新疆杨与北抗杨抗光肩星天牛特性的比较

【目的】研究北抗杨与当前西北干旱区绿洲防护林主栽树种新疆杨的抗虫性差异,为在西北绿洲区推广北抗杨提供参考。【方法】1999年中国林业科学研究院林业研究所韩一凡课题组提供北抗杨家系6个优选无性系(16-4、16-8、16-17、16-18、16-22、16-27)。2003―2011年向内蒙古巴彦淖尔市磴口县城区投放北抗杨家系6个优选无性系、新疆杨等共18个杨树品种,进行多品种抗性比选以及观察纯林抗性小区试验,共104株,面积2.72 hm2;2013年在临河区、磴口县、杭锦后旗各投放1 000株北抗杨,以新疆杨为对照树种,开展疫区扩大试验。解剖被害木内光肩星天牛虫道,分析新疆杨和北抗杨上光肩星天牛产卵、孵化、幼虫取食、发育的差异;调查疫区扩大试验林光肩星天牛产卵和羽化情况,分析新疆杨和北抗杨纯林中虫口演进趋势的差异。【结果】新疆杨树皮对光肩星天牛成虫产卵具有较强的选择抗性;光肩星天牛小幼虫很少取食新疆杨的形成层和韧皮部,主要靠取食木质部完成发育。因此,新疆杨树皮破损小、容易愈合,而木质部受害严重,光肩星天牛成虫羽化率达25.8%。北抗杨树皮对光肩星天牛成虫产卵的选择抗性较弱;光肩星天牛小幼虫先取食北抗杨的形成层和韧皮部,造成树皮掌状凹陷,产卵刻槽愈合后形成较大的瘢痕,对树皮外观损伤较大;但北抗杨形成层、韧皮部、木质部对光肩星天牛从小幼虫到成虫羽化出孔各个阶段的发育均表现出很强的抗性,最后成虫的羽化率仅为0.25%。【结论】新疆杨具有较强的选择抗性和耐害性,但发育抗性弱,在无人为干预的情况下纯林虫口密度累进增大,抗性不能持久,危害多年后出现枯梢,木质部虫道密布,木材利用价值降低。北抗杨选择抗性较弱,但发育抗性很强,纯林抗性持久稳定,在无人为干预的情况下被害木木质部内虫道很少,木材被害轻,因而木材的利用价值高。北抗杨推广造林时可根据性别、干形和速生性的需求选择不同无性系,如以快速绿化为目标,可选用速生性最好的16-27无性系(即北抗杨1号,雄性);农田防护林可选干形好、高生长最大的16-4无性系(雌性);兼顾干形和不飞絮,可选16-8无性系(雄性)。     

乌兰布和沙漠东北部大气降尘特征及影响因素分析

采用野外定位实测法,对乌兰布和沙漠东北部5种不同下垫面(绿洲防护林带、农田、固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘)的大气降尘进行了研究。结果表明:(1)研究区大气降尘具有明显的时空分异规律,不同月份的降尘量之间有着极显著差异(P0.0001),4月份的降尘量达年内最大值,3-6月的降尘量之和占全年总量的46.3%;不同下垫面的年降尘量之间存在极显著差异(P0.0001),从大到小为:流动沙丘半固定沙丘固定沙丘林带农田;不同高度的降尘量也存在极显著差异(P0.0001),0.5m的降尘量大于1.5m的。(2)扬沙和沙尘暴发生的总天数与降尘量之间存在极显著线性相关关系(P0.01),因此认为大风(≥6m/s)持续时间与扬沙和沙尘暴发生总天数是影响降尘的一个主要因子;降雨对降尘具有一定的抑制作用;下垫面状况是决定起尘强度的一个关键因子,其对降尘的影响主要是通过地表植被的防风固沙作用实现的。     

乌兰布和沙漠东北部天然植被动态及生态用水量研究

乌兰布和沙漠东北部的不同地类导致该地区天然植被生境差异，进而形成了有不同顶级植物组成的天然植物群落。本文在不同时期卫星影像解译的土地利用类型基础上，分析了乌兰布和沙漠东北部天然植被生境动态变化。结果表明，该地区固定半固定沙地面积均有所减少，流动沙地扩大，同时盐碱地大大萎缩。在此基础上，用间接推求方法估算了该地区天然植被的生态用水量，其中柠条群落的生态用水量占整个研究区域生态用水总量的50．01％，油蒿＋白刺＋沙冬青群落占41．03％，梭梭群落占7．38％，盐碱地柽柳群落占1．58％。     

光肩星天牛在18种杨树上寄生、发育的实验研究

以河套平原的磴口县作为光肩星天牛疫区试点,选用18个速生杨无性系试材,长期观测其对光肩星天牛的抗性并连年调查无性系生长情况。光肩星天牛适应性较强的5个无性系(转基因12、OP-367、新疆杨、美青3-69、北抗16-4),5-8a仍有未愈合的羽化孔,属感虫;7个无性系(Simplot、110、美青64、93美8-6、荷兰速生杨、306-45、DN-34),天牛的适应性适中;其余6个无性系(北抗16-8、北抗16-17、北抗16-18、北抗16-22、北抗16-27、银中杨)天牛适应性较差。     

内蒙古磴口县10种园林绿化树种滞尘能力研究

植物对大气中的粉尘有滞留、吸附和过滤作用,因此,滞尘能力被看作是园林绿化树种选择的一个重要指标。采用水洗过滤法对磴口县10种绿化树种的单位叶面积滞尘量进行了测定。结果表明:不同树种的单位叶面积滞尘量存在显著差异,这主要是与植物叶片特性、树冠结构、枝叶密度、叶面倾角等差异有关。灌木树种单位叶面积滞尘量从大到小为玫瑰(2.7470±0.2033g/m2)>榆叶梅(2.2817±0.0387g/m2)>黄刺玫(1.5975±0.1144g/m2)>华北珍珠梅(1.2269±0.0262g/m2)>桃叶卫矛(1.0965±0.2103g/m2);乔木树种单位叶面积滞尘量从大到小为洋白蜡(1.4977±0.1780g/m2)>胡杨(0.8622±0.2216g/m2)>国槐(0.5207±0.0928g/m2)>香花槐(0.3775±0.0780g/m2)>垂柳(0.1330±0.1360g/m2)。灌木树种的单位叶面积滞尘量整体上大于乔木。     

乌兰布和荒漠生态系统防风固沙功能价值初步评估

运用生态经济学理论与研究方法,对乌兰布和荒漠生态系统2009年防风固沙功能价值进行了初步评估。结果表明:乌兰布和荒漠生态系统2009年防风固沙物质量为2.75×108t;价值量为44.204×108元。其中,减少农田经济损失价值为8.148×108元;减少草地经济损失价值为0.407×108元;保持土壤肥力价值为31.962×108元;减少泥沙淤积灾害价值为1.65×108元;减少交通运输经济损失价值为2.037×108元。可以看出,荒漠生态系统具有巨大的生态经济价值,因此,建议在今后的开发与建设过程中应对荒漠生态系统进行保护与合理利用。评估结果可为生态环境建设政策的制定及国家宏观决策提供一定的科学依据。     

乌兰布和沙区农田土壤水分及渗漏量动态特征

水分是沙区农田的主要限制因子,研究灌溉对沙区农田土壤水分的影响,对该区域农业水资源利用以及农业生产具有指导意义。为揭示乌兰布和沙漠不同土壤类型农田土壤水分规律及深层渗漏损失,分析播种-拔节期土壤体积含水量变化特征与深层渗漏规律。研究结果:1)观测期内不同土壤类型农田土壤含水量大小顺序依次为:砂土农田<壤土农田<粘土农田。4月17日灌溉211. 5mm对不同土壤类型0～150cm层土壤含水量均产生显著影响(p <0. 01),影响大小依次为:砂土农田、壤土农田、粘土农田。2)不同土壤类型农田在监测期内150cm土层均持续有深层渗漏,且211. 5mm灌溉量使砂土农田与壤土农田深层渗漏量增大,粘土农田无明显变化。观测期内砂土农田共产生深层渗漏138. 2mm,壤土农田共产生深层渗漏74. 6mm,粘土农田共产生深层渗漏3mm。     

乌兰布和东北部典型土地利用的土壤养分特征

采用野外实地调查采样、室内样品分析相结合的方法，研究了乌兰布和沙漠东北部3种不同利用类型土地（耕地、林地、荒漠灌丛）的土壤养分特征，并对土壤肥力进行了综合评价。结果表明：研究区有机质含量、全氮、全钾、全磷分别为8.02±4.35、0.34±0.14、0.37±0.09、16.10±2.04 g·kg-1，碱解氮、速效磷、速效钾分别为18.48±8.27、3.76±0.89、135.04±83.35 mg·kg-1，pH值为8.8±0.20; 土地利用方式对有机质、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾、pH值影响显著（P＜0.05），对全氮、全钾影响不显著（P＞0.05）; 三种土地利用方式下土壤有机质、土壤全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾随着土层深度的增加呈下降趋势; 土壤肥力综合评价的排序为荒漠灌丛(0.443)＞林地(0.409)＞耕地(0.312), 荒漠灌丛与林地的土壤肥力为中等级水平，而耕地的肥力为低等级水平。荒漠灌丛与林地比耕地有利于土壤保肥。     

典型荒漠植物白刺叶绿素荧光特性对模拟增雨的响应

我国西北干旱区未来降水有增加趋势，研究不同增雨条件下典型荒漠植物白刺叶片叶绿素荧光变化规律能够揭示未来气候变化条件下荒漠植物对降水增加的响应与适应机制，对准确评估陆地生态系统碳收支具有重要意义。基于乌兰布和沙漠东缘白刺荒漠生态系统人工模拟增雨试验平台，除对照（自然降水）外，共设置4个增雨处理，即在自然降水的基础上分别增加多年平均降水量（145 mm）的25%、50%、75%和100%，分别测定不同增雨条件下白刺的叶绿素荧光参数。结果表明:1）增雨对白刺叶片叶绿素荧光特性有显著影响的时间主要在白刺自身生理活性强、生长速率快且对水分需求较高的生长季前期(6月)；2）增雨后，原初光化学量子效率(F_v/F_m)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(q_p)和非光化学猝灭系数(nPq)上升，增雨使白刺叶片对光能的吸收、利用和转化效率提高的同时，也增加了其热耗散能力；3）原初光化学量子效率、电子传递速率和非光化学猝灭系数三者对最大净光合速率变化的解释量分别为29%、26%和23%，说明PSⅡ反应中心活性增强、光能转化效率和电子传递速率提高是促进白刺光合生产能力提高以及光合产物积累增加的关键过程。总之，白刺对新的水分条件表现出较强的适应性，这种适应性主要体现在调控自身生理特性及增加光合产物积累上，研究结果对揭示全球变化背景下荒漠生态系统对降水增加的响应机制具有重要意义。