民勤荒漠绿洲过渡带白刺沙堆土壤呼吸空间异质特征

对民勤绿洲-荒漠过渡带广泛分布的白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆的土壤呼吸进行了野外观测,研究灌丛沙堆不同部位的土壤呼吸速率在空间和时间上的异质性。结果表明,1)白刺灌丛沙堆上不同部位的土壤呼吸速率日动态在不同的生长时期表现不同:生长初期和生长休眠期土壤呼吸速率日变化基本呈"单峰曲线",但是在生长旺盛期沙堆各部位日动态变化既有"单峰曲线"又有"双峰曲线";2)各部位土壤呼吸速率峰值出现的时间段不一致:生长初期峰值集中出现在11:00左右,旺盛期上午各位点的峰值集中出现在09:00左右,下午峰值在17:00左右出现,休眠期峰值出现在13:00-15:00;3)白刺沙堆各位点土壤呼吸速率对水分含量的敏感性强,在低水分含量(1%)条件下二者相关性强,而在较高水分条件下(1%)二者的相关性降低;4)沙堆上不同部位土壤呼吸速率具有时空异质性:生长初期和休眠期各部位土壤呼吸速率差异不显著(P0.05),旺盛期各部位差异显著(P0.05),不同生长期之间沙堆土壤呼吸速率差异显著(P0.01),平均土壤呼吸大小为生长旺盛期[0.53μmol·(m~2·s)~(-1)]生长初期[0.24μmol·(m~2·s)~(-1)]生长休眠期[0.12μmol·(m2·s)-1],白刺灌丛沙堆不同部位近地表层大气水分条件以及土壤5-20cm的温度和湿度共同导致了沙堆上各个位点土壤呼吸通量具有明显的异质性。     

青土湖典型湿地白刺灌丛沙堆群落物种多样性及土壤养分变化特征研究

通过对青土湖典型湿地白刺灌丛沙堆群落物种多样性及土壤养分变化特征的研究发现:1)调查群落中共有植物15种,分属6科15属,其中藜科7属,蒺藜科3属,菊科2属,禾本科、茄科和萝藦科均为1属,占总种科数的50.00％和总种属数的80.00％.2)白刺灌丛重要值在重度盐碱地最高为54.72,其次为盐碱沙地、黄色粉砂地和灰白色...     

鄂尔多斯高原雾冰藜在沙漠-河岸过渡带白刺沙堆上的空间分布特征

采用点格局和标记点格局的方法对雾冰藜Bassia dasyphylla在唐古特白刺Tangutorum nitraria沙堆上的分布情况进行了分析.结果显示:1)雾冰藜在沙堆不同方向分布不均匀,以西北方向分布最多,占整个沙堆的61.49%,其次是西南方向,占26.87%,最少的是东北方向,只有2.09%,反映了雾冰藜对固定、半固定风沙土有较好的适应性,对流动风沙土适应性较差;2)雾冰藜聚集生长的距离范围小于沙堆的平均直径5.54 m,而且在小于这个尺度范围内雾冰藜与白刺沙堆表现为正相关,说明二者之间有相互吸引的共存关系;3)不同沙堆之间的雾冰藜数量彼此之间没有影响;4)雾冰藜在小尺度范围内表现为聚集分布,说明其种子的扩散一般是集中在植物周围,而不同沙堆间种子的扩散,风起到了重要的传递作用.     

乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分和粒径的变化特征

为探究乌兰布和沙漠不同演替阶段下白刺灌丛沙堆土壤理化性质的变化特征。本研究按照白刺灌丛枯死率和盖度划分不同演替阶段,分别为发育阶段(枯死率10%～30%,盖度20%～40%)、稳定阶段(枯死率≤10%,盖度40%～60%)和衰退阶段(枯死率≥50%,盖度≤20%),每个演替阶段选取3个相对独立的白刺灌丛沙堆作为研究对象,研究土壤养分和土壤粒径的变化特征。结果表明：不同坡向白刺灌丛沙堆表层土壤养分含量随着沙堆演替呈下降趋势。背风坡发育阶段有机质、速效氮和速效磷含量分别较衰退阶段高164.58%,144.44%和215.93%,而迎风坡发育阶段有机质、速效氮和速效磷含量分别较衰退阶段高107.95%,200%和45.64%。演替阶段对迎风坡处白刺沙堆灌丛土壤养分含量和粒径组成产生显著影响(P<0.05)。综上所述,不同演替阶段白刺灌丛沙堆表层土壤养分富集现象明显,但不同坡向相同演替白刺灌丛沙堆土壤理化性质存在差异。     

柴达木盆地温性荒漠灌丛草地的分布及基本特征

对柴达木盆地的温性荒漠灌丛草地的分布和基本特征进行了较为系统的描述,为该草地的利用、保护和维护荒漠草地生态系统的良性循环提供了基础资料。     

荒漠草原灌丛转变过程土壤水分亏缺空间特征及影响因素

草地灌丛化对生态系统结构、功能与服务产生重要影响,目前已经认识到其对土壤水分的负面影响,但还缺乏其在区域尺度的定量评价及其驱动机制研究。在宁夏荒漠草原选取43块成对样地（即荒漠草地和灌丛地）,引入样地土壤水分相对亏缺指数（PCSWDI）评价荒漠草原向灌丛转变后土壤水分亏缺空间格局现状及其驱动因子。结果表明：荒漠草原转变为灌丛后0～100 cm和100～200 cm土壤含水量分别显著下降了27.80%和57.92%,0～100 cm灌丛地的PCSWDI显著低于荒漠草地,表明0～100 cm灌丛地目前不存在土壤水分亏缺现象。地统计学分析表明,荒漠草地和灌丛地的0～100 cm土壤水分相对亏缺指数的结构方差比分别为94.73%和95.29%,均属于强空间自相关,主要受结构性因子控制。此外,地理探测器的因子探测发现0～100 cm土壤储水量、坡向和田间持水量是影响灌丛地土壤水分相对亏缺指数的主导因子;交互探测表明,灌丛地0～100 cm土壤水分相对亏缺指数空间分异是多因子共同作用的结果。尽管分析得到0～100 cm灌丛地不存在土壤水分亏缺,但100～200 cm土壤含水量显著下降已经预示了深层...     

东祁连山高寒灌丛土壤微生物的分布特征

对东祁连山高寒灌丛草地土壤微生物的分布特征进行了研究,结果表明:在灌丛土壤中,均以细菌数量占绝对优势,放线菌次之,真菌最少,且好气性微生物数量随土层的加深数量减少,差异显著,嫌气性纤维素分解菌随土层的加深数量增多;微生物生理功能群数量分布为反硝化细菌>硝化细菌>氨化细菌>嫌气性自生固氮菌>好气性自生固氮菌>芽孢杆菌>好气性纤维素分解菌>嫌气性纤维素分解菌;不同灌丛土壤中,除反硝化细菌,芽孢杆菌和硝化细菌在金露梅灌丛略少于杜鹃灌丛外,其余微生物数量,包括微生物总数、细菌、真菌、放线菌、嫌气性自生固氮菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌、嫌气性纤维素分解菌等均依次为金露梅灌丛>杜鹃灌丛>高山柳灌丛。     

人工柠条灌丛密度对荒漠草原土壤养分空间分布的影响

将荒漠草原人工柠条灌丛按密度分为高密度(HD)、中密度(MD)和低密度(LD),水平方向分灌丛根围(RS)、冠缘(MS)和灌丛间(IS),垂直方向分0~10 cm,10~20 cm,20~40 cm,40~60 cm,60~80 cm,80~100 cm,以同一区域的荒漠草原为对照(CK),系统展开柠条灌丛密度对荒漠草原土壤养分空间分布的影响。结果表明:随柠条灌丛密度的增加,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(AP)、碱解氮(AN)含量逐渐增加,表层(0~10 cm)增幅最大,底层(80~100 cm)增幅最小,其中AP对柠条灌丛密度的敏感性最高;无论水平还是垂直方向均以HD柠条灌丛增加荒漠草原土壤养分效应最为显著。垂直方向柠条灌丛对TN、TP、AP、AN增加效应集中于表层以下,对SOC增加效应集中于20 cm土层以下,且增加效应随土层深度增加逐渐减弱;水平方向同层相比,以根围增加效应最为显著,灌缘、灌丛间次之,随土层深度该增加效应逐渐平稳或消失。综合表明:人工柠条灌丛能够增加荒漠草原土壤养分,以HD柠条灌丛根围表层(0~10 cm)增加效应最强,这种增加效应在垂直方向随土层深度增加逐渐减弱,水平方向则朝着远离根的方向减弱,虽然柠条灌丛对荒漠草原土壤养分的空间分布有增加效应,但并未影响到荒漠草原土壤养分的垂直分布格局。     

灌丛树干茎流与根区优先流对灌丛沙堆"土壤沃岛 效应"的影响研究

"土壤沃岛效应"的形成增强了植物对干旱贫瘠环境的适应能力和生态系统的稳定性,在植被重建方面具有重要的生态水文学意义。灌丛树干茎流和根区优先流的水分和养分富集作用对灌丛沙堆"土壤沃岛效应"的形成、发育和演化具有极其重要的作用。弄清灌丛沙堆演化过程中灌木对土壤水分变化的时空响应和其多样性的维持机制、植被对水分的生态适应对策,是进一步研究灌丛沙堆形成和演替机制的关键。本文综述了灌丛沙堆的形成机理,对灌丛沙堆演化过程中土壤水文过程与植被响应机理以及灌丛树干茎流与根区优先流对"土壤沃岛效应"的影响进行了阐述,并对灌丛树干茎流与根区优先流研究方法进行了评述。在未来研究中,应加强对灌木地下根系分布及水分和养分沿灌木根系形成的优先通道运移和再分配的研究,以便更好地评价干旱贫瘠环境中树干茎流对灌木群落稳定性和生态系统发育所起的作用。     

宁夏东部荒漠草原灌丛引入过程中土壤 呼吸响应特征

为探究宁夏东部荒漠草原灌丛引入过程中土壤呼吸响应特征,选取封育草地、放牧地及不同灌丛年限(22、12、3年)和间距(40、6、2 m)的柠条灌丛地(Caragana korshinskii),开展草原–放牧–灌丛引入中土壤呼吸、水分、碳氮、微生物及相关研究。结果表明:0–10 cm土层土壤水分具有明显季节变化,灌丛引入加剧深层土壤水分消耗。土壤呼吸响应表层土壤水分的季节变化,灌丛引入后土壤呼吸减弱,不同年限灌丛地与封育、放牧草地无显著差异(P0.05),但随间距的缩小差异显著(P 0.05)。土壤有机碳在封育、放牧草地随土层加深而降低,且随着灌丛年限的增大和间距的缩小而降低;全氮在封育草地都较高,而放牧地含量较低,随着灌丛年限的增大和间距的缩小而增加,但差异不明显(P 0.05)。灌丛引入使各菌群数量显著增加(P 0.05),但在间距最小(2 m)时显著降低。随着灌丛引入土壤微生物量碳降低,且随年限增长而增加,而在生长到一定年限又随间距的缩小而降低;土壤呼吸熵(qCO2)随年限的增加而减小,随间距的缩小而增大。土壤呼吸与土壤水分、土壤微生物量碳正相关,且与土壤水分极显著正相关(P 0.01),与土壤有机碳、全氮、微生物数量负相关,其与放线菌数量显著负相关(P 0.05)。     

不同类型白刺沙丘土壤理化性状与微生物相关性研究

利用民勤荒漠绿洲过渡带不同类型白刺沙丘的土壤微生物、土壤理化性状及二者之间的相关性进行研究,旨在探讨白刺沙丘的成土过程,为绿洲生态建设提供基础数据,结果表明,1)固定、半固定和流动沙丘粘粒、粉粒、细砂粒、粗砂粒含量差异较大;土壤养分含量与土壤粘粒、粉粒、细砂粒等细沙物质含量呈正相关性,与粗砂粒含量呈负相关性,表现为土壤养分含量随土壤颗粒的增大,相关性减弱。2)土壤微生物类群数量在半固定沙丘明显高于固定沙丘和流动沙丘。3)过渡带土壤均处于偏碱性状态,有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、速效钾、速效磷和CaCO₃含量随沙丘发育年代的增加逐渐增加。4)不同年代沙丘中土壤微生物和土壤理化因子均具较好的相关性,尤其是细菌和放线菌与pH值呈显著的负相关关系,土壤有机质含量与三大菌群数量都表现出显著的正相关关系。     

矿区排土场人工草地土壤水分及入渗特征效应

本研究以露天煤矿排土场新土体上建植的不同人工草地为对象,分析了不同人工草地地上生物量、土壤水分及土壤入渗性能。结果表明,不同人工草地地上生物量之间差异显著(P<0.05),灌木和草灌混播草地的地上生物量比单一草种草地高,冰草+沙蒿和沙打旺+沙蒿草地地上生物量分别比单一种植冰草和沙打旺的草地高40.84%~47.88%和27.31%~53.49%;不同人工草地土壤含水量随深度增加而增大,20~30 cm层土壤含水量花棒草地最高;不同人工草地地上生物量和土壤水分的累加值呈负相关关系;草灌混播草地的平均土壤初始入渗速率比单一草种草地高44.25%。本研究结果表明,在矿区排土场新土体改良和植被恢复建设中应以草灌混播人工草地为主,可有效提高草地生产力,改善土壤的水分状况和入渗性能,利于植被生长的可持续。     

不同退化程度柽柳灌丛的土壤理化和生物学特性

为揭示柽柳灌丛在退化过程中土壤特性的变化,采用时间代替空间的生态学研究方法,测定和分析了民勤湖区绿洲-荒漠过渡带不同退化程度灌丛沙堆土壤的理化性质、酶活性和微生物数量等15个指标值的变化特征及相关性。研究结果表明:1)随着退化程度加剧,容重增大,有机质和阳离子代换量呈先增大后减小,土壤含水率、全盐含量和电导率减小,pH值保持平稳;随土层深度的加深,容重增大,土壤含水率、有机质、阳离子代换量减小,全盐含量和电导率5～10cm土层较大。2)微生物数量与酶活性随退化程度的加剧呈减少或降低趋势,随深度的加深而减少或降低,而且除个别土层外,整体都呈显著性变化。3)除土壤含水率和pH值与其余指标间的相关性不显著外,土壤理化性质间均呈显著性相关,土壤生物学特征之间也呈显著性相关,土壤理化性质和土壤生物学特性间的相关性除个别指标间相关性不显著外,其余均显著相关。研究区的柽柳在退化灌丛沙堆的土壤理化性质和生物学特征基本都出现衰退现象,建议在构建综合评价体系和选择恢复保育措施时要将植被与土壤综合考虑。     

不同退化程度柽柳灌丛的土壤理化和生物学特性

为揭示柽柳灌丛在退化过程中土壤特性的变化,采用时间代替空间的生态学研究方法,测定和分析了民勤湖区绿洲-荒漠过渡带不同退化程度灌丛沙堆土壤的理化性质、酶活性和微生物数量等15个指标值的变化特征及相关性。研究结果表明:1)随着退化程度加剧,容重增大,有机质和阳离子代换量呈先增大后减小,土壤含水率、全盐含量和电导率减小,pH值保持平稳;随土层深度的加深,容重增大,土壤含水率、有机质、阳离子代换量减小,全盐含量和电导率5~10 cm土层较大。2)微生物数量与酶活性随退化程度的加剧呈减少或降低趋势,随深度的加深而减少或降低,而且除个别土层外,整体都呈显著性变化。3)除土壤含水率和pH值与其余指标间的相关性不显著外,土壤理化性质间均呈显著性相关,土壤生物学特征之间也呈显著性相关,土壤理化性质和土壤生物学特性间的相关性除个别指标间相关性不显著外,其余均显著相关。研究区的柽柳在退化灌丛沙堆的土壤理化性质和生物学特征基本都出现衰退现象,建议在构建综合评价体系和选择恢复保育措施时要将植被与土壤综合考虑。     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤粒径分形特征

以宁夏东部荒漠草原-人工灌丛地典型镶嵌区域为研究对象,根据生态界面理论,选取荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为主要转变样地,利用野外采样室内分析的方法,研究荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤性状、土壤粒径分形维数变化特征及其相互关系.结果表明,转变过程各样地土壤颗粒体积百分含量均表现为砂粒>粉粒>黏粒,且砂粒比例随着...     

库布其沙漠8种防护林的土壤水分特征

通过野外取样,对库布其沙漠七星湖旅游专线两侧8种防护林0-100cm土层深度的土壤水分进行测定,分析了不同防护林不同土层的土壤水分变化特征及变异系数,旨在了解和掌握库布其防护林的土壤水分特征及变异规律。结果表明,0-20、20-40、40-60、60-80和80-100cm 5个土层的土壤水分随着土层深度增加逐渐增加;5个土层的土壤水分变异系数分别为0.70、0.94、0.92、0.94和0.90,土壤水分的变异系数随着土层深度增加逐渐增大。8种防护林的土壤水分从高到低依次为旱柳(Salix matsudana)+小美旱杨(Populus popular's)混交林(9.31%)旱柳纯林(8.93%)沙枣(Elaeagnus angustifolia)+沙柳(Salix psammophila)混交林(5.69%)沙枣纯林(3.31%)速生杨(Populus spp.)纯林(2.12%)速生杨+羊柴(Hedysarum laeve)混交林(1.90%)柠条(Caragana korshinskii)纯林(1.60%)羊柴纯林(1.02%);8种防护林的土壤水分变异系数为:柠条纯林(0.08)为弱变异,羊柴纯林(0.11)、速生杨纯林(0.11)、速生杨+羊柴(0.36)混交林和沙枣+沙柳混交林(0.39)为低等变异,旱柳纯林(0.64)、旱柳+小美旱杨混交林(0.67)和沙枣纯林(0.79)为中等变异。旱柳纯林、旱柳+小美旱杨混交林和沙枣+沙柳混交林是比较好的防护林配置,沙枣纯林和柠条纯林次之,羊柴纯林、速生杨纯林和羊柴+速生杨混交林3种防护林属于不理想的防护林配置。     

准噶尔盆地南缘荒漠草地土壤温、湿度分层变化特征

干旱–半干旱区荒漠草地分布广,土壤温度变化剧烈,土壤湿度低,极大地影响了荒漠植被的生长及区域气候环境。本研究基于对新疆准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘荒漠灌丛草地站点2017年5月–2019年4月地下10层的土壤温、湿度探头自动观测数据,分析了荒漠灌丛草地不同深度土壤温、湿度的变化特征,及其与气象数据的相关性。结果表明:1)荒漠灌丛草地各层土壤温、湿度随着季节变化存在明显的周期性变化特征,且不同深度土壤温、湿度垂直梯度明显,均在表层波动最大。浅层土壤温度随季节变化波动明显,且在18:00左右达到最大值。浅层土壤湿度波动大于深层,5 cm土壤湿度表现为春季>夏季>秋季>冬季,且基本表现为土壤湿度随着土层深度的增加升高的趋势。2)在该干旱–半干旱荒漠灌丛草地研究区,土壤温度与气象因子相关性较好,其中与0 cm地温、气温、蒸发呈显著正相关关系,相关系数高达0.955、0.942、0.823 (P <0.01),且土壤温度与气象因子的相关性优于土壤湿度与气象因子的相关性。本研究明确了该区不同季节长时间序列的土壤温、湿度变化特征,可以为荒漠–绿洲过渡带植物生长、繁殖以及演替...     

唐古特白刺类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因(NtUFGT)的克隆与功能分析

花青素是植物体内重要的黄酮类次生代谢产物,其强大的抗氧化能力对植物抵抗由各种非生物胁迫带来的氧化损伤发挥着重要的作用。本研究基于转录组数据,从唐古特白刺cDNA中克隆得到一个类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶基因,将其命名为NtUFGT。该基因开放阅读框长度为1407 bp,编码468个氨基酸,预测该基因编码的蛋白质相对分子质量为51.37 kDa。多重序列比对分析结果显示,其编码蛋白属于UDP-glycosyltransferases蛋白家族。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析了该基因在唐古特白刺中的表达模式,发现该基因的表达具有组织特异性,由高到低依次为花>果实>茎>叶>根;同时该基因能被聚乙二醇(PEG)和脱落酸(ABA)等非生物胁迫强烈诱导表达。构建该基因的真核表达载体pPZP221:35S:NtUFGT,使用花序浸染法转化拟南芥并筛选至T₃代,RT-PCR验证表明,NtUFGT基因在转基因拟南芥3个株系中均明显表达。测定干旱胁迫条件下野生型(WT)和转基因拟南芥(OE株系)生长状况和抗逆相关生理生化指标,结果发现转基因拟南芥生长状况明显优于野生型,根长更长,鲜重和叶绿素含量更高,同时OE株系积累了更多的花青素和总黄酮。与表型一致,相较于WT,OE株系具有更高的抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD);过氧化物酶(POD);过氧化氢酶(CAT)],积累了更多的还原性谷胱甘肽(GSH)和脯氨酸,同时其丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)含量显著低于WT;基因定量分析结果显示,OE株系拟南芥中抗逆相关基因AtCAT1、AtPOD1、AtRD29A及脯氨酸合成基因AtP5CS的表达量明显高于WT。以上结果说明,NtUFGT能有效提高转基因拟南芥中花青素和总黄酮含量,赋予植物更强的活性氧清除能力和渗透调节能力,从而增强了植物对干旱胁迫的耐受性。     

内蒙古锡林河流域草地生态系统土壤保持功能及其空间分布

草地生态系统是陆地表面最大的生态系统类型,其土壤保持功能对于维持敏感而脆弱的草地生态系统服务具有重要意义。在遥感和GIS技术支持下,采用改进的通用土壤流失方程(RUSLE)对内蒙古锡林河流域的土壤保持功能及其空间分布特征进行了研究。结果表明,全流域年土壤保持总量为1.65×10⁸ t/a,单位面积土壤保持量为168.18 t/hm²;流域土壤保持功能从上游至下游呈递减趋势;草甸草原的土壤保持功能最高,农田和典型草原其次,沙地植被和草甸最差;草地生态系统的土壤保持功能随植被覆盖度的增加呈非线性增长。可见,提高草地植被覆盖度,保持典型草原生态系统的结构与功能的完整性,有助于维持锡林河流域草地生态系统服务和区域生态安全。