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。     

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。     

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。     

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。     

油蒿(Artemisia ordosica)退化阶段对灌丛沙堆形态的影响

典型固沙灌木油蒿(Artemisia ordosica)退化过程中如何影响灌丛沙堆的形态特征,仍然未知。在腾格里沙漠东南缘1990年建立的人工固沙植被区,分别对油蒿生殖株、半死株和死株3个阶段灌丛沙堆形态特征进行了调查。结果表明:半死株油蒿灌丛沙堆的高度和体积显著高于死株和生殖株形成的灌丛沙堆,生殖株、半死株和死株灌丛沙堆高度分别为4.8cm、21.0cm和12.4cm,体积分别为0.031m3、0.159m3和0.109m3,坡度分别为3.5°~7.8°、32°~36°和16°~26°。植株特征的改变及所引起的气流变化影响到灌丛沙堆形态特征,不同退化阶段的油蒿显著影响到灌丛沙堆的形成和发育。因此,油蒿灌丛逐渐退化的过程,是灌丛沙堆逐渐演化的过程,也是干旱、半干旱区微地形塑造和景观逐渐变化的过程。     

毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)群落土壤水分动态特征

以流动沙地作对照,在毛乌素沙地选择半固定沙地油蒿(Artemisia ordosica)群落、具生物结皮的油蒿群落和油蒿+本氏针茅(Stipa capillata)群落设置样地,以10min间隔获取5、15、30、50、70cm深度土壤水分实时监测数据,分析生长季不同植被覆盖下沙地土壤水分动态变化特征。结果表明:(1)4个样地均为秋季储水量最大,油蒿+本氏针茅群落0~80cm层土壤储水能力最强,平均增加了30mm。(2)受土壤蒸发影响的同时,得不到春季小降水事件的补给,流动沙地20~60cm层春季土壤含水量只有4%,生长季波动明显,呈双峰型,0~20cm层和60~80cm层土壤含水量较稳定;半固定沙地油蒿群落0~60cm层土壤含水量长期处于6%左右,60~80cm层春季最低、夏季和秋季得到较好的补给,呈双峰型;具生物结皮的油蒿群落0~10cm平均土壤含水量大于10~20cm层,0~10cm层土壤水分受生物结皮影响呈双峰型,而10~60cm土壤水分较稳定,呈单峰型,60~80cm层土壤含水量在春季最低,呈双峰型;油蒿+本氏针茅群落土壤持水性有明显增加,夏季和秋季土壤含水量可长期处于12%~14%,呈明显的双峰型,而60~80cm土层得不到充分的降水补给,长期处于4%左右,呈单峰型。(3)不同植被覆盖的沙地土壤水分对30mm左右降水的响应深度不同,流动沙地可到70cm,半固定沙地油蒿群落到50cm,具生物结皮的油蒿群落到30cm,油蒿+本氏针茅群落到40cm;极端降水能够影响所有样地0~70cm土壤含水量。     

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。     

油蒿(Artemisia ordosica)退化阶段对生物土壤结皮拓殖和发育的影响

2013年8月,在腾格里沙漠东南缘1990年建立的人工固沙植被区,分别对油蒿(Artemisia ordosica)生殖株、半死株和死株3个退化阶段植株西北、西南、东北和东南4个方向生物土壤结皮(BSCs)类型、盖度和厚度进行了调查。结果表明:油蒿灌丛周围共出现了3类BSCs,分别为藻类结皮、地衣结皮和藓类结皮,藻类结皮分布范围最广。油蒿生殖株、半死株、死株灌丛均表现出西北方向BSCs盖度最大分别为89.75%、98.55%、80.40%;东南方向的盖度最小分别为23.10%、35.40%、25.44%;BSCs的厚度同样表现为西北方向最大分别为4.48、6.86、5.14mm,东南方向最小分别为2.14、3.26、2.80mm。油蒿生殖株、半死株和死株3个退化阶段BSCs总盖度表现为半死株生殖株死株,厚度表现为半死株死株生殖株。不同退化阶段的油蒿显著影响BSCs的拓殖和发育,尤其是处于BSCs演替后期的地衣结皮和藓类结皮;油蒿植株的生长过程的也是干旱、半干旱区地表微地貌逐渐变化的过程。     

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。     

黄土丘陵区坡面柠条(Caragana korshinskii)林地草本植物分布特征

人工植被恢复会显著影响林下草本的分布及多样性,而人工植被恢复耦合坡面微地形变化对草本群落分布及其多样性响应尚缺乏系统的认识.以位于半干旱黄土丘陵区的甘肃定西龙滩小流域为研究区,系统调查和监测了不同坡向上、中和下坡位人工柠条(Caragana korshinskii)林地草本群落组成、生物量与柠条生长状况、凋落物量及土壤...     

库布齐沙漠人工柠条(Caragana korshinskii)林地表辐射特征

人工造林使得库布其沙漠的生态快速逆转,了解在人工林地中辐射平衡各分量的变化规律,对改进陆面过程参数具有重要意义.利用四分量辐射仪测定的2014-2016年库布齐沙漠柠条(Caragana korshinskii)灌丛的辐射数据,分析了典型天气条件下、不同时间尺度辐射通量变化特征.结果 表明:(1)不同天气条件下,除向下...     

毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)生长及生物量分配对沙漠化的响应

植物的资源分配模式可以反映植物对环境的生态适应策略.本研究以毛乌素沙地优势半灌木油蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,通过样地调查法,系统分析了不同沙漠化程度(潜在、轻度、中度、重度)下油蒿营养、生殖器官的生长特征和生物量分配规律.结果 表明:(1)随着沙漠化程度的加剧,单位面积油蒿种群密度及地上生物...     

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。     

电场处理后柠条(Caragana korshinskii)种子对干旱胁迫的敏感性

测定干旱胁迫、电场处理对柠条(Caragana korshinskii)种子的萌发指标和生理生化指标的影响。结果表明:电场作用对种子的萌发和幼苗的生长既可起促进作用又可起抑制作用。将经过电场处理和干旱胁迫柠条种子的培育成幼苗,与对照组相比,幼苗的可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸及叶绿素含量均发生了改变。电场处理种子具有增强柠条种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫耐受性的作用,也可缓解植物的衰老。     

腾格里沙漠东南缘柠条(Caragana korshinskii)种子风力再传播过程及其影响因素北大核心CSCD

种子风力再传播是沙漠人工固沙林柠条(Caragana korshinskii)种群自然更新的关键过程,该过程对固定沙地地表结皮覆盖的响应特征仍不明确。在腾格里沙漠东南缘分别选取75%~100%、50%~75%、30%~50%、0~30%的结皮覆盖和裸沙地,采用野外风洞,进行了柠条种子风力再传播过程的模拟研究。结果表明:(1)随着结皮覆盖度的升高,种子传播距离逐渐增加,而种子被埋藏的概率逐渐降低。当结皮覆盖度在75%~100%时种子远距离传播的概率最高为45.56%,种子抗远距离传播概率最低,种子被埋藏的概率为0;当结皮覆盖度在50%~75%时非远距离传播概率最高为73.33%;当结皮覆盖度在30%~50%时种子抗远距离传播概率最高为62.22%;当结皮覆盖度在0~30%时种子被埋藏的概率增加;裸沙地远距离传播概率最低为5%。(2)随着风速的增加,种子的水平传播距离增加,且种子越小,传播越远,风力再传播越易发生;当风速高于13.6 m·s^(-1)时,对低结皮盖度样地产生覆沙,并对已埋藏的种子产生再次搬运。(3)种子传播率与距离拟合,中种子传播率与距离的拟合效果最好,关系为y=-0.002x^(3)+0.182x^(2)-1.660x+4.084。     

不同林龄柠条(Caragana korshinskii)的光合特性和水分利用特征

柠条(Caragana korshinskii)是宁夏沙坡头地区的主要固沙灌木,建植初期表现出较强适应性,但随着年龄增长和土壤水分耗竭,开始出现衰退。为探明灌木年龄与其退化的关系,野外原位测定了不同林龄(3、13、25龄)柠条的叶水势、叶相对含水量、叶表观导水率、净光合速率及水分利用效率,分析了其光合特性与叶水势的关系。结果表明:(1)不同林龄柠条的光合能力和水分利用效率差异显著,中龄、幼龄的光合能力高于老龄,而水分利用效率低于老龄;(2)净光合速率、气孔导度与叶水势的非线性关系,反映出不同林龄柠条采取不同策略应对干旱胁迫,幼龄柠条通过快速关闭气孔来减少水分散失,而中龄和老龄柠条通过调整水分利用策略来应对干旱。老龄柠条通过提高水分利用效率来使水分利用最大化,但其植物水势和光合的降低可能导致生长减缓和衰退。     

宁夏河东沙地不同坡度柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)水分利用策略差异

为探讨全球气候变化背景下多元线性混合模型（IsoSource）和贝叶斯混合模型（MixSIAR）解析宁夏河东沙地柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）水分利用策略差异及适用性,利用氢氧稳定同位素技术,结合直接对比法、IsoSource模型和MixSIAR模型对比分析不同坡度（6°、10°、16°和24°）样地柠条锦鸡儿在生长季不同时期对各潜在水源的利用率,并评估两种模型的植物水分溯源效果。结果表明：柠条锦鸡儿对不同土层深度土壤水的利用存在明显的季节性差异,生长季初期,随着坡度的增大,柠条锦鸡儿对中层土壤水的利用率呈现出先增大后减小的趋势;生长季中期,随坡度增大,柠条锦鸡儿主要水分来源由深层土壤转移至浅层土壤;生长季后期,柠条锦鸡儿主要水分来源随着坡度的增大由浅层土壤转移至深层土壤。基于直接对比法的定性判断结果,IsoSource模型和MixSIAR模型计算坡度6°、10°和16°样地柠条锦鸡儿主要水分来源利用率的适用性均较高;而Mix-SIAR模型计算坡度24°样地柠条锦鸡儿主要的水分来源以及其贡献率具有更高的可靠性。Iso-Source模型更适合解析较小坡度（6°和1...     

鄂尔多斯高原油蒿(Artemisia ordosica)灌丛沙堆风沙气流结构及其地貌学意义

鄂尔多斯高原广泛分布的油蒿(Artemisia ordosica)灌丛与风沙流相互作用形成灌丛沙堆,其形态发育主要受控于周围风沙输移状况.利用EC9-1型风向风速传感器和阶梯式集沙仪对平坦覆沙地上油蒿灌丛沙堆周围的风沙气流进行了观测,系统地分析了近地表水平流场、风速廓线和输沙率的分布和变化特征.结果 表明:气流结构和输...     

晋西北丘陵风沙区不同种植年限柠条(Caragana korshinskii)种子更新早期过程对干旱胁迫的响应机制北大核心CSCD

土壤干燥化是风沙区人工林种子萌发、更新幼苗存活与生长、种子更新的关键限制因子。选取4个种植年限(7、13、19、51 a)柠条(Caragana korshinskii)种子为研究对象,通过盆栽控水模拟不同程度干旱胁迫,分析重度、中度和轻度干旱对不同年限柠条种子萌发、幼苗生长、生理及光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫显著抑制各年限柠条种子出苗率,出苗率随干旱程度增加而降低,13 a出苗率均高于其他年限,19 a出苗率次之,51 a最低。随着干旱程度的增加,各年限幼苗株高、叶片数及总生物量均显著下降,13 a与其他年限相比减少量最小;同时,各年限幼苗根冠比均增加。不同年限柠条幼苗叶片可溶性糖含量随干旱程度增加均呈上升趋势,其中13 a含量最高,为30.19 mg·g^(-1);游离脯氨酸含量也随干旱的加剧呈增加趋势,其中19 a含量最高,为2 683.73μg·g^(-1)。各年限幼苗丙二醛(MDA)含量在干旱胁迫下逐渐升高,在重度胁迫时达到最大,51 a增幅最大。不同年限柠条幼苗叶绿素a、b及叶绿素含量在干旱胁迫下总体呈先降低再升高最后降低的趋势,下降最多的为51 a幼苗叶片。在不同程度的干旱胁迫下,各年限柠条幼苗的生长均受到一定程度的抑制,但13 a和19 a能够通过自身渗透调节物质来减轻伤害,维持正常生理代谢,保障幼苗生长发育,而51 a幼苗渗透调节能力较低,MDA含量最大,使细胞膜损坏严重,导致死亡率显著增加。隶属函数法表明,不同年限柠条幼苗抗旱能力13 a>19 a>7 a>51 a。     

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。