沙坡头人工固沙区一年生植物小画眉草繁殖分配研究

沙坡头人工固沙区不同始植年代一年生植物小画眉草(Eragrostis poaeoides)的繁殖分配研究。结果表明:无论在种群水平还是在个体水平上,都反映出:(1) 在不同的始植年代,个体大小与繁殖体大小均不相同,其排列顺序依次为1956年样地 > 1964年样地 > 1981年样地 > 1987年样地;(2) 在不同始植年代下小画眉草有性繁殖分配的大小存在差异,有的甚至达到显著或极显著的水平,小画眉草有性繁殖分配的大小与沙面固定的长短有关(大小依次排序:1956年样地 > 1964年样地 > 1981年样地 > 1987年样地),1956年固沙区小画眉草用于繁殖的投资比例达到(70.17±6.24)%,远高于1987年固沙区的(59.18±8.75)%。(3)地上营养器官生物量、茎重、叶片数和叶重在四个年代差异不显著,说明这些指标既受固沙时间长短的影响,也可能受其他因素的控制。通过研究,我们得到以下结论:随着沙面固定时间的延长,一年生植物生存的环境相对好转,一年生植物把更多的资源和能量用于繁殖,增加其种群规模;沙丘固定时间相对短的,一年生植物将把更多的资源和能量用于营养生长,以抵御不利的生长环境。     

沙坡头人工植被区中的油蒿种群动态与稳定性

利用种群生态学中的年龄结构、静态生命表和种群动态指数对沙坡头包兰铁路北侧1964年和1981年沙地人工植被区中的油蒿种群结构动态进行分析,发现1981年区和1964年区的油蒿种群都属于增长型,但1981年区的增长性大于1964年区,也就是说,随着人工植被建立的时间延长,油蒿种群结构由快增长型转向慢增长型.因此,沙地中的油蒿种群的动态趋势是由快增长向慢增长,以及衰退方向演变,最终有从人工植被区中消失的趋势.同时,油蒿种群结构的增长型是油蒿能长期存在的种群生态学原因,是它具有适应干旱、半干旱区的沙地生境的生物学特性所决定的.     

沙坡头地区人工植被油蒿种群结构与更新的研究

采用野外调查和比较分析的方法,对沙坡头地区人工植被油蒿种群的结构和更新进行了研究.通过对不同固沙起始年代油蒿种群大小结构的分析发现,幼树个体的数量较多,中等大小的成年个体数量少,老龄个体的数量极少.年限较短的人工植被区油蒿幼树个体的数量多于年限较长的人工植被区,而油蒿幼苗的数量则呈相反的趋势.油蒿幼苗在不同的地形中分布数量也不同,丘间地有较多的幼苗,背风坡幼苗特别少.油蒿成年个体在人工植被区中呈均匀分布,油蒿幼苗则呈聚集分布.     

荒漠人工植被区柠条和油蒿茎干液流动态研究

 于2008年5—10月利用Dynamax茎流仪观测了沙坡头人工植被区18龄柠条和8龄油蒿的茎干液流速率,并利用涡动相关系统同步监测了环境因子,分析了柠条和油蒿液流动态变化及其与环境因子和作物参考蒸散量(ET0)的关系。结果表明,观测期间柠条和油蒿液流速率均表现为明显的单峰曲线;柠条液流一般在06:00左右启动,12:00左右达到高峰,然后下降,夜间存在液流现象;油蒿液流一般在08:00左右启动,14:00—16:00达到高峰,在夜间没有观测到液流的发生;柠条和油蒿的液流速率和ET0存在显著的线性关系;环境因子对柠条液流量影响的大小顺序为太阳辐射>相对湿度>空气温度>饱和水汽压差>风速;而对油蒿液流量影响的环境因子大小顺序为太阳辐射>饱和水汽压差>相对湿度>空气温度>风速。     

沙坡头人工植被固沙区天然降水的入渗和分配研究

土壤、植被冠层与大气界面间(SVAT)物质传输过程日益成为水文学研究最感兴趣的领域,降水量的迁移与转换是非灌溉区SVAT主要的物质传输过程.干旱半干旱区稀疏灌丛蒸散量占降水量的90%以上,因此对降水入渗与水分在土壤内植物根际区再分配的研究显得十分重要.试验于2001年8月17日至9月30日在中国科学院沙坡头试验站进行,主要观测人工植被荒漠灌木柠条(Caragana korshinskii) 灌丛固定沙丘降水入渗与再分配过程.结果表明:在7次不连续降水过程中,土壤入渗深度与降水强度呈简单线性相关关系,土壤入渗速率约为降水强度的10倍.当次降水过程中降水强度小于0.46 mmh-1时,土壤入渗速率约为0 cm*h-1,此时的降水对沙区土壤基本上没有水分补给作用.受荒漠灌木柠条根系吸水作用的影响,其根系密集剖面深度40～140 cm内降水水分入渗积累不明显.降水入渗速率及入渗深度受土壤剖面初始含水率多寡而变化,干燥土壤剖面有助于提高瞬时入渗速率.降水以后随着时间的推移,人工固沙区微环境内空气温度、湿度等气象条件适宜,柠条生长进入相对旺盛阶段,其根系密集层140 cm深度处土壤含水率在总体上下降的过程中,表现出昼消夜长的趋势,试验期间翌日 8:00时土壤含水率值略高于前一日20:00时水分值 0.1%～0.3%.     

油蒿群落植物多样性动态

油蒿为鄂尔多斯高原植被的优势种和建群种,油蒿群落的植物多样性有向顶极阶段增加的趋势。植物多样性的季节变化与气候的季节变化密切相关。人类活动特别是过度放牧,引起油蒿群落的退化,导致植物多样性降低。围育可使退化的油蒿群落向正向演替进行,使群落的植物多样性提高。     

油蒿不同部位水分关系研究

应用植物PV技术研究油蒿（Artemisia ordosica Krasch）不同部位（营养枝、生殖枝、1年生枝、2年生枝、3年生枝、根系）的持水性能及其在SPAC系统的水分运移中的作用。结果表明：油蒿不同部位具有相似的水分生理特点,但各参数差异比较明显。随着木质化程度的增加,枝条（除生殖枝）饱和时最大渗透势（Ψ100π）、初始质壁分离时的渗透势（Ψ0）、相对水分亏缺（D0RW）、相对渗透水分亏缺（D0ROW）、束缚水含量（Vb）、细胞组织最大弹性模量（εmax）及ΔΨ（Ψ100π－Ψ0）逐渐增大,而自由水含量（Vf）则逐渐减小。生殖枝的Ψ100π、Ψ0、D0RW、D0ROW则大于其他枝条,根系的Ψ100π、Ψ0、D0RW、D0ROW、Vb、εmax均大于枝条,而Vf和ΔΨ小于枝条。随木质化程度增加,枝条的总水容（C）逐渐减小。C表现出两段性,在膨压消失前,枝条的水容（C1）变化不大,而在膨压消失后枝条水容（C2）随木质化程度增加而减小;总体来看,生殖枝的水容大于其他枝条,而根系水容最大。在水分胁迫条件下,木质化程度低的枝条,其较小的束缚水含量（Vb）及弹性模量（εmax）和较大的水容（C）不利于其保持体内水分以及较高的水势和膨压;而木质化程度高的枝条,其较高的束缚水含量及坚硬厚实的细胞壁则有利于其保持体内水分;根系较大的Vf和C,表明其容易失水的特性,有利于SPAC系统水分传输。     

沙坡头人工固沙区草本层片组成及其动态研究

通过跟踪观测一年生植物层片在一个生长周期内种类组成及其重要值的变化,并分析变化的生态学机理,得出如下结论:①在固沙区草本层片内,小画眉草的多度、盖度和重要值在群落中所占比例较大,是群落优势种;②在充足的降雨后,一年生植物都突发性萌发,但随着降雨的减少,层片内的一年生植物种群都呈衰退之势,其中小画眉草和虎尾草种群急剧减少,狗尾草、雾冰藜和虫实种群减少幅度不大.在生长后期由于降雨增多且较为均匀,层片内各物种种群数量变化不大,各自完成生活史;③狗尾草、雾冰藜和虫实在整个生长季节种群的数量和频度变化幅度较小,其相对盖度随着时间的推移呈渐次增长之势;④草本层片的变化动态与降雨有较大的相关性.     

库布齐沙地油蒿光合作用特性与环境因子的关系

采用美国产ＬＩ－６０００便携式光合分析系统对库布齐沙地植被建群种油蒿等主要沙生植物的光合作用及环境因子进行研究。结果表明,油蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｏｒｄｏｓｉｃａ）等主要沙生植物光合作用都有午休现象,但光合速率差异很大。油蒿表现最大光合作用的时间在８月份,较地上生物量的高峰期提前１个月左右。有效光辐射是影响油蒿光合作用的主导因子。油蒿光合速率（ＰＨ）和主要环境因子——气温（ＡＴ）、有效光辐射（ＰＡＲ）和大气相对湿度（ＲＨ）之间的多元线性回归方程为：ＰＨ＝０．２９５＋０．０００９９４ＰＡＲ＋０．００１７４ＲＨ－０．００１１ＡＴ。     

沙坡头地区固沙植物油蒿、柠条蒸散状况的研究

应用一组自动称重式lysimeter对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区半灌木油蒿(Artemisia ordosica)与灌木柠条(Caragana korshinskii)植丛的蒸散与流沙区蒸发比较,在生长季节进行两年连续观测研究。结果表明,植丛生长季节蒸散约占同期降水量的90%以上,根层220cm深度以下无降水补给作用。裸沙蒸发量与深沙层补给量分别占降水量的70.5%与12.6%。湿润年(P=215.8mm,其中生长季P=1837mm)生长季内油蒿与柠条植丛日平均蒸散速率接近,分别为0.86mm·d^-1,0.87mm·d^-1。干旱年(P=121.0mm,其中生长季P=114.0mm)油蒿植丛日平均蒸散速率降低为0.68mm·d^-1,而柠条植丛日平均蒸散速率仍然高达0.80mm·d^-1。由油蒿、柠条植丛月蒸散量比较,干旱年柠条在降水相对集中且丰沛的月份具有较高的蒸散量(如1991年8月,ET为66.3mm(相当于蒸散速率2.15mm·d^-1)),致使根层年内贮水量亏缺量(ΔS=-42.6mm)较油蒿植丛严重(ΔS=- 18.7mm)。而油蒿植丛在全生长季保持低下蒸散水平,表明由于植物种利用水分的机制不同,其植丛ET随年降水变化差异明显。但是,较之于湿润年均呈现下降趋势。在湿润年,裸沙区日均蒸发量为0.60mm·d^-1,而在干旱年,其蒸发速率降低为0.44mm·d^-1,相应的月蒸发最高值为38.0 mm(相当于蒸散速率1.27 mm·d^-1)。裸沙区蒸发量日均值与月最大值几乎均降低为植丛蒸散量的一半。     

沙坡头铁路北侧人工植被区油蒿苗和小画眉草的分布格局

采用Greig-Smith区组面积方差分析法、负二项式法和方差/均值比率法检验沙坡头铁路北侧人工植被区的油蒿苗和小画眉草种群的分布格局,表现为集群分布.     

电场处理对毛乌素沙地油蒿抗寒性影响的研究

不同强度的电场处理沙生植物油蒿（Artemisia ordosica Krash）种子,在毛乌素沙地自然环境下研究电场作用后其根系碳水化合物,叶片水分和渗透调节物随气温下降的变化。结果表明:电场强度为2.0 kV.cm-1、3.5 kV.cm-1和4.5 kV.cm-1时,地温降到零下摄氏度时,其根系碳水化合物和可溶性蛋白质含量增加;气温降到零下10℃左右时,叶片相对含水量、自由水和淀粉含量下降,束缚水、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量增加。     

黑沙蒿(Artemisia ordosica)对羊柴(Hedysarum laeve)及柠条(Caragana intermedia)的化感作用

采用生物测定方法,研究了黑沙蒿(Artemisia ordosica)叶水浸液对生态相关种羊柴(Hedysarum laeve)与柠条(Caragana intermedia)种子萌发与幼苗生长的化感作用。结果表明:黑沙蒿叶水浸液可抑制羊柴种子萌发与幼苗生长,抑制作用随浓度的升高逐渐加强;幼苗形态指标对叶水浸液作用较为敏感,敏感程度为苗干重苗鲜重根鲜重根长苗高根干重;丙二醛含量综合化感效应指数值明显大于其他指标,相对电导率也表现出较敏感的抑制效应。黑沙蒿叶水浸液对柠条种子萌发存在低促高抑作用;对幼苗形态指标综合化感效应表现为促进,促进作用随浓度的升高逐渐减弱,根鲜重、根长与苗干重为较敏感指标;对生理指标化感综合效应表现为抑制,抑制作用随浓度升高而增强,相对电导率是最敏感的指标,丙二醛含量指标也较敏感。由此推断,对膜系统的伤害可能是黑沙蒿化感物质多种效应的生物起点。     

油蒿(Artemisia ordosica)抗旱生理生化特性研究初报

测定了宁夏沙坡头地区固沙植物油蒿体内活性氧自由基的变化，膜伤害的程度，抗氧化保护酶系统以及光合特性与叶绿素含量的变化，对油蒿适应干旱胁迫的机理进行了分析。结果表明：灌溉地油蒿的MDA、O^-2、H2O2，脯氨酸的含量以及CAT、SOD的活性低于固定沙丘的油蒿，而植物体内蛋白质的含量、POD的活性高于固定沙丘的油蒿，固定沙丘油蒿中的Chla、Chlb含量和H2O→PCIP电子传递速率低于灌溉地油蒿，因此，当油蒿受到干旱胁迫时具有一定的抗氧化胁迫的能力。     

毛乌素沙地油蒿群落演替的生理生态学机制

对毛乌素沙地稀疏阶段、建成阶段和衰老阶段的油蒿群落的野外观测实验结果表明,不同演替阶段的油蒿群落对环境的适应性和生理生态特性表现出明显的差异。随群落盖度的增加,0—20 cm土层中土壤含水量明显增加,而在20—80 cm范围内有所下降。与稀疏阶段和建成阶段的油蒿群落相比,衰老阶段的油蒿群落的平均净光合速率低,光饱合点低,光能及水分利用效率最低,并且日变化过程也表现出受到了明显环境胁迫。在不同的演替阶段,油蒿的气孔导度与植物水势均呈线性相关。随植物水势的降低,处于衰老阶段的油蒿气孔导度降低速率最快。结合气孔导度和水分循环的关系,还初步探讨了毛乌素沙地油蒿群落演替的主要驱动因子。     

毛乌素沙地南缘油蒿(Artemisia ordosica)灌丛沙堆形态特征

对毛乌素沙地南缘不同演化阶段油蒿(Artemisia ordosica)灌丛沙堆进行了调查和统计分析,探讨了演化过程中沙堆形态特征变化及其与灌丛形态间相互关系。结果显示:(1)研究区油蒿灌丛沙堆以发育阶段和稳定阶段主,衰退阶段灌丛沙堆较少。随灌丛沙堆演化,油蒿灌丛高度保持相对稳定,灌丛长轴和沙堆长轴、短轴都显著增大;(2)沙堆的形态参数间存在显著的相关性,其中发育阶段沙堆长轴、短轴和高度之间显著线性相关,且长轴和短轴相对高度增长较快,稳定阶段沙堆3个参数间协同发展到稳定,而衰退阶段沙堆形态参数间相关性下降;(3)除衰退阶段外,沙堆形态参数与灌丛形态参数间有显著的相关关系,其中沙堆长轴与灌丛长轴、沙堆短轴与灌丛短轴、沙堆底面积与灌丛投影面积,均呈显著线性关系。在环境因素作用下,油蒿灌丛沙堆间整体相互协调发展,使其呈现不同形态特征。