盐生荒漠植物群落土壤氮素含量及其组分特征

为了探讨盐生植物群落土壤氮素含量及组分特征,以新疆艾比湖流域盐生荒漠土壤为研究对象,分析了乔木、灌木和草本3种不同生长型盐生植物群落0～20、20～40和40～60 cm的土壤理化性质及各形态的氮素含量。结果表明,研究区不同生长型盐生植物群落土壤pH、电导率、有机质和C/N随土层深度增加而逐渐降低,而含水量与之相反。同一土层,土壤总氮、有机氮和氮密度呈现从乔木、灌木再到草本盐生植物群落逐渐增加的趋势。垂直分布方面,不同生长型盐生植物群落的土壤各形态氮素含量和氮密度均随着土层深度的增加而降低,表聚现象明显。除铵态氮以外,其他各种氮素间均表现为极显著正相关(P0.01),且与土壤有机质、含水量和容重呈极显著相关(P0.01)。土壤各形态氮素占总氮的比例对总氮的变化存在不同的响应,有机氮占总氮的比例相对稳定,有机氮与碱解氮占总氮的比例随总氮含量的增加而增加,无机氮、硝态氮和铵态氮占总氮的比例随总氮含量的增加而降低。     

不同生活型植物吸收凝结水后水分及荧光生理差异

为明确干旱区荒漠典型不同生活型植物对凝结水的吸收,以梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)和对节刺(Horaninowia ulicina)为研究对象,通过野外原位凝结水模拟试验,综合分析不同生活型植物光合器官的水分变化及荧光生理响应。结果表明,梭梭、沙拐枣和对节刺这3种植物都具有吸收凝结水的能力,逆向水势梯度正是其吸收凝结水的物质基础。对于利用深层土壤水或地下水的中深根系植物梭梭、沙拐枣与利用浅层土壤水的浅根系植物对节刺而言,吸收冠层凝结水的现象证明部分荒漠植物已经进化出了"多面下注"的水分利用策略。CK处理下,3种植物在暗适应下沙拐枣与对节刺初始的荧光(F_o)差异显著(P0.05);ZG1处理下,光适应与暗适应下3种植物的F_o′、F_m′、F_s差异性一致,且具体表现为梭梭分别与对节刺、沙拐枣差异显著(P0.05);ZG2处理下,梭梭的F_o′与沙拐枣、对节刺均有显著差异,而对于F_m′与F_s值,3种植物并无显著差异。梭梭ZG1处理下植株的F_o和F_m较CK植株降低,而ZG2植株则显著提高(P0.05),沙拐枣ZG2植株的Φ_(PSⅡ)显著低于CK植株(P0.05),对节刺在光适应下各荧光参数如F_o′、F_m′、F_s差异性变化规律一致,具体表现为CK植株与ZG1和ZG2均有显著差异(P0.05)。     

乌鲁木齐市水磨河沿岸土壤重金属污染现状及评价

选择干旱区典型城市河流乌鲁木齐市水磨河为研究区,结合经典统计学与地统计学相关方法理论,研究了乌鲁木齐市水磨河沿岸土壤重金属含量的分布特征及其污染评价。结果表明:水磨河沿岸土壤重金属含量在土层深度上差异较小;从土地利用方式来看,人为活动明显干扰重金属在沿岸土壤分布中的含量变化,重金属元素间的相关关系在一定程度上反映着几种重金属的同源性与差异性;主成分分析表明,Cu和Zn为水磨河沿岸土壤特征重金属元素,且重金属因子负载图表明Cu和Zn含量存在多因素控制;从空间分布来看,水磨河表层土壤重金属含量分布高值点位置基本相似,主要在河流南端(上游硫磺沟附近)并与河道遇水库、遇支流有关,高值点主要集中在青格达湖、塔桥湾水库、九道湾水库和硫磺沟附近;水磨河沿岸不同土层重金属的单因子污染指数平均值均小于1,整体表现为未污染状态;内梅罗综合污染指数分别为1.26(0—20cm),1.20(20—40cm),1.32(40—60cm),介于1.0P≤2.0之间,处于Ⅲ级,为轻度污染;各土层对不同重金属具有较高的承载力,属中容量区,水磨河沿岸整体土壤重金属环境质量良好。综上可知,Cu和Zn是主要的污染重金属元素,重金属污染受到工厂分布、河流改道及水库建设等人为活动影响。综合不同评价结果认为,目前水磨河沿岸土壤处于未受污染或轻度污染状态,环境质量良好。     

荒漠绿洲过渡带飘尘垂直分布特征及其主要气象影响因素

利用激光尘埃粒子计数器,结合气象梯度自动观测系统,于2014年7月植物生长季获取新疆艾比湖湿地国家级自然保护区东大桥管护站附近7个高度（2,3,6,12,15,21,27 m）上6个粒径段（0.3 μm≤x < 0.5 μm,0.5 μm≤x < 1.0 μm,1.0 μm≤x < 3.0 μm,3.0 μm≤x < 5.0 μm,5.0 μm≤x < 10.0 μm,10.0 μm≤x）飘尘浓度和气象数据,探究了该区域内空气飘尘垂直分布特征与主要气象影响因素。结果表明:研究区飘尘各粒径组分中,0.3 μm≤x < 3.0 μm所占比例最高,累计贡献率高达97.6%。飘尘总浓度（0.3 μm≤x）在7个高度上的分异规律为C_3m > C_6m > C_2m > C_21m > C_27m > C_12m > C_15m,表现出中间低两头高的“哑铃效应”。气象—飘尘回归方程反演的飘尘数据与实测数据呈现显著正相关（p < 0.05）,且与实测日变化趋势基本一致。风速对飘尘浓度有极显著（p < 0.01）的双重作用,风速小于临界值有利于飘尘积累,反之促进飘尘稀释,且正反效应的临界值随高度的增加而降低;相对湿度的增加极显著（p < 0.01）地降低飘尘浓度。     

AM真菌多样性与植物多样性耦合关系及其对水盐梯度的响应

选取具有水盐梯度特征的3个典型样地,研究干旱荒漠中土壤水盐含量对AM真菌与植物多样性耦合关系的影响。结果表明:(1)植物α多样性指数在不同水盐梯度上呈显著性差异;β多样性显示,随水盐梯度的变化,植物群落演替过程趋于选择能适应高盐多水和低盐极少水的极端环境的耐盐植物和耐旱植物。(2)各样地AM真菌的α多样性表现为随水盐逐渐降低而降低;β多样性显示,随水盐梯度的下降,AM真菌群落之间的共有种减少,群落演替速率加快,这种变化趋势与植物群落相反。(3)植物与AM真菌的相同α多样性指数间均呈正相关关系,体现了AM真菌对宿主植物和土壤水盐含量的双重响应;随着土壤水盐梯度由多盐多水向少盐少水发展,群落最终的演替成为组成较为简单的群落,相对于植物而言,AM真菌演替的速率较大。     

荒漠土壤水、盐、有机质空间分布及相互关系

为研究干旱区土壤中水、盐及有机质空间分布特征及相互关系,通过对艾比湖流域典型干旱荒漠区30块样地进行土壤(0~15、15~30、30~50 cm)样品采集和室内试验,分析土壤水、盐及有机质(SOM)的空间分布特征,并建立回归方程探讨其相互作用关系。结果表明,研究区土壤水分含量介于8.54%~10.40%,盐含量介于4.30~5.64 g/kg(属重盐土),SOM含量介于2.24~6.33 g/kg(较贫瘠);剖面土壤水分"底聚",盐分与SOM"表聚";各层土壤水、盐及SOM均属于中等变异强度,SOM变异强度较大;除0~15 cm SOM含量符合线性模型外,其余因素在所有土层均符合高斯模型,模型拟合度(R~2)均大于0.5;受结构性因素影响,各土壤因子均具有较强的空间自相关性,并且都具有良好的相关性,盐分主要通过水分影响SOM。本研究为更好地了解荒漠区土壤水、盐、有机质空间分布及相互关系提供理论依据。     

凝结水对盐穗木(Halostachys caspica)叶绿素荧光参数及水分利用效率的影响

为明确凝结水对不同盐生境下盐穗木(Halostachys caspica)的生态作用,以生长于不同盐渍化生境(S_0、S_1、S_2)的盐穗木为研究对象,综合分析有凝结水(W_1)和无凝结水(W_0)对盐穗木的叶绿素荧光参数和水分利用效率的影响。结果表明:(1)W_0处理时,不同盐渍化程度的盐穗木群落的PSII反应中心的激发能捕获效率(Fv'/Fm')、实际光化学效率(ΦPSII)和电子传递速率(ETR)3个叶绿素荧光参数均显著降低(P0.05),S_2盐穗木群落的光下最大荧光(Fm')和非光化学猝灭系数(qN)及S_1盐穗木群落的最小初始荧光(Fo)、暗适应下最大荧光(Fm)、Fm'、最大光化学效率(Fv/Fm)和qN参数也显著降低(P0.05)。(2)S_0群落中,W_1可以提高叶片水势,然而W_0处理却降低叶片水势;S_1群落中,W_0和W_1处理时均能提高叶片水势,而W_1处理则能更大的提高植物叶片水势;S_2群落中,W_0和W_1处理均能提高植物叶片水势,而W_0处理能更大的提高植物叶片水势。(3)不同盐渍化梯度下,W_1和W_0处理时盐穗木净光合速率(Pn)日变化均为单峰曲线。仅S_2盐穗木群落存在不明显的午休现象;S_0和S_1盐穗木群落的Pn日均值W_1和W_0处理时差异显著(P0.05)。(4)S_2盐穗木群落的水分利用效率(WUE)在W_1和W_0处理时均高于S_0和S_1盐穗木群落;W_0处理可以提高S_2盐穗木群落的WUE,降低S_0和S_1盐穗木群落的WUE。