沙埋对两种灌木生长影响及其生理响应差异简

 差巴嘎蒿属于沙生半灌木,小叶锦鸡儿属于非沙生灌木,二者均为内蒙古东部几个沙地中分布最广的灌木种。为比较两种灌木耐沙埋能力及其生理响应差异,２０１０－２０１１年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同深度沙埋处理下两种灌木幼苗的存活率、株高、渗透调节物质含量、保护酶活性和膜透性变化。结果表明,１）差巴嘎蒿较小叶锦鸡儿具有更强的耐沙埋能力,前者在沙埋深度达到株高２００％ 时仍有部分幼苗存活,后者在沙埋深度为其株高１００％时即已全部死亡;２）沙埋深度为株高２５％时,两种灌木高生长均未受到明显影响,当沙埋深度达到株高５０％时,两种灌木的高生长均受到抑制;３）当沙埋深度由株高２５％ 增至７５％ 以后,差巴嘎蒿没有显示出水分胁迫,其ＭＤＡ 含量下降,膜透性没有明显变化,而小叶锦鸡儿在沙埋深度为株高５０％ 时即已显示出水分胁迫,ＭＤＡ 含量明显增加,但膜透性没有发生明显变化;４）沙埋深度为株高７５％～１００％时,差巴嘎蒿有两种酶活性显著增强,起到了共同防止膜质过氧化作用,而小叶锦鸡儿只有一种酶活性显著增强;５）沙埋胁迫下,差巴嘎蒿脯氨酸发挥了一定渗透调节作用,小叶锦鸡儿的脯氨酸和可溶性糖均未有效发挥渗透调节作用;６）差巴嘎蒿之所以具有较强的耐沙埋能力,一个重要原因是沙埋后其保护酶活性和渗透调节物质含量增加幅度大,有效地减轻了细胞膜损伤。     

科尔沁沙地典型沙丘植被光谱特性

采用Field Spec4(美国ASD)的便携式光谱仪对科尔沁5种典型沙丘植被的光谱曲线进行测量,并对其特征进行提取分析。结果表明,1)5种典型沙丘植被黄柳(Salix gordejevii)、冷蒿(Artemisia frigida)、麻黄(Herbal ephedrae)、差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)和小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)的光谱形态大致相同。根据原始光谱差异和多个光谱特征参数可以区分植被类型。"红边斜率"由高到低依次为冷蒿(0.99%)小叶锦鸡儿(0.68%)黄柳(0.59%)麻黄(0.58%)差巴嘎蒿(0.56%)。2)对差巴嘎蒿不同季节光谱反射率特性进行比较分析得知,随植被生长期推移,差巴嘎蒿呈现出"双峰"和"红移"现象,但该现象并不明显。由于研究区在7月份出现持续干旱,植被缺水严重,导致差巴嘎蒿的"红边位置"在7月6日出现微小浮动,显现两个"红边平台"。3)分析不同覆盖度下差巴嘎蒿的光谱特性,差巴嘎蒿的导数光谱呈现"双峰"特性,且当覆盖度大于40%时,"红边位置"与覆盖度并无直接联系,但"红边斜率"与覆盖度呈正比关系。对不同覆盖度下差巴嘎蒿光谱可见光波段的连续统去除,得到吸收深度随覆盖度的增加而增大,吸收峰面积随覆盖度的增加而减小,对覆盖度敏感性参数比较可知,研究该地区差巴嘎蒿覆盖度变化优先考虑吸收峰面积。因此,基于植被高光谱特性的分析,对于今后利用遥感监测沙丘植被长势、植被分类识别及反演植被覆盖度等的应用提供重要的参考价值。     

在科尔沁沙地中扦插差巴嘎蒿（Artemisia halodendron）治理流动沙丘初探

本试验主要通过扦插差巴嘎蒿营养枝，建立半人工草场，治理流动沙丘，试验结果表明，在流动沙丘扦插差巴嘎蒿平均成活率在80-90%，比带根栽植的差巴嘎蒿提高成活率57%，扦插成功面积达1700亩，平均亩产鲜草662公斤。每亩纯经济收入88.25元，每3.1亩差巴嘎蒿草地可养一个绵羊单位。     

干旱胁迫对差巴嘎蒿苗期内源激素含量的影响

模拟自然干旱环境条件,采用酶联免疫吸附法对差巴嘎蒿苗期的根系与叶片中内源激素脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA_3)和玉米素核苷(ZR)含量进行测定,探讨差巴嘎蒿苗期的抗旱性与内源激素之间的关系。结果表明:随着基质含水量的减少,差巴嘎蒿苗期的叶片和根系中内源激素ABA和GA3呈增加趋势,IAA和ZR呈减少趋势;IAA/ABA和ZR/ABA的比值降低较为明显,但对GA3/ABA、GA3/IAA、ZR/GA3和ZR/IAA影响较小,表明差巴嘎蒿幼苗通过调节自身内源激素含量及比例来适应干旱胁迫。     

水分胁迫对冷蒿和差巴嘎蒿溶质累积的影响

冷蒿干物质累积高于差巴嘎蒿，水分胁迫出现时差值更显著；差巴嘎蒿可溶性蛋白质在土壤含水量为10%时即开始大量分解，冷蒿分解的时间稍后(在土壤含水量7%时)；正常土壤含水量条件下冷蒿硝态氮含量和硝酸还原酶活性高于差巴嘎蒿，极端干旱时两种牧草上述指标均降至很低且数值相近；冷蒿在土壤水分轻度胁迫时脯氨酸大量累积，累积量可达胁迫前的8.2倍，差巴嘎蒿只达原来的2.2倍；缺水使冷蒿可溶性糖大量累积，冷蒿达胁迫前的1.29倍，差巴嘎蒿只达胁迫前的0.37倍。     

锡林河流域草原小叶锦鸡儿分布增加的趋势、原因和结局

在文献综述的基础上，说明了锡林河流域草原中小叶锦鸡儿分布增加的趋势，认为在过度放牧引起草原退化、甚至荒漠化(沙化)发生的情况下，小叶锦鸡儿分布的增加首先与其生物-生态学特性和生活史特征有密切关系，同时也与放牧引起的系统物理环境的改变有关，最终可能形成以小叶锦鸡儿为优势种的灌丛化牧场或沙丘灌丛地。     

水分胁迫对冷蒿和差巴嘎蒿溶质累积的影响

冷蒿干物质累积高于差巴嘎蒿，水分胁迫出现时差值更显著；差巴嘎蒿可溶性蛋白质在土壤含水量为10％时即开始大量分解，冷蒿分解的时间稍后（在土壤含水量7％时）；正常土壤含水量条件下冷蒿硝态氮含量和硝酸还原酶活性高于差巴嘎蒿，极端干旱时两种牧草上述指标均降至很低且数值相近；冷蒿在土壤水分轻度胁迫时脯氨酸大量累积，累积量可达胁迫前的8．2倍，差巴嘎蒿只达原来的2．2倍；缺水使冷蒿可溶性糖大量累积，冷蒿达胁迫前的1．29倍，差巴嘎蒿只达胁迫前的0．37倍。     

黄土高原云雾山长期封育草地灌丛化空间分布格局

我国北方草地普遍发生的灌丛化对草地生态系统结构和功能可产生重要影响，研究灌丛斑块的数量特征和空间分布格局有助于深入理解灌丛化的生态过程和识别草地生态系统的状态变化。本研究采用野外样方法和坐标定位法实地调查分析黄土高原长期封育草地灌丛斑块的数量特征和空间分布格局。结果显示：白莲蒿和短脚锦鸡儿灌丛斑块覆盖度分别为20.3%～61.7%和7.4%～35.8%,灌丛生物量分别是草本生物量的3.1和4.3倍。白莲蒿和短脚锦鸡儿灌丛斑块呈右偏尾分布，灌丛斑块面积和概率在对数尺度上呈现线性关系，灌丛斑块大小分布符合幂律。92.0%的白莲蒿灌丛斑块和87.4%的短脚锦鸡儿灌丛斑块将会增大；8.0%的白莲蒿灌丛斑块和12.6%的短脚锦鸡儿灌丛斑块将会破碎。研究表明，黄土高原长期封育草地发生了灌丛化，处于生态系统状态转变的敏感期。在持续封育恢复下灌丛斑块将会继续扩张，草地灌丛化加剧。     

科尔沁沙地冷蒿和差巴嘎蒿对水分胁迫的反应及差异性

在土壤正常水分条件下,冷蒿的ΨＷ、Ψπ和Ψπ＾１００远远低于关 嘎蒿,而ＲＷＤ、Ｖａ及Ｖａ／Ｖｓ远远大于差巴嘎蒿,维系其生命活动的膨压只占差巴嘎蒿的３０％。土壤极端干旱时,差巴嘎蒿的上述参数发生大幅度变化,抗旱能力随之提高。极旱的午后,两种灌木均遭旱害威胁,其水分状况参数数值（ΨＷ,Ψ０,Ｖａ和ＲＷＤ）相关很小。旱后复灌的情况下,差巴嘎蒿上述参数同样发生大幅度变化,各参数值可恢复到对照水平;冷蒿在     

沙生植物差巴嘎蒿光合特性及其模拟研究

对自然条件下沙生植物差巴嘎蒿的光合作用日变化及光响应等进行了观测。结果显示,差巴嘎蒿净光合速率日变化曲线为双峰型,有明显的光合“午休”现象,根据Farquhar和Sharkey的判别方法,差巴嘎蒿净光合速率在8:00-14:00期间下降主要由气孔因素造成,14:00后净光合速率的降低则主要由非气孔因素造成的。水分利用效率日变化曲线为双峰型,显示了差巴嘎蒿对干旱环境的强适应性。采用不同光响应和气孔导度模型对差巴嘎蒿光响应曲线进行了拟合,结果表明,直角双曲线修正模型和气孔导度修正模型模拟结果与实际观测值具有较好的一致性。     

内蒙古锦鸡儿属植物的数量分类学研究

选取形态学、细胞学、孢粉学和生态学等方面的性状７８个，采用数量分类学方法，将内蒙古锦鸡儿属植物划分由东向西有规律分布的四个类群；研究结果还进一步证实中间锦鸡儿是介于小叶锦鸡儿的柠条锦鸡儿的中间类型。     

内蒙古荒漠草原优势牧草营养价值评价

通过测定内蒙古荒漠草原26种优势牧草的常规养分含量、纤维组成、两极离体消化率,分析了不同牧草对放牧内蒙古白绒山羊的营养价值,同时应用随意采食量、静能估测模型计算了荒漠草原优势牧草的分级指数（GI值）,对牧草进行了综合评价。结果表明：（1）用营养成分和消化率指标评定,紫花苜蓿和五星蒿的营养价值最高,其次为中间锦鸡儿、圆头藜,最次为驼绒藜;（2）紫花苜蓿、五星蒿、中间锦鸡儿、圆头藜、碱蓬、全叶马兰、蒺藜草、沙打旺、阿尔泰狗娃花9种牧草GI值较高,牛枝子、甘草、猪毛蒿、松叶猪毛菜、软毛虫实、小针茅居中,灰绿藜、冷蒿、中亚狼尾草、针茅、无芒隐子草、西藏锦鸡儿、驼绒藜、黑沙蒿、刺叶柄棘豆、芨芨草、差巴嘎蒿11种牧草的GI值较低。     

内蒙古荒漠草原优势牧草营养价值评价

通过测定内蒙古荒漠草原26种优势牧草的常规养分含量、纤维组成、两极离体消化率,分析了不同牧草对放牧内蒙古白绒山羊的营养价值,同时应用随意采食量、静能估测模型计算了荒漠草原优势牧草的分级指数(GI值),对牧草进行了综合评价.结果表明:①用营养成分和消化率指标评定,紫花苜蓿和五星蒿的营养价值最高,其次为中间锦鸡儿、圆头藜,最次为驼绒藜;②紫花苜蓿、五星蒿,中间锦鸡儿、圆头藜、碱蓬、全叶马兰、蒺藜草、沙打旺、阿尔泰狗娃花9种牧草GI值较高,牛枝子、甘草、猪毛蒿、松叶猪毛菜、软毛虫实、小针茅居中,灰绿藜、冷蒿、中亚狼尾草、针茅、无芒隐子草、西藏锦鸡儿、驼绒藜、黑沙蒿、刺叶柄棘豆、芨芨草、差巴嘎蒿11种牧草的GI值较低.     

玉米根、茎、叶的生物学特性

1根 玉米根系比较发达，总面积约为地上绿色面积的200倍，干物种约占生物产量的12%-15%，入土深140-150厘米，横向约50-70厘米，但是80％以上的根系分布在0-30厘米的土层内。通常一株玉米有50-120条次生根。玉米根具有吸收水分、养分、支持固定植株体的作用，参与新陈代谢、合成氨基酸和一些活性物质。根系生长的最适气温为20-40℃，最适地温为20-24℃。地温低于4.5℃根系就会停止生长，高于35℃，根系的生长和吸收速度就会下降。土壤水分为60%-70％时，根系生长最好。与玉米产量的效果最适宜的土壤容重为1.0-1.3克/立方厘米。土壤通气不良的养分吸收顺序为钾大于钙大于镁大于氮大于磷，一般高产地的养分吸收顺序为钾大于氮大于钙大于镁大于磷。根系生长具有向肥性，一般多层次施肥有利于吸收。     

不同树龄小叶锦鸡儿干旱降水过渡时期用水策略研究

在阿古拉生态水文试验区的固定沙丘上选取了两组具有代表性的3、5和9年生小叶锦鸡儿灌丛,采用氧稳定同位素技术,在连续15d内比较了干旱、两次降水后(15.6、33.1mm)灌丛内距离基茎3等分点及边缘处土壤水、降水与植株木质部水的δ18 O值,研究了小叶锦鸡儿从干旱到雨后的用水模式变化,同时结合不同位置根系密度和灌丛内不同位置水分动态分析其变化原因。结果表明:小叶锦鸡儿在干旱条件下主要靠减少体内水量损失来维持生存而非利用深层土壤水,可能会将表层凝结水作为用水来源;雨后1d内3种小叶锦鸡儿植物水δ18 O值均趋向降水,3d内3、5年生小叶锦鸡儿植物水δ18 O值变化显著,9年生则基本不变;雨后5d内10~60cm为3种树龄小叶锦鸡儿的主要吸水层位,0~10cm土壤水不是稳定的用水来源,3、5年生小叶锦鸡儿灌丛1/3处和边缘处及9年生边缘处水会优先被利用;随树龄增加小叶锦鸡儿的浅根系密度显著增大使其能有效利用降水,但灌丛下深层土壤水补给愈发困难,不利于地区水文平衡。建议人为控制大树龄小叶锦鸡儿的分布密度。     

不同树龄小叶锦鸡儿干旱降水过渡时期用水策略研究

在阿古拉生态水文试验区的固定沙丘上选取了两组具有代表性的3、5和9年生小叶锦鸡儿灌丛,采用氧稳定同位素技术,在连续15 d内比较了干旱、两次降水后(15.6、33.1 mm)灌丛内距离基茎3等分点及边缘处土壤水、降水与植株木质部水的δ¹⁸O值,研究了小叶锦鸡儿从干旱到雨后的用水模式变化,同时结合不同位置根系密度和灌丛内不同位置水分动态分析其变化原因。结果表明:小叶锦鸡儿在干旱条件下主要靠减少体内水量损失来维持生存而非利用深层土壤水,可能会将表层凝结水作为用水来源;雨后1 d内3种小叶锦鸡儿植物水δ¹⁸O值均趋向降水,3 d内3、5年生小叶锦鸡儿植物水δ¹⁸O值变化显著,9年生则基本不变;雨后5 d内10~60 cm为3种树龄小叶锦鸡儿的主要吸水层位,0~10 cm土壤水不是稳定的用水来源,3、5年生小叶锦鸡儿灌丛1/3处和边缘处及9年生边缘处水会优先被利用;随树龄增加小叶锦鸡儿的浅根系密度显著增大使其能有效利用降水,但灌丛下深层土壤水补给愈发困难,不利于地区水文平衡。建议人为控制大树龄小叶锦鸡儿的分布密度。     

红三叶

北京鑫农丰农业技术研究所培育的红三叶属豆科三叶草属多年生草本植物。一般寿命为4-6年。直根系，主根入土深60-90厘米，根系主要分布于0-30厘米的土层中。分枝力强，一般10-15条，多30条，茎自根茎生出，圆形，中空，直立或斜生，高50-140厘米。     

黄蒿生物学特性及生物量动态的研究

1998～1999年在长岭种马场村对黄蒿的生物学特性、生长节律、地上生物量及地下根系季节和空间分布进行了研究，结果表明：85.5%的生物量集中分布在地上，根系生物量占总生物量的14.5%，其中茎的生物量占地上生物量的50%；地上总生物量、茎生物量和地下生物量季节动态呈指数生长，7～9月生物量占总生物量的93.8%；黄蒿相对生物速度（RGR）在5～6月最高；果实数量呈直线增长，果实数量高峰值在9月（可达11905个/株）；黄蒿枯黄期在10月。     

黄土丘陵地区唐古特白刺根际土壤水分与根系分布研究

以根际土壤水分和根系分布特征为主要指标,研究了兰州北部黄土丘陵地区唐古特白刺根系分布和根际土壤水分的响应关系。结果表明,唐古特白刺根际土壤水分变化规律明显,0～40 cm土层含水量变幅较大,40～80 cm土层含水量最高,之下随土层加深而递减,160～300 cm土层含水量没有明显变化。唐古特白刺平均根长100 cm,根幅300 cm。主根较粗,入土浅,根长为地上株丛高的1.32倍,侧根发达,扩展范围较广,根幅为冠幅的3.23倍,地上生物量为根系生物量的1.46倍;有效根系主要分布于0～40 cm,在0～20和20～40 cm土层中,有效根重分别占总有效根重的58.69%和22.96%,有效根长分别占总有效根长的59.65%和23.20%,0～40 cm土层是吸收和利用水分的重要区域,该层土壤水分含量随季节呈现明显的动态变化,根系的浅层分布和分布面积扩大,对于及时有效利用季节性降水有重要意义。根系的水平分布范围是垂直分布范围的3倍,这种根系分布格局对于以自然降水为唯一水分补充方式的黄土丘陵地区,有利于对来自降水而短暂提高的土壤浅层水分的吸收。     

藏东南高寒草甸不同生境植物根系形态及分布特征

在藏东南高寒草甸选择积水、湿润和干旱三种类型生境,分土层(0～10cm、10～20cm)取样获取植物一年生和多年生根,利用根系扫描仪测定总根长、根系平均直径、根系分叉数等形态指标。结果表明:一年生根形态指标在三种生境间差异显著(P0.05),多年生根形态指标在三种生境间差异不显著。湿润生境中多年生根所占比例显著高于一年生根(P0.05),而积水和干旱环境一年生根比例更高。积水生境根系在两个土层中的分布比例均为50%左右;湿润和干旱生境中,80%左右的根系集中分布于0～10cm土层,且一年生根的比例随生境旱化逐渐增大。生境干旱化对高寒草甸植物根系形态及分布有重要影响,一年生根在形态和分布上都表现出较多年生根更强的适应性,其根系形态在不同水分生境间的可塑性更强,根系分布在土壤表层的占比逐渐增大。