奇台荒漠草地自然保护区典型植物群落物种多样性分析

以重要值为测度指标,选择反映群落物种多样性、丰富度、优势度和均匀度的7个测定指数对奇台荒漠草地自然保护区荒漠植物群落物种多样性进行了研究。结果表明:在整个研究区荒漠植物群落中,白梭梭、梭梭、碱蓬、琵琶柴、沙蓬、驼绒藜和沙漠娟蒿等物种有较高的重要值。依据群落外貌结构和植物种类组成等特征,按照样方中建群种和优势种的重要值,将研究区植物划分为14个典型群落,各群落类型的物种多样性指数(Shannon-wiener指数H′)的顺序为:梭梭+角果藜(2.0740)>白梭梭+驼绒藜(1.9037)>白梭梭+羽毛三芒草(1.8909)>梭梭+芦苇(1.8474)>梭梭+雾冰藜(1.7434)>芦苇+猪毛菜(1.7278)>梭梭+白茎娟蒿(1.6723)>白梭梭+琵琶柴(1.5410)>白梭梭+沙蓬(1.4886)>白梭梭+假木贼(1.4530)>梭梭+碱蓬(1.4437)>白梭梭+刺木蓼(1.4277)>白梭梭+角果藜(1.3637)>白梭梭+沙漠娟蒿(1.3362)。     

奇台荒漠草地自然保护区主要植物种生态位特征研究

采用Levins公式和王刚生态位计测方法,分析了奇台荒漠草地自然保护区16种植物在土壤pH值,土壤总盐含量和土壤有机质维上的生态位宽度和生态位重叠.结果表明,按照各资源维上生态位宽度的平均值大小可以把16种植物分成3类,第一类群的物种是该荒漠区植物群落中的建群种,对荒漠环境有很好的适应性,包括白梭梭(0.421)、沙拐枣(0.458)、角果藜(0.641)、琵琶柴(0.569)等;第二类群的物种对环境的适应能力较弱,物种有沙蓬(0.326)、对节刺(0.304)、旱麦草(0.221);第三类群的对沙漠的适应能力较弱,生态位平均值均小于0.2,包括盐穗木、梭梭、猪毛菜、假木贼和驼绒藜。优势种的生态位宽度越大相应的生态位重叠值也越大,存在一定的线性关系,表明优势种在对荒漠的环境适应上都趋于相似性。     

两种假木贼的生殖物候特征及其生态意义

为研究超旱生植物高枝假木贼和盐生假木贼适应荒漠环境的生殖物候特征,运用单因素方差分析和线性回归法对两个自然种群的始花期、终花期、花期持续时间、相对开花振幅、开花同步指数、果实发育进程和种子宿存量等方面分别进行统计分析,结果如下:1)高枝假木贼和盐生假木贼均在夏季7、8月的高温环境中开花;2)高枝假木贼种群花期持续时间为52天,平均花期同步指数为0.69±0.094,盐生假木贼种群花期持续时间为49天,平均花期同步指数为0.792±0.07,两个种群的开花高峰比例均低于20%;3)随着大气平均温度呈线性下降趋势时,高枝假木贼和盐生假木贼种子鲜重均呈指数增加;4)种子成熟后不易脱落,在秋季种子成熟至降雪覆盖之前有68%±2高枝假木贼种子和83%±2.14盐生假木贼种子宿存在母株上,形成气生种子库。以上结果表明:在遭受相同自然选择的压力下,两种假木贼选择高温持续开花、低温结实和气生种子库储备趋同的生殖物候特点。该研究对于诠释荒漠地区植物特殊的适应机制具有重要价值,为资源的合理利用和生态系统的保育提供依据。     

阿拉善荒漠草地8种牧草营养物质季节动态及营养均衡价评价

探讨了阿拉善荒漠草地珍珠柴(Salsola passerina)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)、红砂(Reaumuria soon-gorica)、绵刺(Potaninia mongolica)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、盐爪爪(Kalidium foliatum)、沙鞭(Psammochloavillosa)和牛心朴子(Cynanchum komarovii)8种牧草营养物质含量的季节动态,并以粗蛋白质对其营养均衡价进行了比较。结果表明:8种牧草的粗蛋白质、粗脂肪、无氮浸出物、钙含量和钙磷比随着牧草的生长期呈先增加后降低的趋势,粗蛋白质含量6月最高,为7.86%~19.18%,1月最低,为5.25%~9.24%;粗脂肪、无氮浸出物、钙含量及钙磷比分别为0.81%~9.63%,26.19%~52.58%,0.12%~1.93%和0.86%~16.00%。粗纤维含量随植物生长呈降低趋势,且8种牧草的含量差异性较大,范围为9.56%~43.01%;粗灰分含量随生长期没有明显的季节动态规律;磷含量随牧草的生长而降低,范围0.04%~0.20%。牧草营养均衡价的评价表明:8种牧草营养均衡价(NB)依次为:梭梭绵刺珍珠柴霸王红砂盐爪爪牛心朴子沙鞭。     

准噶尔盆地南缘梭梭水分来源与传输规律分析

基于稳定同位素及热平衡茎流测定技术对干旱区荒漠植物梭梭水分利用来源及传输规律进行了研究。结果表明:(1)雨前梭梭水分利用来源主要为地下水(贡献率34.14%)和120-180cm土层土壤水(贡献率29.87%);雨后梭梭水分利用来源主要为60-120cm土层土壤水(贡献率33.19%)和地下水(贡献率30.67%);(2)梭梭茎流呈现明显的昼夜变化规律,正午出现短暂的"午休"现象;(3)梭梭茎流速率受气候因素影响,茎流变化滞后于气象因子变化约1h;各气象因子对梭梭茎流速率影响程度为:太阳辐射(0.826)>大气温度(0.598)>湿度(-0.573)。     

准噶尔盆地4种盐生植物耐盐机制分析

对准噶尔盆地4种盐生植物体内的无机离子和有机渗透调节物质含量进行分析。结果表明:稀盐盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora)和盐节木(Halocnemum strobilaceum)的含水率、肉质化程度及体内茎叶中的K~+,Na~+,Cl~-等离子含量显著高于其地下部分,也高于泌盐盐生植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和琵琶柴(Reaumuriasoongorica);而多枝柽柳和琵琶柴体内脯氨酸和可溶性糖含量显著高于囊果碱蓬与盐节木。说明在盐渍生境下,囊果碱蓬和盐节木主要通过体内地上部分离子积累和区域化作用降低盐胁迫;而多枝柽柳和琵琶柴则是通过泌盐,将过多的盐分排出体外,同时在植物体内积累有机渗透调节物质来降低盐胁迫。     

隔沙层对盐碱地土壤水盐运动的影响

在80~100 cm范围土层设置沙层,对土壤电导率和含水量进行为期6个月的观察,分析隔沙层对土壤水盐运动的影响。结果表明:80~100 cm层沙层在大降雨量时能够提高土壤含水量;降雨量小,蒸发强烈的5~7月份,隔沙处理能够使土壤积盐程度较对照减少50%~70%;隔沙层延缓沙层以上土壤水分的下渗,从而提高降雨对土壤盐分的淋洗作用。当降雨量接近蒸发量的时候,隔沙处理土壤就能明显脱盐,而在此雨量下,对照只能保证土壤不发生积盐或少量积盐。雨季结束之后,隔沙处理土壤脱盐率较对照提高10%~35%,并能够使土壤脱盐过程持续到10月份,对植物生长十分有利。     

基于HYDRUS-1D的秸秆覆盖条件下黑土区玉米田土壤水盐运移规律

为揭示不同秸秆覆盖量对黑土区玉米田农田土壤水盐运移的影响机制,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对秸秆覆盖下农田土壤水盐运移过程进行模拟,分析不同秸秆覆盖量对土壤水盐动态的影响规律。结果表明：秸秆覆盖可以增强土壤保水性、抑制土壤盐分积累,随秸秆覆盖量增加,秸秆覆盖对土壤水盐运移的作用效果更加明显,在玉米全生育期内秸秆半量覆盖及全量覆盖较裸地40 cm耕层内各土层平均含水率分别提高3.38%~5.78%和5.26%~9.62%、平均电导率分别降低4.61%~8.93%和8.87%~12.41%。基于HYDRUS-1D模型模拟结果可知,土壤含水率模拟值与实测值的决定系数介于0.903~0.940,标准误差介于0.010~0.014 cm³·cm^-3,平均相对误差介于3.46%~4.64%;土壤电导率模拟值与实测值的决定系数介于0.817~0.853,标准误差介于0.091~0.111 mS·cm^-1,平均相对误差介于4.06%~5.46%。误差分析表明HYDRUS-1D模型模拟精度较高,能够用于模拟研究区秸秆覆盖条件下农田土壤水盐运移过程。     

盐湖区生态系统碳密度及其分配格局

由于对陆地生态系统土壤、植被碳蓄积量了解的缺乏,故在预测气候变化中存在较大分歧,因此很有必要对不同生态系统碳分布情况进行研究。本文以干旱盐湖为研究对象,探究盐湖生态系统碳分布特征。结果表明:土壤有机碳密度分布随土层深度的增加而降低,土壤无机碳呈无规律分布;100 cm土层内有机碳密度介于7.55~15.75 kg·m~(-2)之间,平均为12.54 kg·m~(-2),占植物群落和土壤总有机碳密度的97.84%。黑果枸杞和铃铛刺为盐生群落的优势种,地上平均生物量为261.38 g·m~(-2),占总生物量的70.49%,草本植物群落平均生物量仅为109.45g·m~(-2);灌木和草本层地上生物量显著高于凋落物层(84.81±9.22)g·m~(-2)和(79.76±8.61)g·m~(-2)。盐生植物地下生物量随土层的增加而降低,0~100 cm土层总地下生物量为77.74 g·m~(-2)。盐生植物总生物量碳密度为276.48 g·m~(-2),其中地上、凋落物和地下生物量分别占62.09%、25.75%和12.16%;地上植被和凋落物碳密度显著高于草本植物,根系生物量碳密度在剖面上分布不均,96.55%集中在0~50 cm土层。盐生植物地上地下以及凋落物平均碳含量43.09%,与经验系数(50%)换算得到碳密度相比实际碳密度高出13.80%,这将对植被碳储量的估算产生较大的偏差。     

不同荒漠生态系统下有机碳和微生物碳的分布特征

基于新疆古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠的3种建群灌木琵琶柴(Reaumuria soongori-ca)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和梭梭(Haloxylon ammodendron)生态系统下土壤剖面实测数据,分析了土壤有机碳(SOC)和土壤微生物量碳(Mc)的垂直分布特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明:3个生态系统类型之间土壤剖面SOC分布状况和含量不存在显著差别,但每个生态系统土壤剖面土层之间存在显著差别。各生态系统土壤上层均存在着一定厚度的SOC富集层,中部(10～30cm)SOC含量迅速下降,下部有机碳含量低而稳定。Mc分布与含量与SOC存在相似的规律。Mc对90cm以上的土壤碳循环起着重要的作用,而对深层次的碳库影响不大,不会对全球变化做出响应,但意义更重要,它们可以更长期保留于土壤中而不释放回大气圈。     

秋灌对冻融期土壤水盐热时空变化规律影响及灌水效果评价

为探究河套灌区秋灌条件下冻融期土壤水盐热变化规律及其灌水效果,采用田间试验的方法,对秋灌前至土壤冻融结束期间温度变化下水盐运移规律及玉米播种前的土壤水盐热条件进行了研究分析。结果表明:冻融期各层土壤温度在各时段具有相同的变化趋势,土壤温度的变化直接影响到水盐的运移过程;冻结期在温度梯度作用下非冻结区水分向冻结区运移使得冻结区土壤含水率增加,平均增幅4.02%~18.18%;进入消融期后上层土壤出现返浆现象,0~10 cm土壤含水率平均较冻结期增加11.54%~111.15%;随着温度的升高,在水势梯度的作用下盐随水向表层运移出现春季返盐现象;秋灌后土壤盐分被淋洗到作物根系层以下,但还存在于田间,所以冻结期随着水分的上移,根系层以下盐分又被带到上层土壤中,各土层含盐量平均增幅11.19%~50.19%;消融结束后下层土壤由于消融水下渗,盐分随之向下运移,20~100 cm土层含盐量平均降幅15.71%~44.95%,呈现脱盐趋势。研究表明秋灌灌水定额为1 500 m3·hm-2播前土壤水、盐、热状况较适宜于灌区玉米覆膜沟灌种植模式。     

黑河下游荒漠河岸林不同林龄胡杨对脉冲式降雨的响应

分析干旱区不同林龄胡杨对脉冲式降雨的响应,对制定气候变化下胡杨保育恢复策略具有重要意义。通过对降雨前、后黑河下游不同林龄胡杨木质部水及其不同潜在水源稳定同位素组成(δD、δ18O)的测定,分析不同深度的土壤水、地下水和降水对胡杨水分利用的贡献比例,并结合胡杨样地土壤剖面含水量的变化,探讨降雨前、后不同林龄胡杨水分利用变化及对脉冲式降雨的响应。结果发现:1降雨前、后胡杨幼苗木质部的δ18O值变化较大,分别为-3.498‰和-7.928‰,而胡杨成熟木木质部的δ18O值变化不大,分别为-7.202‰和-7.225‰;2降雨前、后胡杨幼苗对不同水源水分利用变化较大,降雨前主要利用0~30 cm的土壤水,利用比例达88%~90%,平均值为89.9%,对地下水的利用仅为2.9%。降雨后对降水的利用最高达60%,平均值为19%;降雨前、后胡杨成熟木都主要利用地下水和深层土壤水。     

2014年浑善达克沙地黄柳生长季水分来源同位素示踪研究

黄柳是我国内蒙古东部和辽宁西部沙丘上广泛分布的多年生灌木,是极佳的固沙树种.通过利用氢同位素示踪方法,测定了2014年浑善达克沙地黄柳生长季茎干水与潜在水源(降水、土壤水、地下水)氢同位素比率δD值,并利用多源线性混合模型IsoSource,计算了黄柳对各潜在水源的利用比例.结果表明:在5月黄柳80％以上利用120 ～ 160 cm土壤水和地下水;6月主要吸收0～40 cm土壤水;7月主要吸收120～160 cm土壤水;8月以地下水为主要水源,利用率为82％.这表明生长在不同季节的黄柳对于各潜在水源的利用有特定的适应结果,同时也说明荒漠灌木可以通过自身的调节朝着最优的方向发展,实现最大限度的水分利用.     

黑龙江盐生植物多样性与盐生植物区系分析

黑龙江省盐生植物包括17科43属72种,典型盐碱地段的多样性、覆盖度均在pH值为8-8.5左右时达到最好。黑龙江省盐生植物温带性质十分明显,世界分布科占绝大多数(82.35%)。北温带分布型的属所占比例最高(25%),温带亚洲分布种所占比例最大(24.2%)。盐生植物中东北植物区成分(NE)占12.50%,华北植物区成分(NC)占21.25%,东北平原亚区成分(NEP)占30.00%,东蒙古草原亚区成分(EMS)占23.75%,大兴安岭植物区成分(DA)占12.50%。特有科、属、种不存在,表现出较强的旱生性但是古老种不多。黑龙江盐生植物占全国盐生植物种数的约17%,数量不多,但是分布型多样,利用价值大。     

古尔班通古特沙漠梭梭和白梭梭树干茎流特征

通过对古尔班通古特沙漠2个主要建群种梭梭(Haloxylon ammodendron)和白梭梭(Haloxylon persicum)树干茎流的野外实验观测,分析植株冠层和降雨特征对树干茎流形成的影响,并明确了树干茎流量在降雨再分配中的比例。结果表明：当降雨量≥2.4 mm时,梭梭和白梭梭开始有树干茎流产生。梭梭、白梭梭的树干茎流量随树冠体积的增大而增加,但是,当梭梭树冠体积大于4 m³,白梭梭树冠体积大于1.5 m³时,树干茎流量随树冠体积的增加不再增大,甚至有下降趋势。梭梭和白梭梭的树干茎流量和降雨量之间存在显著正相关,累计树干茎流量分别占降雨总量的9.1%和6.4%。梭梭和白梭梭的集流率均随降雨量增加而增大,能够有效地将树干茎流汇聚到树干基部, 梭梭表现出更强的汇集树干茎流的潜力。     

阜康北部梭梭荒漠早春物种多样性研究

通过对梭梭荒漠2种植物群落早春的物种组成、垂直结构及物种多样性的对比研究发现:梭梭(Haloxylon ammodendron)群落和白梭梭(Haloxylon persicum)群落具有结构简单、群落优势度高、均匀度和物种多样性较低、旱生性植物占绝对优势及短生植物成为群落重要组成部分等特征。同时,二者存在以下差异:①物种多样性差异, Shannon-Wiener多样性指数、均匀度指数及优势度指数梭梭群落(0.74,0.08和0.81)均高于白梭梭群落(0.61, 0.06和0.77);②主要伴生种不同,前者以草本植物为主要伴生种,后者以灌木为主要伴生种;③短生物种丰富度差异分别占前者的64.7%(11种)及后者的60%(15种)。2种梭梭群落的特点与差异可能与古尔班通古特沙漠南缘早春适宜的水热配置、群落生境的沙土含水量、沙面稳定程度及物种本身的生物学特性等因素有关。     

准噶尔盆地三种荒漠植物木质部导管解剖特征

运用植物形态解剖学方法对荒漠植物木质部导管的解剖特征进行了观察和分析,针对准噶尔盆地的三种典型荒漠植物,研究荒漠植物木质部导管对干旱环境的生态适应性。结果表明:三种天然荒漠植物木质部导管具有较小的平均导管长度、平均导管直径、平均水力直径,而导管密度、单导管壁厚度相对较大。天然多枝柽柳的宽导管(50%)较多,而梭梭、无叶假木贼的窄导管(62%、66%)较多且导管密度较大。三种荒漠物种的解剖特征反映了荒漠区木本植物对干旱环境的适应策略,在研究植物的生态适应方面具有重要的理论意义。     

覆膜开孔条件下植物混掺对土壤蒸发的影响

为探讨覆膜开孔条件下植物混掺对土壤蒸发规律的影响,测定了不同植物混掺物(玉米叶和玉米芯)、土壤容重(1.35 g·cm~(~(-3))和1.40 g·cm~(~(-3)))、膜孔直径(2、4 cm和6 cm)在植物混掺比例为1%时的土壤水分扩散率、土壤水分特征曲线和土壤累计蒸发量。结果表明:相同土壤容重条件下的土壤水分扩散率呈现1%玉米芯纯土1%玉米叶;纯土及同种植物混掺物相同混掺比例处理中,土壤水分扩散率均表现为土壤容重1.35 g·cm~(~(-3))处理高于1.40 g·cm~(~(-3))处理;低吸力阶段,各处理土壤含水率下降较快,土壤水分特征曲线较陡,随土壤水吸力逐渐增大,曲线呈现变缓趋势;在相同土壤水吸力下,各添加植物混掺物处理的土壤含水率均高于纯土处理;不同土壤容重的土壤累计蒸发量呈现1%玉米芯1%玉米叶纯土;各处理土壤累计蒸发量随膜孔直径变化呈现出6 cm4 cm2 cm的规律;相同膜孔直径条件下,各处理土壤累计蒸发量均表现为土壤容重为1.40 g·cm~(~(-3))的处理高于1.35 g·cm~(~(-3))处理。     

库布齐沙漠人工梭梭林地土壤水分动态规律的研究

本文在库布齐沙漠西部,于2004年从植物萌动前的4月末开始到植物生长结束后的10月为止,对不同立地条件梭梭人工固沙林以及流动沙丘,分别进行了沙层水分的定点观测,结果表明,不同立地梭梭植物群落的土壤水分时空分布格局不同,即表层(0-10 cm)土壤含水量较低,为土壤水分低值层;中层(10-115 cm)土壤含水量逐渐升高,且波动剧烈,为土壤水分活跃层;下层(115cm以下)土壤含水量高,波动幅度小,为土壤水分相对稳定层。土壤含水量的季节变化可分为三个阶段,4~5月的土壤水分弱失水阶段,6~8月的土壤水分消耗阶段,9~10月的土壤水分缓慢恢复阶段。     

膜下滴灌棉田生物改良盐碱地效果研究

通过在膜下滴灌棉田间作苜蓿(Ⅰ)、孜然(Ⅱ)和碱蓬(Ⅲ),并以未间作的处理作为对照(CK),研究不同盐生植物改良盐碱地的效果。结果表明：间作盐生植物的棉田在生育期内可以达到保水和抑制盐分累积的效果,土壤含水量峰值基本保持在40 cm深度,其中以间作苜蓿(Ⅰ)和孜然(Ⅱ)的保水效果较好,在0～40 cm深度范围土壤含水量与对照组相比分别提升了29.80%和14.49%;间作苜蓿(Ⅰ)和孜然(Ⅱ)的处理抑制盐分累积的效果也较好,在0～40 cm深度范围抑盐率分别为125%和70.38%。同时,通过在膜间种植盐生植物,棉花的株高、茎粗和干物质量均有一定程度的增加,籽棉产量也有相应的提升,其中以间作孜然和苜蓿的处理提升较多,分别比对照组提升10.45%和7.74%。由此可见,膜下滴灌棉田间作盐生植物是一种有效的盐碱地改良措施,而盐生植物的选择对改良的效果影响较大,综合试验结果对比,间作孜然和间作苜蓿的生物改良措施效果较好。