岩溶石漠化区四种牧草植物光合生理适应性特征

以类玉米、紫花苜蓿、菊苣和杂交狼尾草4种牧草植物为研究对象,通过测定其叶片结构性状、光合生理特征以及土壤理化特性,研究其对岩溶石漠化环境的生理适应性的差异。结果表明,4种牧草植物的叶面积(LA)、叶干重(DW)、叶绿素含量(Chl)和比叶面积(SLA)差异显著,反映出4种牧草植物叶片结构性状差异种间较大;同科植物类玉米和杂交狼尾草光合能力相近,而不同科植物如菊苣和紫花苜蓿光合能力差异较大,但其水分利用效率(WUE)和潜在水分利用效率(WUEi)相近;相比较而言,类玉米和杂交狼尾草具有较强的光合能力和较高的水分利用效率,而菊苣和紫花苜蓿的光合能力和水分利用效率相对较低。4种牧草对0～10和10～20cm土层土壤含水量的影响差异不大,但对土壤容重的影响存在差异。相关分析表明,4种牧草植物蒸腾速率(T_r)与0～10cm土层土壤含水量为显著的正相关关系,而10～20cm土层土壤含水量对大气饱和蒸汽压亏缺(V_pdl)影响较大。相比较而言,类玉米和杂交狼尾草具有较高的P_n,WUE和WUEi,对岩溶环境具有良好的适应性。     

矮嵩草(Kobresia humilis)草甸主要植物含水量及需水程度的初步研究

本项工作测定了高寒矮嵩草草甸10种主要植物不同物候期的水分含量、自然饱和亏、临界饱和亏和需水程度,分析了植物含水量及其季节性动态规律,了解了植物不同发育阶段的水分亏缺状况和抗旱性,并根据植物需水程度和水分饱和亏,初步提出不同时期灌溉对矮嵩草草甸生长的影响。     

杜鹃灌丛草地土壤容重与水分特征对不同休牧模式的响应

以土壤容重与土壤水分特征为主要指标,研究了祁连山高寒杜鹃灌丛草地对全生长季休牧(分枯草期重牧与枯草期轻牧)和传统夏季休牧(重牧)的响应。结果表明,随着土层深入,休牧杜鹃灌丛草地土壤呈容重增大、含水率减小、有机质含量降低的基本变化态势;休牧杜鹃灌丛土壤异质化明显,灌丛冠幅下土壤容重小于灌间土壤,土壤水分大于灌间;6月的土壤容重较8和10月的小,而土壤含水率高;高寒杜鹃灌丛草地土壤含水率与土壤容重间呈极显著的负相关关系,与土壤有机质间呈正相关关系;与传统夏季休牧相比,全生长季休牧的杜鹃灌丛草地灌间畜蹄践踏小径的宽度、深度和面积显著减少,土壤紧实度降低,土壤含水率升高,有效改善了土壤功能;枯草期的高强度放牧降低了全生长季休牧对杜鹃灌丛草地土壤状况的有效恢复;研究证实合理的休牧时期确定与利用强度控制是实现退化高寒杜鹃灌丛草地土壤功能修复的关键。     

10年禁牧未改变藏西北高寒荒漠植物水氮利用效率

在气候变化和过度放牧影响下,高寒草地退化日趋严重。当前,围栏封育作为退化草地生态恢复的主要措施之一,其对植物功能性状和生理过程影响的研究相对较少。以藏西北荒漠草原植物为对象,选取植物叶片碳(LCC)和氮含量(LNC)及稳定同位素组成(δ¹³C和δ¹⁵N)来表征植物水分利用效率(WUE)和氮素利用效率(NUE),以期探明围栏封育对高寒荒漠草原植物WUE和NUE的相对影响。结果表明:1)高寒荒漠草原不同功能群植物间LCC、LNC、δ¹³C和δ¹⁵N存在差异;2)在植物群落和功能群水平上,围栏封育对LCC、LNC、δ¹³C和δ¹⁵N均无显著影响;3)土壤含水量和pH值是影响荒漠植物叶片δ¹³C的主要因子,表明植物内在WUE主要受土壤因素的调控。生长季气温是影响叶片δ¹⁵N的主导因子,表明气候条件是影响藏西北荒漠草原生态系统氮循环的主导因素;4)荒漠草原植物WUE和NUE之间无明显权衡关系。综上所述,短期围栏封育并不会显...     

新书介绍

甘肃农业大学草业学院张德罡博士所著《东祁连山杜鹃灌丛生态系统研究》已由甘肃教育出版社于 2 0 0 3年 8月出版 ,包括以下 12个内容 :1.绪论 ;2 .高寒灌丛的类型及特征 ;3.杜鹃属植物的形态特征 ;4 .杜鹃属植物的生理特点 ;5 .杜鹃灌丛的群落特征 ;6 .杜鹃灌丛的垂直分布特征 ;7.杜鹃灌丛植物量的特征 ;8.杜鹃灌丛的灌木热值、净第一性生产力和光能转化效率 ;9.杜鹃群落的水土保持功能 ;10 .干扰对杜鹃群落及土壤的影响 ;11.受损杜鹃灌丛群落的恢复生长 ;12 .结论。该书在全面研究分布于东祁连山的杜鹃灌丛草地群落特征、生态功能及受损恢…     

在放牧干扰下冷蒿种群脯氨酸含量的变化

对放牧干扰下土壤含水量、冷蒿体内含水量、脯氨酸含量变化进行的研究结果表明随着放牧强度的增加土壤含水量降低,冷蒿叶片、根中含水量呈下降趋势。在生长初期,随着放牧强度的增加冷蒿叶片内脯氨酸含量迅速积累;生长盛期脯氨酸含量虽随牧压有所增加,但增加的幅度较小;生长末期脯氨酸含量较高,而且随着牧压的增加略有下降。地下部分,脯氨酸含量在牧压梯度间变化较小。相关分析表明,在生长初期和盛期,冷蒿叶片、根的含水量与土壤含水量呈正相关,生长末期不相关。冷蒿脯氨酸含量与植物的含水量呈负相关,在生长初期和末期呈显著负相关,而生长盛期相关不显著;与此不同,在生长初期冷蒿体内脯氨酸含量与土壤含水量呈负相关,在生长末期二者负相关性不显著,这说明随着放牧干扰强度的增加土壤含水量降低,导致冷蒿体内水分胁迫增加,致使脯氨酸开始逐渐积累。而生长末期的降温和群落中植物种间竞争减少,使脯氨酸的积累速度也相应放慢。在放牧干扰下,脯氨酸大量积累,对冷蒿的生存和生长起到了重要的作用,是冷蒿种群耐啃食、耐践踏、逐渐取代禾本科植物而成为退化草原的优势植物的生理基础之一。     

宁夏中部干旱带主要植物叶性状变异特征研究简

 以宁夏中部干旱带３５种植物９种叶性状为研究对象,分析其变异特征、相关性以及不同科、功能类群间的关系,探讨该地区植物对环境的适应性,为该地区生态系统植被的恢复和重建提供理论依据。结果表明,叶性状特征存在种间差异,按照变异系数,可划分为３类：高变异系数（叶片厚度和叶片单位面积吸水量）、中变异系数（叶片含水量增加率、叶组织密度、叶片肉质化程度和比叶面积）和低变异系数（叶绿素含量、叶片干物质含量和叶片水分饱和亏）。一年生植物叶组织密度、叶绿素含量和叶片干物质含量的平均值极显著低于多年生植物,而比叶面积则极显著的高于多年生植物。叶组织密度、叶片厚度、叶片肉质化程度、叶片干物质含量和叶片单位面积吸水量在不同科类群之间存在极显著差异,而比叶面积、叶片水分饱和亏、叶绿素含量和叶片含水量增加率之间则差异不显著。因此,可以将叶组织密度、叶片厚度、叶片肉质化程度、叶片干物质含量和叶片单位面积吸水量用作不同科类群植物间相比较的研究因子。     

滇西北高寒草甸植物群落功能性状与土壤理化性质的关系

通过植物性状来研究植物与环境的关系,有助于解释植物物种的适应性与分布、群落构建过程以及生态系统功能。以滇西北高寒草甸为研究对象,采用RLQ和Fourth-Corner方法分析湿草甸、中生草甸、干草甸和林缘草甸植物群落功能性状与土壤的关系,以明确不同类型草甸植物群落功能性状的差异,不同类型草甸中的关键土壤因子及对其响应敏感的植物功能性状。结果表明,滇西北高寒草甸:1)随着土壤含水量增加,土壤全氮含量增加、土壤容重和土壤碳氮比降低。2)植物生活型以地下芽为主;比叶面积与叶干物质含量显著负相关,比叶面积在4种草甸类型中无显著差异;中生草甸植物多倾向于采用质量上占优势的单粒种子繁殖方式,其他类型草甸则倾向于选择数量上占优势的多粒种子繁殖策略。3)影响群落功能性状的关键土壤因子,中生草甸是土壤pH值、土壤全氮和土壤容重,干草甸是土壤容重,林缘草甸是土壤碳氮比。4)显著影响植物功能性状的关键土壤因子,中生草甸为土壤pH值、土壤全氮和土壤含水量,干草甸中则是土壤pH值、土壤全氮、土壤容重和土壤含水量。5)中生草甸植物对土壤因子响应敏感的功能性状是比叶面积和生活型,干草甸则是叶长宽比、生长型、生活型和繁殖方式。     

滇西北高寒草甸植物群落功能性状与土壤理化性质的关系

通过植物性状来研究植物与环境的关系,有助于解释植物物种的适应性与分布、群落构建过程以及生态系统功能。以滇西北高寒草甸为研究对象,采用RLQ和Fourth-Corner方法分析湿草甸、中生草甸、干草甸和林缘草甸植物群落功能性状与土壤的关系,以明确不同类型草甸植物群落功能性状的差异,不同类型草甸中的关键土壤因子及对其响应敏感的植物功能性状。结果表明,滇西北高寒草甸:1)随着土壤含水量增加,土壤全氮含量增加、土壤容重和土壤碳氮比降低。2)植物生活型以地下芽为主;比叶面积与叶干物质含量显著负相关,比叶面积在4种草甸类型中无显著差异;中生草甸植物多倾向于采用质量上占优势的单粒种子繁殖方式,其他类型草甸则倾向于选择数量上占优势的多粒种子繁殖策略。3)影响群落功能性状的关键土壤因子,中生草甸是土壤pH值、土壤全氮和土壤容重,干草甸是土壤容重,林缘草甸是土壤碳氮比。4)显著影响植物功能性状的关键土壤因子,中生草甸为土壤pH值、土壤全氮和土壤含水量,干草甸中则是土壤pH值、土壤全氮、土壤容重和土壤含水量。5)中生草甸植物对土壤因子响应敏感的功能性状是比叶面积和生活型,干草甸则是叶长宽比、生长型、生活型和繁殖方式。     

不同放牧管理模式对高寒草甸草原土壤呼吸特征的影响

为探讨不同放牧管理模式对青藏高原东缘高寒草甸草原土壤呼吸速率的影响,于2014年5－10月用土壤呼吸测量仪（LI-8100A,LI-COR,Lincoln,USA）对禁牧（NG）、全生长季休牧（RG）、传统夏季休牧（TG）和全年连续放牧（CG）4种不同放牧管理模式高寒草甸草原土壤呼吸速率进行测定,并分析了土壤呼吸速率与其影响因子间的关系。结果表明：1）不同放牧管理模式高寒草甸草原土壤呼吸速率月动态均表现出先增加后降低的变化态势,峰值出现在8月,除 CG 外,8月显著高于其余月份;2）在整个生长季,NG,RG 和 TG 平均土壤呼吸速率显著高于 CG,其中,NG 和 RG 间无显著差异,但均显著高于 TG;3）除 CG 外,NG,RG 和 TG 土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关,Q10值排序为：NG＞RG＞TG＞CG;4）土壤质量含水量对土壤呼吸速率的影响存在一个临界值,30％左右为临界值,在此之前二者呈正相关,此后呈负相关;5）地上、地下生物量均与土壤呼吸速率呈显著正相关。在保障牧民收入稳定的前提下,为实现草地资源的可持续利用与牧草的更新,相对于全年禁牧,全生长季休牧既可充分利用牧草资源,也能有效保护草地系统稳定与生态恢复,是青藏高原高寒草甸草原类草地放牧管理的理想选择。     

东达山高寒草甸8种植物气孔特征沿土壤水分梯度的变化

植物叶片气孔密度和大小具有可塑性,在外界胁迫下而变化,是植物适应环境变化的重要机制。为揭示高寒草甸生境趋向干旱化过程中植物气孔特征的变化规律,选择藏东南东达山高寒草甸的8种优势或常见植物作为研究对象,设置10个土壤水分梯度,分析气孔特征的变化。结果表明,根据植物对土壤水分的依赖程度可划分为4种类型:大花嵩草为沼生型,随土壤干旱程度的增加气孔密度增加、气孔大小减小;鸭跖草、小大黄、矮生嵩草和珠芽蓼为湿生型,气孔密度和大小与土壤含水率之间的关系多呈现为单峰曲线格局;圆穗蓼和线叶嵩草为旱生型,气孔特征随土壤干旱程度增加的变化趋势与沼生型植物几乎相反;高山嵩草气孔特征与土壤含水率之间的相关性不显著,在土壤水分梯度上分布范围广,为广布型。每种植物生长都有适宜的土壤水分条件,过高或过低的土壤含水率都将胁迫植物的生长,因此植物气孔特征与土壤含水率之间的关系呈现多种变化格局。     

川西北地区沙化草地特征研究

高寒地区沙化草地草本植物多样性恢复是沙化治理过程中的重要环节。迄今为止,较为全面分析高寒沙化草地土壤因子与草本群落物种多样性的研究较少。为明确高寒草原沙化草地土壤因子与地上草本群落物种多样性的关系,于2014年7月,在川西北高寒地区通过调查和采样分析来研究不同草本群落物种多样性和不同土层土壤因子之间的关系。结果表明：随着沙化,草地草本群落由湿生型向旱生型转变;沙化草地草本群落物种多样性降低;沙化草地土壤水分和土壤碳、氮、磷含量降低;5~15 cm土壤水分、0~15 cm土壤铵态氮含量、0~15 cm土壤全磷含量和地上草本群落物种多样性显著（P<0.05）相关。在高寒草地沙化治理过程中,恢复地上草本群落物种多样性应该充分考虑不同土层土壤水分含量、铵态氮含量和全磷含量的影响。     

模拟增温和添加氮素对高寒草甸草地生产力影响的初步研究

为探索高寒草地植被对模拟增温和添加氮素的响应机制,通过在野外对高寒草甸进行模拟增温和硝态氮、铵态氮的氮素添加试验,研究模拟增温和添加氮素对高寒草地群落物种组成、生产力及土壤水含量的影响.结果表明:增温和添加氮素可显著增加植物地上总生物量、优良牧草地上生物量和植被平均高度(P <0.05).增温处理能增加植物种类,且有利于杂类草生物量的增加;对几种主要植物来说,增温施氮互作下植株高度高于其他处理,土壤0～15和15～30 cm水分均先减少后增加,且都为不增温不施肥处理最高.可见增温施氮互作处理能够促进植被的生长,但不利于土壤水分的增加.     

黄土高原半干旱区天然草地群落结构与土壤水分关系

气候变化导致水热条件发生变化,从而引起土壤含水量改变,必然影响区域植物群落结构和功能。本研究以黄土高原半干旱区天然草地群落为研究对象,在较大空间尺度上根据随机设置样地法调查区域内典型地带性草地群落,研究黄土高原半干旱区土壤含水量的变化对草地群落的影响。结果表明,1)地上生物量、凋落物质量与土壤含水量呈显著正相关;地下生物量和总生物量与土壤含水量虽正相关但不显著;2)物种多样性和物种丰富度均随着土壤含水量的增加而增加;3)植物功能群受土壤水分的影响,表现为禾本科和豆科随着土壤含水量的增加而增加,而杂类草相反。总之,在半干旱区土壤水分是限制群落生产力和物种多样性的重要因子,而禾本科和豆科作为指示物种可以反映土壤的水分状况。土壤水分的变化可能是导致半干旱区天然草地群落演替的驱动力,草地退化可能与土壤含水量的改变有关。     

祁连山高寒草原土壤水分与植被盖度的关系

为了揭示高寒草原土壤水分与植被盖度的关系,提高植被盖度与土壤水分快测的精度,本研究在祁连山北麓中段高寒草原—甘肃马鹿冬季牧场,设置放牧率分别为1.00、1.45、2.45、3.45、4.85、6.90 AUM·hm^-2的6个样地,通过逐月测定生长季植被盖度和土壤水分,结合Landsat5多光谱影像与SPOT2全色影像融合而成的SPOT-TM影像,分析土壤水分与植被盖度、归一化植被指数(NDVI)的关系,并在此基础上,确定植被盖度随土壤水分的变化阶段。除醉马草、银灰旋花、乳白黄耆外,其他种群盖度对表层土壤水分均响应敏感,在3%~7%至17%~26%的土壤水分范围内,种群盖度随土壤水分的增加呈反比例函数递增趋势,且增幅逐渐缩小;群落盖度对表层土壤水分的响应敏感,在1.1%~10.0%的土壤水分范围内,群落盖度随土壤水分的增加亦呈反比例函数递增趋势,并逐渐趋于饱和。研究结果对探讨干旱半干旱草原植被物种、种群、群落的抗旱性、水分利用效率具有一定意义,为草原植被和土壤水分管理提供科学依据。     

苜蓿沙土盆栽试验的水分生态适应性

在温室进行沙土盆栽试验,研究WL-323、Siriver和固原苜蓿在不同土壤水分条件下的耗水特征、生理指标、生物学性状、产草量和水分利用效率的变化。结果表明:苜蓿在生育期的耗水特征因水分条件和品种而异;水分胁迫值(PMS)与土壤含水量呈显著负相关;供试苜蓿叶绿素含量与土壤含水量相关不显著;株高、分枝数、分枝总长、叶片数、根数、主根长、根颈粗和干根重等性状均随着土壤水分的增加呈上升趋势,而根冠比则呈下降趋势;WL-323的根系发达、植株发育良好,产草量和水分利用效率高,对沙土的适应性最优;Siriver的干根重和根冠比高,抗旱性能较好,产草量和水分利用效率居中;固原苜蓿对沙土的生态适应性最差;研究结果对沙化土地区苜蓿品种的合理布局与水分调控具有科学指导价值。     

不同修剪高度下草坪草叶片生理及形态指标与土壤含水量回归分析

为了研究“午夜”草地早熟禾(Poa pratensis L.'Midnight')叶片生理指标(叶片水势、气孔导度和叶绿素含量)和形态指标(叶面积)与土壤含水量间的回归模型,设置4个修剪高度(12、8、5和3cm,分别记为H12、H8、H5和H3)处理.结果 表明,与气孔导度和叶绿素含量相比,叶片水势对土壤水分最敏感....     

水分胁迫对几种假俭草的影响

测定5个假俭草(Eremochloa ophiuroides)的匍匐茎和叶片在干旱胁迫期间含水量、细胞质电解外渗率及土壤含水量的变化,并分析其简单相关关系和线性回归。结果表明:叶片和匍匐茎含水量,土壤含水量均随着干旱胁迫时间的延长而降低;细胞电解质外渗率则增加,但降低和增加的幅度不尽相同,而且叶片和匍匐茎的增加或降低不同步;对照组(E102)除叶片失水速率明显低于其他种源外,并无明显优于国产假俭草种源抗旱性的特征;叶片与匍匐茎含水量、电解质外渗率与土壤含水量之间呈显著和极显著相关;叶片含水量与其电解质外渗率之间呈极显著或显著线性关系,表明假俭草水分状况与其细胞受伤害程度及其抗旱性之间联系密切。     

三江源区高寒草原土壤湿度变化特征及与气候因子的关系

利用青海省三江源区兴海县牧业气象站1999-2016年高寒草原土壤湿度、牧草生育期资料,分析了高寒草原土壤湿度的年、季变化特征以及牧草生长季不同生育期土壤湿度的变化特征及与气候因子的关系。结果表明:高寒草原0-10、10-20、20-30、30-40和40-50 cm土壤湿度均随年际延长呈增加趋势,春季除40-50 cm土层外,其他各层土壤湿度均随年际延长呈显著增加趋势(P<0.05)。高寒草原牧草生长季的土壤相对湿度随年际延长呈显著上升趋势(P<0.05),且与生长季降水量之间呈极显著正相关关系(P<0.01)。随着气候变化,牧草抽穗、开花、成熟和枯黄期的土壤相对湿度随年际延长呈显著增加趋势(P<0.05)。牧草抽穗期、枯黄和全生育期的土壤湿度与气温呈显著负相关关系(P<0.05)。高寒草原牧草生长季土壤湿度的增加有利于草地植被生长。