荒漠草本植物功能性状的土壤水盐响应特征及生态策略

【目的】研究植物功能性状间的关系及其随土壤水、盐梯度的变化规律。【方法】以新疆艾比湖荒漠草本群落为对象,调查120个草本植物群落样方,并选中8个植物功能性状进行群落权重均值(CWM)计算,采用K-means聚类法将土壤水、盐含量聚类成3个梯度,利用多元因子分析法(MFA)、单因素方差分析、灰色关联度分析、CSR生态策略等方法,分析土壤水盐对植物功能性状的影响以及植物生态策略。【结果】(1)综合3个梯度变化,株高(H),冠幅(S)随土壤盐分升高表现出亲水性。(2)土壤水分对单个群落植物功能性状的影响在低水低盐梯度最强,土壤盐分对单个群落植物功能性状的影响在高水高盐梯度最强。(3)荒漠草本植物在土壤高水高盐和中水中盐梯度中植被倾向于C/CR,在土壤低水低盐梯度中更倾向于CSR策略。(4)植物S和叶面积(LA)在生态策略和土壤群落梯度间差异性最大。【结论】(1)植物冠幅面积和株高对土壤水分具有较强的敏感性,土壤盐分含量增加会造成草本植物对土壤水分更加依赖。(2)荒漠土壤对植物的影响并非是随土壤水、盐协同变化,土壤高水盐群落由盐胁迫主导,土壤低水盐群落由干旱胁迫主导,并且干旱胁迫对植物生长发育...     

极端干旱区绿洲植物叶功能性状及其对土壤水盐因子的响应

目的极端干旱区绿洲是全球变化的敏感区域,特别是由于水资源短缺及水文过程的改变,绿洲土壤环境因此产生了强烈异质性。植物如何适应高度土壤异质性是绿洲植物多样性维持的关键性科学问题。而探究植物叶片这一对土壤异质性敏感器官的功能性状及其对土壤水盐因子的响应,有利于揭示全球变化背景下绿洲植物适应的根本策略。方法本研究以额济纳这一典型荒漠绿洲的常见植物叶片为研究对象,选择25种植物的8种叶功能性状,包括叶片厚度（LT）、叶干物质含量（LDMC）、比叶面积（SLA）、叶碳含量（LCC）、叶氮含量（LNC）、叶磷含量（LPC）、叶片碳氮比（C/N）、叶片氮磷比（N/P）,分析了功能性状之间的相关性及其在群落水平上的特征,并探讨了叶功能性状对不同土壤水盐环境的响应。结果（1） 在不同土壤水盐环境中,各个叶功能性状具有不同程度的变异幅度,其中SLA最大,LCC最小。（2） 部分功能性状之间表现出显著的协同或权衡变化趋势。LT与SLA、LDMC与SLA、LPC与LDMC、LNC与C/N、LPC与N/P呈极显著负相关（P < 0.01）;LCC与LT、LNC与LCC、C/N与N/P呈显著负相关（P < 0.05）。LDMC与C/N、SLA与LPC、LCC与C/N、N/P与LCC、LNC与N/P呈极显著正相关（P < 0.01）;LDMC与LCC、SLA与LNC呈显著正相关（P < 0.05）。（3） 叶功能性状对土壤水盐因子的响应具有显著的差异。在低水低盐环境中,叶片通过提高LDMC、LNC、N/P,降低LPC、C/N来适应干旱胁迫为主的土壤环境。在低水高盐环境中,叶片通过降低LDMC、C/N、N/P,提高LNC、LPC来适应盐胁迫为主的土壤环境。在（相对）高水高盐环境中,叶片主要通过降低LNC、N/P,提高C/N来适应盐胁迫相对较低、水分含量相对充足的土壤环境。结论在额济纳绿洲区域内,植物群落叶功能性状通过一定程度的变异和某种协同?权衡的功能组合形式适应极端干旱的环境,并对土壤水盐因子的响应具有一定程度的差异,其中盐分含量对该环境下的群落叶功能性状的影响更为关键。本研究为进一步探究极端干旱区绿洲植物对土壤水盐因子的适应机制研究提供了科学依据。      

塔里木河上游荒漠河岸林土壤水盐分布规律研究

对塔里木河上游荒漠河岸林不同覆盖度下土壤水盐分布规律的研究,为土壤盐渍化防治,干旱地区生态环境重建提供重要依据。通过对研究区不同植被覆盖度条件下（0~0.2,0.2~0.5与0.5以上）的盐渍化土壤进行分层取样,测定其盐分和水分含量,分析在水平方向和垂直方向上的水盐变化规律。结果表明:相同深度土壤盐分随覆盖度的增大呈现减少的趋势,相同土层以5月份盐分含量最高,4月最低;而土壤水分随覆盖度的增大呈增高的趋势,相同土层含水量随时间上没有明显的差异,含水量4月份稍高,6月稍低。在相同覆盖度条件下随着土层由浅到深盐分积累逐渐减少,表层0~60 cm 3个土层随时间推移盐分含量变化明显,其他土壤层次变化不大;而土壤水分与土层深度的关系不明显,随时间变化为4月份土壤含水量相对较多,6月份较低。在不同覆盖度不同土层盐分随水分含量变化规律为4月份覆盖度在0~0.2时,土壤盐分与含水量呈显著负相关,覆盖度在0.5以上时,土壤盐分与含水量呈极显著正相关,其他月份相关性不显著;因此,塔里木上游荒漠河岸林土壤水分、盐分的变化与覆盖度、季节有很大关系。     

浅析植物叶片功能性状对气候变化的响应

植物功能性状是植物与环境因子相互作用的结果.植物功能性状既反映了植物对环境因子的响应,也能显著影响生态系统过程与功能.该文综述了植物叶片功能性状对气候变化的响应,旨在探讨植物功能性状对气候变化的响应机制和生态对策,以期为生物多样性保护和生态系统可持续发展提供参考.     

6种荒漠植物叶片气孔性状比较分析

气孔性状是反映植物生态适应性的重要指标之一,为研究气孔性状对荒漠植物生态适应性的影响及不同植物间气孔性状的差异性,本文采用印痕法,利用数码显微镜对鄂尔多斯6种荒漠植物的气孔性状进行观察及差异显著性分析,以期为揭示鄂尔多斯荒漠植物气孔性状对荒漠环境的适应策略奠定理论基础.结果 表明:①气孔保卫细胞肾形,叶片上表皮、下表皮...     

植物功能性状及其叶经济谱对城市热环境的响应

目的了解植物功能性状及叶经济谱对城市热环境的响应,有助于从功能生态学角度理解植物对城市环境的适应机制。方法以北京热环境高温点和低温点常见绿化树种国槐、栾树和洋白蜡为研究对象,测定地表温度、土壤含水量及叶功能性状指标。结果(1) 城市热环境地表温度表现为高温点(HTR)显著高于低温点(CTR)(P < 0.05);土壤含水量则表现为CTR相对大于HTR,但未达到显著水平。(2)城市热环境对不同树种影响存在一定差异,其中对国槐、栾树的影响主要源于高温胁迫,对洋白蜡的影响主要源于干旱胁迫。(3)在城市热环境中,叶性状关系与全球尺度基本一致,比叶面积(SLA)与叶绿素含量(CHL)、叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LTD)呈极显著的负相关关系(P < 0.01);CHL与LDMC、LTD间存在极显著的正相关关系(P < 0.01);LDMC与LTD间呈现显著的正相关关系(P < 0.05)。气孔密度(SD)与气孔面积(SS)、气孔开度(SA)、SLA之间分别呈负相关关系,但差异不显著(P>0.05)。(4) RDA结果显示,植物功能性状指标中SLA主要受地表温度的正向影响(R2=0.97,P < 0.05),但土壤水分含量对它们具有负向影响(R2=0.75,P < 0.05);地表温度对LDMC、LTD、CHL有正向作用,但土壤含水量对它们有负向作用。结论全球叶经济谱在城市热环境中也同样存在,总体上向“快速投资-收益”型一端偏移,在HTR植物具有低的SLA,小的SS和SA,高的CHL、LDMC、LTD和SD,以适应高温、干旱的特殊生境。因此,在城市绿化植物配置时,在热环境高值区应选择耐高温、耐旱的树种,同时采取降温、灌溉等措施来降低高温的影响。      

不同菌根类型植物生物量分配对干旱的响应

基于干旱对全球植物生物量分配影响的数据库,选择丛枝菌根(AM)、外生菌根(ECM)和二者兼生型菌根(AM+ECM)3种最常见的菌根类型,研究3种菌根类型植物应对干旱时各器官生物量分配的变化,采用一般线性模型模拟分析器官间的相对生长速率,探索不同菌根类型植物生物量分配对干旱的响应。结果表明：在干旱条件下,AM和AM+ECM植物根系生物量(M_R)的分配率分别增加了8.2%和7.6%,而ECM植物对M_R的分配则无显著变化;干旱导致AM植物茎生物量(M_S)分配率降低了7.7%,ECM和AM+ECM植物对M_S的分配则无显著变化;干旱使得AM+ECM植物和ECM植物叶生物量(M_L)的分配率分别下降了9.4%和6.5%,AM植物M_L则无显著变化;不同菌根类型植物遭受干旱时,AM和AM+ECM植物根、茎、叶的生物量积累速率依次降低,ECM植物茎、叶、根的生物量积累速率依次降低;不同菌根类型植物对干旱响应的策略不同,AM植物通过降低茎和生殖器官的生物量分配来提高对根的生物量...     

荒漠植物的适应策略

从荒漠植物对荒漠干旱、盐渍化和养分贫瘠的适应策略方面进行了阐述,并概述了荒漠植物种群延续的适应策略;同时,对荒漠植物适应策略问题的研究进行了展望。     

大连城市森林群落植物功能性状对土壤环境的响应

对大连城市森林群落植物功能性状及其与土壤环境因子的相关性随演替阶段的变化,包括不同群落演替中植物功能性状叶厚度、比叶面积、叶干物质含量、平均冠幅、平均胸径、平均盖度、平均树高、叶碳量的变化规律,以及植物功能性状与土壤环境(土壤养分、植物凋落物重量及分解与地下食物网)的关联进行研究。结果表明,自然群落黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林演替过程中叶干物质含量呈上升趋势,叶厚度、比叶面积呈下降趋势;而半人工群落黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林演替过程叶干物质含量下降、叶厚度下降,比叶面积呈上升的趋势。黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林平均胸径、平均冠幅、平均盖度呈上升趋势;而在黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林呈下降趋势。平均树高在黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林呈下降趋势,在黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林呈上升趋势,其与土壤有机碳显著负相关。围绕植物功能性状与生态系统养分循环功能的关系,进一步讨论了其在群落演替过程中的变化规律,可为研究大连城市森林群落水平的植物功能性状对土壤环境的响应提供科学依据。     

苏州市城市公园常见植物叶功能性状对热环境的响应机制研究

以叶经济谱理论为切入点,选取6种城市公园常见植物,研究其叶功能性状对热环境梯度的响应机制,以期为植物配置提供定量分析。结合地表温度反演图和环境实测数据,将苏州市区划分为高温区(Hightemperature region,HTR)、中温区(Middle-temperature region,MTR)和低温区(Low-temperature region,CTR)3种不同梯度,并在不同梯度区内公园中选取6种常见树种为研究对象,包括木樨(Osmanthus fragrans)、樟(Camphora officinarum)、石楠(Photinia serratifolia)、银杏(Ginkgo biloba)、鸡爪槭(Acer palmatum)和山樱桃(Prunus serrulata),测定其叶功能性状指标,利用统计学方法,分析性状指标对不同热环境梯度响应机制。结果表明,(1)高温区公园植物高叶干物质含量(LDMC)、低比叶面积(SLA)、低叶绿素值(SPAD)、低光合速率(Pn)、单位质量叶氮含量(N_mass)降低,有更高的气孔密度、较低气孔面积和气孔开度;(2...     

干旱地区不同生境庭荠生物量的分布研究

采用野外生态学试验和室内分析方法相结合, 分析了3种不同生境内短命植物庭荠种群的生物量特征。结果表明:庭荠种群株高、各器官生物量和总生物量在不同生境间显著差异, 且多数变异系数高于70%, 以林地植株数量性状变异最大; 在不同生境内根和茎生物量随总生物量增加均呈幂函数形式增长, 表现为相似的异速生长规律, 茎生物量的增长速率(b_茎生物量=1.153 4)最高, 叶和果实生物量分别呈幂函数或线形增长, 果实生物量随根、茎和叶生物量变化趋势表现为幂函数和线性增长关系; 庭荠植株生物量和生长情况在样地内和样地间受随机环境因子和自身遗传因子的内外调控而表现出一定的异同点。     

干旱荒漠区封育沙地土壤水分变化研究

以干旱荒漠区封育沙地为研究对象,对封育沙地植被恢复过程中的土壤水分变化进行了研究。结果表明,随着封育年限的增长,沙地60 cm以下各层的土壤含水量逐渐减少,土壤含水量由25.62~29.84 g.k-g 1减小到18.02~22.82 g.k-g 1,变异系数在37.17%~59.18%;在不同植被类型下,沙地地上部分的生物量越大,土壤含水量则越小,土壤含水量变化在8.53~44.39 g.k-g 1。披针叶黄花草地的土壤含水量(20.82 g.k-g 1)>沙蒿半灌木林地的土壤含水量(17.06 g.k-g 1)>柠条灌木林地的土壤含水量(12.52 g.k-g 1);从恢复方式看,自然恢复植被区的土壤水分含量(20.45~26.52 g.k-g 1)相对较高,而人工植被区的土壤水分含量(8.69~14.14 g.kg-1)相对较低,自然+人工恢复植被区土壤水分含量(13.62~26.93g.k-g 1)介于两者之间。     

种植枸杞对干旱区荒漠缓冲带土壤质量的影响

[目的]对艾比湖湿地国家级自然保护区荒漠边缘缓冲带枸杞种植前后土壤的pH、总盐、有机质、全氮及C/N进行比较分析,评价其土壤综合质量变化情况,为保护区水土保持和经济作物种植提供依据.[方法]通过人工栽培和室内试验,对枸杞种植前后及周边自然对照土样理化性质及综合质量状况进行评价分析.[结果]短期天气变化对土壤pH、总盐和全氮的影响不显著,但对表层土壤有机质影响较为强烈;人工开垦、种植与灌溉对土壤理化性质影响强烈,如可降低土壤pH与土壤总盐量,有利于盐渍化土壤的改良,但同时也降低了土壤有机质与土壤全氮量;4、8月试验组与对照组的综合土壤质量指数排序为8月试验组＜4月＜8月对照组.[结论]新种植的枸杞林对干旱区荒漠缓冲带土壤盐渍化具有一定的改良作用,但加剧了土壤贫瘠程度,自然条件下从春季到夏季土壤质量呈增大趋势,种植枸杞在一定程度上降低了土壤质量.     

秸秆还田对干旱区滴灌玉米生产及土壤微生物的影响

【目的】研究新疆北疆干旱区长期连作滴灌玉米不同秸秆还田量对玉米生产及土壤微生物多样性的影响,为该地区玉米秸秆高效还田提供科学依据。【方法】设计还田量为18、9、0 t/hm²的秸秆还田3个处理,利用自动微生物鉴定系统(Biolog-Eco),研究干旱区滴灌条件下玉米秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性及对玉米生长、产量和品质的影响。【结果】秸秆还田能够显著提高土壤微生物对碳源的利用程度,增加土壤微生物物种的多样性和群落物种的均匀度;秸秆还田造成的土壤微生物群落功能多样性的差异主要表现在对碳水化合物类、多聚物类、氨基酸类碳源的利用程度上;秸秆还田可在生育期的中后期显著增加玉米干物质积累量,玉米秸秆还田量为18和9 t/hm²较秸秆不还田分别增产13.56%和5.48%;与秸秆不还田相比18 t/hm²秸秆还田可显著增加玉米籽粒蛋白质含量和脂肪含量,分别增加0.43%和0.39%。【结论】秸秆还田可改善土壤微生物功能多样性,提高玉米产量、品质。     

不同EM菌剂浓度对花生种植的红壤性状及产量影响

采用盆栽试验, 设置不同浓度的EM菌剂, 定量施用于培育花生的试验红壤中, 分析其对花生种植红壤性状和产量的影响。结果表明:土壤容重随EM菌剂浓度的升高而减小, 土壤含水率随EM菌剂浓度的升高而提高; 施用EM菌剂可有效缓解红壤的酸性, 土壤pH值随菌剂浓度的升高而增大; 有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量均随菌剂浓度的升高呈现先上升后下降的规律, 且在浓度为70%时达到最大值, 分别是CK的6.49、2.11、2.21、3.07倍和5.05倍; 盆栽花生产量的增加幅度为19.56%~84.78%, 且以70%浓度时产量最高, 显著高于CK。研究结果为西南红壤区的花生作物种植提供科学依据。     

基于GIS和地统计学的干旱绿洲地区土壤水分时空变化

探明干旱绿洲地区土壤水分变化特征,为其生态保护和植被恢复提供参考,以甘肃省张掖市甘州区80个0~20cm土层土样为研究对象,利用GIS和地统计学相结合方法研究其土壤水分的时空变化特征。结果表明:9月在甘州地区0~20cm土层土壤的水分含量以10cm土层最高,为18.6%;20cm土层其次,为16.5%;表土层(0cm土层)最小,为11.7%;该月土壤的水分含量随土层深度增加呈先升高后降低趋势,且以10cm土层土壤的收墒蓄水作用较明显。4月以20cm土层土壤的水分含量最高,为16.74%;10cm土层其次,为13.44%;表土层最小,为12.26%;该月土壤水分含量随土层深度增加呈逐渐升高趋势。土层土壤水分含量的空间分布,在4月和9月均表现为由南向北、由东向西呈逐渐降低趋势。     

干旱区棉花秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性及根系生物量的影响

【目的】本研究探讨干旱区棉田土壤氮素转化过程及对棉花根系生物量的影响,明确棉田土壤氮素有效性对农业管理措施的响应,为棉田制定高产高效管理措施,实现棉花高产优质低成本及环境友好生产服务。【方法】在定位试验条件下,采用裂区设计,以秸秆不还田(S0)与秸秆还田(S1)为主区,4种施肥处理(不施肥(F0)、施氮磷钾化肥(F1)、施有机肥(F2)、施氮磷钾化肥+有机肥(F3))为副区,分析了秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性的影响,探讨了棉田土壤氮素转化过程,包括净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率的变化,明确了土壤有效氮含量和棉花根系生物量对秸秆还田和施肥措施的响应。【结果】(1)秸秆还田和施肥显著增加了土壤净矿化速率、总硝化速率和反硝化速率,棉花不同生育时期不同施肥处理间各指标的变化不同,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,在盛花期均有最大速率;(2)秸秆还田和施肥显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,棉花盛花期和盛铃期土壤无机氮含量显著高于收获期;(3)秸秆还田显著降低了棉花根冠比,对根系生物量、细根/粗根比影响不显著,施肥显著增加了根冠比、根系生物量及细根生物量,施肥处理之间差异不显著。综上所述,秸秆还田能增加土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮、铵态氮和可吸出无机氮含量以及根系生物量。有机肥无机肥配施有最大的土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮和可吸出无机氮含量。有机肥无机肥配施也有最大的根系生物量和粗根细根比。【结论】秸秆还田和施肥有利于促进土壤氮素转化过程,增加土壤有效氮含量,对根系生长及生物量产生影响。在干旱区实施秸秆还田,结合有机无机肥配施技术有利于加速土壤养分转化,提高肥料利用效率,增加有效养分含量,促进作物根系生长和地上部碳同化能力。     

干旱荒漠区新垦荒地的土壤理化状况研究

结合近两年对克拉玛依新垦荒地土壤理化性状的监测分析,对新垦荒地不同种植年限中的土壤盐分、养分、土壤pH值等变化进行了研究.研究结果显示:随着开垦年限的增加,土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量逐渐增加:土壤盐分随着种植年限的增加而逐渐减少;而土壤pH随着种植年限的增加缓慢降低.造成此种现象的原因可能与耕作方式和使用化肥有关.     

红壤小流域不同土地利用方式对土壤微生物量碳氮的影响

以我国南方红壤丘陵区为背景,研究了红壤小流域花生地、花-橘间作、橘园和板栗园4种不同土地利用方式对土壤微生物量的影响。结果表明,土地利用方式对土壤微生物量有显著影响,其中0￣5cm土层土壤微生物量碳依次为板栗园>橘园>花-橘间作>花生地,而土壤微生物量氮则为板栗园>花生地>花-橘间作地>橘园。4种土地利用方式下土壤微生物量碳、氮均呈现出高度的坡位变异,坡麓土壤微生物量碳、氮明显高于坡顶和坡中,且这种分异主要反映在0￣5cm土层,其中从坡顶到坡麓0￣5cm土层土壤微生物量碳增幅依次为板栗园(28%)>花生地(24%)>橘园(13%)>花-橘间作地(7%);而土壤微生物量氮为花生地(29%)>橘园(14%)>板栗园(13%)>花-橘间作地(8%)。相关分析表明,土壤微生物量碳、氮与土壤容重、含水量、有机碳呈显著相关,而与土壤全磷、有效磷相关性不明显。     

草原退化过程中土壤碳氮分布与群落生物量的关系

为了有效开发利用草原、维护草原生态系统良性循环,以内蒙古呼伦贝尔克鲁伦流域的克氏针茅(Stipa krylovii)典型草原为研究对象,通过设置不同放牧强度的天然草原试验样地,采用野外实地调查与室内分析法,研究不同放牧强度下土壤碳-氮空间分布格局以及其对植被生产力的影响。结果表明:不同放牧梯度上植物地上生物量变化趋势为:轻牧中牧重牧;不同放牧梯度上的土壤有机质碳含量有显著差异性,变化表现为:轻牧重牧中牧;不同放牧梯度上的土壤氮含量有显著差异性,且轻牧重牧、轻牧中牧,中牧、重牧变化关系不显著;不同放牧梯度上,土壤C/N值与植物生物量均保持一种相对稳定的关系。