59） > 边缘圈层（0.47），藓类结皮斑块结皮层的土壤肥力从中心至边缘逐渐降低。藓类结皮斑块状分布显著影响土壤肥力，导致土壤肥力空间异质性程度增大，从而可能影响荒漠植物群落，尤其是草本植物群落的空间分布格局。     

新疆塔里木河下游断流河道输水的生态效应分析

对塔里木河下游断流河道4次输水过程以及9个地下水监测断面和15个植被样地的实地监测资料分析表明, 塔里木河下游地下水位随输水次数增加呈不断上升趋势. 地下水埋深分别由输水前的9.87 m升高到第1次输水后的7.74 m, 第2次输水后的3.79 m, 第3次输水后的3.61 和3.16 m以及第4次输水后的2.66 m, 输水河段两侧地下水位的横向响应范围呈逐渐扩大趋势, 响应范围由第1次输水后的450 m宽增加到第4次输水后的1050 m宽, 但地下水响应程度随远离输水河槽中轴线而减小; 地下水埋深对天然植被的组成、分布及长势有直接关系. 反映物种的数量变化和物种的生物学多样性程度的Simpson多样性指数、McIntosh均匀度指数和Margalef丰富度指数, 由上游至下游, 随地下水位埋深加大, 分别由0.70, 0.48和0.90降低为0.26, 0.17和0.37. 输水后, 随着地下水位的抬升, 天然植被得到拯救和恢复, 植被的响应范围也逐渐扩大, 由第1次输水后的200~250 m, 扩展到第4次输水的800 m, 但距保护塔里木河下游“绿色走廊”的目标还有很大差距. 鉴于此, 提出实施双河道输水以及河道输水与面上供水相结合方式, 或者通过建立现代化管道输水网络系统, 集约化地进行天然植被的输水拯救, 实现水资源的高效利用, 加快塔里木河下游受损生态系统的恢复与重建.     

塔里木河中游植物群落与环境因子的关系

应用数量分类和排序方法，对新疆塔里木河中游地区植被进行了多元统计分析。结果表明，该地区共有植物23种，隶属于11科21属。其中，多数植物种类在样方中的出现频次较低，说明该地区植物物种丰富度较低。TWINSPAN结果表明，该地区3个断面19个样地可分为3个主要类型，与实际调查结果一致。CCA排序结果同TWINSPAN分类结果基本一致，反映出植物群落分布格局的一般规律及其随环境因子梯度变化的趋势。分析了不同环境因子间的关系，并从定量的角度，以CCA排序图直观地揭示了决定塔里木河中游地区植物群落分布的环境因子主要是地下水位和土壤含水量，其回归模型分别为：X1＝-9.5991L 100.86（R^2=0.6459)；X2＝1.65W 43.011(R^2=0.7646)。     

模拟降雨对齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)生理特性的影响

新疆古尔班通古特沙漠地表具有发育完好的生物土壤结皮,本文以参与组成生物土壤结皮的优势藓类———齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,在实验室内对其进行模拟降雨处理,降雨量分别为0mm(对照)、2mm、6mm、10mm和15mm,研究模拟降雨影响下齿肋赤藓植株含水量、光合色素含量及可溶性糖、游离脯氨酸、可溶性蛋白、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)、丙二醛含量的变化,以探讨其对降雨的生理生化响应。结果表明:随降雨量的增加,齿肋赤藓植株含水量显著增加;随齿肋赤藓植株含水量的增加,其光合色素含量和可溶性蛋白含量显著增加;随降雨量增加,抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和可溶性糖含量呈大致递减的趋势,游离脯氨酸和丙二醛含量呈先下降后上升的变化趋势。在干燥状态下齿肋赤藓通过提高体内保护酶(SOD、CAT和POD)活性,增加可溶性糖和游离脯氨酸含量来抵御外界干旱胁迫的环境;而降雨能够增加齿肋赤藓植株含水量,激活其光合生理活性,显著提高光合色素含量,但是降雨量过大又将加剧齿肋赤藓膜脂过氧化的程度。     

生物土壤结皮与种子附属物对4种荒漠植物种子萌发的交互影响

生物土壤结皮能直接或间接地影响维管植物种子萌发与群落建成,种子本身的生物学特征（如种子附属物等）对萌发也存在一定影响。本研究选取古尔班通古特沙漠4种常见的具有不同形态附属物的藜科植物（梭梭（Haloxylon ammodendron ）、粗枝猪毛菜（Salsola subcrassa ）、心叶驼绒藜（Ceratoides ewersmanniana ）和角果藜（Ceratocarpus arenarius ））种子,设置苔藓结皮、地衣结皮和裸沙3种土壤基质,通过去除或保留种子附属物,对比研究了生物土壤结皮与种子附属物对种子萌发的影响。结果表明：粗枝猪毛菜和梭梭的苞片显著抑制了种子萌发（p <0.05）,心叶驼绒藜的柔毛和角果藜的刺状附属物对种子萌发没有显著影响（p >0.05）。与裸沙相比,苔藓结皮显著抑制了4种植物种子的萌发（p <0.05）,地衣结皮显著抑制了粗枝猪毛菜种子的萌发（p <0.01）,而对其他3种植物种子的萌发无显著影响（p >0.05）。同时,附属物与结皮对粗枝猪毛菜种子的萌发还具有交互作用,表现为显著抑制种子萌发（p <0.01）。可见,生物土壤结皮对具有不同附属物的荒漠植物种子萌发具有不同的影响,进而造成维管植物种子萌发的空间异质性,影响维管植物分布和多样性。