荒漠绿洲区春小麦耗水规律与水分利用效率研究

为了掌握荒漠绿洲区春小麦的耗水规律,建立高效节水型绿洲农业,通过田间观测试验,分析了6种不同灌溉定额下春小麦的土壤含水量、耗水量、土面蒸发量以及WUE的变化特征。结果显示,不同灌水定额下,春小麦全生育期耗水量的变化范围为450mm~650mm,其中春小麦的平均蒸腾耗水量为总耗水量的81%,而平均土面蒸发量为总耗水量的19%。拔节后期~抽穗前期是春小麦需水的第一关键期,灌浆后期~成熟期是次关键期。WUE随籽粒产量先增大后减小,二者之间呈二次曲线的关系。可见,过度灌溉不利于WUE的提高,造成水资源的浪费。     

干旱胁迫下五种荒漠灌木苗期的生理响应和抗旱评价

采用盆栽断水法模拟土壤干旱胁迫,研究了五种典型荒漠灌木-小叶锦鸡儿、荒漠锦鸡儿、沙冬青、花棒和霸王的生理适应特性.结果表明:干旱胁迫下,五种灌木苗期叶片保水能力和叶绿素a/b降低,可溶性糖、脯氨酸和MDA含量增加.各灌木SOD、POD和CAT活性变化不尽相同,但都相互协调作用维持在一个平衡态进行,且与MDA含量成正相关...     

四种灌木幼苗对水分胁迫的生长响应

柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、白皮锦鸡儿(C.leucophloea)、刺叶锦鸡儿(C.acanthophylla)和长枝木蓼(Atraphaxis virgata)在植被恢复中具有潜在价值,可作为荒山绿化的先锋植物种。通过人工控制水分,比较4种灌木幼苗对干旱胁迫的生长响应。结果表明:幼苗的株高、基径、生长率和生物量均随着水分胁迫的加剧而降低,柠条锦鸡儿和长枝木蓼在水分胁迫下各指标的减少量较白皮锦鸡儿和刺叶锦鸡儿明显。幼苗在干旱胁迫下将生物量更多的分配给根系,幼苗的根冠比增加,光合生物量比基本维持恒定,长枝木蓼的根冠比基本不变。4种灌木对干旱均有一定的耐受能力,其排序为:白皮锦鸡儿>刺叶锦鸡儿>柠条锦鸡儿>长枝木蓼。     

昆仑山北坡两种优势荒漠灌木的生物量预测模型

构建数学模型是估算灌木生物量的重要方法之一。本研究以中昆仑山北坡山前荒漠带常见的两种荒漠灌木红砂(Reaumuria soongarica)和合头草(Sympegma regelii)为研究对象。采用全株收获法采集植株,分别以株高(H)、冠幅面积(S)、植株体积(V)为自变量,植株地上生物量(W1)、地下生物量(W2)、全株生物量(W3)为因变量,建立函数模型,选取决定系数(R2)、估计标准差(SEE)、回归检验显著水平(P值)为评价指标,以P<0.001为前提,选取R2尽量大、SEE尽量小的模型为红砂和合头草生物量最优预测模型。结果显示：红砂和合头草的生物量最优预测模型均为二次函数模型,合头草全株最优预测模型为一次函数模型除外。红砂植株体积(V)与生物量的相关性最高,生物量最优预测模型R2为0.820～0.920。合头草冠幅面积(S)与生物量相关性最高,生物量最优预测模型R2为0.935～0.973。红砂和合头草生物量最优预测模型均通过(P<0.001)显著性检验,拟合率在84.1%～95.6%之间,可用于生物量估算,本研究为预测荒漠生态系统碳储量和评价碳汇潜力提供科学依...     

阿拉善荒漠功能灌木群的土壤呼吸动态研究

使用LI-8100仪器实测了在生长季阿拉善的梭梭、沙冬青、红砂、华北驼绒藜、珍珠、白刺六种植物群落土壤呼吸速率,使用挖刨面法逐月测定了土壤温度和土壤含水量。结果表明:这六种荒漠植物群落土壤呼吸速率日动态均呈单峰型,最高值皆出现在12:00-14:00,最低值出现在早晨8:00,土壤呼吸速率最大值出现时间先于气温最高值出现的时间。六种植物群落土壤呼吸速率的月变化呈单峰曲线,与近地面气温的变化趋势一致。六种植物群落土壤呼吸速率的日变化与地表温度达到极显著正相关关系,与近地面气温、5cm、10cm温度具有显著相关性。六种植物群落与土壤含水量0-10cm、10-20cm、20-30cm都没有显著相关性。在源与汇的问题上,梭梭、沙冬青、红砂、珍珠、华北驼绒藜、白刺是汇。     

荒漠草地物种多样性的水分特征研究

通过在伊犁河谷山前倾斜平原荒漠草地开展的不同灌溉量草地恢复试验,对测试的试验地内草地植物物种多样性指数和灌溉水量之间的关系进行了初步的研究。结果显示:在荒漠草地,水分是影响草地植物长势的重要限制因子,随着水分条件的转好,植被盖度和蒿类的分盖度均有显著的提高,草地植物的生物量和群丛高度均显著增加;随着灌溉量的增加,S im pson指数、Shannon-W iener指数、P ie lou指数和M arga lef指数均出现递增的趋势,其中每增加1 kg/d水量,S im pson指数将增加0.021,表明在温性荒漠草原生物多样性指数对水量变化的灵敏度较高。     

青海大通几种主要灌木适宜土壤水分条件研究

研究不同土壤水分梯度下盆栽苗木四翅滨藜(Atriplex canescens)、中宁枸杞(Lycium barbarum)、沙棘(Hippophae rhamnoides)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)与土壤含水量(SWC)的关系.结果表明:维持沙棘、四翅滨藜和中宁枸杞净光合速率为最高的土壤含水量分别是18.88%,17.41%和18.49%,三树种维持叶片水分利用效率最佳土壤含水量依次为10.58%,15.3%,12%;土壤水合补偿点分别为4.3%,4.4%,4.54%,最大蒸腾速率的土壤含水量分别为21.25%,22.49%,21.64%,沙棘最适宜的土壤含水量应在10.5%左右,四翅滨藜应在10%～12%,中宁枸杞应在10%～15.5%.     

锡林郭勒荒漠草地种子植物区系研究

通过对锡林郭勒荒漠草地种子植物的组成特征、区系地理成分的分析,结果表明：该区有种子植物55科180属348种,被子植物占优势。科属组成分析表明,区系优势现象较明显,优势科、大属和较大属均以温带分布占优势;属种的地理成分分析表明,温带分布属、种占优势,热带分布的属、种所占比例很小,表明温带属性是该地区植物区系的基本属性,...     

东北地区玉米大豆水分利用效率研究

利用大安和朝阳玉米研究站点、呼玛和锦州大豆研究站点近20 a作物产量、发育期及土壤水分实测资料,同时结合分期播种试验资料,研究了玉米大豆产量水分利用效率(WUE_g)对降水、温度的响应特征,分析了两种作物产量水分利用效率与群落水平水分利用效率(WUE_b)的关系。结果表明:大安和朝阳站点玉米WUE_g分别为1.75±0.47 kg·m~(-3)和1.98±0.72 kg·m~(-3),呼玛和锦州站点大豆WUE_g分别为0.63±0.35 kg·m~(-3)和0.55±0.18kg·m~(-3);玉米站点WUE_g与播种—成熟期间的降水量和ET均呈显著的二次曲线关系(P0.05),WUE_g与温度关系不明显;大豆WUE_g与播种至成熟期间的降水量呈现显著的负相关关系;历史资料分析结果表明,随着生育期期间平均气温的增加,大豆WUE_g升高;在大安和朝阳站点,取得高水分利用效率与获得高产所消耗的水量(即ET)并不一致,表明对于存在干旱胁迫的半干旱和半湿润区,有效的利用水(Effective use of water,EUW)而不是一味追求水分利用效率(WUE)是提高产量的有效途径,植物消耗的水量(ET)往往是决定作物产量的重要因素。     

科尔沁沙地4种灌木对干旱胁迫的生理响应

对小叶鼠李(Rhamnus parvifolius)、叶底珠(Securinega suffruticosa)、东北连翘(Forsythia mandschurica)和杠柳(Periploca sepium)4种灌木进行5项光合参数和4项生理指标的研究,结果表明:1)随着干旱胁迫的加剧,4种灌木光合参数变化规律不同,表现为净光合速率、气孔导度和蒸腾速率逐渐下降,胞间CO2浓度逐渐升高,水分利用效率先降后升,不同灌木不同指标变化的幅度和拐点不同;2)随着干旱胁迫的加剧,4种灌木生理指标变化规律表现为丙二醛、可溶性糖和相对电导率逐渐升高,水势日均值逐渐降低,不同灌木间变化差异显著;3)4种灌木的抗旱性大小排序为:小叶鼠李>杠柳>叶底珠>东北连翘。     

阿拉善荒漠区的景观生态分区

本文是国家自然科学基金重点项目 :“阿拉善荒漠区生态系统受损机制与重建研究”中的一项基础性研究内容 ,在全面进行景观生态考察 ,运用 TM卫星遥感信息编制景观生态系列图 ,并对景观生态条件和景观类型进行分析的基础上制订了阿拉善荒漠区的分区方案 :首先划分出阿拉善中东部的沙质、沙砾质荒漠区和阿拉善北部到额济纳的石质、砾质荒漠区。前者又分出 :腾格里沙漠区、乌兰布和沙漠区、巴丹吉林沙漠区、贺兰山区、贺兰山西麓山前平原区、沙尔札—雅布赖低山残丘区、龙首山及山前区。后者分为 :外阿尔泰地区、额济纳绿洲区、弱水古洪积平原区、包尔乌拉—马鬃山区。     

荒漠灌木侧影面积的数字化测定及应用

植株侧影面积是评价其防风固沙效能的重要指标,同时在植被粗糙元密集度计算中,如何得到更准确的侧影面积是急需解决的问题。为了尝试采用数字图像法对3种荒漠灌木进行了测量,重点探讨影响测定结果的因素,比较了数字图像法与其他2种方法的优劣,并初步分析了侧影面积、冠幅与疏透度三者之间的关系。结果表明:与其他2种方法相比,数字图像法操作相对复杂,测定结果稳定性相对较差,但避免了枝叶间的大量孔隙,测得的侧影面积更接近真实值;参照物面积与相机焦距对测定结果影响不显著,而参照物位置、拍摄角度与容差则相反,背景干扰是影响测定结果的一个重要因素;3种荒漠灌木的冠幅与其侧影面积呈显著正相关关系,而植株疏透度与冠幅和侧影面积相关性不显著。     

中国西北干旱半干旱区阿拉善沙漠和黄土高原的物源分析

中国北方沙漠、黄土高原和青藏高原是亚洲粉尘释放的关键区域,元素示踪研究表明中国西部沙漠和北部沙漠是亚洲粉尘和黄土高原黄土的主要源区.通过收集总结大量的大气观测、地球化学、地形数据,对比当前研究已得到粉尘的成果和释放模式,初步认为中国黄土物质来源于阿拉善高原的巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠.这两个沙漠(包括阿拉善高原的戈壁)的...     

阿拉善荒漠一年生植物种子萌发特性及生态适应性分析

对阿拉善荒漠地区主要的一年生植物种子萌发特性和生态适应进行了测定和分析,结果表明:三芒草(Aristida adscenionis)、雾冰藜(Bassia dasyphylla)、猪毛菜(Salsola collina)的种子当年萌发率较高,均超过70%,干、冷藏处理过冬后的萌发率略有下降,但仍超过60%;狗尾草(Setaria viridis)、虎尾草(Chloris virgata)、冠芒草(Pappophorum boreale)种子当年萌发率均在15%以下,狗尾草干藏处理后萌发率下降、虎尾草、冠芒草种子干冷藏处理后,萌发率大幅度上升,表现明显的休眠后熟现象;小画眉草(Eragrostis minor)种子当年萌发率接近30%,但处理后萌发率几乎降至0;虫实(Corispermum declinatum)、灰绿藜(Chenopodium glaucum)种子各种处理的萌发率都在15%以下,特别是灰绿藜种子当年不萌发。与草原区相比,荒漠区一年生植物种子萌发率偏低,萌发进程较缓慢,表现出对荒漠气候的适应性。     

不同干扰生境中荒漠小灌木红砂种群遗传多样性研究

应用RAPD标记技术对荒漠小灌木红砂(Reaumuria soongorica)种群在不同扰动下的遗传多样性进行了分析。18条随机引物对红砂6个种群的120个个体进行扩增,共检测102个位点,其中多态位点99个。研究结果表明:红砂种群的多态位点比率(P)为96.86%,显示了不同生境中红砂种群内存在较高的遗传多样性。Shannon多样性指数(0.5007)、Nei基因多样性指数(0.3307)和基因分化系数(Gst=0.1952)揭示了红砂种群遗传变异多存在于种群内,种群间的遗传分化则较小。聚类分析表明:红砂种群遗传距离与地理距离之间存在一定相关性;遗传多样性水平与物种特性和不同干扰生境有关,与生态因子无相关性。     

水分胁迫下荒漠地区2种草本植物生物量分配策略

水分胁迫是荒漠地区生态系统结构和功能变化的主要驱动力。分析水分胁迫下,不同生长阶段荒漠植物生物量在地上-地下的分配比例,对精确估算地下有机碳存储量有重要的理论意义。通过盆栽控制实验,设置对照、中度和重度胁迫的水分梯度,选取荒漠地区2种草本植物涩荠（Malcolmia africana）和角果藜（Ceratocarpus arenarius）,分析其生物量在地上-地下的分配比例变化。结果表明：无论水分胁迫存在与否,总生物量累积均符合Sigmoidal生长模型;水分胁迫对植株早期发育阶段总生物量的累积无明显影响,但显著减少了发育后期总生物量的累积;植株每生长10 d,涩荠和角果藜叶片占总生物量的比例分别减少8.9%～10.6%和3.1%～3.4%。几乎等同于茎所增加的比例。水分胁迫使得地下生物量显著增加,但总生物量的累积仍以地上部分为主;根冠比在整个生长过程中呈4个渐变的阶段。     

阿拉善地区气候时空变化规律研究

本文利用阿拉善盟各气象台站40年的观测资料,详细分析了降水、大风日数、沙尘暴等气候要素的时空变化规律,不仅为预测区域气候要素发展趋势提供基础资料,也为揭示区域环境演变规律和生态治理对策提供科学依据。     

阿拉善荒漠区种子植物区系特征分析

阿拉善荒漠区地处典型的内陆干旱区,属温带荒漠气候,是亚非大陆戈壁荒漠区的东翼。本文对阿拉善荒漠区种子植物区系的组成、特点及性质进行了分析,并与邻近地区的植物区系进行了比较分析。经统计本区有种子植物(包括部分栽培种)87科377属1091种,野生种子植物82科367属1073种。主要结论为:1)植物种类较丰富;2)特有成分突出,共有中国特有属14个,其中当地特有属5个,分别是:四合木、绵刺、革苞菊、连蕊芥、百花蒿,多为单种属或寡种属;3)区系起源古老;4)与蒙古、古地中海、华北或东亚以及青藏高原植物区系关系密切。     

荒漠草地植物稳定性氮同位素对水分变化的响应

水分是影响荒漠地区植被分布的重要因素,近年来,我国西部地区的气候正向暖湿化发展,降水的变化势必会对植物N同位素的吸收、分配产生影响。利用¹⁵N标记法,通过不同的增水处理,研究古尔班通古特沙漠南缘标记样地和未标记样地植物N同位素吸收和分配对水分变化的响应,得出以下结论：① 增水处理增加了对土壤水分的补给,显著提高了土壤水分含量;② 未标记样地植物稳定性N同位素的[WTBX]Ndff[WTBZ]值的变化范围为0.39～0.59,其最大值出现在30%增水处理,最小值出现在20%增水处理;③ 氮素标记后,样地植物稳定性N同位素Ndff值明显上升,其变化范围为15.27～31.24。从植物不同部位来看,植物吸收的氮素在植物茎中的分配比例最大,而在根中的分配比例最小。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地三种灌木的离子吸收特性

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地长期使用矿化度 4.0g/L以上的地下水灌溉 ,柽柳、梭梭和沙拐枣三种灌木仍然能够正常生长 ,表现出较强的抗盐特性。通过对三种不同年龄的灌木及其根、茎和凋落物的盐分分析 ,表明 :不同种类和年龄灌木对可溶性离子的吸收特性存在较大的差异 ;同一种灌木不同器官的离子吸收特性差异显著 ,表现出三种灌木在抗盐机理方面不同的生理和生态学特性 ,即 :柽柳从土壤中吸收的大量盐分离子 ,通过叶片的泌盐腺排出体外 ,使植物体内的盐分离子含量保持在相对较低的水平 ,这类植物属于泌盐类植物 ;梭梭能够从外界环境吸收大量的盐分 ,在植物体内储藏 ,并且依靠植物肉质同化枝吸收大量的水分 ,使得植物体内的盐分浓度维持在一定的限度内 ,这类植物属于盐多汁类植物 ;而沙拐枣通过根部运输系统的超滤 ,使得过量的盐被阻止在体外 ,保持植物体内较低的盐分浓度 ,此类植物主动避开盐分 ,属于拒盐类植物