宁夏引黄灌区水稻冠层高光谱特征研究

以不同施氮量试验小区为依托,对各生育期水稻(Oryza sativa L.)冠层光谱反射率及一阶微分光谱进行分析。结果表明,水稻冠层光谱随生育期的变化规律与其生长发育变化特征相对应;不同施氮条件下水稻冠层光谱反射率随施氮量增加在可见光波段降低、近红外波段升高,其中550~600 nm和800~900nm处差异明显,是诊断氮素的特征波段;红边位置(λr)和红边斜率(Dr)在孕穗期前均随着氮素水平的提高而增加,齐穗期后λr出现蓝移现象,Dr减小;将特征波长的比值指数、λr和Dr与叶片氮积累量进行相关性分析,结果显示,800 nm和550 nm的反射率之比(R800 nm/R550 nm)与叶片氮积累量的相关性较好,其相关系数为0.864,λr和Dr与叶片氮积累量的相关系数分别为0.814、0.908。说明合适的光谱变量可以诊断水稻氮素状况,进而为合理施肥提供参考。     

养分添加和降水变化对荒漠草原植物群落物种多样性和生物量的影响

本研究旨在探讨荒漠草原植物群落物种多样性及生物量对养分添加和降水变化的适应策略,以期为退化荒漠草原的恢复和管理提供理论基础。本试验在宁夏荒漠草原开展了养分添加和降水变化野外控制试验,通过测定植物群落物种数及生物量,研究养分添加和降水变化对荒漠草原植物群落物种多样性和生物量的影响。结果表明：养分添加显著降低禾草丰富度（P<0.05）;减少50%降水显著降低Shannon-Wiener指数和物种总丰富度,增加50%降水显著增加物种总丰富度（20.5%～28.2%）（P<0.05）;养分添加和增加50%降水显著提高植物群落盖度和生物量（P<0.05）;减少50%降水条件下,养分添加处理与不添加处理相比植物群落地上生物量显著提高（54.3%～75.6%）（P<0.05）;植物群落地上生物量与Shannon-Wiener指数和物种总丰富度呈显著正相关（P<0.05）。研究表明：减少50%降水条件下,养分添加能够缓解水分对荒漠草原植物生长的限制,其中氮磷钾添加缓解效果优于氮添加。     

基于FvCB模型的盐胁迫下紫花苜蓿幼苗光合特性的研究

]探讨盐胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片光合生理特性,可为改善紫花苜蓿生长,修复生态环境,推动牧草产业快速发展奠定基础。本研究以‘阿迪娜’为试验材料,设0mmol·L~(-1)(CK)、40mmol·L~(-1)、80mmol·L~(-1)、120 mmol·L~(-1)和160 mmol·L~(-1)共5个NaCl水平,使用Li-6400XT光合仪测定不同盐胁迫下紫花苜蓿幼苗光响应-CO_2曲线,利用FvCB模型分析盐胁迫对紫花苜蓿幼苗光合特性的影响。结果表明:1)不同NaCl胁迫下叶片净光合速率(P_n)随NaCl浓度的增加而降低,与CK相比,4个NaCl胁迫下分别降低1.44%、3.85%、7.21%和7.90%,均达显著性水平(P0.05);随光合有效辐射的增加均呈迅速上升趋势, CK的P_n增长速度显著高于其他处理。2)与CK相比, 40 mmol·L~(-1)和80 mmol·L~(-1) NaCl胁迫增加了紫花苜蓿幼苗叶片的最大羧化速率(V_(cmax))和最大电子传递速率(J_(max)),但120 mmol·L~(-1)和160 mmol·L~(-1)NaCl胁迫显著降低了V_(cmax)和J_(max)。3)叶肉导度(g_m)和暗呼吸速率(R_d)随NaCl胁迫水平的增加呈降低趋势;与CK相比,40mmol·L~(-1)和80mmol·L~(-1) NaCl胁迫的g_m变化不显著,但R_d显著降低。120mmol·L~(-1)和160mmol·L~(-1) NaCl胁迫显著降低了g_m和R_d,且与CK、40 mmol·L~(-1)和80mmol·L~(-1) NaCl胁迫间呈显著性差异。4)验证FvCB模型中子模型估算植物叶片光合的精确度,发现FvCB模型对不同胁迫处理下P_n拟合时,引入g_m模型模拟精度高,平均绝对误差低。5)紫花苜蓿幼苗耐盐临界值为80～120 mmol·L~(-1),随NaCl浓度的增加,光合限制因素由叶肉因素转变为光合机构受损。该研究可为我国西北地区盐碱地制定有效的调控措施以提高植物耐盐能力提供科学参考。     

宁夏贺兰山主要森林树种的含碳率分析

[目的]分析宁夏自治区贺兰山自然保护区4种主要森林树种青海云杉、油松、灰榆、山杨不同器官的含碳率,为更大区域森林碳储量研究提供参考。[方法]通过实地调查取样、室内实验测定及生物量资料对这4种主要林分地上部分平均含碳率进行了测定分析。[结果]宁夏贺兰山4种主要森林树种青海云杉、油松、山杨和灰榆,林分的地上部平均含碳率分别为:0.457 6,0.518 4,0.466 4和0.439 0。同一树种不同组分间的变异系数在1.30%~2.57%间,相同组分的变异系数在0.62%~1.92%间;不同树种不同组分变异系数在0.89%~5.68%间,不同树种相同组分变异系数在4.87%~13.37%间。[结论]不同森林类型林分含碳率不同。针叶树种各器官的平均含碳率高于阔叶树种,相应的针叶林分的平均含碳率也高于阔叶林。     

风沙区不同种植年限苜蓿地土壤团粒组成分形特征研究

为探索人工种植苜蓿草地对土壤结构特征的影响及分形维数与土壤性质之间的关系,运用质量分布分形维数模型计算了宁夏中部干旱带不同种植年限苜蓿地表层土壤(0—20 cm)的分形维数,分析了分形维数的时间变化特点及其与粒径组成、土壤养分等之间的相关性。结果表明:不同种植年限苜蓿地土壤的粒径分布具有不同的分维特征,分形维数在2.828 2².897 8之间,且随着种植年限的增加而增大;土壤颗粒分形维数与<0.106 mm粒径含量的偏相关关系达到极显著水平(P<0.01),与全氮呈显著正相关关系(P<0.05),而与其他粒径含量的偏相关关系及与土壤有机质、pH值、电导率、碱解氮、速效磷、全磷和碳酸钙含量的相关性未达到显著水平。说明分形维数可以反映风沙区苜蓿地土壤氮素恢复的程度,具有一定的指示作用。     

不同林龄中间锦鸡儿枝叶生物量与粗蛋白含量研究

以16 年、25 年、37 年生3 种不同林龄的中间锦鸡儿为研究对象,测定其枝叶生物量和粗蛋白含量,并对16 年生中间锦鸡儿进行粗蛋白含量年内动态监测及不同径级枝条粗蛋白含量测定。结果表明：随着林龄的增大,中间锦鸡儿枝叶生物量呈下降趋势。3 种不同林龄中间锦鸡儿枝叶粗蛋白含量以16 年林龄最高。16 年生中间锦鸡儿叶粗蛋白含量随生长周期的推进逐渐减小;枝粗蛋白含量的年内动态基本处于稳定趋势。中间锦鸡儿枝、叶粗蛋白含量在一年的生长周期中均较高,可作为家畜优质的灌木饲料。随着中间锦鸡儿枝径级的增加,枝条生物量显著减小,而各径级枝粗蛋白含量则随径级的增加显著增大。锦鸡儿林的发展已显示出退化的倾向,较老林龄的中间锦鸡儿自我更新能力衰退。     

干旱半干旱地区植物叶片水分吸收性状

为了研究在干旱半干旱地区植物叶片是否能利用发生频率较高而又无法被植物根系吸收利用的小量级降雨,以宁夏中部干旱半干旱地区50种植物为研究对象,测定叶片的单位面积吸水量(leaf water uptake content,LWUC)、含水量增加率(percentage increase in leaf water content,RW)、水分饱和亏(leaf water saturation deficit,WSD)、叶绿素含量(chlorophyll content,ChlC)、比叶面积(specific leaf area,SLA)和叶片干物质含量(leaf dry material content,LDMC),分析植物各叶片性状的分布规律及其相互间的关系,并比较不同功能群植物叶片吸水性状的变异特征.模拟结果表明:叶片可以吸收水分,具有利用小量级降水的能力;与其他区域的研究结果相比,研究区50种植物叶片性状值偏小,说明该区域植物能较好地适应贫瘠的环境;叶片性状存在较大的种间差异;不同叶片质地植物的LWUC、RW存在差异,肉质多汁和叶片退化显著高于草质、革质、膜质和纸质者(P<0.05),与WSD相比差异无统计学意义(P>0.05);不同植物生活型相比,地下芽植物的LWUC、RW和WSD均显著高于地上芽植物(P<0.05);不同植物生长型物种的LWUC和RW存在显著差异,半灌木植物的LWUC和RW显著高于乔木/小乔木和1年生/2年生草本(P<0.05),而与WSD相比差异无统计学意义(P>0.05);且不同叶面性状植物的LWUC和RW也有所不同,周身覆毛大于双面覆毛(P>0.05)、单面覆毛(P<0.05)和背被白粉(P<0.05),而与WSD相比差异无统计学意义(P>0.05).总之,叶片吸水对于干旱半干旱地区植物最大限度地利用有限的水资源具有重要的意义.     

西北干旱区白刺属植物适生环境的模拟分析

白刺属(Nitraria L.)植物是古地中海第三纪孑遗植物,对我国西北干旱、半干旱地区具有极高的生态效益。本研究基于MaxEnt模型和ArcGIS软件及其SDM工具箱预测了过去到未来不同时期下白刺属6个物种在我国的潜在适生区及其迁移路线,以期为该属植物的保护及资源利用方面提供一定的理论依据。结果表明:白刺属植物当代在我国的高适生区面积占我国国土总面积的6.32%,主要集中在宁夏北部、内蒙古南部和新疆西部地区。与过去相比,白刺属植物的潜在高适生区在当代减少了1.68%。与当代相比,白刺属植物高适生区预测面积在2070年(RCP4.5)气候情景下减少了0.13%,在2070年(RCP8.5)气候情景下增加了1.61%,主要集中在甘肃东南部和宁夏地区;白刺属植物在我国潜在适生区的主导环境因子是最冷月最低温(bio6);最冷季度的平均降水量(bio19)和年均温(bio1)是影响白刺属潜在地理分布的主要环境因子;白刺属植物在末次间冰期(LIG)、末次冰盛期(LGM)、当代及2070年(RCP4.5和RCP8.5)均有向青海等高海拔地区迁移的趋势。     

外源褪黑素对盐胁迫下两种紫花苜蓿生理及光合特性的影响

为探究外源褪黑素(Melatonin, MT)对盐胁迫下紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生理及光合特性的影响,本研究以紫花苜蓿‘中苜1号’(耐盐)和‘渭南’(敏盐)为材料,根施浓度为25(MT1),50(MT2),70(MT3),100(MT4),150(MT5)μmol·L^-1的褪黑素预处理,用浓度为150 mmol·L^-1的盐溶液胁迫并分析处理前后紫花苜蓿幼苗生理及光合指标。结果表明：150 mmol·L^-1盐浓度使植株生长受明显抑制,当褪黑素浓度为50,70,100μmol·L^-1时可显著提高盐胁迫下2种紫花苜蓿幼苗叶片相对含水量、脯氨酸和叶绿素含量,降低相对电导率和丙二醛含量;各浓度褪黑素处理均显著提高2种紫花苜蓿的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性。50,70,100μmol·L^-1MT处理显著提高2种紫花苜蓿的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率。外源褪黑素浓度为100μmol·L^-1时对...