大赖草的交配系统及生殖对策

为了探讨禾本科赖草属植物大赖草的交配系统,对其的花设计、花展示、花粉活力、柱头可授期及交配方式进行了研究。结果表明:①单花的3个花丝不同步伸长,其中两个生长速度相对较快先弯曲,然后花药纵裂散出花粉,第三个花丝随后弯曲,花药纵裂散出花粉,3个花药的不同步散粉延长了单花的“花粉寿命”。②花药被送出内外稃完成散粉后,羽状柱头伸到内外稃外接受外来花粉,避免了单花内的雌雄干扰。③大赖草花序上小花阶段性批量开放（确保了同一时刻开放的小花是同步的）,还可降低同株异花花粉对柱头的干扰。④大赖草属自花授粉不亲和型,同时同株异花授粉也不亲和,大赖草已进化出了特殊的花设计、花展示和短的花粉寿命等特征来促进异花授粉。这些特征是大赖草在适应极端的沙漠环境的过程中进化出的一种生殖对策。     

蒙古韭(Allium mongolicum)的分布和结实特性

为掌握蒙古韭(Allium mongolicum)在中国的分布现状和种群发展趋势,采用野外踏查和栽培实验相结合的方法,对其地理分布范围进行了界定;以结实量调查数据为基础,分析了不同分布区域蒙古韭的结实特点以及影响因素。结果显示:(1)蒙古韭在中国的分布区约在36°28′—46°14′N、88°39′—116°05′E之间,包括陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、新疆、青海6省(区)。(2)由于生境差异,蒙古韭不同群落中物种组成差异很大,蒙古韭多为伴生种或偶见种,很少为优势种。(3)不同生境条件下蒙古韭的结实特性差异较大,多数地区没有结实或结实率很小,主要是因为干旱导致其生殖生长受阻,加之人为因素干扰,使蒙古韭不能正常完成其生活史。     

松花江流域(哈尔滨段)景观格局脆弱性变化及空间关联格局分析

通过景观格局敏感性、适应性及人口压力指数构建景观格局脆弱性指数,以松花江流域(哈尔滨段)为研究对象,在完成研究区域2005年、2010年和2015年三期景观类型提取的基础上,借助地统计学理论及空间自相关分析方法,对2005-2015年区域景观格局脆弱度的时空变化特征及空间关联格局进行分析。结果表明:1)研究区域景观格局脆弱度整体呈现先增加后减小的变化趋势,脆弱度全局自相关莫兰指数分别0.4761、0.3978和0.4671,表现为较强的正相关,Z-Score值分别为50.21、41.96和49.26,呈聚类模式的空间分布;2)景观脆弱度高-高聚集分布由中东偏南区域向中西部转移,低-低聚集分布区域未发生较大变化,但逐渐表现为深度聚集状态;3)三期景观格局脆弱性空间相关性主要受结构性因素影响,但自2010年人类活动对景观格局的影响程度加深。     

阿拉善高原珍珠猪毛菜(Salsola passerina)种群空间分布格局

为探究阿拉善高原珍珠猪毛菜(Salsolapasserina)种群生长习性和空间格局分布机制,采用体积划分龄级方法和Ripley's K函数对具有代表性的珍珠猪毛菜种群年龄结构、空间分布格局及不同龄级间的空间关联性进行研究.结果表明:珍珠猪毛菜种群结构以稳定型为主,其次是增长型,成年个体占比高,种群整体趋于稳定.随干旱...     

贵州两湖一库地区山水林(草)田湖人景耦合协调时空演变格局分析

明晰山水林(草)田湖人景生命共同体的耦合协调状况可为探索区域人与自然和谐共生模式和区域高质量发展提供参考。通过构建山水林(草)田湖人景耦合协调评价体系,运用耦合协调度模型对贵州两湖一库地区及各区县山水林(草)田湖人景的耦合协调状况进行诊断分析。结果表明:1)2010—2020年,研究区整体的耦合协调度较低,处于基本协调等级。其中,观山湖区由初级协调型上升到中级协调型,花溪区由中级协调型退化到初级协调型,云岩区从勉强协调型下降到濒临失调型,而清镇市、平坝区和南明区较为稳定。2)区域整体上子系统发展不平衡,水子系统较好,而林(草)子系统发展较差。3)从区县尺度来看,大部分区县都存在明显的子系统短板:主城区是林和湖子系统,非主城区则相对均衡一些,但个别区县的人子系统发展较差。     

关于宁、蒙、陕农牧交错带重点地区退耕还林(草)工程实施情况与建议

阐述了农牧交错带生态环境退化和恶化的原因,除了气候条件等自然因素外,主要是由于人类过度开垦、放牧、采挖等一系列不合理经济活动破坏生态环境引起的。目前正在实施的退耕还林(草)工程正是针对这一地区生态退化和恶化而采取的加强生态保护和建设的重大举措。工程实施两年多以来,进展顺利,已取得了重要成就,局部地区生态有了明显改善。并且,根据该区自然特点,灾害状况,以及恢复这一地区生态屏障的作用,提出有关该区的经营方向,扩大退耕还林(草),退牧还草的一些建议。     

盐角草(Salicornia europaea)对NaCl处理的生理响应

用含有NaCl的Hoagland培养液处理盐角草(Salicornia europaea)11d。检测其鲜重,干重,离子含量,电导率,溶解性总固体(TDS)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)浓度。结果表明:随着NaCl浓度的增加,盐角草干重和鲜重呈现先上升后下降的趋势,相对电导率、TDS、SOD、POD、CAT及MDA均呈现先下降后上升的趋势,在NaCl溶液浓度为200mmol·L-1左右时,干重和鲜重的值达到最大,电导率、TDS、SOD、POD、CAT、MDA含量达到最小值;500mmol·L-1和800mmol·L-1时,SOD和CAT活性下降,电导率、TDS、POD、MDA含量则急剧上升。由此说明,一定浓度的NaCl溶液促进了盐角草的生长,200mmol·L-1左右是其生长的最适浓度,500mmol·L-1和800mmol·L-1高盐浓度会对盐角草的膜结构、酶系统等造成不同程度的损伤。盐角草主要将Na+、K+积累在地上部,且随着NaCl处理浓度的增大,Na+含量逐渐增加、K+含量逐渐降低,这可能是盐角草调节细胞内离子平衡对抗盐胁迫的一种适应策略。     

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。     

土壤氮、盐浓度对盐角草(Salicornia europaea)生长发育及氮素吸收的影响

以盐生植物盐角草(Salicornia europaea)为材料,以NaCl模拟不同盐度环境,盆栽试验了氮(0.3g·kg-1,N1;0.6g·kg-1,N2;1.2g·kg-1,N3;2.4g·kg-1,N4)、盐(2.5g·kg-1,S1;5.0g·kg-1,S2;7.5g·kg-1,S3)处理对其生长发育及氮素吸收利用的影响。结果表明:(1)不同盐度下施氮均可以显著促进盐角草的生长,地上部干质量均在N2处理下达到最大,而株高均在N1时达到最高,且施氮对盐角草生长的影响与盐度有关;(2)不同盐度环境下施氮所能达到的最高干物质产量及最高施氮限量不同,表现为S3S1S2,随着施氮量的增加,氮素生产力与氮素农学利用效率均表现出下降的趋势;(3)施氮显著增加了盐角草各器官含氮量及氮吸收量,同一施氮水平下盐角草各器官含氮量及氮吸收量均表现为同化枝茎根;(4)同一施氮水平下,随着盐度的增加,盐角草同化枝渗透势显著下降,同一盐度环境下,随着施氮量的增加,同化枝渗透势呈现出下降趋势,渗透调节能力增大;(5)3个盐度环境下,施氮均增加盐角草同化枝光合色素含量,从而提高光合效率,增强其对盐渍环境的适应能力。     

退耕还林(草)背景下中国北方农牧交错带土地利用及碳储量变化

为明析退耕还林(草)背景下生态环境较为脆弱的北方农牧交错带土地利用及碳储量变化,基于该区2000、2010、2018年土地利用数据,通过动态度、土地转移矩阵,景观指数等指标从土地利用变化的数量、速率以及空间格局特征加以分析,同时基于In VEST模型定量估算了该区近20年来的碳储量变化.结果表明:(1)北方农牧交错带土...     

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。     

毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)灌丛穿透雨量特征及影响因素

于2012年5—9月观测了毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)灌丛的穿透雨量,分析了其变化特征及影响因素。结果显示:油蒿灌丛的平均穿透雨量占降雨量百分比(Th%)为72.3%,其中有枯枝灌丛的Th%平均为69.3%,较无枯枝灌丛的75.3%低,这可能是油蒿灌丛老化后土壤水分条件变差的原因之一。油蒿灌丛下穿透雨量及其空间分布受到有无枯枝和距主干辐射距离远近的影响,且受到降雨量和风速风向等气象条件作用明显。     

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。     

高光谱指数法用于确定多枝柽柳(Tamarix ramosissima)蒸腾速率

蒸腾速率(Tr)是植物生理生态学研究中表征蒸腾耗水的常用指标,研究植物的蒸腾耗水有助于了解当地生态系统稳定性和水资源的可持续利用,但在遥感应用尤其在干旱区遥感应用中很少被使用。本文以古尔班通古特沙漠南缘的主要建群种多枝柽柳(Tamarix ramosissima)作为研究对象,应用高光谱指数法对其Tr日变化过程进行研究,寻找和确定最佳的Tr光谱指数。选择的6个光谱指数判定系数R2介于0.06~0.73,其中简单比值(SR)光谱指数有最高的判定系数(R2=0.73)、较低的均方根误差(RMSE=0.24)和较为简单的形式,光谱范围处于近红外波段(1 645~1 655nm)/(1 775~1 785nm)。SR作为Tr最佳光谱指数,对植被水分关系变化敏感,能够较好地记录和监测Tr日变化过程,有益于揭示光谱指数物理和生理机制。     

MODIS干旱指数对华北干旱的敏感性分析

针对近年来干旱发生频繁的华北地区,通过利用2000-2009年MODIS数据和气象观测站降水资料,建立草地和农田距平植被指数(AVI)与不同时间尺度标准化降水指数(SPI)之间的相关统计模型,比较AVI和距平水分指数(AWI)对干旱响应的敏感性。结果表明：(1)植被生长季AVI与不同时间尺度SPI的相关关系不同。草地AVI与1个月尺度的SPI(即1-SPI)相关系数较低,而与3-SPI相关最显著;而农田区AVI与SPI的相关性较低,总体上农田AVI与3-SPI的相关性较高;(2) AWI与AVI类似,也对SPI存在时滞响应,均与3-SPI有着极显著的相关关系,并且在干旱发生较严重的6~8月份AWI与3-SPI的相关性好于AVI与3-SPI的相关性;(3)运用AWI反演的华北地区2009年夏季干旱分布图较好地反映了旱情的时空分布,与相关气象资料结果相符合。     

Effects of climatic change on biomass and biomass allocation in Leymus chinensis (Poaceae) along the North-east China Transect (NECT)

A field experiment was conducted to examine the effects of large-scale climatic changes on biomass and biomass allocation in Leymus chinensis on an 11 longitude gradient along the North-east China Transect (NECT) in 2000. Ten sites, selected for plant sampling along the gradient, experienced approximately uniform theoretical radiation, but differed in precipitation and geographical elevation. The total biomasses, vegetative shoot biomass and reproductive shoot biomass of the species increased from the west to the east with the decrease of aridity or the increase of precipitation, but that of rhizome biomass decreased in the spatial ranging from 116° to 120° E. Vegetative shoot biomass allocation increased from the west to the east along the gradient; rhizome allocations, however, dropped significantly. Unlike those of rhizome and vegetative shoot, reproductive shoot biomass allocations at the two ends were remarkably lower than that in the middle of the gradient. In general, the total and component biomass and their allocations showed strong correlation with precipitation or aridity index along the gradient.     

灌溉量对2种灌木光合特性和水分利用效率的影响

采用野外试验,研究了灌溉量对新疆策勒绿洲木沙拐枣（Calligonum mongolicum）和花棒（Hedysarum scoparium）光合特性和水分利用效率的影响。结果表明：（1） 随着灌溉量的增加,沙拐枣和花棒的净光合速率均增加,但是蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度没有明显增加;（2） 灌溉增加了沙拐枣的清晨水势和正午水势,并且只有灌溉和无灌溉处理的正午水势差异显著（p<0.05）;而灌溉只增加了花棒的清晨水势,并且只有充分灌溉和无灌溉的条件下差异显著（p<0.05）;（3） 在不同的灌溉条件下,沙拐枣和花棒的稳定碳同位素比率δ¹³C变化不大,沙拐枣在无灌溉、适度灌溉、充分灌溉下δ¹³C的平均值分别为-12.267、-12.147、-11.958,花棒的δ¹³C分别为-27.928、-28.068、-27.166;（4） 沙拐枣和花棒的水分利用效率均在无灌溉条件下明显高于灌溉条件下,而且一次性的灌溉不会改变其水分利用效率。     

干旱胁迫下不同地理种源蒙古沙拐枣(Calligomum mongolicum)光合及荧光特性比较

以3个地理种源(武威、张掖、酒泉)蒙古沙拐枣(Calligomum mongolicum)两年生苗木为试材,研究干旱胁迫对其光合及荧光参数的影响,并采用投影寻踪法对其进行了抗旱性评价。结果表明:干旱胁迫导致3个地理种源蒙古沙拐枣光合作用均有所下降,但下降幅度不同,尤其在张掖和酒泉种源间差异显著(p0.05)。在重度干旱时,3个种源的光合速率(Pn)酒泉武威张掖,蒸腾速率(Tr)张掖武威酒泉,气孔导度(Gs)酒泉武威张掖。干旱胁迫下,3个地理种源蒙古沙拐枣的荧光特性表现为初始荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(qN)升高,最大光学效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(ФPSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)降低。在重度胁迫下,3个种源的Fo和qP大小排序分别为张掖武威酒泉,Fv/Fm、ФPSⅡ和qN为酒泉武威张掖。以投影寻踪法对3个地理种源蒙古沙拐枣的抗旱性排序结果为酒泉武威张掖。     

孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)异地保护条件下的气候生物学特征与光合效率

为了廓清异地保护条件下孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的气候生物学特征、光合生理生态适应性及生境适宜性,应用1971—2011年的地面气象资料进行了不同试验区的气候生物图解与分析,测定了四合木及其伴生种白刺(Nitraria tangutorum)的叶片气体交换参数及光合效率。结果表明:①四合木自然分布区(内蒙古乌海地区)与异地保护区的气候生物学特征存在明显分异;②当年种植的四合木实生苗的生长量大小依次为:乌海四合木核心区实生苗鄂尔多斯实生苗阿拉善实生苗;③自然条件下,5个处理的净光合速率(Pn)依次为阿拉善移植的四合木成株(24.05±1.68μmol·m-2·s-1)乌海客土栽培的四合木(19.97±1.05μmol·m-2·s-1)乌海栽培的四合木实生苗(18.96±1.04μmol·m-2·s-1)鄂尔多斯栽培的四合木实生苗(16.64±0.92μmol·m-2·s-1)阿拉善栽培的四合木实生苗(16.48±0.13μmol·m-2·s-1);异地保护试验区栽培的四合木实生苗的Pn没有明显差异(p≥0.05),即原生境条件下栽培的四合木实生苗的Pn较高。同时,异地保护栽培四合木实生苗中,鄂尔多斯栽培的四合木实生苗的Pn阿拉善栽培的四合木实生苗。从四合木光合作用特征中的Pn、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度、气候生物学特征和生长量等综合研究结果可以推断,从原生境区东移的实生苗迁地保护,使四合木具有更高的生理生态适宜性和环境适应性。     

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。