荒漠植物凝结水形成机制研究进展

系统综述了国内外对凝结水的最新研究进展,包括凝结水形成机制、生态作用以及冠层凝结水吸收利用.结合荒漠植物的特点及研究现状,指出加强对荒漠植物吸收冠层凝结水的内在机理研究有助于理解荒漠植物对干旱胁迫的适应,可为全球变暖背景下的荒漠植物响应对策的阐述提供理论依据.     

库姆塔格沙漠东南部胡杨液流变化及其对环境因子的响应

于2018年4月?10月(春季4月、夏季7月、秋季9月)利用PS-TDP8树木茎流监测系统对库姆塔格沙漠东南部胡杨(Populus euphratica)的液流速率变化进行监测,采用相关分析及逐步回归法分析气象因子(太阳总辐射、空气温度、风速、空气相对湿度)对胡杨液流的影响。结果表明:胡杨茎干液流日变化趋势呈几字“宽峰型”;夏季液流的启动时间最早,液流启动在06:00,秋季液流启动时间最晚,不同季节夜间存在较高液流(10.994~26.035 cm·h^?1);树干液流速率与太阳总辐射、空气温度、风速、饱和水气压差呈正相关关系,与空气湿度呈负相关关系;影响春季、秋季胡杨液流速率的主要气象因子是太阳总辐射和空气温度,夏季为太阳总辐射和空气相对湿度;不同季节胡杨液流速率与空气温度、空气相对湿度、风速、饱和水气压差的日变化响应呈顺时针环状,与太阳辐射响应呈逆时针环状;不同季节胡杨液流速率对气象因子的响应规律存在差异。这表明胡杨为了保持水分平衡应对水分亏缺的策略不同,在一定条件下(极端干旱)通过气孔调节降低水分损失。研究结果对于明确干旱沙漠环境中胡杨水分传输对环境因子的响应规律及更深入地认识胡杨适应干旱环境的水分利用策略具有重要意义。     

Spatio-temporal variation of soil moisture in a fixed dune at the southern edge of the Gurbantunggut Desert in Xinjiang,China

Soil moisture is critical for vegetation growth in deserts. However, detailed dataregarding the soil moisture distribution in space and time in the Gurbantunggut Desert have not yet been reported. In this study, we conducted a series ofinsitu observation experiments in a fixed sand dune at the southern edge of the GurbantunggutDesert from February 2014 to October 2016, to explore the spatio-temporal variation of soil moisture content, investigate the impact of Haloxylonammodendron (C. A. Mey.) Bungeon soil moisture content in its root zone, and examine the factors influencing the soil moisture spatial pattern. One-way analysis of variance,least significant difference testsand correlation analysis were used to analyze the data. The results revealed that the soil moisture content exhibited annual periodicity and the temporal variation of soil moisture content throughout a year could be divided into three periods, namely, a moisture-gaining period, a moisture-losing period and a moisture-stable period.According to the temporal and spatial variability, the 0-400 cm soil profile could be divided into two layers: an active layer with moderate variability and a stable layer with weak variability.The temporal variability was larger than the spatial variability in the active layer,and the mean profile soil moisture content at different slope positions displayed the trend of decreasing with increasing relative heightand mainly followed the order of interdunearea>westand east slopes>slope top.The mean profile soil moisture content in the root zone of dead H. ammodendronindividuals was significantly higher than that in the root zones of adult and young individuals, while the soil moisture content in the root zone of adult individuals was slightly higher than that in the root zone of young individuals with no significant difference.The spatial pattern of soil moisture was attributable to the combined effects of snowfall, vegetation and soil texture, whereas the effects of rainfall and evaporation were not significant. The findings may offer a foundation for the management of sandy soil moisture and vegetation restoration in arid areas.     

放牧和模拟降水对短花针茅荒漠草原植物功能群多样性的影响

为探究放牧和降水变化对植物功能群的影响,本文以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,开展了野外控制试验。试验设置围封和适度放牧,分别进行模拟降水处理(减少降水量50%、自然降水、增加降水量50%、增加降水量100%),并在每年8月观测植物群落组成。结果表明：减水会降低植物功能群多样性、生物量和物种数量,增水有利于植物功能群多样性的提高。多年生丛生禾草多样性随降水量的增加而升高。同时,对降水梯度和功能群多样性进行拟合分析发现,降水量低于年降水量16%则不利于除灌木、半灌木外其他功能群植物的生长。围封草地增水67%～79%时,功能群的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数值均较高,功能群多样性较高;由于放牧提高了植物的水分利用效率,放牧地各指数在增水26%～50%时较高,功能群多样性较高。综上,适度的放牧及水分补充有利于提高植物功能群多样性。     

短花针茅荒漠草原物种间关系的多度不对称性对载畜率的响应

目前物种的相对多度与种间关系的内部联系如何影响物种共存仍不清楚。为探讨植物群落物种间关系强度的多度不对称性及其对载畜率的响应,本研究以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原植物群落为对象,分析了对照、轻度、中度及重度放牧下群落物种的多度及其频率。结果表明：随载畜率的增大,物种数呈现出降低的趋势。不同载畜率下同分布指数CO均存在明显的多度依赖性;常见种(如短花针茅、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)及刺穗藜(Chenopodum aristatum))对其他物种的作用强度普遍较强。不同载畜率下短花针茅对无芒隐子草及刺穗藜的作用强度均高于其二者对短花针茅的强度,表现出种间强度的不对称性。此外,放牧使得短花针茅对无芒隐子草的作用强度呈现出增大的趋势,使得无芒隐子草对短花针茅的作用强度呈现出降低的趋势。因此,物种间存在多度的不对称性,而放牧进一步造成其物种间作用强度的变化。     

毛乌素沙地樟子松蒸腾变化规律及其与微气象因子的关系

本研究采用由热扩散植物液流技术测算得到的时间步长10 min的樟子松蒸腾速率数据,结合同步观测得到的冠层微气象要素值,分析了毛乌素沙区20年生樟子松主要生长季节蒸腾耗水规律及其冠层微气象的关系.结果表明:(1)樟子松蒸腾速率具有明显的时间变化特征.多云天气日,蒸腾速率日内变化总体呈多峰曲线趋势,单株蒸腾速率(Tr)在4-9月各月白天(6:00-19:00)的平均值为0.36～0.85 L·h-1;晴天日,除9月蒸腾速率日内变化呈多峰曲线趋势外,其余各月总体趋势呈单峰曲线,9月时Tr在10:00左右、13:00左右、15:00左右出现峰值,在14:00左右出现谷值.4-8月各月日内Tr在10:00左右出现峰值.4-9月各月Tr白天平均值为0.37～0.83 L·h-1;阴天天气日,蒸腾速率日内变化总体呈单峰曲线趋势,日内Tr最大值出现在10:00左右.4-9月各月Tr白天(6:00-19:00)平均值为0.29～0.63 L·h-1.在日际变化或季节变化方面,从4月份起,樟子松蒸腾耗水量逐渐增加,月耗水量在7月达到最高值,此后有所减小.4-9月总耗水量为1 143.7 mm,日平均为6.25 mm,7月份月耗水总量相对最大.4、5、6、7、8及9月耗水量分别占主要生长季节总量的10.76%、13.62%、14.05%、24.56%、19.47%、17.52%.(2)主要生长期内,Tr与冠层太阳总辐射(Ra),空气温度(Ta)、湿度(RH),风速(V)等气象要素有很好的复相关性,并通过显著性检验(a=0.01),且各月内影响樟子松蒸腾的最主要气象因子都是Ra.     

关于乌兰布和沙漠综合治理的几点意见

通过分析乌兰布和沙漠形成的原因,提出综合治理乌兰布和沙漠的措施是对已建立的人工绿洲,以巩固和完善为主;对非垦区,重点是保护和扩大荒漠植被.     

毛乌素沙地臭柏年轮生长动态的研究

以毛乌素沙地天然臭柏为材料 ,用实体解剖镜和光学显微镜研究观察臭柏的年轮形态特征 ,应用树干解析法研究毛乌素沙地沙丘顶部臭柏和滩地臭柏的径向生长和伸长生长动态。结果表明 :沙丘顶部臭柏偏心生长明显 ,长径与短径比为 14 0 .36 % ,伪年轮发生频率为 12 .0 7% ;滩地臭柏偏心生长不明显 ,长径与短径比为 10 5 .2 2 % ,伪年轮发生频率为 1.80 % ;根据年轮数推断 ,沙丘顶部臭柏群落的年龄至少有 12 3a以上 ,滩地臭柏年龄有 5 0a以上 ;沙丘顶部臭柏径生长缓慢 ,生长过程中没有明显的峰值 ,年平均生长量为 0 .94mm ,累积生长曲线的S型特征不明显 ;滩地臭柏的径生长高峰出现在 35年 ,年平均生长量为 1.5 1mm ,是沙丘顶部臭柏的 1.6倍 ,累积生长曲线的S型特征也不明显 ;沙丘顶部臭柏的匍匐茎长度与年龄之间表现出指数函数关系 ,而滩地臭柏的匍匐茎长度与年龄之间存在着显著的线性相关关系     

毛乌素沙地降水、蒸散时间分布格局及其对土地利用的意义

运用统计分析和遥感分析方法,对毛乌素沙地腹地乌审旗沙区1981-2003年间的降水、蒸散分布格局进行研究.结果表明:1)研究区降水集中在6-8月份,主要以暴雨出现,沙壤土入渗率高,降雨能很快渗入土壤,故很少形成径流;2)研究区23年间平均年蒸散量为252 mm,略低于降水,年蒸散量呈从东向西递减的趋势.7月蒸散量最大,1和12月最小,呈"单峰"正态分布,与降水的年变化趋势基本一致;3)该地区蒸散相对变率为10%～24%,从西北向东南地区递减;4)从水资源总量和现有植被盖度(0.7)来看,水资源收支处于低水平的基本平衡,但降水时空分布的不均匀性、沙地生态系统的脆弱性及特殊的生态过渡性对水资源的有效性造成了严峻的考验,因此在饲草料种植中推广、普及高效节水的农业灌溉技术,对于提高水资源利用率和保持区域水资源平衡具有十分重要的意义.     

乌兰布和沙漠植被及其保护

乌兰布和沙漠降雨稀少,生态环境脆弱,有种子植物49科169属312种,以蒙古种、戈壁—蒙古种、戈壁种以及古地中海区系的荒漠成分占主导地位;自然植被为亚洲中部荒漠区与草原区的分界线,主要有梭梭、柠条、白刺和油蒿、沙冬青＋白刺＋油蒿、白刺＋红砂、白刺＋霸王＋油蒿、籽蒿＋沙竹、芦苇、白刺＋芨芨草等9类群丛。由于不合理的利用,草场植被逐年退化,正朝着极度荒漠化演变。对植被状况和平缓沙丘及半固定、半流动沙地等不同立地条件的草地,应因地制宜,造（林）封（育）飞（播）结合,开展综合治理,恢复植被,遏制沙漠化加重的趋势。