西鄂尔多斯半日花(Helianthemum soongoricum)种群结构和点格局分析

半日花(Helianthemum soongoricum)是古地中海区系的残遗种,是国家二级珍稀保护植物,种群数量和规模已非常有限。为了揭示半日花种群的结构和发展的空间规律,运用大小结构分析法将半日花种群分为3个龄级(Ⅰ级,d≤3cm;Ⅱ级,3cmd≤9cm;Ⅲ级,d9cm,d为植株体积(高度×冠幅)的立方根),并采用空间点格局分析中的O-ring统计方法研究了分布于西鄂尔多斯砾石质和石质生境的半日花种群的结构和不同发育阶段个体的空间格局及空间关联性。结果表明:(1)半日花个体主要集中在龄级Ⅱ,龄级Ⅰ和龄级Ⅲ的个体都较少,种群的更新受到限制;(2)半日花种群的空间分布格局与不同龄级间的空间关联性受生境条件的影响较大,并且对空间尺度表现出很强的依赖性。砾石质生境中的半日花种群及其各龄级在小尺度范围内呈聚集分布,随着尺度增大逐渐趋向于均匀分布,不同龄级间主要表现为(或接近于)负关联;石质生境中半日花种群及其各龄级在中小尺度呈聚集分布,随着尺度增加表现为随机分布,龄级Ⅲ与Ⅱ和龄级Ⅱ与Ⅰ之间的空间正关联或不关联关系更明显。这种差别与两种生境下的环境条件和群落结构有关;(3)半日花幼龄个体(龄级Ⅰ)在一定程度上受到了来自成年个体(龄级Ⅱ与Ⅲ)的竞争压力。研究结果对半日花的保护与利用具有一定的参考价值。     

珍稀濒危植物半日花研究进展

半日花是半日花科的一种半灌木或灌木,稀为一年生或多年生草本孑遗植物。全世界约有8属200种,多分布于地中海沿岸。我国内蒙古、新疆有2种分布,分别是新疆半日花和内蒙半日花。由于自然因素和人类经济活动的影响,特别是采矿、烧柴、放牧、土地开发以及城市化,加剧了对半日花的过度开发, 导致其生物量锐减, 造成个体衰退, 种群缩小的濒危状况,被国家列为二级保护植物。所以加强对珍稀濒危植物半日花的研究和保护具有重要意义。     

珍稀濒危植物半日花光合作用日动态变化的初步研究

对半日花的光合生理生态特征的分析表明:在晴朗天气条件下,半日花的净光合速率曲线呈双峰型,在 9:00和15:00左右达到峰值。蒸腾速率日变化曲线呈单峰型,在 15:00 达到最大。数据分析表明:空气温度和气孔导度是半日花光合作用和蒸腾作用的主要影响因子。叶绿素荧光作用参数的日变化结果显示:半日花受中午强光和高温的影响发生光抑制,使PSⅡ系统发生可逆失活,产生光合"午休"现象。     

黑河下游不同生境胡杨(Populus euphratica)叶片碳同位素组成特征

植物中稳定碳同位素组成不但与植物的水分利用效率密切相关,而且反映环境因子对植物的影响。选择黑河下游额济纳旗为研究区,以优势物种胡杨(Populus euphratica)为研究对象,利用稳定碳同位素组成分析研究区胡杨受干旱胁迫程度。结果表明:胡杨叶稳定碳同位素组成(δ13 C)处于-25.51‰~-30.21‰,平均值为-28.28‰。随干旱胁迫程度增加,δ13 C值有明显偏正趋势,植物(叶片)碳同位素组成对胡杨成熟木长期适应不同水分胁迫程度有明显的体现。分析δ13 C与胡杨生长状态发现,δ13 C与种群密度相关性不明显,与枯枝比呈显著正相关关系,枯枝比可成为碳同位素组成的替代指标,指示胡杨受干旱胁迫的程度。     

不同生境下红砂(Reaumuria soongorica)的生理生化特征及适应性

测定了荒漠地区超旱生小灌木红砂在3种生境(山前荒漠、山前戈壁和中游戈壁)下的叶片水分状态、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,以探讨荒漠植物在不同生境下的生理生化特征及对荒漠极端环境的适应机制。结果表明:在3种生境下,红砂叶片相对含水量和叶片水势随着土壤含水量的下降而下降,叶绿素含量随着土壤含水量的下降而升高。随着生境土壤干旱的加剧,超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,而过氧化氢酶活性下降。在土壤含水量较少的戈壁生境,渗透调节物质含量上升。SOD和POD活性的升高是红砂抵御干旱环境的主要抗氧化保护机制;渗透调节在红砂叶片适应干旱胁迫的过程中发挥着重要作用,高的渗透调节能力使红砂在水分不足的条件下维持较低的渗透势,有利于植物吸水,从而增强其耐旱性。     

科尔沁沙地不同生境植物及叶片的C、N元素计量特征

为了研究科尔沁沙地植物及叶片的C、N元素在沙丘固定过程中的化学计量差异及变化规律,在流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、草地4种生境上分别采集整株植物样品和叶片样品,测定其C、N元素含量,并在群落水平和功能型水平上展开分析。结果表明:(1)随着沙丘的固定,植物群落及群落叶片的C含量逐渐上升而N含量逐渐下降,且C含量的变异系数较N含量小;(2)各生境植物及叶片C、N含量表现为灌木一年生植物、C3植物C4植物、豆科植物非豆科植物,各功能型植物的C、N含量正相关于其叶片的C、N含量;(3)沿沙丘固定梯度,一年生、C4与非豆科植物及其叶片C含量趋于上升,而一年生、多年生、C3、非豆科植物及其叶片N含量趋于下降。沙丘固定过程中群落C含量的变化主要源于一年生、C4、非豆科植物,而N含量的下降则受草本、C3、非豆科植物的共同影响。适当补植灌木、C3植物、豆科植物对于该地区的固C效率和生物固N以及改良土壤肥力会起到积极作用。     

不同生境下砂蓝刺头(Echinops gmelini)形态结构及生物量分配特征

砂蓝刺头(Echinops gmelini)是沙区常见一年生草本,具有繁殖比例高、密度高和生长速度快等特征,是研究区春季和早夏季节植物群落组成中最重要的草本植物。沙区人工植被演替过程中,群落中砂蓝刺头个体构件形态和生物量分配特征及其对土壤生境恢复的指示意义是本研究目的。分析了不同植被恢复阶段的沙地中(2010年铺设草方格、始植花棒、始植油蒿和1989年始植柠条与油蒿的固沙区,分别为生境1、2、3和4)砂蓝刺头构件形态及生物量分配特征。结果表明:(1)人工植被建立早期,初步稳定的沙面条件有利于砂蓝刺头的生长,而随着人工植被建立时间的增长呈现出种群衰退的趋势。4个生境间砂蓝刺头在株高、基径、根长、花序数及各器官生物量方面均差异显著(P0.05),其大小关系是生境2314。(2)不同生境地上-地下生物量间均为等速生长关系,且存在共同相关生长指数1.036,支持等速生长假说;地上-叶生物量间具有共同异速生长指数(0.874,异速生长关系);营养体-繁殖生物量间均表现出α1异速生长关系,即繁殖生长资源的积累速率快于营养体生长。(3)株高、花序数与地上部分生物量间具有显著或极显著的正相关关系,表现出较好的协同变化趋势。总之,不同生境间砂蓝刺头形态结构及生物量特征具有明显差异,而构件生物量间相关生长关系的一致规律性及较稳定的繁殖生物量分配,有利于其适应异质生境并完成生长发育。     

不同生境中差不嘎蒿(Artemisia halodendron)生长特征及地下生物量分布

植物根系活动是植物-土壤系统物质周转的关键环节。为研究不同坡位差不嘎蒿(Artemisia halodendron)根系生长特征,用土钻法调查了科尔沁沙地半固定沙丘不同坡位0~60cm深度差不嘎蒿活根与杂质(包括死根与根表脱落物)的生物量。结果表明:不同坡位间差不嘎蒿活根与杂质生物量均存在显著差异;差不嘎蒿活根的垂直分布特征在各坡位不同,在坡中和坡顶,主要分布在0~20cm层,而在坡底和背风坡,垂直分布较均匀;总生物量和杂质生物量在各坡位的垂直分布随土壤深度增加而下降;差不嘎蒿群落特征与植株生长特征在不同坡位间存在显著差异,坡底盖度及物种数高于其他部位,坡底和背风坡差不嘎蒿植株密度减小,单株高度增加。差不嘎蒿活根生物量与自身密度呈显著的正相关关系(p0.05),但与自身高度呈显著的负相关关系(p0.05)。差不嘎蒿根生长和分配是其在不同沙丘生境生长策略变化的重要反映。     

柽柳属(Tamarix)植物生境适应机制与资源价值研究进展

柽柳属(Tamarix)植物起源于第三纪古地中海地区,具有耐盐碱、抗干旱和抗沙埋等特点,适应性强,是沙荒地和盐碱地的建群种。从植物生理生态和分子机理上阐述了柽柳属植物适应广泛生境的机制,包括种群特征、个体形态结构、种子繁殖特性、群体遗传结构以及植株在干旱和盐碱胁迫下生理生化和分子响应等,综述了其在生态和药用方面的价值,并提出可深入研究的问题和方向。     

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.     

中国沙冬青属植物的地理分布及生境特征

沙冬青是我国珍稀濒危物种,掌握其地理分布范围及生境特征,有助于分析其所处境况以及展开相应的研究与保护工作。通过搜集历史文献资料与野外实地调查相结合的方法,对我国沙冬青属植物的地理分布范围、时空动态以及生境特征进行了研究,并从地形、气候、土壤三个方面探讨了限制沙冬青属植物生长分布的主要因子。结果表明：（1）新疆沙冬青分布范围为38°55'~40°09'N,74°42'~76°43'E;蒙古沙冬青分布范围为36°27'~42°01'N,102°36'~108°49'E,两种沙冬青在地理分布上不连续,以条带或块状方式呈现小聚集分布状态。（2）两种沙冬青的生境特征存在显著差异,其中限制新疆沙冬青分布的生态因子主要包括气候指标中的热量因子以及土壤指标中的pH、盐分和全磷,限制蒙古沙冬青分布的生态因子主要包括气候指标中的水分因子和土壤指标中的有机质、全氮。     

气候变化下的孑遗植物裸果木(Gymnocarpos przewalskii)适宜生境分布

裸果木(Gymnocarpos przewalskii)为濒危孑遗植物,对荒漠生态系统具有重要意义。以生态位理论为基础,利用BIOMOD2建模平台中的5个模型算法(MaxEnt、RF、GBM、GAM、CTA)结合3大类19个环境气候因子数据构建组合物种分布模型模拟该物种在基准气候条件下的分布,并进一步预测在不同气候变化情景下分布范围的变化,进而为该物种原生产地保护及人工种植提供依据。结果表明:(1)Bio3(等温性)、Bio11(最冷季平均温度)、Bio12(年降水量)、Bio19(最冷季降水量)、slope(坡度)、T_caso4(表土硫酸钙含量)、T_gravel(表土砾石含量)、Tusda(表层土壤USDA分类)为影响该物种适宜生境分布的主要环境因子;(2)基准气候条件下,中国西北地区裸果木适宜生境面积约为0.59×10⁶ km²,主要分布于河西走廊及其周边区域,在塔里木盆地边缘也有较为集中的适宜生境分布。(3)在气候变暖的情景下该物种适宜生境面积略有增加,且不同气候变化情景差异较小,适宜生境整体...     

超富集植物蜈蚣草在中国的地理分布及其生境特征

根据本研究小组多年来对我国南部近20个省、市(区)的调查,结合前人的文献资料,编制了蜈蚣草在中国的分布图,总结了蜈蚣草对日照、水分、热量和土壤等因素的生态适宜性。研究发现,蜈蚣草在中国主要分布在秦岭以南的热带、亚热带地区。蜈蚣草生长需要的水热条件为:年均温高于10℃、1月均温大于0℃、7月均温大于20℃、≥10℃积温超过3800℃、无霜期不短于200天和年降水量大于500 mm。冬季的低温(1月均温和无霜期)可能是蜈蚣草进一步向高纬度分布的主要限制性因素。蜈蚣草对土壤pH的适应范围较宽。本研究结果为蜈蚣草的引种及其在植物修复中的潜在应用价值的确定提供了科学依据。     

不同生境下砂蓝刺头(Echinops gmelini)形态结构及生物量分配特征北大核心CSCD

砂蓝刺头(Echinops gmelini)是沙区常见一年生草本,具有繁殖比例高、密度高和生长速度快等特征,是研究区春季和早夏季节植物群落组成中最重要的草本植物。沙区人工植被演替过程中,群落中砂蓝刺头个体构件形态和生物量分配特征及其对土壤生境恢复的指示意义是本研究目的。分析了不同植被恢复阶段的沙地中(2010年铺设草方格、始植花棒、始植油蒿和1989年始植柠条与油蒿的固沙区,分别为生境1、2、3和4)砂蓝刺头构件形态及生物量分配特征。结果表明:(1)人工植被建立早期,初步稳定的沙面条件有利于砂蓝刺头的生长,而随着人工植被建立时间的增长呈现出种群衰退的趋势。4个生境间砂蓝刺头在株高、基径、根长、花序数及各器官生物量方面均差异显著(P<0.05),其大小关系是生境2>3>1>4。(2)不同生境地上-地下生物量间均为等速生长关系,且存在共同相关生长指数1.036,支持等速生长假说;地上-叶生物量间具有共同异速生长指数(0.874,异速生长关系);营养体-繁殖生物量间均表现出α>1异速生长关系,即繁殖生长资源的积累速率快于营养体生长。(3)株高、花序数与地上部分生物量间具有显著或极显著的正相关关系,表现出较好的协同变化趋势。总之,不同生境间砂蓝刺头形态结构及生物量特征具有明显差异,而构件生物量间相关生长关系的一致规律性及较稳定的繁殖生物量分配,有利于其适应异质生境并完成生长发育。     

不同生境四合木种群数量特征比较研究

对不同生境四合木种群的个体与综合数量指标进行了比较分析,测定了各生境区内四合木植株的地径与幼苗补充量。结果表明:不同生境的四合木种群个体及其综合数量指标均有一定差异,其中密度与多度以海南、低山、千里山种群较高,乌家庙、乌达与棋盘井种群较低;盖度、高度、冠幅以低山、乌家庙种群较大,海南、千里山和棋盘井种群较小;平均地径以乌家庙、低山种群较大,乌达、棋盘井种群较小;幼苗补充量以千里山种群最多,乌家庙种群最少;重要值和综合优势比以低山、乌家庙、海南、千里山种群为多,表明其生境条件较为适宜,而乌达与棋盘井种群较低,说明工矿发展和由此引发的土地沙化、环境恶化是四合木生存的主要威胁。     

塔里木盆地盐生和干旱生境柽柳(Tamarix)凋落物分解特征

以塔里木盆地柽柳（Tamarix）凋落物为研究对象,应用凋落袋法,揭示其在盐生（H₁）和干旱（H₂）生境中分解差异性及主要制约因子。结果表明：（1）经720 d分解,H₁、H₂生境中柽柳凋落物残留率分别为83.50%、53.73%,两种生境下凋落物残留率差异极显著（P < 0.01）。（2）在H₁、H₂生境中,柽柳凋落物分解系数分别为0.082、0.320,分解50%所需时间分别为9.40、2.17 a,分解95%所需时间分别为40.62、9.36 a。（3） C元素在H₁中富集-释放交替进行,在H₂中为单一的富集-释放;N元素在H₁中表现出累积-释放交替模式,在H₂中表现出相反的变化趋势;P元素在0~360 d分解时间段均呈逐渐释放过程,而在第360~720 d,H₁呈逐渐累积过程,H₂呈累积-释放模式。木质素呈现逐渐释放模式,纤维素释放模式富集-释放交替进行。经720 d分解,C、N、P、木质素、纤维素残留率在两种生境中均存在极显著差异（P < 0.01）。（4）微生境变化对凋落物分解制约因素并不相同,盐生生境下土壤Na⁺含量是制约凋落物分解的主要因子,而干旱生境下残留量、土壤Mg²⁺、凋落物全磷含量起主导作用。     

黄河三角洲贝壳砂干旱生境杠柳(Periploca sepium)叶片的光合作用特征

水分是黄河三角洲贝壳堤滩脊地带植被生长的主要限制因子。以4年生杠柳(Periploca sepium)苗木为对象,模拟贝壳砂干旱生境,设定对照(土壤相对含水量RWC为77.72%)、轻度(RWC为58.16%)、中度(RWC为42.98%)及重度(RWC为32.39%)干旱胁迫4组水分梯度,测定分析杠柳叶片气体交换参数的光响应以及叶绿素荧光参数。结果表明:(1)水分条件可显著影响贝壳砂生境杠柳叶片的光合效率。随干旱胁迫的加重,杠柳净光合速率(Pn)显著下降,重度干旱胁迫下,Pn最小,为0.62μmol·m^-2·s^-1,仅是对照的5%。表观量子效率、光饱和点和暗呼吸速率随干旱胁迫的加重逐渐降低,而光补偿点逐渐升高。干旱胁迫导致杠柳叶片光照生态幅变窄,光能利用率降低。(2)随干旱胁迫加重,杠柳蒸腾速率显著下降。适度干旱胁迫可显著提高杠柳的水分利用效率,在轻度、中度干旱胁迫下维持较高值,而对照和重度干旱胁迫下显著降低。在轻度、中度干旱胁迫下,杠柳Pn下降主要受气孔限制,而重度干旱胁迫则以非气孔限制为主。(3)随干旱胁迫加重,杠柳叶片潜在光化学效率、实际光化学效率和非循环光合电子传递速率均显著下降,受到光抑制,电子传递效率下降;非光化学猝灭系数显著增加,光能热耗散增多。杠柳叶片通过调节光合效能来适应干旱胁迫逆境,对干旱逆境表现出一定的可塑性和适应性。     

不同生境下三种荒漠植物叶片及土壤C、N、P的化学计量特征

以新疆地区三种典型荒漠植物梭梭、多枝柽柳和沙拐枣为研究对象,分别研究其不同生境(塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园—植物园,古尔班通古特沙漠明渠免灌林—免灌林,以及各自的原生生境—原始生境)下三种植物叶片和土壤的生态化学计量特征,每个处理5个重复。研究结果显示:土壤C、N、P含量在不同生境中的分布趋势相似,均表现为柽柳原生地和植物园较高,其他三者相对较低(P0.05)。然而C∶N和C∶P在柽柳原生地中最大,植物园、免灌林和梭梭原生地次之,而沙拐枣原生地最小。N∶P在不同生境中不存在显著差异(P0.05),这说明N和P含量在不同生境中的变化是一致的,即干旱区土壤保持了相对较为稳定的N∶P。三种植物叶片C含量存在一定差异,总体表现为沙拐枣最高,其次为柽柳,梭梭相对较小(P0.05),然而,植物叶片的N、P含量主要受物种影响,生境对植物叶片N、P含量影响不显著,叶片N∶P均值为15.91±0.68,介于14和16之间,说明该区三种植物生长受N和P共同限制,然而N∶P在不同生境及不同物种的协同作用下不存在显著差异(P0.05),说明干旱区的这三种植物叶片在不同生境中具有相对较为恒定的N∶P。这也进一步说明了这三种植物叶片的N∶P不随生境土壤N、P含量的变化而变化,即就是这三种漠植物具有相对较高的内稳性机制,进而使其具备了较强的适应极端环境(干旱,贫瘠,盐碱)的能力。     

荒漠植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)不同大小叶片C、N、P化学计量特征

对荒漠植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)不同大小叶片的碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量比特征进行了研究.结果表明:随着单叶重量(ILM)、单叶面积(ILA)和比叶面积重量(LMA)的增加,叶片C、N、P含量迅速降低后趋于稳定,叶片C∶N和C∶P值均逐渐增大,而叶片N∶P值则先升高后逐渐趋于稳定.本研究采集叶片单叶重量变异系数为55.44％,而叶片C、N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P值变异系数均小于25％,其大小排序为:P(22.6％)＞N(15.21％)＞N∶ P(14.67％)＞C∶ P(13.30％)＞C(12.18％)＞C∶ N(8.81％).     

不同生境条件下泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)种群的空间格局及动态分析

应用生态空间理论(theory of spatial ecology)和地统计技术，分析了不同生境条件下泡泡刺种群的空间分布特征及其动态。结果表明：受气候条件的控制，泡泡刺种群是以斑块状格局形式存在。在较小的尺度上，生境条件起到了明显的作用，戈壁生境中的泡泡刺灌丛沙堆趋向于斑块小、密度大、空间自相关距离短，而沙漠生境中的结果相反。另外，沙埋和地下水位下降不仅为泡泡刺种群拓宽了生态位，而且是该种群演化的驱动力。