塔里木河流域胡杨保护区土地覆盖变化研究

塔里木胡杨自然保护区是以胡杨林为主要保护对象的森林生态系统类型的自然保护区,是对保护塔里木河中游甚至塔里木河流域生态安全,保持生态平衡等方面都具有举足轻重的作用。从遥感数据入手,对研究区塔里木胡杨自然保护区的土地覆盖/土地利用情况,通过遥感数据分类,结合GPS数据和多年实地照片分析的基础上,获取了研究区近30年的土地利用/土地覆盖变化信息,分析了影响生态环境的自然与人文因子,进一步提出了保护塔里木河岸林的重要性及其保护措施。提出了相应的生态保护与改善措施,为保护区的有效管理提供了有益的建议。     

塔里木荒漠胡杨群落特征的研究

选择塔里木荒漠胡杨群落分布较集中的地段设置样地,并以植物群落调查样地资料为基础,对荒漠胡杨群落特征进行分析与研究。结果表明:该胡杨群落植物种类组成贫乏、区系成分简单。从属的地理成分来看,古地中海成分明显多于温带成分;群落生活型以一年生植物为主,矮高位芽植物次之,叶的性质以小叶型、单叶、草质、全缘为主,反映出塔里木环境气候的旱化趋势和该群落与本区的干旱气候特点、地理位置及其地史变迁相吻合。群落垂直结构简单,可分为乔木层、灌木层、草本层。草本层→灌木层→乔木层物种多样性依次递减。胡杨种群年龄结构呈偏正态分布,基本上呈稳定型。存活曲线趋似于DeeveyII型,种群从V龄发育到VII龄过程中出现死亡率高峰。优势种群胡杨呈随机分布,伴生种呈随机或聚集分布。     

塔里木河上、中、下游胡杨种群高度结构特征

在塔里木河上游沙雅县塔里木乡、中游轮台县轮南镇、下游尉犁县34团胡杨林自然保护区内设置52500m2的样地,应用相邻格子法进行每木调查获取野外资料,分析了不同生境胡杨种群的高度结构、高度级间失稳率等。结果表明:不同研究区胡杨种群结构差异明显,上游沙雅县胡杨种群高度结构呈倒J型,幼龄>中龄>近熟龄>成熟龄,幼苗储备丰富,各龄级高度数量分布均匀,为稳定增长种群。轮南镇胡杨种群高度结构呈倒J型,幼龄>中龄>近熟龄>成熟龄,幼龄和中龄数量储备丰富,各龄级高度数量分布差异大,在水分条件好时为快速增长型种群。34团胡杨种群高度结构呈现下窄上宽的倒金字塔型,成熟龄高度级缺失,近熟龄高度级数量稀少,幼龄级高度数量稀少,整个胡杨种群处于衰退期。不同研究区的失稳率反映的种群的动态与高度级密度曲线反映的一致。     

胡杨、灰叶胡杨蒸腾耗水规律初步研究

以塔里木盆地3年生胡杨、灰叶胡杨幼苗为试验材料,采用盆栽方法模拟不同土壤干旱条件,研究胡杨、灰叶胡杨的蒸腾耗水规律。结果表明:生长期胡杨、灰叶胡杨的蒸腾耗水量表现出适宜水分>轻度胁迫>中度胁迫>重度胁迫,月蒸腾耗水量呈单峰变化,最高值出现在7月。不同土壤水分条件下,两树种月耗水量差异均较明显,说明土壤水分含量是决定树木蒸腾耗水量的主要因素;天气状况也影响苗木耗水量,耗水峰值多出现在晴天,峰谷多是阴天。不同土壤水分条件下灰叶胡杨单株耗水量均高于胡杨,水分条件较好时灰叶胡杨的生长较胡杨好,水分利用效率高,但随水分的减少胡杨的水分利用效率提高,表明胡杨对干旱环境的适应性较灰叶胡杨强,能有效地利用有限的水资源在荒漠生境中生存。     

胡杨嫁接繁殖研究初报

以小美旱、新疆杨、二白杨、柳树为砧木,采用“炮捻”劈接以及“T”字型、方块型、“舌”型芽接方式就嫁接繁殖胡杨技术进行了试验研究,选择确定小美旱是胡杨嫁接繁殖的优良砧木,而“舌”型芽接是最佳的嫁接方式,其平均成活率可达86.3%。进一步在不同时期进行“舌”型芽接,证明8月中、下旬为胡杨芽接的适宜时期,适时嫁接成活率高达94%,一般可保证成活率在80%以上。有关研究结果表明,通过嫁接技术可以解决胡杨无性繁殖难题,从而使生长与形质俱佳的胡杨优良无性系应用于林业生产,这对于保护胡杨优良基因资源、改善西部生态环境以及开发与利用盐碱地资源等具有重要意义。     

荒漠绿洲额济纳胡杨与柽柳生态位分异过程研究

以内蒙古额济纳绿洲分布的胡杨和柽柳为研究对象,通过建立二种植物生长的生态环境资源谱,对胡杨和柽柳实生苗、幼龄株、壮龄株和老龄株间进行X2、种间相遇率和联结指数等相关性分析,进行生态位宽度和重叠等种间和种内指标分析。分析结果表明:胡杨实生苗分布与胡杨幼龄林相关性显著,与胡杨壮龄林和老龄林相关性不显著,与柽柳实生苗分布相关性极显著,而与柽柳壮龄林和老龄林的分布相关性极不显著;二者生态位宽度和重叠程度研究表明,胡杨的实生苗与柽柳的实生苗生态位重叠程度高,柽柳的实生苗较胡杨的实生苗生态位较宽,由此胡杨和柽柳在资源利用方面具有一定的相似性,特别在二者早期,其重叠程度较高,但二者又在绿洲资源利用方面出现生态位分异,总的资源利用能力柽柳的生态位较胡杨较宽,说明柽柳在绿洲具更为广阔的分布和适应范围,胡杨适应于干旱但沙埋程度低、土壤可溶性盐和pH值较低、地下水埋深变化程度大和地表於泥变化较大的环境中,而柽柳适于生长于土壤湿润且沙埋程度高、土壤可溶性盐和pH值较高、地下水埋深变化程度小和地表於泥覆盖较轻的环境。     

艾比湖湿地自然保护区阿其克苏河地下水特征与胡杨生长关系研究

通过选取新疆艾比湖湿地国家级自然保护区阿其克苏河东大桥管护站至塌桥子管护站15km为研究区域,在研究区内中德合作项目胡杨样地及垂直河道胡杨、柽柳混交林处采挖地下水测点,在中德合作项目样地划分的样方内做20m×20m植被小样方,观测胡杨的长势,实验室实测地下水矿化度及主要离子（K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl-、C...     

额济纳绿洲胡杨种群结构与分布格局研究

在内蒙古阿拉善盟额济纳旗一道桥、二道桥、三道桥、和四道桥的胡杨自然保护区内设置9个10m×10m样地,应用相邻格子法进行每木调查,并对胡杨(Populus euphratica)种群结构和分布格局进行了分析。结果表明:胡杨的种群结构为衰退型,幼苗、幼树和中龄树数量较小。额济纳胡杨种群整体分布格局为聚集分布,随着径级的增大其分布格局呈现规律性变化,幼小植群呈强聚集分布,大树倾向于随机分布,中龄树和成年树由聚集分布向随机分布过度。     

灰胡杨蒸腾速率对气孔导度和水汽压差的响应

以塔里木盆地珍稀渐危种灰胡杨(Populus pruinosa Schrenk)为材料,研究其蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水汽压差(VPD)日变化及互动关系,以期揭示灰胡杨适应干旱荒漠环境的蒸腾耗水调控机理。结果表明,生长季灰胡杨Tr、Gs和VPD日变化均呈单峰曲线,总体随时间进程呈下降趋势;Tr、VPD峰值均滞后于Gs,这是上午时段Tr对VPD的响应阈值明显高于Gs对VPD的响应阈值所致。灰胡杨Tr与Gs、VPD及上午Gs与VPD均呈二次曲线关系,VPD对Tr、Gs均具双重作用,形成机制在于低VPD下Gs随VPD上升而增大,促进Tr升高;高VPD下Gs逐渐下降,引起Tr降低。数理统计分析表明,Gs是调控灰胡杨Tr的主导因素,而VPD通过Gs间接影响Tr。不同时段Tr的气孔调节机制不同,上午气孔调节为前馈式反应,下午为反馈式反应。综上所述,荒漠区灰胡杨Tr对Gs的响应敏感度高于对VPD,气孔调节是维持水分平衡的重要机制;VPD协同Gs来控制灰胡杨Tr,高VPD下引起叶片气孔关闭以降低蒸腾,维持树体水分平衡达到在干旱荒漠环境下生存的目的。     

塔里木河不同河段胡杨径向生长及径流的影响差异

利用塔里木河上、中、下游采集的胡杨年轮数据和1957-2010年的径流资料,分析塔里木河干流地区胡杨径向生长量与径流量的对应关系。结果表明：① 塔里木河上、中游4个断面的胡杨径向生长量存在显著变化,在20世纪80-90年代出现峰值,总体呈下降趋势。下游2个断面胡杨径向生长量在2000年前年际变化较小,2000年后,受生态输水影响胡杨径向生长量变化幅度较大,英苏和依干不及麻断面分别在2003年和2006年出现峰值。② 塔里木河肖夹克、新渠满、沙子河口、阿其克、英苏和依干不及麻断面的胡杨径向生长量突变分别发生在1996、1999、1991、2000、1998年和1960年或1968年或1978年。③ 塔里木河上、中游胡杨径向生长量与当年1-2月的径流量正相关性最高,下游胡杨径向生长量与当年1-2月的径流量负相关性最高。     

干旱胁迫环境下的胡杨叶片气孔变化

研究胡杨叶片气孔特征有助于解读干旱胁迫环境下的水分利用特征和抗旱机理。本文选取塔里木河下游英苏、阿拉干、依干布及麻3个典型断面,以胡杨为研究对象,探讨不同干旱胁迫梯度下胡杨叶片气孔密度与气孔长度的变化规律,分析胡杨雌、雄株在干旱胁迫下的响应差异。结果显示:(1)胡杨叶片气孔密度随干旱胁迫程度的增加呈上升趋势,而叶片气孔长度随干旱胁迫程度的加大呈减小趋势;(2)干旱胁迫环境下,胡杨雌、雄株叶片的气孔密度和气孔长度的变化率存在一定差异,表现为在干旱胁迫环境下,胡杨雄株的叶片下表皮气孔密度增长率较小,而胡杨雌株叶片的下表皮气孔长度负增长率显著大于雄性的下表皮;(3)胡杨叶片气孔密度和长度的变化反映胡杨雌、雄株的抗干旱能力,从胡杨叶片的气孔密度与气孔长度的变化结果显示,在干旱胁迫环境下,胡杨雄株的保水能力和耐受能力强于雌株。     

胡杨、灰叶胡杨水势对不同地下水位的动态响应

在不同地下水位条件下,采用植物水势仪测定了新疆荒漠区优势树种胡杨与灰叶胡杨1年生小技的水势日、月动态变化.结果表明:不同地下水位胡杨、灰叶胡扬枝水势日、月变化均呈"V"字型曲线,一天中最低值出现在正午14:00,一年中最低值出现在8月.清晨、正午水势月变化呈"V"字型,月份间变幅较大,月平均永势表现为6月＞7月＞9月＞8月.胡杨水势日变幅、正午水势月交幅均小于灰叶胡杨,不同生境胡杨水势平均值均高于灰叶胡杨.方差分析表明两树种水势差异不显著但不同处理间差异显著.胡杨P-V水分参数ψ100、ψ0、ψ100-ψ0、RWC低于灰叶胡杨,而VP/V0、ROWC、AWC高于灰叶胡杨,表明两优势树种在长期适应干旱荒漠环境过程中采取了不同的生理生态对策.地下水位直接影响树木水势,两树种清晨与正午水势均随地下水位的下降而降低.     

新疆策勒绿洲胡杨水分生理特性研究

本文对新疆策勒绿洲胡杨在灌溉前后水分生理特性变化进行了研究。结果表明：1）灌溉后胡杨水势的日均值（-1.45MPa0比灌溉前（-1.97MPa)有显著增加；2）灌溉后胡杨蒸腾速率的日均值（1.41mmolm^-2s^-1)比灌溉前（1.34mmolm^-2s^-1)有所升高，但幅度不大；3）试验证明，胡杨的生长对环境水分状况的依赖性相对较强，因此，维持胡杨生境内的水分平衡，是促进胡杨正常生长，更新的重要前提，该研究将对策勒绿洲胡杨的合理利用和科学管理提供一定的理论依据。     

新疆艾比湖自然保护区阿奇克苏河沿岸胡杨年龄结构和生长量状况研究

利用在新疆艾比湖自然保护区阿奇克苏河沿岸设立的三块胡杨监测样地,根据4a来的实地观测数据对该区胡杨的年龄结构以及生长量情况进行了统计与分析。结果表明,该区胡杨年龄分布结构呈倒金字塔型,部分样地的Ⅰ～Ⅴ龄级胡杨甚至有缺失现象。在各龄级胡杨四年的生长量比较中,胡杨胸径和树高生长均随龄级的增加呈递减趋势,而冠幅生长则呈递增趋势。而在各样地胡杨的年平均生长量比较中,样地A1胡杨的胸径和冠幅生长均好于另两块样地,且差异比较结果显著(P<0.05),但各样地树高生长差异并不显著;结合各样地未缺失龄级(Ⅵ～Ⅺ)胡杨年平均生长量与林分密度、地下水位、土壤总盐含量、土壤pH值以及土壤有机物含量等生境因子进行相关性比较显示,胡杨胸径和冠幅生长量均与土壤总盐含量有高度相关性,地下水位则次之,而树高生长量与各生境因子相关性均不高。     

不同时间尺度环境因子对黑河下游胡杨(Populus euphratica)径向生长的影响

本研究以黑河下游额济纳旗成熟的河岸胡杨林为对象,分析不同年龄胡杨(Populus euphratica)的年轮宽度序列与不同时间尺度环境因子的关系。结果表明:①在年尺度上,气温是影响胡杨径向生长的主要因子,但不同年龄胡杨对气温的响应有所不同。②在季节尺度上,休眠季气温越高越有利于壮龄胡杨的径向生长,而生长季气温越高越不利于老龄胡杨的径向生长。③在月尺度上,前一年3月和当年9月的平均气温越高,对壮龄胡杨的径向生长越有利,而当年10月平均气温越高,对老龄胡杨的径向生长越不利;前一年7月径流量的增加对老龄胡杨的径向生长有利,而当年2月径流量的增加对壮龄胡杨径向生长有利。综上所述,在季节和年等相对较长的时间尺度上,气温是影响胡杨径向生长量的主要因素,随着时间尺度的缩小,胡杨对环境因子的响应更为细化,并且表现出一定的滞后效应。径流量作为重要的环境因子在月尺度上才突显出来,前一年7月和当年2月的径流补给对胡杨径向生长有极大的促进作用。因此,在黑河统一调度管理过程中,可通过适度调增2月和7月洪水的下泄量来满足胡杨径向生长对水分的需求。     

基于Bp神经网络和Ball-Berry模型的胡杨气孔导度模拟

以2014年5月至9月胡杨气孔导度和环境因子的实测数据,分析了胡杨气孔导度的季节变化特征,并基于Bp神经网络和Ball-Berry模型对胡杨气孔导度进行了模拟研究.结果表明:胡杨气孔导度峰值的出现时间春季要早于夏、秋季节.在不同季节,光合有效辐射均是影响胡杨气孔导度最敏感的环境因子.利用Bp神经网络模型对春季、夏季和秋季胡杨气孔导度的模拟值与实际观测值基于1∶1直线的决定系数最高可达0.9078;利用Ball-Berry模型对春季、夏季和秋季胡杨气孔导度预测值的决定系数最高为0.5807.在不同光合有效辐射水平下也对春季、夏季和秋季的胡杨气孔导度进行了模拟,Bp神经网络对气孔导度模拟值与观测值基于1:1直线决定系数最高为0.6739,Ball-Berry模型的决定系数最高为0.5477,在光合有效辐射较弱时,Ball-Berry模型的模拟效果较Bp神经网络效果好,但随着光合有效辐射的增强,Bp神经网络的模拟精度要高于Ball-Berry模型.     

胡杨光合蒸腾与影响因子间关系的研究

对胡杨光合速率和蒸腾速率同各主要影响因子间相关关系进行了研究。结果表明:胡杨光合速率和气孔导度间呈对数关系,蒸腾速率与气孔导度间呈线性关系;两者与光合有效辐射均呈多项式关系;与空气温度均呈二项式关系。结果说明胡杨属气孔限制型植物,气孔导度和光合有效辐射共同决定胡杨的光合和蒸腾作用。气温和相对湿度通过影响胡杨的气孔导度进而影响胡杨的光合速率和蒸腾速率。适宜胡杨进行光合气体交换的环境条件是光合有效辐射保持在1700μmol.m-2.s-1左右,温度保持在35℃左右,相对湿度保持在20%-30%间。     

极端气候条件下胡杨的水分状况及其与环境的关系

胡杨(Populus euphratica Oliv)是西北干旱荒漠地区的主要乔木树种,并被列入国家珍稀濒危保护植物。在我国“三北”防护林体系建设中发挥着重要的作用。国内外很多学者都曾对胡杨的生物、生态及育苗造林方面做了大量的研究。但对其在极端干热条件下的水分状况研究很少。本项工作以生态生理的观点,着重研究胡杨水分与环境的关系,旨在了解其在干热的沙漠环境中适应生存的能力,同时也为旱生植物的抗旱性研究提供依据。     

不同配置城市防护绿地中胡杨构型特征

应用枝系构型理论,研究了胡杨在克拉玛依市防护林中的分枝构型的特征,并重点针对3种配置类型:胡杨(Populus euphratica Oliv.)×沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)、胡杨×银白杨(Populus alba L.)和胡杨×白榆(Ulmus pumila L.),分析了胡杨分枝构型在不同配置中的变化。结果表明:防护绿地中胡杨不同部位(树冠)构型格局中,各级分枝长度数值和各级分枝角度数值从上到下均表现为逐渐变大的趋势;不同配置类型对胡杨构型特征(主要表现在分枝角度和分枝长度两个指标)的影响存在显著差异,影响力大小依次为胡杨×银白杨、胡杨×白榆、胡杨×沙枣。     

塔里木河流域水资源利用面临的主要问题

塔里木河流域由水引起的生态恶化,在我国内陆河流中具有代表性.研究表明:塔里木河流域近40 a源流来水量呈增加趋势,特别是近10 a增加更为明显.说明随着全球气候的变化,塔里木河源流区的水情得到好转.但在近10 a源流补给干流的水量增加不足1×108 m3/a, 特别是干流沿程各站点的径流量仍呈显著的线性递减趋势,表明塔里木河源流连续10 a的丰水期,并没有改变干流环境恶化的局面.在此基础上,总结塔里木河流域水资源利用存在的主要问题,并提出塔里木河流域水资源可持续利用的基本对策.