塔里木河流域荒漠河岸林胡杨群落的空间格局研究

 以塔里木河流域荒漠河岸林胡杨群落为研究对象,研究优势种胡杨与灰胡杨种群径级结构、空间分布格局与空间关联性。结果表明,胡杨和灰胡杨种群径级结构均呈倒金字塔型,属衰退型种群。胡杨种群在1～25 m尺度内呈聚集分布,灰胡杨种群在2～23 m尺度内呈聚集分布,胡杨种群聚集强度大于灰胡杨。随种群生长发育,胡杨和灰胡杨聚集尺度范围及聚集规模逐渐减弱,大树趋于随机分布。灰胡杨不同生长阶段在0～25 m空间尺度上相互独立,胡杨小树与中树在5～10 m空间尺度上相互依存。胡杨中树与灰胡杨中树在大尺度空间(＞23 m)上相互排斥; 胡杨与灰胡杨种群在小尺度空间(2～3 m)上相互依存,中尺度空间上相互独立。     

塔里木河下游胡杨群落特征及种群结构分析

采用样方调查法对塔里木河下游31团、库孜来克、英苏、喀尔达依、阿拉干及依干不及麻断面河岸胡杨群落特征及胡杨种群结构进行了研究。结果表明:①塔里木河下游河岸胡杨群落物种组成简单,共发现12种植物,分属10科12属,其中乔木1种,灌木和草本植分别为4种和7种。六断面胡杨群落物种数分别为9、8、4、5、4和2种,其中共有种为胡杨和多枝柽柳。②下游胡杨群落物种多样性指数较低,31团至依干不及麻断面Simpson指数和Shanon-wiener指数呈下降趋势。③下游胡杨种群平均密度为606 ind.hm-1,平均胸高断面积为20.01m2.hm-1。胡杨种群胸径以7.5~32.5 cm个体为主,小于7.5 cm及大于32.5 cm个体较少,种群呈现为两端小中间大的结构。④输水能促进胡杨种群的更新,并主要以根蘖形式出现。     

河道输水对塔里木河下游胡杨生长状况的影响

通过树木年轮变化指示植物对其生境条件变化响应的生态信息,对塔里木河下游胡杨侧枝年轮样本进行了调查,并探讨塔里木河河道输水对下游胡杨个体生长的影响,通过样本反映群体的方式,评价河道输水对下游胡杨种群恢复的作用及效果。由于目前主要依靠地下水来复苏胡杨,下游潜水位受输水量及输水距离的影响,并在不同空间范围上升幅度不同,使胡杨生长响应有差异。研究结果表明:①河道输水后潜水埋深与胡杨枝径生长之间存在显著相关,在依干不及麻断面拟合方程为y=0.0443x2-0.703x+3.5869,R=0.935,P=0.009;表现为水位越浅,胡杨枝径生长量越高;但当水位上升到4 m以上时,胡杨生长量趋于稳定。②胡杨对输水作用的响应表现出明显的时空差异,各断面依过水时间长短顺序为英苏、喀尔达依、阿拉干、依干不及麻,但经8次输水后,2002—2007年胡杨枝径生长量响应大小顺序为喀尔达依、英苏、阿拉干、依干不及麻。其中下游末端依干不及麻区段胡杨枝径生长增加不明显。③河道输水具有明显的时效性,在胡杨生长季输水更有利于胡杨的生长。     

塔里木河下游胡杨(Populus euphratica)种群结构

种群结构特征能够很好地反映种群生存状况与发展动态。以塔里木河下游胡杨(Populus euphratica)种群为研究对象,对多年生态输水恢复后胡杨种群的密度、年龄结构、性比结构及空间结构进行了分析。结果表明:塔里木河下游胡杨种群的龄级结构整体上呈倒金字塔型,种群动态指数和种群密度等指标与时间序列分析结果一致,即胡杨种群老化且衰退趋势尚未扭转并仍将继续;胡杨种群性比显著偏雄,偏离程度随生境条件恶化而增大;胡杨种群分布格局表现为显著的集群分布,且聚集强度无太大差异。经过近18年的生态输水恢复,虽然塔里木河下游沿河附近的生态有所好转,但在远离河道的更大范围的胡杨种群退化衰败趋势仍未彻底扭转,单一沿自然河道的线性生态输水因缺乏面上水文过程而难以改善种群更新。建议在生态输水的过程中,通过人工措施,扩大浸淹范围和受水面积,为胡杨种群繁殖与更新提供条件。     

祁连山大野口流域青海云杉种群结构和空间分布格局

青海云杉（Picea crassifolia）是祁连山亚高寒山地森林植被的建群种之一。应用“相邻格子法”获得100 m×100 m样方内所有个体的调查资料,采用种群动态和胸径、树高和冠幅级频率分布及6种聚集强度指数分析了青海云杉的种群结构和空间分布格局。结果表明：（1）青海云杉种群动态分析表明,种群表现为增长型种群。（2）青海云杉种群胸径级频率分布呈“倒J”型,胸径级随个体数的变化符合对数方程y=-219.32ln(x)+482.67(R²=0.963 8,P＜0.01),胸径分异指数为0.48,种群个体胸径差异属明显分异;树高级频率分布呈“间歇”型,不同高度级与个体数之间可用二次方程y=0.795x²-31.23x+285.1(R²=0.603,P＜0.01)进行较好的描述,树高分异指数为0.55,高度差异属明显分异;胸径和树高两者之间符合对数方程y=5.912ln(x)-4.249 3(R²=0.603,P＜0.01);冠幅级与个体数之间可用三次方程y=5.317 6x³ -91.759x²+408.88x-173.87(R²=0.8355,P＜0.01)进行很好的拟合[WTBZ],冠幅分异指数为0.53,种群个体冠幅差异亦属明显分异。总体上看,青海云杉幼苗较为丰富,天然更新能力强,目前表现为成熟稳定型种群。（3）在空间分布格局上,青海云杉种群空间分布格局呈斑块状聚集分布,其扩散系数、丛生指标、聚块性指数、平均拥挤度指数、负二项式分布参数、Cassie指标分别为1.162、2.285、0.162、85.802、1.002和0.026。在不同发育阶段的分布格局有所差异,Ⅰ级幼苗和Ⅱ级幼苗为聚集分布,小树、中树和大树为均匀分布,随着龄级的增大,种群的聚集程度减小,即由聚集分布变为均匀分布,该种群表现出明显的扩散趋势。研究结果可为青海云杉的管理和经营提供理论依据。     

新疆塔里木河下游柽柳茎水势变化与影响因子研究

结合塔里木河下游生态输水过程中的实测资料,分析了不同断面柽柳茎水势变化特征、柽柳茎水势的日、月变化规律及其与环境因子之间的关系。结果表明:依干不及麻断面柽柳茎水势普遍低于英苏断面;柽柳茎水势日变化大体呈直线下降趋势;英苏断面9月份柽柳茎水势比7月份和8月份高,依干不及麻断面9月份柽柳茎水势比7月份和8月份低。柽柳茎水势日变化与气温和空气相对湿度之间有显著的相关关系,气温升高,空气相对湿度降低,植物蒸腾失水增多,水势降低。同时与地下水埋深间也有十分显著的相关关系,随地下水埋深增大,土壤含水量减小,茎水势降低,地下水埋深减小,土壤含水量增大,茎水势回升。     

泉州湾湿地桐花树种群空间分布格局的研究

采用样带法对泉州湾桐花树种群的空间分布格局进行研究。结果表明 :桐花树种群趋于随机分布 ;桐花树种群的丛生指数I ,扩散指数Iб,聚块性指数m·/m等指标值对 1.0的离差没有显著偏离 ,负二项式参数K值为负值。从幼苗群、小树群到大树群 ,桐花树植物种群分布格局的动态规律为随机型→随机型→集群型或随机型 ;秋茄种群分布格局的动态规律为集群型→随机型→随机型     

浑善达克沙地榆树种群结构、格局及动态研究

以浑善达克沙地榆疏林为研究对象,研究了沙地榆疏林种群结构、分布格局与动态特征。结果显示：①丘间低地沙地榆种群呈衰退型种群。固定沙丘沙地榆种群呈增长型种群;②沙地榆种群总体分布格局呈聚集分布,都随着尺度的增大,聚集强度呈减小的趋势;③种群空间分布动态分析表明,丘间低地沙地榆种群,幼、中树随着立木级增大其聚集强度逐渐减弱,大树则在5 m×5 m尺度上呈现出随机分布;固定沙丘沙地榆种群,小、中树随着立木级的增大其聚集强度呈现逐渐增强的趋势,而大树则在10 m×10 m的尺度上呈现出随机分布。物种分布格局主要与物种本身的生物生态学特性和生境有关,育林作业面积应不低于25 m²。     

河道断流对胡杨(Populus euphratica)径向生长量的影响

以塔里木河下游胡杨(Populus euphratica)为研究对象,基于树木年轮学的方法,借助小波分析法与Mann-Kendall、Mann-Whitney检验方法,将不断流条件下的树木年轮径向生长量作为对照,分析了塔里木河下游河道长期断流条件下胡杨径向生长量的变化特征,并进行了趋势检验及突变检验.结果表明:(1)塔里木河下游生态输水使树木年轮生长发生了良性转变;(2)1972年塔里木河下游断流以来,1970-1999年期间,英苏、喀尔达依、阿拉干、依干不及麻断面的胡杨径向生长量的变化呈缓慢变化的趋势,整个变化是长期的、缓慢的过程,而不是迅速的、突变性的;(3)生态输水对树木年轮生长的影响是人为作用下的短期的突变过程;(4)与长期断流相比,在不断流条件下,从1970年到2009年,胡杨径向生长量呈有规律的升降交替的变化趋势;在长时期序列(1962-2008年)下,胡杨径向生长量以25年周期变化,大周期(25年)内又包含着小周期(11年与5年).     

新疆塔里木河下游不同地下水位的胡杨水势变化分析

结合塔里木河下游英苏与阿拉干两个断面距河道50m、100m与200m处胡杨茎水势的测定资料,对胡杨茎水势进行均值比较与检验分析,结果表明：胡杨茎水势变化既与地下水位有关,表现为在一定范围的地下水位条件下,胡杨茎水势变化随着地下水位的降低而升高;同时也与气候因子有联系,表现为在两个断面相应距离处的胡杨茎水势方差都没有显著差异。胡杨自身具有较强的抗旱性与适应性,能够在较深地下水位状态下,通过生理调节维持自身的水分需要而生存。     

瓜州绿洲胡杨种群结构与动态研究

在瓜州四工和桥子天然胡杨林区设置两个样方,采用相邻格子法进行每木调查,建立胡杨种群年龄结构和存活曲线,分析其动态量化特征。结果表明,研究区胡杨种群的年龄结构不完整,大体呈偏正态分布型,为衰退种群。不同生境胡杨种群年龄结构差异显著。其中,桥子缺失幼苗和Ⅷ-Ⅺ级大树、老树,幼树较多,中树最多,占总数的84.91%,林分年轻,十分稠密、相对矮小;四工幼苗和Ⅲ级中树缺失,幼树甚少,中、大树比例高,分别占总数的51.27%和45.57%,林分偏大,相对稀疏、高大。胡杨种群存活曲线基本接近Deevey I型,为下降种群;幼、中树存活率较高,大树、老树存活率很低。桥子的存活率明显高于四工。胡杨种群发育过程存活数量的动态量值计算表明,幼、中树的动态量值为负值,变化幅度大;大、老树为正值,变化幅度小,种群总体为衰退的结构动态关系。总之,研究区胡杨种群未来因幼苗缺乏而趋于衰退演替,且以四工胡杨种群的演替速度更快。     

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.     

塔里木河上游胡杨群落及种群特征分析

基于样地调查方法对塔里木河上游阿拉尔、新其满、英巴扎断面河岸胡杨群落特征及胡杨种群结构与侧枝生长量进行了研究和分析。结果表明:①塔里木河上游河岸胡杨群落物种组成较简单,共有16种植物,分属10科16属,其中乔木1种、灌木和草本分别为6种和9种。3个断面发现的物种种数分别为6种、8种和12种,共有种为胡杨(Populus euphratica)、多枝柽柳(Tamarix ramosissma)和铃铛刺(Halimodendron halodendron)。②各断面胡杨群落物种多样性指数较低,物种丰富度指数、Simpson指数和Shannon-Winner指数大小顺序为英巴扎,新其满,阿拉尔。③胡杨种群主要以幼龄个体为主,种群树高、胸径为底宽上窄增长型结构。④1998—2002年各断面胡杨枝轮生长量波动较大,2003—2007年生长量呈下降趋势。     

极端干旱环境下的胡杨细根分布与土壤特征

以塔里木河下游的中龄胡杨为研究对象,采用开挖剖面分层取样法,对胡杨细根(D≤2 mm)的空间分布以及与土壤特征因子之间的关系进行了分析。结果表明:①在长期干旱胁迫下,胡杨细根(D≤2 mm)根长密度(RLD)、根表面积密度(SAD)从表层到地下100 cm土层内,呈逐渐增加趋势,100~140 cm土层内表现为减少的波动分布趋势;细根RLD、SAD集中分布在60~120 cm土层内,约占0~140 cm土层总细根RLD和SAD的74%以上;在水平方向上,距树干0.75～2.5 m范围内,呈逐渐减少趋势,而在3.5～5.5 m范围内呈波动的增加趋势。②胡杨细根(D≤2 mm)RLD和SAD与土壤总盐、土壤有效养分含量之间呈显著负相关关系,适合乘幂模型,与土壤含水率之间呈一定程度的正相关关系,适合三次曲线模型。     

基于FAREAST模型的青海云杉中-幼龄林生物量碳沿海拔梯度分布特征

为预测未来青海云杉在不同海拔梯度上的分布范围,基于FAREAST模型,对祁连山西部、中部和东部3个站点的青海云衫(Picea crassifolia)中-幼龄林(0～60 a)生物量碳的海拔分布特征进行模拟。结果表明:(1)在同一站点,青海云杉幼苗幼树生物量碳在中间海拔分布最多,集中在海拔2 800～3 100 m之间,此范围以外,生物量碳随之减少。(2)不同站点比较,青海云杉幼苗幼树平均生物量碳在祁连山中部最高,达到27.48±5.51 t·C·hm^-2,其次为东部的24.56±3.50 t·C·hm^-2和西部的23.80±2.07 t·C·hm^-2。(3)青海云杉幼苗幼树分布的海拔范围约在2 500～3 400 m之间,但不同站点间存在差异。模拟得出,祁连山区青海云杉幼苗幼树生物量碳分布存在最佳海拔区间2 800～3 100 m,高于或低于该区间时,青海云杉的生长和更新过程将会受到限制。祁连山中部青海云杉幼苗幼树生物量碳高于东部和西部,表明中部是青海云杉生长和潜在分布的最佳区域,导致东、西部区域更新较差的原因可能是由...     

NaCl胁迫对胡杨和新疆杨幼苗体内K+、Na+和Cl-分布的影响

采用盆栽沙培,研究了不同浓度NaCl处理下耐盐性不同的胡杨和新疆杨2种杨属物种幼苗体内K+、Na+和Cl-在器官间的区域化分布及其吸收运输特性,以揭示其耐盐性差异机制。结果表明：①NaCl胁迫下,2种植物体内K+含量下降,Na+和Cl-含量增加。不同器官中,K+含量叶中最高,茎中次之,根中最低;Na+含量由高到低依次为叶>根>茎;Cl-含量在2种植物间存在差异,胡杨叶中Cl-含量最高,根中次之,而新疆杨则是根中最高,叶中次之,但均是茎中最低。就各离子变化幅度而言,胡杨体内K+含量下降幅度及Na+增加幅度均低于新疆杨;胡杨根和茎中Cl-含量增加幅度小于新疆杨,而在叶中的增加幅度大于新疆杨。②2种植物体内K+/Na+值均随着NaCl浓度的升高而降低;除了低盐胁迫的茎以外,胡杨各器官中的K+/Na+值均显著高于新疆杨。与耐盐性较弱的新疆杨相比,胡杨根-茎运输选择性SK,Na值较低,而茎-叶运输选择性SK,Na值较高,根系截留Na+的能力较强。③随着NaCl浓度的增加,胡杨根向茎运输的SCl,Na值呈降低趋势,而新疆杨呈先降低后增加的趋势。耐盐性强的胡杨根向茎运输的SCl,Na值显著高于新疆杨,而茎向叶运输的SCl,Na值均低于新疆杨（2.0%NaCl处理除外）。以上结果表明,NaCl胁迫下胡杨是将盐分离子优先积累在根系来抵抗盐害,而新疆杨则是将盐分离子优先积累在茎部抵抗盐害。胡杨细胞拒盐性及液泡对盐分离子区隔化能力、维持K+、Na+平衡的能力较新疆杨强是其耐盐性优于新疆杨的主要原因。     

塔里木河下游生态输水后衰败胡杨林更新能力与条件分析

对塔里木河下游3个样区生态输水后不同样地0—100 cm深土层中胡杨水平根系分布、繁殖更新能力、地下水位变化及成片胡杨林更新所具备的条件调查分析,结果表明：长期断流后,在低地下水位胁迫下胡杨0—100 cm的浅层水平根系发育严重受阻或萎缩消失,萌蘖能力微弱或消失。在距河道边50 m区域内,土层50—100 cm以下有较多的水平根系分布,生态输水后浅层根系具备萌蘖能力;距河道边50～150 m的范围胡杨浅层根系数量减少,分布深度下移,活力降低,实施萌蘖更新有一定的风险,而且随着与断流源区（大西海子水库）距离的增加,风险增大;距河道边250 m以上的区域胡杨水平根系很少,现阶段已基本上失去萌蘖更新的基础条件。胡杨集中分布区地表微地形复杂,大面积地表引流灌溉难度大,使得依靠种子和断根萌蘖实现更新十分困难。     

极端干旱区胡杨吸水根系的分布与模拟研究

依据2006年7月在极度干旱区内蒙古额济纳旗的实测资料,对胡杨吸水根系根长密度的分布特征进行了分析和拟合,建立了根长密度垂直方向和水平方向的一维、二维分布函数,以期对胡杨根系吸水及胡杨SPAC系统进一步的研究提供有力的试验依据和理论支持。试验结果表明:在垂直方向,吸水根根量主要集中在0~80 cm的土层内,占吸水根总量的97.60%;在水平方向,0~220 cm范围内根长密度随距离的增加而逐渐增大;220~400 cm范围内根长密度随距离的增加而逐渐减小;在0~20 cm范围内,吸水根系仅占总量的0.47%;在160~220 cm范围内,吸水根系分布最为密集,占总量的18.57%。统一采用指数函数对胡杨吸水根系根长密度分布函数进行了拟合,拟合函数与实测数据的相关系数平方分别为:0.888 4、0.680、0.73和0.685,说明胡杨吸水根系根长密度分布也具有与果树相似的规律,基本符合指数衰减规律。     

塔克拉玛干沙漠和田河西侧胡杨沙堆的形态特征及空间分布格局

胡杨沙堆是风沙流遇到胡杨干扰,沙物质堆积而形成的一种风积地貌类型。在风沙地貌领域,对胡杨沙堆的研究几乎空白。和田河西侧、麻扎塔格山以南的塔克拉玛干沙漠中分布有大量胡杨沙堆。基于野外RTK测量数据,利用GIS和统计手段,对胡杨沙堆进行信息提取与统计,定量分析了和田河西侧10个样方内胡杨沙堆的形态参数及沙堆空间分布格局。结果表明:1)沙堆形态不规则,形态参数空间差异显著,南北向形态参数均值变化较东西向稳定; 2)样方内沙堆形态参数间有良好的相关性,大部分沙堆处于发育阶段; 3)沙堆分布较稀疏,自西向东沙堆分布密度逐渐增大,从南到北为减小-增大-减小的变化趋势,总体上南部密度大于北部,东部密度大于西部; 4)10个样方沙堆与特定距离的随机分布差异性较小,整体上为离散分布,但东部较西部、北部较南部有小部分区域聚集分布。