旱生条件下柠条锦鸡儿AM真菌生态学研究

通过从分布于山西、陕西和内蒙古三省区12个样地中的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)根围采集土样和根样,系统研究了柠条锦鸡儿AM真菌种类组成和生态分布.试验结果表明,在已分离鉴定出的12种AM真菌中,球囊霉属(Glomus)6种,无梗囊霉属(Acaulospora)3种,巨孢囊霉属(Gigaspora)1种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)2种,而摩西球囊霉(Glomus mosseae)和缩球囊霉(Glomus constrictum)是优势菌种. AM真菌能与柠条锦鸡儿形成良好的共生结构,AM真菌平均总定殖率59.98%,平均孢子密度为830.59个/100 g土.不同采样地之间的AM真菌种类和分布差异显著.孢子密度与菌丝和总定殖率呈显著正相关;孢子密度与土壤速效N呈极显著正相关,丛枝定殖率与土壤有机质呈显著正相关,总定殖率和菌丝定殖率与土壤pH呈极显著正相关.     

科尔沁沙地混生小叶锦鸡儿和人工杨树光合特性及其对气候的响应

利用LI-6400光合作用仪野外原位测定混生的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和人工杨树(Populus spp.)的光合特性,通过对比分析这两种天然和人工植物干旱时期与降水后光合特性的差异及其与生理环境因子的关系,揭示其对干旱和降水的适应特性和响应机制。结果表明：① 干旱时期,两种混生植物的净光合速率(P_n)、蒸腾速率([T_r)和气孔导度(G_s)大幅下降,出现明显的“午休”现象,且峰值提前,降水后小叶锦鸡儿“午休”现象消失;② [G_s和光合有效辐射(PAR)是影响小叶锦鸡儿和人工杨树Pn的主要生理和环境因子,干旱时期,小叶锦鸡儿光合特性主要受气孔调节作用的影响,降水后主要受环境因子(PAR)的影响;人工杨树不论在干旱时期还是降水后,其光合生理特性都相对较为稳定,且主要受PAR的影响;③ 小叶锦鸡儿通过保持较低的气孔开放程度,维持较低的Tr和较高的水分利用效率(WUE),以适应干旱环境,人工杨树则通过较高的P_n、T_r和较低的WUE避免干旱胁迫的影响;降水后,小叶锦鸡儿光合特性的变化较人工杨树显著,对降水的响应更加强烈。混生群落中,小叶锦鸡儿和人工杨树对干旱和降水的适应机制明显不同,小叶锦鸡儿对环境变化的适应性更强。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿灌丛下土壤水分对降雨响应的空间变异性

采用地统计学的方法,研究了科尔沁沙地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛下土壤水分对降雨响应的时空变化规律。结果表明:降雨后第1,5,10,15 d的4次土壤水分测定中,锦鸡儿灌丛下表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土壤水分随着时间的延续均逐渐降低;表层土壤水分首先是外围大于灌丛内部,然后达到内外基本一致,最后灌丛内高于灌丛外;亚表层土壤水分一直是外围高于灌丛内部。4次测定的土壤水分含量均能较好地拟合成变异函数的理论模型。两层土壤水分除第4次表层在本研究范围内不具有空间自相关性外,其他的均具有较强的空间自相关性。4次测定中,表层土壤水分含量的变程均小于亚表层,表层土壤水分的空间依赖性小于亚表层。     

内蒙古高原小叶锦鸡儿灌丛沙堆对气流结构与风蚀的影响

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛沙堆是内蒙古高原东南部农牧交错区的主要风沙堆积类型。通过对该区典型灌丛沙堆周围风沙气流的野外观测,结果表明,气流方向与强度和输沙率,随沙堆不同位置而发生变化。绕过沙堆两侧的气流和越过沙堆上部的气流在背风侧汇集,并在同等沙堆高度的范围内和1.5倍沙堆高度的水平范围内出现涡流。从灌丛沙堆迎风坡脚经南北两侧至背风坡脚以及背风侧5倍沙堆高度的水平距离间,风速依次出现逐渐增大—最大—逐渐减小—最小—回増至旷野风速的变化过程。在不同风向条件下,灌丛沙堆背风侧气流的风速廓线,并不完全遵循对数变化规律,沙堆南侧气流在0.3~0.6 m高度处出现变异。另外,沙堆周围输沙率在迎风侧和南北两侧与风速变化基本一致,但在背风侧因气流方向紊乱而出现变异。输沙率随高度增加,在沙堆迎风侧至两侧各部位呈有规律递减,但在背风侧无规律。     

不同地下水埋深下胡杨枝条水力导度及其季节变化

植物水力结构和功能的调整是植物适应环境水分变化的重要途径。通过观测新疆塔里木河沙雅河段垂向距离河道0.01 km、3 km和40 km处3个观测点不同地下水埋深,分析胡杨枝条水力导度及水势等相关水力结构参数的季节变化。结果表明:各观测点胡杨枝条平均导水率损失百分比数(PLC)均高于60%,各观测点之间无显著差异,表明受高蒸腾压力的区域环境影响,胡杨枝条木质部普遍存在较高程度的栓塞;低地下水埋深观测点胡杨比导率(Ks)、叶比导率(Kl)均显著增加,但枝条导水面积与叶面积之比(Hv)显著低于高地下水埋深观测点,表明胡杨主要通过提高Kl控制植物体内水势梯度,以适应深地下水条件,同时Kl增加主要受Ks增加影响,而非Hv;近河道浅地下水条件下,胡杨枝条导水功能受地下水季节波动影响明显,而远离河道深地下水条件下,主要受植物生长物候影响。     

不同地下水埋深胡杨与柽柳幼苗的水分利用策略比较

测定了人工模拟不同地下水埋深条件下幼龄胡杨、柽柳叶片的光合生理指标,通过逐步回归等方法分析2个物种在不同条件下净光合速率(P_n)与其生理生态因子的关系。结果表明:1潜地下水条件下,胡杨P_n显著高于无地下水条件,柽柳则差异不显著。2潜地下水条件下,胡杨P_n的主要影响因子依次为蒸腾速率(T_r)、气温(T_a)、大气水汽压亏缺(VPD),其中T_r为主要决策因素,T_a为主要限制因素;柽柳主要受光合有效辐射(PAR)的影响。3无地下水条件下,胡杨P_n的主要影响因子依次为气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(C_i)、T_r,其中Gs为主要决策因素,T_r为限制因素;柽柳主要受T_r的影响。2个物种在水分充足条件下均通过降低水分利用效率(WUE)以增加水分消耗成本,维持高效碳同化水平,在无地下水利用时均通过增加WUE以维持碳同化能力,但柽柳调整能力高于胡杨,表明柽柳在水分利用方面倾向于灵活的策略以适应水分生境波动,胡杨则倾向保守。     

多效唑对柠条幼苗构型特征的影响

以1年生柠条(Caragana korshinskii)幼苗为材料,研究了不同浓度多效唑处理对柠条幼苗株高、基径、分枝数、分枝角度等地上部分和根系特征参数等地下部分的影响,分析不同浓度处理之间柠条幼苗构型指标的差异。结果显示:随多效唑处理浓度的增加,柠条幼苗株高增长量显著减少、基茎增长量显著增加;分枝数和分枝角度随处理浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,400mg·L~(-1)浓度处理使幼苗根系表面积显著增大,根系分级数和各级根系数量增加,表明施用适宜浓度多效唑能够矮化柠条幼苗,增粗基茎,促进分枝、扩大分枝角度,增大柠条幼苗单位面积地表覆盖;同时,能够拓展地下根系的分布面积,增加各级根系数量;综合考虑,在调控柠条幼苗空间构型方面,适宜的多效唑处理浓度为300~400mg·L~(-1)。     

黄土丘陵区柠条灌木林合理平茬期的研究

本文根据柠条(Caragana korshinskii)生长的特点,即生长速率随灌木林龄的变化呈近似正态分布的特征曲线,根据曲线的几何特征,提出以柠条生长速率与峰值和右拐点连线的斜率相等的点为平茬始点,以几何曲线的右拐点为平茬终点的平茬方案。长期观测结果表明,柠条生长指标符合Logistic方程,本文以Logistic生长函数为例,说明了柠条灌木林平茬时间确定方法的具体推导过程。最后结合柠条生长指标(株高、分枝和生物量),对不同立地条件下柠条灌木林的合理平茬时间进行了探讨,结果表明,不同立地条件下柠条的合理平茬时间存在一定的差异,这种现象是由不同立地条件下水热环境的差异造成的。     

拟南芥3个生态型光合生理特征的适应分化

以拟南芥模式种哥伦比亚生态型和中国分布的新疆、浙江生态型为材料,研究了干旱和湿润处理下光合生理特征的适应特点.发现3个生态型株高、地上生物量、抽苔时间、相对适合度等生长发育特征和gs,WUE,Ts等瞬时光合生理特征产生了显著特征差异,Pn值在生态型间及处理间变化稳定.同时发现,3个生态型的Pn,gs,WUE,Ts已形成明显不同的日适应变化.无论是干旱还是湿润处理哥伦比亚生态型Pn与gs,WUE,Ts等特征的相关均不显著,但适合度最高,表现出特征整合间的冗余特性.虽然两两特征间的相关格局在生态型的处理之间、同一处理的生态型之间差异较大,但主成分分析发现光合生理特征整合在处理和生态型之间相似性较强,表现出拟南芥物种特征整体协调的一致性.同时对3个生态型的微进化特点进行了分析.     

Ni~(2+)、Cu~(2+)胁迫对柠条种子萌发特征的影响

干旱区矿业废弃地生态修复植物的科学选择是生态治理的前提。文中以干旱区生态恢复的优势植物柠条(Caragana korshinskii Kom)为研究对象,研究了Ni2+、Cu2+在不同浓度条件下对其种子萌发特征的影响,以期为矿业废弃地及重金属污染土壤的生态修复提供科学依据。结果表明:在Ni2+或Cu2+胁迫条件下,柠条种子的发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数都有不同的响应特征,低浓度时对种子萌发影响不明显,甚至有促进作用,当Ni2+浓度为20mg/L或Cu2+浓度为50mg/L时柠条种子的萌发较快,发芽率相对较高,且有利于干物质的积累;高浓度时则有较强的抑制作用,其中Ni2+的抑制作用要高于Cu2+;Ni2+和Cu2+对胚根的生长均具有抑制作用并随着浓度的升高而逐渐增强。     

火烧和覆土保护对柠条幼苗存活与生长的影响

以2年生柠条幼苗为材料,研究了不同强度火烧和基部覆土保护对柠条幼苗存活与生长的影响。结果表明:不论基部是否覆土保护,柠条幼苗遭受火烧后存活率都显著降低(P<0.01),火烧幼苗的主根长、侧根数、萌条高、总生物量和萌条生物量显著减小(P<0.05),但幼苗的萌条数和根冠比均显著增大(P<0.05);与轻度火烧相比,重度火烧幼苗的存活率、萌条数、总生物量、萌条生物量和生物量补偿指数均不同程度减小,但幼苗的侧根数、萌条高和萌条基径均表现出增大趋势;火烧幼苗的根冠比均显著大于对照(P<0.05),不同强度火烧处理间差异不显著。基部覆土保护可缓解火烧对幼苗的负面影响,即对幼苗具有一定的保护作用;基部覆土保护幼苗遭受火烧后存活率提高,且侧根数、萌条高、萌条基径、萌条生物量和总生物量均不同程度增大,生物量补偿指数显著增大(P<0.05),但基部覆土保护幼苗的根冠比在不同火烧处理均显著减小(P<0.05)。     

塔克拉玛干沙漠不同土壤发育条件下土壤性状特征

本文将塔克拉玛干沙漠土壤发条条件分为稳定，不稳定，极不稳定三类，它们对于土生状有着不同的影响。在稳定的土壤发育条件下，土壤剖面有可以鉴别的诊断层，其中一性状特征沿剖面分异明显。在不稳定土壤发育条件下，土壤的诊断层表现不突出，造成它的性状特征沿剖面分异不十分明显。     

低覆盖度柠条固沙林不同配置对植被修复的影响

低覆盖度行带式固沙林具有显著的防风固沙效果,已经在我国的半干旱地区广泛推广。针对内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔县不同配置的柠条锦鸡儿人工林,进一步研究不同带间宽度带内植被自然恢复过程及物种多样性的差异,结果表明:(1)在覆盖度为20%左右时,合理的行带式格局分布的柠条锦鸡儿人工林带间植被的恢复效果优于随机分布格局的样地。(2)柠条行带式造林不宜太窄和盖度太大,会影响其林下物种丰富度。(3)宽的带间距带内物种丰富度与物种多样性和均匀度以及其生物量变化曲线呈现了两个高峰,出现在距柠条带6-8m左右,而窄的带间距带内只有一个高峰。因此,该地区柠条带宽度为12m-16m可以使其带内的草本物种多样性和生物量达到最大。     

陕北黄土丘陵区不同立地条件下刺槐群落的土壤质量评价

以陕北黄土丘陵区纸坊沟流域不同立地条件下的刺槐林为对象,采用综合评价法对其土壤质量进行评价。结果表明:24 a刺槐林的土壤含水量、酶活性大于14 a刺槐林;14 a刺槐林的土壤有机质、全氮、速效养分含量大于24 a刺槐林。阴坡刺槐林的土壤含水量、有机质、全氮、酶活性大于阳坡,但阳坡刺槐林的速效养分含量大于阴坡。随土层深度增加,刺槐林土壤含水量、全氮、速效养分以及酶活性降低,土壤p H升高。土壤质量综合指数为:24 a阴坡24 a阳坡14 a阳坡14 a阴坡,表明林龄越大,土壤质量越好。选择土壤生态环境较好的立地营造植被,更有利于生态恢复。     

宁夏盐池毛乌素沙地柠条锦鸡儿茎流及蒸腾特征

利用Dynamax茎流测量系统、JA2103N千分之一天平和自动气象站对毛乌素沙地优生灌木树种柠条锦鸡儿的液流变化、蒸腾速率及其周围的环境因子进行观测.结果表明:①柠条锦鸡儿茎干液流速率日变化趋势呈多峰曲线;液流启动时间为7:00,9:00左右达液流峰值,峰值大小168～450 g/h,20:00左右降为最低,晚间有明显的液流活动现象.②柠条锦鸡儿的茎干液流日变化曲线与叶片蒸腾速率日变化曲线并不吻合,实验测得的叶片蒸腾速率不能同步反映茎干液流的动态变化特征.③柠条锦鸡儿白天液流速率变化趋势与环境因子变化趋势相吻合.相关性分析表明,影响灌木液流变化的主因子依次是太阳有效辐射、土壤含水量、空气温度和相对湿度.