不同林龄胡杨林叶片与土壤的化学计量特征

为了解天然胡杨林生态系统的C、N、P、K含量及化学计量特征,在新疆轮台县轮南镇选取5种不同林龄胡杨林(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林),研究不同林龄胡杨叶和林下土壤C、N、P、K含量及化学计量特征。结果表明:(1)不同林龄胡杨叶的C、N、P、K含量分别为437.77、13.67、1.87、5.26 g·kg-1,林龄对叶片C、N、P、K含量影响不显著。不同林龄胡杨叶片C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K为35.46、187.04、87.86、8.40、2.66、0.57,林龄对叶片的C∶P、C∶K影响显著,对C∶N、N∶P、N∶K、P∶K影响不显著。(2)土壤的C、N、P、K含量分别为6.89、0.62、0.57、18.69 g·kg~(-1),林龄对土壤C、N、P、K含量影响显著。不同林龄土壤C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K为11.48、12.34、0.36、1.12、0.032、0.032,林龄对土壤化学计量影响差异显著。(3)胡杨叶片N∶P比为8.40,远远小于阀值14,表明胡杨生长发育过程中严重受土壤氮素含量限制。     

灰叶胡杨异形叶的类型及其时空特征

为了探讨灰叶胡杨个体发育过程中异形叶发生和垂直空间分布随径级的变化规律及其相互间的关系,在塔里木盆地西北缘调查同一立地条件下,各径级灰叶胡杨异形叶的类型及空间分布规律。结果显示:1阔椭圆形叶、圆形叶和阔卵形叶有规律地出现在不同的径级阶段,其中阔椭圆形叶出现在2~20径级阶段,圆形叶和阔卵形叶分别从4、6径级开始出现,它们在树冠上的出现均始于树冠的顶部,异形叶的出现与个体发育阶段相关;2 3种异形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级变化而发生动态的消长变化,其中,阔椭圆形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加逐渐减小,圆形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加先增大后减小,阔卵形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加则逐渐增大;3阔椭圆形叶在树冠垂直空间的出现频率及垂直空间分布占冠高的比例,均与胸径、树高呈极显著负相关,圆形叶仅出现频率与胸径、树高呈极显著正相关,阔卵形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,均与胸径、树高呈极显著正相关。说明各类异形叶出现频率及时空变化与胡杨个体发育阶段密切相关,灰叶胡杨的异形叶性是由个体发育阶段决定的,灰叶胡杨在不同发育阶段出现的异形叶是其生长适应策略。     

干旱胁迫对胡杨和灰叶胡杨光合作用及叶绿素荧光特性的影响

采用盆栽试验,研究正常供水(土壤相对含水量70%～80%)、轻度干旱胁迫(50%～60%)和重度干旱胁迫(30%～40%)条件下2年生胡杨(Populus euphratica)和灰叶胡杨(P. pruinosa)的光合作用及叶绿素荧光特性.结果表明:在干旱胁迫进程中,轻度和重度干旱胁迫下胡杨、灰叶胡杨的净光合速率经历了急剧下降--缓慢回升--下降3个阶段.在相同的干旱胁迫处理下,光合作用及叶绿素荧光参数Pn,Gs,Ci,WUE,Fv/Fm,Fv/Fo,qP和NPQ胡杨明显高于灰叶胡杨,表明胡杨比灰叶胡杨对干旱胁迫具有更强的适应性.     

胡杨生殖构件空间分布特征及其养分动态分析

以同一立地条件下的胡杨(Populus euphratica)雌雄株为研究对象,研究胡杨雌雄株花芽分化至开花阶段生殖构件空间分布特征以及生殖枝与花芽养分含量动态变化规律。结果表明:1胡杨标准枝上生殖枝的数量均为树冠南侧北侧,中层下层上层;雌雄株生殖枝上花芽数量受垂直空间影响较小。2雌雄株生殖枝长度各层次间无显著差异;雄株生殖枝长和基径大小与花芽的长和宽均显著大于雌株;花芽长和宽均表现出T5(4月10日)T4(3月10日)T3(2月10日)T2(1月10日)T1(12月10日)。3花芽养分N、P、K在T5时期均显著升高;生殖枝的P含量同样显著增加,但N、K含量出现小幅度降低,雌株尤为显著。4相关性分析显示,雌雄花芽长、宽均与花芽N、P、K含量呈显著正相关;且雌雄花芽中N、P、K含量两两间也均存在极显著正相关;另外,雌花芽P含量与生殖枝K含量呈显著负相关;而雄花芽P、K含量与生殖枝P含量分别呈极显著、显著正相关。研究结论:胡杨生殖构件的数量分布和形态特征受到空间分布及植株性别的影响;花芽形态、花芽养分含量和生殖枝养分含量三者的变化存在密切的相关性。     

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。     

黑河中游湿地胡杨蒸腾速率与叶性状的关联性分析

干旱区湿地植物叶片蒸腾作用与叶性状的关联性研究,对揭示植物叶片叶脉网络性状、叶片形态构建模式与植物体内水分平衡间的内在联系至关重要.以黑河中游湿地胡杨(Populus euphratica)为研究对象,按胡杨林距离水域的远近分别设置:I(离水域30～110 m,土壤含水量(SMC)58.23％)、II(离水域160～2...     

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。     

NaCl处理对胡杨生长及生理生态特征的影响

以胡杨(Populus euphratica)幼株为材料,采用盆栽试验研究不同NaCl浓度(0、50、100、200 mmol·L-1和400 mmol·L-1)处理对胡杨生长及叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、水势、可溶性糖和脯氨酸含量的影响。结果表明:在≥200 mmol·L-1NaCl处理下,胡杨株高较对照显著减少,在400 mmol·L-1NaCl处理下,基茎粗较对照显著减少,在NaCl浓度≥100 mmol·L-1时,冠幅面积和叶、枝干重较对照显著减少,根干重随NaCl浓度的增加呈显著线性减少趋势。在NaCl浓度≥200 mmol·L-1时,根冠比较对照显著减少。H2O2和MDA含量随NaCl处理浓度升高呈增加趋势。低浓度NaCl处理下(50 mmol·L-1),胡杨叶片SOD、POD、CAT和APX活性较对照均有所提高,在NaCl浓度≥100 mmol·L-1时,SOD、POD和APX活性较对照降低。胡杨叶片水势随NaCl处理浓度升高而降低。在NaCl处理90 d后,胡杨叶片可溶性糖含量随NaCl浓度升高呈逐渐降低趋势。胡杨叶片脯氨酸含量随NaCl处理浓度增加呈先增加后减少的趋势。     

塔里木河下游胡杨物候特征观测

以塔里木河下游胡杨(Populus euphratica)为对象,对胡杨的开花期、展叶期、第一次展叶期、第二次展叶期、果熟期、叶黄期及落叶期等主要物候期进行观测。结果表明:胡杨各物候期中,开花期持续时间最短,3月29日至4月19日,果熟期持续时间最长,5月25日开始,10月13日结束。由于春尺蠖(Apocheima cinerarius)的危害,胡杨有"二次展叶"现象,第一次展叶期为4月4日至5月1日,第二次展叶期为5月13日至6月4日。胡杨叶黄期和落叶期相重叠,叶黄期从9月26日开始,10月28日结束,落叶期从10月11日开始,11月12日结束。胡杨长达4个多月的果熟期与河道洪水期吻合,这有利于种子的传播、萌发及幼苗扎根,促进天然胡杨林种群的更新及演替。     

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。     

胡杨叶形变化与POD同工酶的关系研究

以5个不同发育阶段的胡杨植株为研究对象,调查各发育阶段胡杨植株树冠不同层次当年生枝同一节位叶片的叶形指数,同时测定其POD同工酶酶谱和酶活性,探讨不同发育阶段胡杨植株叶形的变化规律和POD同工酶酶谱及酶活性间的关系。结果表明:(1)不同发育阶段的胡杨植株都表现出叶形指数随冠层的升高而减小;(2)不同发育阶段的胡杨植株都表现出单株不同冠层叶片中POD同工酶表达具有高度的稳定性和相似性,酶谱带型基本一致,而不同发育阶段的胡杨植株间POD同工酶酶谱在质(酶带数目和迁移率)和量(酶的活性)上表现出不同程度的差异;(3)不同发育阶段的胡杨植株均表现为树冠不同层次当年生枝叶片的叶形指数与POD酶活性极显著正相关(r=0.668,p<0.01)。     

胡杨和灰叶胡杨锈菌夏孢子形态和侵染结构观察

 借助直接观察、显微和超微结构观测等手段,对胡杨和灰叶胡杨锈病显症叶片、锈菌夏孢子的形态、孢子萌发和侵染结构进行了观测。结果表明,胡杨和灰叶胡杨的锈菌夏孢子堆、夏孢子形态结构相似;夏孢子堆散生于叶片正反两面,近半球形或半椭球形,呈橙黄色或金黄色;夏孢子散落分布于叶片正反两面,圆形或卵圆形,透明、橙黄色,厚壁,单胞,表面密生刺瘤;胡杨和灰叶胡杨锈菌夏孢子的长轴和短轴长度、刺瘤高度及刺瘤间距四项指标均无显著性差异;夏孢子萌发产生芽管后形成菌丝,通过叶表气孔直接侵染叶片,以菌丝的形式在叶片组织内扩展。     

新疆塔里木河下游胡杨树高生长量及其空间分布研究

以塔里木河下游4个典型断面作为野外调查靶区,根据3a来对塔里木河下游胡杨恢复状况的实地监测数据,分析了影响胡杨树高生长量的因素,并得出中龄段胡杨树高生长量和地下水埋深的回归模型:y=-0.1286x+1.0097。结果显示:在塔里木河下游影响胡杨生长的主要因子是地下水,由回归模型可以得出:当地下水埋深<4.5m时,中龄胡杨树高生长是显著的;地下水埋深在4.5~6.5 m时,胡杨树高生长受到抑制;而当地下水埋深>6.5 m时,胡杨树高生长非常缓慢;地下水埋深>8m时,胡杨树高生长基本停止。此外,聚丛的群生株无论在树高还是在高生长量上都比散生的单生株显现优势。     

Anatomical and morphological characteristics of Populus euphratica in the lower reaches of Tarim River under extreme drought environment

Populus euphratica Oliv.is an old desert tree species that has been naturalized and invades zones along the watercourses in many arid and semiarid regions.The plant species developed some plasticity to adapt to the gradual environmental gradients.The aim of this study was to test the hypothesis that the changes in leaf morphology of P.euphratica reflect the adaptability of the plant to the unique environment of the lower reaches of Tarim River in China.The foliar architecture,blade epidermal and internal anatomies of P.euphratica were analyzed at different sites along the Tarim River.Compared with the abaxial surface of the leaves,their adaxial surface has more hairs,a greater stomatal density and opening,higher mesophyll proportion,and increased blade thickness,palisade width,and epidermal thickness.The long trichome of the roots found at site 6 in the Yinsu section may be an adapted structure of the plants in arid areas.The mature leaves of P.euphratica have comparatively more epidermis and cuticles,well developed palisades and more chloroplasts at different sites compared to the young leaves.Foliar morphological and anatomical variability in P.euphratica may be considered an adaptive advantage that enables leaves to develop and function in different habitats,marked by strong variations in solar radiation,air temperature,humidity and water table.     

塔里木河干流中游胡杨种群特征与动态分析

通过样地调查和数据统计,编制胡杨种群静态生命表,绘制存活曲线、生存率曲线、累计死亡率曲线、种群死亡密度曲线和危险率曲线,分析种群数量特征。同时,结合种群动态量化方法及时间序列预测,分析种群数量动态变化。结果表明:胡杨种群年龄结构呈金字塔型,幼龄级所占比例较大;存活曲线接近Deevey C(凹)型,且动态指数大于0,表明胡杨种群结构合理,为增长型种群。4个函数曲线表明,胡杨种群前期幅度变化较大,后期趋于稳定。时间序列分析表明,由于丰富的后续资源,种群能够稳定生长。     

大青山主要林型林分密度与竞争关系的研究

采取克拉夫特分级法d=r/的公式(r:林木胸径,R:林分平均胸径),进行Ⅰ-Ⅴ级木分类,以大青山油松人工林、落叶松人工林和白桦天然次生林为主要研究对象,对比分析不同密度下林木分级、竞争和径阶的变化情况,为大青山植树造林提供相对适宜的密度区间。结果表明:大青山油松人工林密度不宜超过3200株/hm2,落叶松在1700株/hm2时林木分化现象并不明显。白桦天然次生林因萌生起源、年龄因素的影响,密度对其分级木影响效应不显著。