沙漠化过程中植物群落组成的分析：以神木大保当地区为例

沙漠化过程中,植被生活型谱中地面芽植物明显减少,隐芽植物增多。群落最小面积由潜在沙漠化阶段的45m~2减少到沙漠化第5阶段的2.25m~2。投影盖度为“s”型分布,油蒿群丛盖度大于臭柏群丛。油蒿群丛盖度达31.62％,臭柏群丛只有24.99％。Simpson指数减少,种均匀度指数增大,该变化趋势与森林、草原植被演替过程中均匀度的变化规律相反。或许为沙生植被所特有。群丛优势度指数增大。优势度—多样性曲线在沙漠化发生前和初期为对数正态分布,沙漠化后期为几何级数分布。     

沙坡头人工固沙区油蒿繁殖分配的研究

对沙坡头人工固沙区油蒿 (Artemisia ordosica) 开花结实期的繁殖分配和生殖枝的生长特点进行了研究,结果表明:2006年8—10月,油蒿生殖枝重、头状花序重都显著增加(P<0.05),但繁殖分配均保持在26%左右;油蒿的繁殖分配与个体大小有一定的关系,地径在0.5 cm以上的油蒿个体才能够开始繁殖,繁殖分配大致呈现出在一定范围内随个体增大而上升,然后又随个体继续增大而下降的趋势。对不同建植年代(1956年、1964年、1981年、1987年)样地中油蒿繁殖结构特征和繁殖分配比较发现,1981年样地上油蒿的生殖枝重、单位生殖枝上的头状花序数、繁殖分配都低于其他3个年代,且其他3个年代的样地间无显著差异(P>0.05)。这表明,人工固沙区油蒿种群的繁殖不仅受固沙时间的影响,而且受其他因素的制约。     

毛乌素沙地沙丘活化过程中油蒿(Artemisia ordosica)根系特征

根系是植物的重要营养器官,轻微的环境变化也会引起根系的变化。采用时空代替法,在毛乌素沙地选取固定沙丘、轻度活化沙丘、中度活化沙丘、重度活化沙丘上的油蒿(Artemisia ordosica)植株,采用全根分层挖掘的方法调查根系生态特征。结果表明:油蒿表现出深根性轴根植物的特点,不同活化程度沙丘油蒿根系生物量均以粗根最大\,中粗根次之\,细根最小,但沙丘的活化显著弱化了油蒿的轴根特征;在沙丘活化的初期(固定沙丘、轻度活化沙丘)油蒿根系垂直方向分布较深(平均200 cm),水平方向分布范围较小,侧根数量较多,随着沙丘活化程度的增加,油蒿根系分布浅层化,侧根数量减少但水平方向分布范围增加,根幅增大,油蒿有向须根植物演变的趋势;从固定沙丘到重度活化沙丘,由于植被盖度的降低,风沙活动的加剧,沙埋的发生导致油蒿地下总生物量不断增加,根冠比也呈增加趋势。生境的改变,导致油蒿根系的分配格局发生改变,最终适应沙丘活化后的土壤水分条件以及相应的生态环境的改变。     

油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(Caragana korshinskii)生理生态特性的昼夜变化特征与调节机制

研究了两种优良固沙植物油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(Caragana korshinskii)的光合生理、水分生理和根、茎、叶渗透调节物质的昼夜变化特征。结果显示:空气相对湿度在夜间大幅度回升,植物的昼夜叶温差高于气温差。植物日间呈光合作用,夜间呈呼吸作用,油蒿的光合速率和呼吸速率均高于柠条;日间光合作用出现的光抑制可在日落时迅速恢复。日间气孔导度和蒸腾速率呈现大幅度的波动,在夜间趋于低缓,油蒿日间的调节幅度高于柠条,且在夜间仍维持一定的气孔开度。油蒿根含水量和小枝水势始终高于柠条,但柠条在夜间的根系吸水能力高于油蒿。油蒿根、茎、叶的可溶性糖含量均高于柠条,在夜间叶片的可溶性糖可大量的传输至根部;柠条根、茎、叶的脯氨酸含量均高于油蒿,油蒿的根和叶片在夜间出现较高的脯氨酸累积。植物生理活动的夜间调整对增强午间抗逆性有一定的作用。     

西藏日喀则流沙固定的几个问题

1995年首次在西藏日喀则进行固沙植物的引种试验,大多数中国内地固沙植物不适应该地的流动沙丘,沙面高温和生长季短是主要制约因素。沙木蓼和籽蒿表现最好;油蒿种子不能成熟,因此不能做后续植物;乡土植物砂生槐在播种当年出苗率低、生长缓慢,只能用做后期植物。在西藏日喀则,有效的植物固沙程序是:在保护措施(草方格沙障、砾石层)下,在流动沙丘上播种外来种沙木蓼、籽蒿和油蒿或移栽籽蒿,同时播种乡土植物砂生槐。在沙木蓼和籽蒿种群衰退、油蒿种群未衰退但不能靠天然下种自行更新时,砂生槐开始发挥固沙作用,并最终凭其适沙特性和长寿命接替先锋固沙植物有效地固定沙丘。选择乡土固沙植物应将重点放在蒿属和锦鸡儿属上。     

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。     

土壤质地与埋深对白刺群落主要伴生植物出苗的影响研究

在田间条件下,研究了3种土壤质地与5个埋深对白刺群落主要伴生植物苦豆子、黄花矶松、沙蒿、油蒿和红砂出苗的影响,为白刺群落恢复、优良植物的筛选及其种群扩展提供理论依据与技术支撑。试验研究表明,尽管白刺群落主要伴生植物在田间的出苗率均较低,但各植物的出苗能力明显不同。土壤质地仅对伴生植物苦豆子、沙蒿和黄花矶松出苗有显著影响,而埋深处理对伴生植物出苗均有显著影响。不同土壤质地与埋深处理的平均出苗率以苦豆子最高,红砂、沙蒿和黄花矶松次之,油蒿最低;不同土壤质地的最高出苗率,沙土以沙蒿最大,沙壤土以黄花矶松最大,黏土以红砂最大;出苗适宜埋深,苦豆子为1.0~2.0 cm,沙蒿、黄花矶松、油蒿和红砂为0.5 cm。研究结果表明,选择适宜的植物及其人工促进技术对退化白刺固沙植被的恢复至关重要。     

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。     

科尔沁沙地124种天然植物粘液繁殖体的甄别

用粘沙法对科尔沁沙地西部124种天然植物进行了粘液繁殖体甄别。结果表明:(1)在124种植物中,有13种植物包括冷蒿(Artemisiafrigida)、万年蒿(A.gmelinii)、差不嘎蒿(A.halodendron)、野艾蒿(A.lavan-dulaefolia)、大籽蒿(A.sieversiana)、黄蒿(A.scoparia)、乌丹蒿(A.wudanica)、画眉(Eragrostispilosa)、小画眉(E.poaeoides)、百里香(Thymusmongolicus)、平车前(Plantagodepressa)、盐生车前(Plantagomaritima)、野亚麻(Linumstelleroides)的种子分泌粘液,占所有被测植物的10.5%;(2)综合浇水2mm和水浸20min两种处理结果发现,盐生车前、平车前、乌丹蒿、冷蒿、百里香粘液(粘沙)繁殖体比例很高,万年蒿、黄蒿、野艾蒿粘液繁殖体比例相对低;(3)综合浇水2mm和水浸20min处理结果发现,分泌粘液粘沙后重量变化较大的植物包括画眉、小画眉、盐生车前、乌丹蒿、万年蒿;(4)将水浸20min与浇水20mm处理的结果进行平均,得到的粘沙种子总粘沙量由小到大的顺序是:黄蒿 < 野艾蒿 < 万年蒿 < 小画眉 < 画眉 < 冷蒿 < 差不嘎蒿 < 大籽蒿 < 百里香 < 野亚麻 < 平车前 < 乌丹蒿 < 盐生车前;(5)全部13种有粘液繁殖体植物的种子均小,单粒重小于1mg;(6)无论对水浸20min,还是浇水20mm处理,粘沙种子粘沙量与未粘沙种子重量正相关,即种子越大,粘沙量越大;(7)蒿属植物占具有粘液繁殖体植物的比例较大,供试的7种植物均有种子分泌粘液,但在粘沙种子重量增加量、粘沙种子对未粘沙种子的重量倍数、粘沙种子百分数等方面表现物种间差异;(8)蒿属植物分泌粘液是其适应流沙的属性之一。     

沙生植物水分特征曲线及水分关系的初步研究

应用植物水分特征曲线(PV曲线)研究了油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(caragana korshimskii)的各种水分状况参数及其相互关系。结果表明:油蒿和柠条在干旱环境中具有相似的水分生理特点,水势降低、束缚水与自由水比值增大、组织体积弹性模量减小。在充分吸胀植物组织逐渐失水初期,水势的迅速降低主要是由于压力的降低引起的;当组织失去膨压(压力势△ψ_r,=0)后,渗透势成为水势的主要部分。植物失水临界状态的水分状况不是固定不变的,临界水势和水分饱和亏缺随干旱条件发生变化是植物响应沙地水分亏缺的特征之一。在对干旱环境的适应途径方面,油蒿具有高水势、高蒸腾的耐旱特征,细胞壁坚硬、弹度小,通过维持较高膨压保持水分;柠条具有低水势、低蒸腾的耐旱特征,细胞壁较柔软、弹性大,具较强耐脱水能力。     

柠条(Caragana korshinskii)、油蒿(Artemisia ordosica)、花棒(Hedysarum scoparium)叶片吸水潜力及影响因素

叶片吸水是干旱荒漠人工植被区植物利用小量级降水的主要方式,对缓解植物干旱胁迫具有重要的生态水文学意义。测定了腾格里沙漠人工固沙植被区1956、1964、1981年栽植的柠条(Caragana korshinskii)、油蒿(Artemisia ordosica)和花棒(Hedysarum scoparium)叶片单位面积吸水量(LWUC)、叶片含水量增加率(R_w)、叶片水分饱和亏(WSD)、比叶面积(SLA)和叶片干物质含量(LDMC),并分析了它们与叶片水势、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及浅层、深层土壤水分之间的关系。结果表明:柠条、油蒿、花棒的叶片均具有吸收水分的能力,吸水量油蒿花棒柠条,LWUC分别为0.249～1.879、0.429～10.009、0.051～4.955 mg·cm~(-2)。LWUC最适合表征植物吸水能力的性状,柠条的LWUC与R_w、LDMC极显著正相关(P0.01),与SLA显著正相关(P0.05);油蒿的LWUC与R_w、WSD极显著正相关(P0.01);花棒的LWUC与R_w、WSD极显著正相关(P0.01),与SLA显著负相关(P0.05)。柠条和油蒿的叶片单位面积吸水量主要受叶片水势的影响,而花棒则受叶片水势和WUE的共同影响,但在不同年代的人工植被区,浅层土壤水分均为主要影响因子。     

沙漠人工植被区蒸腾测定

利用表面覆盖油毡的大型非称重式蒸渗池和LI1600气孔计测定油蒿(Artemisiaordosica)和柠条(Caraganakorshinskii)的蒸腾,比较了两种测定方法是否存在差异。结果表明蒸渗池表面自油毡覆盖至试验结束,油蒿、柠条和流沙处理0~150cm土层土壤含水量都增加,尤其流沙处理土壤含水量上升最明显;油蒿与柠条的冠幅、新梢长和叶面积指数均增加;由于中子仪探测不到蒸渗池底部40cm厚的砾石层的水分,导致了对照流沙处理测定结果不合常规。测定日期不同,LI1600气孔计测定的蒸腾速率的变化趋势和值也不同,但油蒿和柠条的变化步调是一致的,油蒿的蒸腾速率普遍高于柠条的;用多项式拟合得到蒸腾速率日变化曲线均达到显著水平(P < 0.05)。通过单位换算统一和尺度转换,蒸渗池和LI1600气孔计测定结果进行方差分析,表明物种间(油蒿和柠条)差异达显著水平(P < 0.05),测定方法间(蒸渗池和LI1600气孔计)差异不显著;从而说明本研究以叶面积指数和植物冠层盖度为基础,进行叶片水平与种群水平间的尺度转换是可行的。     

河北坝上沙漠化土地褐沙蒿,冷蒿土壤生境特征研究

应用典范分析与聚类、回归分析相结合的方法，研究了河北坝上沙漠化土地褐沙蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｉｎｔｒａｍｏｎｇｏｌｉｃａ），冷蒿（Ａ．ｆｒｉｇｉｄａ）土壤生境的分类、排序及冷蒿、褐沙蒿生长分布与土壤条件的关系。结果表明：沿丘陵阴坡、平滩草地、丘陵顶部、丘陵阳坡、半阴坡砂质缓坡、固定沙地、半固定沙地依次沙漠化逐渐严重的土壤退化梯度，随着土壤中０．０５ｍｍ以下颗粒、土壤有机质、全氮、全钾含量的减少，褐沙蒿在群落中的重要值显著增加；冷蒿的生长分布不随土壤生境的变化而明显变化，而是与放牧强度有关。因此，褐沙蒿是本区土地沙漠化的指示植物，冷蒿是本区由于过牧引起的草场退化的指示植物。     

油蒿(Artemisia ordosica)光系统Ⅱ光化学效率对去除降雨的响应

认识植物生理特征对极端干旱的响应有助于理解和预测气候变化对生态系统过程的影响。通过对叶绿素荧光连续监测,研究了油蒿(Artemisia ordosica)光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和非光化学淬灭(NPQ)对去除降雨的响应,旨在探讨干旱环境下PSⅡ的光保护机制。结果表明:油蒿叶片ΦPSⅡ和NPQ受光合有效辐射影响呈现出明显的日变化。与对照相比,去除降雨条件下ΦPSⅡ降低、NPQ升高。去除降雨降低了ΦPSⅡ对环境因子的敏感性,提高了NPQ对环境因子的敏感性。去除降雨条件下F_v/F_m的降低是由于PSⅡ反应中心的可逆性失活。这些结果表明极端干旱影响油蒿PSⅡ光化学效率;油蒿通过增加非辐射热耗散来抵抗干旱胁迫。     

宁夏中东部沙漠化草原的植被演替

宁夏中东部地处黄土高原风沙区暖温性典型草原与荒漠草原的过渡地带。干旱多风的气候条件, 含沙丰富的地表物质组成和超负荷的人为活动影响, 使其成为宁夏土地沙漠化最严重的地区之一。草原沙漠化的植被演替阶段往往不易判别, 我们有用数量分类中的聚类分析法成功地将其划分为两大类群, 四个阶段。老瓜头(Cynanchumkomarovii), 骆驼蒿(Peganumnigellastrum)等植物在草原沙漠化演替的起始和发展阶段具指示意义。草原沙漠化的植被演替不同于撂荒地和沙地植被的演替, 而且在积沙地其演替过程一般是不可逆的。     

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。     

土壤逐渐干旱对4种荒漠植物光合作用和海藻糖含量的影响

以腾格里沙漠东南缘4种优势植物红砂(Reaumuria soongorica Maxim)、珍珠(Salsola passerina Bge)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom)和油蒿(Artemisia ordosica Krasch)为对象,研究土壤逐渐干旱对叶片相对含水量、净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数及海藻糖含量的影响。结果表明:土壤逐渐干旱过程中,4种植物的叶片相对含水量、净光合速率(Pn)、光系统II(PSⅡ)最大光化学量子产量(Fv/Fm) 、光系统II表观电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(qP)都随干旱程度的加剧而下降;非光化学淬灭(qN)和海藻糖含量随干旱程度的增加而升高。4种植物对干旱过程的响应差异明显,随着土壤干旱的加剧,相对于其他三种植物,柠条具有更高的抗逆保护能力。相关分析表明,土壤含水量显著影响着4种植物的光合作用和海藻糖累积,海藻糖含量与光合作用存在相关性。     

干旱区油蒿种群结构和分布格局分析

对宁夏中卫市沙坡头、甘肃古浪县鸣沙咀和民勤县扎子沟这3个干旱区天然油蒿分布区的油蒿种群结构和空间分布格局进行了研究,其中根据大小结构图和存活曲线分析油蒿种群动态,用平均拥挤度m*、丛生指数(I)、聚块性指标(m*/m)、Cassie指标(CA)、扩散系数C、负二项分布中的K指标来判断格局类型并且根据双项轨迹方差法来分析格局规模。结果表明,沙坡头和扎子沟油蒿种群处于稳定阶段,鸣沙咀固定沙地和半固定沙地的油蒿种群处于增长阶段;各油蒿种群的分布格局类型为聚集分布,但是各样地聚集度大小存在着差异,具体表现为:鸣沙咀半固定沙地鸣沙咀固定沙地沙坡头样地扎子沟样地;对各样地种群格局规模的分析表明格局规模存在差异。     

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。     

乌兰布和沙漠周边典型植物群落防风阻沙效果北大核心CSCD

为揭示荒漠生态系统典型群落样地对近地层风沙活动规律,阐明荒漠生态系统中不同植被类型的防风阻沙效果,在乌兰布和沙漠东北缘荒漠-绿洲过渡带选择油蒿(Artemisia ordosica)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、四合木(Tetraena mongolica)4种典型植物群落,以裸沙丘作为对照样地(CK)开展群落风沙活动观测研究。结果表明:群落内风速廓线符合对数分布规律;相对于裸沙丘地,4个样地的地表粗糙度显著增加,防风效果随距地高度增加而减小;在植物高度范围内,植物防风效果较好,植物高度范围外的防风效果减小,但仍有一定防风作用。植被的防风阻沙效果差异性来源于植被构型的差异。群落样地的输沙率符合指数Q=a+e^(bH)(a>0,b<0),且显著小于对照样地,植被可以有效减少近地表层输沙。4种群落距地面0—100 cm高度范围阻沙效果梭梭>霸王>四合木>油蒿。植被的防风固沙效果与植被高度、盖度和侧盖度线性关系显著。群落高度、盖度和侧盖度作为植物构型量化的一种形式,在其中起到关键作用。油蒿、霸王、梭梭及四合木群落在该地区具有良好的防风阻沙效果。