民勤绿洲边缘人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林衰败过程中植被组成动态及群落相似性

以民勤绿洲边缘未退化(ND)、轻度退化(SLD)、中度退化(MD)及重度退化(SD)的人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林为研究对象,通过野外定点监测与样方调查方法对其植被组成、物种多样性、优势种种群结构变化以及群落间相似性进行了研究。结果表明:(1)ND、SLD及MD林地植物群落灌木层植被均由4种植物组成,SD林地灌木层由3种植物组成,其优势种演替过程为单优种梭梭—共有种梭梭、红砂、白刺—单优种红砂;在草本层中,ND林地出现6种植物,SLD、MD及SD林地均出现9种植物,其优势种演替过程为五星蒿、盐生草—画眉草、黄花矶松。(2)人工梭梭林退化过程中,灌木层优势种梭梭、白刺和红砂种群龄级结构动态变化分别为稳定型—衰退型、增长型—稳定型—衰退型、持续增长型。(3)4种类型林地植物群落物种多样性指标数也发生了不同程度变化,但整个林地植被趋向于更稳定方向发展。(4)4种林地植被群落两两之间的相似性为ND与SD之间的相似性最低,MD与SLD之间的相似性最高。这说明人工固沙林逐渐衰败过程其实质是林地固定改变了林地生境,植物群落发生了由沙生植物群落向沙旱生植物群落演替。因此,在民勤绿洲边缘开展人工固沙林恢复与重建工作时,应将沙旱生植物红砂作为植物材料之一。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)主根周围土壤特征

通过建立米级的空间尺度进行分层取样,研究了准噶尔盆地南缘建群种——梭梭(Haloxylon ammodendron)主根周围土壤的含水率、容重、pH值、电导率和养分含量的变化状况。结果表明:(1)土壤含水量在表层5cm处最小,土壤容重在0~40cm土层变动幅度不大,但随着与茎基垂线距离的增加,二者出现显著变化(p0.05)。(2)土壤pH值和电导率在主根区周围呈现聚集现象,最大聚集率均在0~1m圈层,但随着距离的增加,土层深度逐渐成为主导因素。(3)土壤养分在表层5cm处聚集,但水平聚集范围中除有机质和全氮可扩增到3~4m外,全磷和速效养分均在0~2m。本研究结论对于荒漠区耐盐性植被的合理密植有一定的理论意义。     

乌拉特天然梭梭(Haloxylon ammodendron)林土壤微生物多样性及其与土壤性质的关系

梭梭(Haloxylon ammodendron)是优良的固沙树种,在干旱区生态建设和经济创收中起着重要的作用.本研究以内蒙古乌拉特后旗天然梭梭林为研究对象,对梭梭林下(Ha)和林外裸露沙地(BS)中土壤微生物多样性和土壤理化性质进行测定,并分析了微生物多样性与土壤性质的相关关系.结果表明:天然梭梭林土壤细菌和真菌的香...     

基于V__Hegyi竞争指数的绿洲边缘人工固沙植被梭梭(Haloxylon ammodendron)的种群竞争

种群动态与种内竞争是植物生态学经典研究核心,特别是对于植被组成相对简单的荒漠,对种内竞争机制的研究有助于深入理解荒漠植被的稳定机制与自组织过程。以河西走廊绿洲边缘最主要的人工固沙植物梭梭(Haloxylon ammodendron)为对象,采用空间代替时间的方法,研究梭梭种群的演变过程及种群竞争强度随建植年龄的变化。选择5个(5~10、10~20、20~30、30~40、40a)生长阶段的受人为干扰较小的梭梭种群样地,分别设置5个50m×60m样方。选用V__Hegyi竞争指数分析梭梭种群的种内竞争在时间维度上的变化规律。结果表明:研究区梭梭人工林从定植到生长20a左右,梭梭林密度减小了60%左右,生长30~40a左右的梭梭样地出现大量的更新幼苗,导致密度增加,由于梭梭幼苗和部分成年树的死亡,密度再次下降;梭梭基径越大,竞争指数越小,不同径级梭梭竞争指数大小依次为幼苗、幼年树和成年树;梭梭种群竞争强度由大到小依次为30~40、5~10、40、20~30、10~20a。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)居群间系统发育关系

对位于准噶尔盆地及腾格里沙漠的荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)的10个居群进行Trn L-F序列测定与分析,从分子水平上研究梭梭居群的系统发育关系。分别进行序列测定与分析,建立遗传距离矩阵,构建系统发育树。结果表明:经排序两端切平后序列长度961 bp,(G+C)%含量30.01%~33.37%,当空位作为缺失处理时,产物有452个可变信息位点、393个保守位点。梭梭居群的遗传距离0.001~2.311。整个系统树分3支,福海和富蕴的居群以90%的自展支持率聚为第1支,大叶藜(Chenopodium hybridum)等3种藜科植物作为系统发育树的外类群,为系统发育树的第2支,其余的梭梭居群聚为第3支。     

风沙活动对人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林土壤碳氮含量的影响

风沙活动及其物质输移是关键的陆地地表过程,对沙地生态系统影响显著.以石羊河下游民勤县不同林龄人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林为研究对象,研究了固沙造林对0-1m深度土壤碳氮含量的影响以及风蚀和降尘引起的碳氮含量变化特征,探讨了风沙活动对人工梭梭林土壤碳氮库的影响.结果 表明:35 a人工梭梭林0...     

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。     

种植于人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林的肉苁蓉(Cistanche deserticola)个体质量特征

为掌握人工种植条件下肉苁蓉(Cistanche deserticola)个体质量特征,在塔克拉玛干沙漠腹地咸水滴灌人工梭梭林内,采用统一的开沟、撒种接种方式,对不同林龄、不同深度接种肉苁蓉以及造林当年接种连年采收肉苁蓉的质量进行了调查和分析。结果表明:(1)所有样地出土肉苁蓉个体间质量差异大,分布离散程度高。(2)接种时林龄越大,出土肉苁蓉个体平均质量、质量品质较好的比率以及质量分布离散程度都越高;不同林龄间肉苁蓉个体质量有极显著差异。造林当年接种、连年出土肉苁蓉个体质量的特征与不同林龄的相似,但质量品质较好的比率相对较低。(3)在40~120cm深度,随种植深度增加,出土2年生以上肉苁蓉个体的数量以及质量品质较好的比率总体呈现增加趋势,并可以分为3个层面:40cm、50~80cm、100~120cm。其中40cm深度质量指标明显较低,其他深度间没有表现出明显的差异和规律,100~120cm深度的肉苁蓉个体相对细长、品相差。     

准噶尔盆地南缘梭梭(Haloxylon ammodendron)群落种内竞争关系

采用逐步扩大范围的方法确定影响梭梭(Haloxylon ammodendron)对象木的最佳竞争范围,通过Hegyi单木竞争指数模型,定量研究了准噶尔盆地南缘天然梭梭群落种内竞争关系。结果表明:在梭梭群落内,对象木的最佳竞争距离为6m,梭梭种内竞争强度随着梭梭径级的增大而逐渐减小;不同生境的梭梭种内竞争强度的大小顺序为固定沙丘半固定沙丘流动沙丘;梭梭种内竞争强度与对象木基径的关系服从幂函数关系。当梭梭基径为1~10cm时,竞争强度随基径的增加急剧减小,并在基径5~10cm时形成明显拐点,当梭梭基径大于10cm时,梭梭受到的竞争压力变化较为平缓,所建立的模型可以预测梭梭群落种内竞争强度。     

民勤绿洲荒漠梭梭(Haloxylon ammodendron)土壤水分特征

利用时域反射仪(TDR)连续3个月监测了民勤绿洲荒漠区梭梭(Haloxylon ammodendron)土壤含水量(VSW)在不同月份晴、阴、雨天根幅区、非根幅区的空间动态变化,分析VSW与气象因子、树干液流的关系。结果表明:(1)日尺度下,晴天根幅区、非根幅区VSW日变化差值大于阴天。水平空间梯度,VSW最高日差值主要集中在茎基20、150cm水平位点;垂直空间梯度,8月集中分布在浅土层,10月分布在深土层。晴、阴天VSW时间拐点存在较大差异,晴天VSW拐点频率高于阴天,但短时间内,晴、阴天对土壤水分影响程度较小。(2)降雨、雪时,20cm水平位点出现"肥水"现象,因冠层截留、蒸发作用,150、250cm水平位点VSW最低。(3)月尺度,根幅区,各月VSW水平变化趋势差异较大。8月20cm位点VSW最低,而9、10月VSW随茎基由远及近依次增高。8cm土层VSW水平变化规律不一致,而受植被根系影响,90cm土层以下距茎基最近处VSW最高,但整体根幅区VSW略小于非根幅区。(4)根幅区,VSW与各外界因子相关程度依次为空气温度空气湿度降雨净辐射光合辐射。这为探究不同荒漠植被-土壤系统水分运移规律及其调控机理提供了一定的理论依据。     

人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林大沙鼠(Rhombomys opimus)鼠洞空间格局

采用点格局分析方法 O-ring统计和Programita软件,对甘肃民勤绿洲荒漠过渡带人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林大沙鼠鼠洞空间分布格局及其与梭梭间的相互关系进行了研究。结果表明:(1)废弃鼠洞与全部鼠洞的格局相似,废弃鼠洞与有效鼠洞在0~10m尺度上基本无关联。(2)在小于1m的尺度上鼠洞于梭梭周围聚集或趋于聚集分布,随着尺度的增大,植物园西中有效鼠洞与废弃鼠洞均由聚集分布转为随机分布,而新果园北中两者由聚集分布分别转化为随机分布与均匀分布。(3)鼠洞主要在小于1m的尺度上与梭梭呈正相关,在其他尺度上基本无关联,表明鼠洞在小尺度上对梭梭存在依赖,且鼠洞在植物园西与新果园北中分别对3级与2级梭梭的依赖性最强。鼠洞对梭梭的依赖性主要取决于梭梭体积与数量的综合效应,效应越大,依赖性也越强。     

不同地下水位处梭梭(Haloxylon ammodendron)水分来源特征

梭梭(Haloxylon ammodendron)是中亚荒漠区分布最广泛的植物,长期被作为防风固沙的优良树种.在降水严重匮乏的荒漠区,地下水埋深对梭梭的正常生长具有关键作用.选择黑河中游临泽绿洲边缘人工梭梭林为研究区域,选择生长沙丘和丘间低地相同林龄的梭梭,对植物茎水及其他潜在水源(降水、土壤水、地下水)的氢氧同位素值...     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭(Haloxylon ammodendron)群落土壤呼吸对生态系统呼吸的贡献

土壤呼吸作为生态系统呼吸的主要贡献者,其贡献率往往超过50%,而干旱区土壤呼吸与生态系统呼吸的比值在季节上的变化尚不明确。利用涡度相关技术与多通道土壤呼吸观测技术,对古尔班通古特沙漠南缘的梭梭(Haloxylon ammodendron)群落生长季CO2通量进行连续观测,探讨了土壤呼吸对生态系统呼吸的贡献及其在生长季变化特征。结果表明:(1)在整个生长季,生态系统呼吸呈单峰式变化,峰值出现在7月,为0.75g·m~(-2)·d~(-1);最小值出现在3月,为0.09g·m~(-2)·d~(-1);土壤呼吸在5—7月变化不大(0.34~0.51g·m~(-2)·d~(-1)),7月底以后呈逐渐减小的趋势;(2)土壤呼吸与生态系统呼吸的比值(Rsoil/Reco)在整个生长季为0.38~0.98,平均0.67;季节变化上总体呈"U"型,即生长季初期和末期较高,而生长季中期较低;(3)Rsoil/Reco与梭梭同化枝生物量显著负相关(R2=0.458,P0.05),说明随着梭梭同化枝生物量的增加,其对生态系统呼吸的贡献升高,导致了植物生长季中期Rsoil/Reco的下降。     

气候变化下中国西北干旱区梭梭(Haloxylon ammodendron)潜在分布

气候变化会引起物种分布区的改变甚至物种灭绝。梭梭(Haloxylon ammodendron)是中国的三级保护植物,是荒漠区特有植物种,对荒漠区的防风固沙和维持荒漠生态系统平衡起着关键作用。为了探究气候变化对梭梭潜在分布区的影响,对3种生态位模型(遗传算法模型、生态位因子分析模型、最大熵模型)进行了评估,筛选出最优模型并选出10个主要的环境因子。采用最优模型,使用17套大气环流模式,预测了两种温室气体排放情景(RCP4.5与RCP8.5)下未来两个时期(2041—2060年与2061—2080年)中国西北干旱区梭梭的潜在分布,将17套大气环流模式的模拟结果进行集合平均,并将结果划分为3个适宜性等级(低适宜、中适宜与高适宜分布)。结果表明:最大熵模型是模拟效果最好的模型(AUC=0.973);所有环境因子中,与降水有关的环境因子的贡献率占60.5%,与温度有关的环境因子贡献率占14.8%,最湿季降水(39%)、土壤类型(22.7%)、温度季节性(9.1%)是对梭梭分布贡献率较高的环境因子;两种排放情景下,随着时间的推移,研究区内梭梭的低适宜分布区减少了9.36%～20.44%,中适宜分布区大部分情况下增加(3.50%～6.05%),在2061—2080年RCP8.5情景下减少了4.29%,高适宜分布区增加了11.01%～33.80%,总适宜分布区增加了7.47%～9.07%。总适宜分布区的增加主要来源于高适宜分布区的增加,其中塔里木盆地的高适宜分布区增加幅度最大,增加127%～669%,而柴达木盆地的高适宜分布区减少了4%～9%。     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭(Haloxylon ammodendron)群落优势植物水分来源

为研究干旱区荒漠植物水分来源及水分利用的相互影响特征,2016年5月选取古尔班通古特沙漠南缘建群种梭梭(Haloxylon ammodendron)及群落中优势草本植物沙漠绢蒿(Seriphidium santolinum)、尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、碱蓬(Suaeda glauca)、多型大蒜芥(Sisymbrium polymorphum)等5种植物,利用稳定性同位素技术,通过测定植物木质部水及土壤水δ~(18)O值,结合直接对比法、平均深度模型及Iso-Source模型分析植物水分利用情况。结果表明:梭梭根系具有二态性,5月主要利用浅层(20～40 cm)土壤水、深层(100～350 cm)土壤水及地下水,8月主要利用深层(160～350 cm)土壤水及地下水。尖喙牻牛儿苗、多型大蒜芥、沙漠绢蒿、碱蓬水分来源土层集中在8～65 cm,沙漠绢蒿及碱蓬土壤水分利用季节变化明显;冠外尖喙牻牛儿苗、多型大蒜芥、沙漠绢蒿、碱蓬之间不存在土壤水分竞争关系;冠下多型大蒜芥、沙漠绢蒿、碱蓬之间存在土壤水分竞争关系。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)种子密度对萌发及幼苗生长的影响

研究了梭梭(Haloxylon ammodendron)种子密度对萌发和幼苗生长、存活的影响及其对梭梭种群更新的作用。在自然条件下设置80、160、320、480、640、960粒·m-2等6个种子密度处理,每个处理5次重复,对梭梭种子萌发和幼苗生长进行了全生长季观测。结果表明:种子萌发率随密度的增加呈增长趋势,在密度为80粒·m-2时,萌发率为28%,当密度达到960粒·m-2时,萌发率为54%;幼苗存活率随种子密度增加呈现先增加后减小的趋势,160粒·m-2种子密度下出土幼苗存活率最高为25%,320粒·m-2种子密度下出土幼苗存活率最高为22%,当密度增加到960粒·m-2,萌发出土的幼苗成活率为11%;综合考虑种子萌发率和幼苗存活率,在1cm沙埋深度下320粒·m-2为最佳密度。幼苗生长高度会受到幼苗数量的影响,单位面积上一定范围内幼苗数量增加可以使幼苗生长高度增加,但当幼苗数量超过一定范围,幼苗生长减慢。单纯从幼苗数量来看,种子密度越大,幼苗更新数量越多。     

埋藏深度对梭梭(Haloxylon ammodendron)种子萌发及幼苗生长的影响

研究了不同沙埋深度对于梭梭(Haloxylon ammodendron)种子萌发和幼苗生长、存活的影响,判断梭梭种子萌发后,幼苗能否成活以实现梭梭种群的更新。在自然条件下设置0、1、2、3、4、5cm深度沙埋处理,每个处理5个重复,对梭梭种子萌发和幼苗生长进行了全生长季观测。结果表明:梭梭种子为喜光种子,种子萌发率随着沙埋深度的增加呈减小趋势,萌发最佳沙埋深度为1cm,萌发率为39.2%,4cm已是萌发的最大沙埋深度;幼苗存活率随着沙埋深度的增加而增加,4cm沙埋深度出土幼苗存活率为100%,而0cm萌发出土的幼苗成活率为0;综合考虑种子萌发率和幼苗存活率,2cm为最佳沙埋深度,这个沙埋深度出土的幼苗对于梭梭种群更新贡献最大。幼苗生长高度受沙埋深度的影响显著,在1~4cm沙埋深度范围内,浅层沙埋出苗快但生长慢,而深层沙埋出苗慢而生长快,幼苗最大生长高度在4cm沙埋,第一年生长季最大生长高度为21.5cm,幼苗最小生长高度在0cm,第一年生长季最大生长高度仅为2.76cm。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)叶片气孔导度与气体交换对典型降水事件的响应

C4植物以其较高的水分利用效率而表现出较强利用荒漠环境有限降水的能力,但对其气孔行为和气体交换对降水响应的理解并不深入。本研究选择荒漠区沙丘上6~7年生的梭梭(Haloxylon ammodendron),利用自制的降水拦截设施,将每次降水事件后样地中接受的降水量分别减少和增加10%、20%和30%,形成包括对照在内的7个降水梯度,研究梭梭气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)对典型降水事件的响应。结果表明:6~12mm的降水对土壤水分的补给集中在50cm土壤深度范围内。降水量每增加10%,Gs和Pn分别增加9.17%和4.17%;Gs和Pn在降水前后呈现先增加后降低的单峰型趋势,峰值出现在降水后第1天,两者与土壤水分含量(SVWC)、空气相对湿度(RH)以及水汽压差(VPD)显著相关。降水后梭梭黎明前叶水势在-2.08~-2.74 MPa时叶片气体交换主要受气孔因素影响,而当叶水势降至-3.16MPa以下时主要受非气孔因素控制。     

乌兰布和沙漠梭梭(Haloxylon ammodendron)夜间液流特征及其环境驱动机制北大核心CSCD

树木夜间液流(Qn)指夜晚通过根、茎、叶等器官的液流量,对于研究树体内水分的运移、存储以及叶片蒸腾等具有重要的生理生态学意义。本研究于2020年6-10月,应用Granier热扩散探针法测定了乌兰布和沙漠梭梭(Haloxylon ammodendron)人工灌丛枝条的液流,同步监测了大气温度(T)、相对湿度(RH)、降水量(P)、风速(WS)和土壤水分等环境因子,分析了梭梭夜间液流特征及其对环境因子的响应。结果表明:(1)梭梭灌丛枝条液流密度呈现出明显的昼夜变化规律;白天梭梭液流密度(SFD)呈现出“单峰型”或“双峰型”曲线,值为0.03-0.18 g·cm^(-2)·min^(-1);夜间SFD的变幅较小,为0.04-0.08 g·cm^(-2)·min^(-1)。(2)在6、7、8、9、10月,梭梭灌丛Qn分别为0.57±0.38、0.51±0.37、0.50±0.34、0.55±0.32、0.37±0.18 kg·d^(-1),分别占日液流通量的23.29%、24.07%、26.76%、31.26%、30.27%,说明Qn是估计梭梭灌丛日蒸腾耗水量的重要组成部分。(3)Qn与T、WS和饱和水汽压差(VPD)正相关(P<0.05),而与RH负相关(P<0.05),其中VPD与Qn的相关性最大。(4)在日尺度上,Qn与相对土壤含水量(REW)正相关(P<0.05),说明Qn随着土壤水分有效性的提高而增大。     

基于SHAP值方法的乌拉特梭梭(Haloxylon ammodendron)林保护区土壤表层碳氮储量及其影响因素研究北大核心CSCD

土壤碳氮储量对陆地生态系统碳氮循环及全球变化研究具有重要意义。为了阐明乌拉特梭梭(Haloxylon ammodendron)林国家级自然保护区土壤碳氮储量分布与变化规律,利用相关性分析、随机森林与SHAP解释方法确定影响土壤碳氮储量的关键因子。本研究采用可通行路线网格布点法,在保护区内布设61个调查点,采集表层土壤(0~20 cm),测定土壤碳氮储量,分析其主要影响因素。结果表明:乌拉特梭梭林保护区内土壤全碳和全氮储量在空间上均呈现西高东低、北高南低的特点,其中核心区的全碳储量(1429.91 g·m^(-2))显著高于缓冲区(1194.09 g·m^(-2))和试验区(986.36 g·m^(-2));不同区域的全氮储量差异不显著(P>0.05),核心区、缓冲区、试验区分别为76.79、62.39、51.28 g·m^(-2);pH、电导率、梭梭树高度、物种丰富度、植被盖度和草本生物量在3个区域差异显著(P<0.05)。影响梭梭林保护区表层土壤全碳储量的关键因子为土壤全碳、土壤全氮、土壤含水率、电导率、容重、梭梭树高度、植物密度和pH,SHAP分析表明土壤容重、pH与土壤全碳储量呈负相关,其余因子与土壤全碳储量均呈显著性正相关;影响土壤全氮储量的关键因子为土壤全氮、土壤全碳、电导率、容重、土壤含水率、梭梭树高度、植被盖度、碳氮比和植物密度,SHAP分析表明土壤容重、碳氮比与土壤全氮储量呈负相关,其余因子与土壤全氮储量均呈显著性正相关;基于SHAP值计算的平均因子贡献率表明,保护区内较低的植物密度是限制土壤碳氮储量的关键因素。本研究同时发现,当梭梭树的平均高度高于2 m时对土壤碳氮储量的贡献有显著提升,因此加强对保护区内梭梭林的管理对提升土壤质量具有积极作用。