库姆塔格沙漠东南部胡杨液流变化及其对环境因子的响应

于2018年4月-10月(春季4月、夏季7月、秋季9月)利用PS-TDP8树木茎流监测系统对库姆塔格沙漠东南部胡杨(Populus euphratica)的液流速率变化进行监测,采用相关分析及逐步回归法分析气象因子(太阳总辐射、空气温度、风速、空气相对湿度)对胡杨液流的影响.结果表明:胡杨茎干液流日变化趋势呈几字"宽峰型";夏季液流的启动时间最早,液流启动在06:00,秋季液流启动时间最晚,不同季节夜间存在较高液流(10.994?26.035 cm·h-1);树干液流速率与太阳总辐射、空气温度、风速、饱和水气压差呈正相关关系,与空气湿度呈负相关关系;影响春季、秋季胡杨液流速率的主要气象因子是太阳总辐射和空气温度,夏季为太阳总辐射和空气相对湿度;不同季节胡杨液流速率与空气温度、空气相对湿度、风速、饱和水气压差的日变化响应呈顺时针环状,与太阳辐射响应呈逆时针环状;不同季节胡杨液流速率对气象因子的响应规律存在差异.这表明胡杨为了保持水分平衡应对水分亏缺的策略不同,在一定条件下(极端干旱)通过气孔调节降低水分损失.研究结果对于明确干旱沙漠环境中胡杨水分传输对环境因子的响应规律及更深入地认识胡杨适应干旱环境的水分利用策略具有重要意义.     

沙棘液流动态变化及影响因素分析

利用TDP茎流测量系统和自动气象站对乌兰布和沙漠的沙棘(Hippophae rhamnoides)液流动态变化及环境因子进行了监测。结果表明,1)沙棘茎干液流速率呈多峰曲线;液流启动时间为07:50,09:10左右达到峰值,峰值大小为292.07~340.27 g·h-1;夜间有明显的液流活动。2)沙棘茎干液流与其基径相关,基径10.5、8.3和7.5 cm的沙棘日累计液流量分别为16 593.26、14 907.08和14 101.83 g。3)沙棘白天液流动态变化规律与环境因子变化规律相似。相关分析与逐步回归表明,对沙棘植株茎干液流速率起决定作用的环境因子为太阳总辐射、空气相对湿度、气温、风速和10 cm处土温。     

露天开采背景下锡林浩特市产草量时空变化及对气象因子的响应

基于1991～2016年7个时期的Landsat遥感影像、野外植被调查数据和同期的气象数据,采用GIS技术和相关分析方法,对露天开采背景下的锡林浩特市产草量时空动态进行分析,并探讨产草量对气象因子的响应.结果表明:研究区产草量整体呈减少趋势,存在一定的退化风险;产草量分布具有明显的空间差异性,东部产草量较高.在三种主要...     

荒漠化草原生物量变化与气象因子的关系

本文以最具代表性的苏尼特左旗草原大范围草地生物量的调查和实验数据,分析了荒漠化草原生物量的变化与气象因子的关系。结果表明,草原生物量的决定因素是与降水、温度关系呈正相关,与0～50土层土壤有机碳及土壤容重也有一定关系,但总的来看对于荒漠化草原而言,气象要素尤其是降水条件是草原生物量变化的决定因素。     

三峡库区植被指数与气象因子响应机理研究

利用1998年到2008年SPOT的NDVI植被指数数据以及气象数据,采用地理加权回归分析方法,研究三峡库区植被变化与气象要素之间的时空响应机制。研究表明：（1）三峡库区年均气温空间分布差异较大,库区多年平均降水具有明显的区域差异;（2）三峡库区NDVI年变际化呈倒U型,且年内最大值出现在7月,最小值出现在1月;（3）气温与降水对库区植被覆盖变化有促进作用,其中小时间尺度的气候变化对植被覆盖的影响机制比大时间尺度显著,气温是影响库区植被覆盖变化的主要气象因子;（4）地理加权回归考虑了气象因子的空间自相关性、空间非平稳性等因素,在分析库区植被覆盖对气象因子的空间响应机制时较为适用,能够取得较好效果。     

新疆天山北坡荒漠草原碳通量特征及其对环境因子的响应

荒漠草原是天山北坡广泛分布的草地类型,对天山北坡草地生态系统碳收支具有重要的调节作用。为阐明天山北坡荒漠草原生态系统碳通量变化特征及环境因子对碳通量的影响,以新疆天山北坡荒漠草原为研究对象,利用微气象观测系统和LI-840 CO₂/H₂O红外分析仪获得连续观测数据,定量分析了荒漠草原碳通量的变化特征及其影响因子。结果表明：天山北坡荒漠草原植被净生态系统碳交换速率在日尺度上呈倒“U”型曲线;在季节尺度上,6、7、8月表现为碳汇,9、10月表现为碳源;6-10月荒漠草原总固碳量为15.50 g C·m^-2,8月固碳量最高为23.03 g C·m^-2;生态系统呼吸速率日变化呈“单峰”曲线;在季节尺度上,碳排放呈现先增加后降低趋势,7月碳排放量最高128.42 g C·m^-2,10月荒漠草原生态系统碳通量日变化不明显。光合有效辐射是影响日间净生态系统碳交换速率的主导因子,二者符合直角双曲线模型,日间净生态系统碳交换速率随光合有效辐射增大而减小;生态系统呼吸速率与5 cm土壤温度关系符合Van^,t Hoff模型,温度敏感性系数Q₁₀为1.69;最适土壤含水量是0.16 m³·m^-3,土壤含水量过高或过低均会对荒漠草原生态系统呼吸速率产生抑制作用。     

锡林郭勒草原地下生产力对生物量及环境因子的响应

在内蒙古锡林郭勒草原沿生境水热变化梯度布设样点,利用内生长法获取地下生产力,同时获取生物量和土壤环境因子的数据。采用回归分析法探讨草原植被地下生产力与地下生物量、地上生物量、气候因子以及环境因子的关系;运用相关分析,阐明生物量和环境因子之间的内在关系。结果表明:(1)地下生产力与地下生物量和年降水量之间存在显著正响应,与年均温和土壤pH值之间存在显著负响应;(2)降水是导致锡林郭勒草原地下生产力变化的主导因子;(3)气候因子尤其是年降水量的梯度变化,是引起草原生物量差异的主要原因,并在一定程度上影响着土壤因子。     

植物种群结构特征及其对环境的响应

种群结构是种群最基本的特征,通过论述种群结构的特征,从环境因子方面来阐述对其的影响以及种群对环境的响应,最后论述了植被的种群结构特征在时空上的连续性。     

不同耕作措施下旱作春小麦叶水势动态及其对环境因子的响应

通过设置在陇中黄土高原丘陵沟壑区的长期定位试验,研究了不同耕作措施下旱作春小麦叶水势的变化特征及其与环境因子的关系。结果表明,春小麦各生育期叶水势日变化均呈现自清晨逐渐降低,中午12:00-14:00降至最低,然后逐渐回升的趋势,且免耕秸秆覆盖处理各生育期春小麦叶水势的日均值均高于其他处理;春小麦各处理的叶片相对含水量均呈抽穗期＞拔节期＞开花期＞灌浆期的趋势,其中免耕结合秸秆覆盖处理下叶片相对含水量显著高于传统耕作处理,而叶片水分饱和亏的变化则与之相反;不同保护性耕作措施下春小麦叶水势与土壤含水量、气温、太阳辐射、大气相对湿度、大气水势均有显著的相关关系,其中大气水势是影响研究区春小麦叶水势日变化中最大的气象因子,其次是大气相对湿度、大气温度和太阳辐射。     

极端干旱区旱生芦苇叶水势变化及其影响因子研究

以新疆塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带干旱环境下的旱生芦苇为研究对象,结合对气象因子、土壤水盐和芦苇叶水势的实地监测资料,分析了不同地下水埋深下芦苇叶水势的日变化特征,研究了影响芦苇叶水势变化的主导环境因子,揭示了反应芦苇叶水势变化的环境因子的指示性和指示阈值。结果表明,1)地下水埋深越下降,芦苇叶水势的日变化单峰趋势越不明显,表现为逐渐降低的变化趋势;2)随着地下水埋深的下降,0~110 cm土层土壤含水率逐渐减小,芦苇水平根分布深度逐渐下移;3)在极端干旱区,芦苇的生存策略为“较高的土壤水分有利于芦苇群落的扩展,较低的土壤水分则促进单棵芦苇的生长”。4) 土壤含水率和气温是影响干旱区旱生芦苇叶水势发生变化的主要因素,芦苇生长的适宜土壤水分范围为10%~20%,(18.07±5.28)%的土壤含水率和(33.48±1.44)℃的气温为影响芦苇叶水势发生变化的临界阈值,土壤含水率>(18.07±5.28)%和气温<(33.48±1.44)℃时,芦苇叶水势不发生显著变化。该研究可为减轻芦苇受旱程度、维持芦苇正常生长、及时补充水分提供理论依据。     

胡杨AHL基因家族生物信息学分析及逆境胁迫下的表达特征

AT-hook核定位(AT-hook motif nuclear localized, AHL)蛋白作为一种小型DNA结合蛋白,广泛存在于植物中,在植物生长发育、逆境胁迫和激素信号应答等方面发挥着重要的作用。为全面了解胡杨(Populus euphratica)AHL基因家族的结构及功能,利用生物信息学方法及qRT-PCR对胡杨AHL家族成员的理化性质、基因结构、亚细胞定位以及逆境胁迫下的表达特征进行分析。理化性质分析表明,胡杨AHL家族共有19个成员,除PeAHL16外,其余PeAHL蛋白均为碱性的不稳定亲水蛋白。基因结构分析表明,PeAHL成员全部为内含子缺失型基因。系统进化结果显示,胡杨AHL家族成员可根据基因类型分为8个亚群。保守基序分析显示,聚类在同一分支中的PeAHL基因其motif组成及排列顺序基本相同。在顺式作用元件分析中,响应干旱胁迫的元件其种类和数量最多。实时荧光定量分析表明,PeAHLs的表达受低温、高温、NaCl以及PEG的显著诱导,与对照相比,PeAHLs在PEG处理下表达量最高。本研究结果为胡杨AHL基因家族的深入研究提供理论依据,为进一步解析胡杨AHL基因...     

荒漠草原灌丛转变过程土壤呼吸动态变化及其影响因素研究

探析荒漠草原向灌丛转变过程土壤呼吸动态及其影响因素,对确定干旱半干旱生态系统碳“源”/“汇”状态具有重要意义。本研究以宁夏东部荒漠草原-灌丛镶嵌体为研究对象,选取荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地微生境(植丛与空斑)下土壤呼吸(Rs)及相关土壤性质研究,结果表明：随着荒漠草原向灌丛地转变,土壤呼吸日动态与季节动态呈上升趋势,季节动态在7月达到峰值(P<0.05),灌丛地显著高出荒漠草地42.4%;土壤温度为转变过程土壤呼吸日动态的主要影响因子,温度和水分共同影响(R²介于0.44～0.80)土壤呼吸季节动态;回归分析和主成分分析表明,土壤呼吸与全碳、全氮、微生物生物量碳、生物量氮、土壤有机碳呈显著负相关(P<0.01),与硝态氮呈显著正相关(P<0.05)。综上,近30年灌丛转变过程促使土壤二氧化碳通量增加,加速荒漠草原有机碳养分消耗。     

短花针茅荒漠草原主要牧草再生特性及其影响因素的研究

本试验对短花针茅荒漠草原建群种、优势种、次优势种和主要伴生种的再生性及其影响因素进行研究探讨。结果表明该草地供试草种的再生能力不同,再生性及其强弱主要取决于草种的生物学特性和再生期间的环境条件以及留茬高度、灌水和施肥等栽培措施。年内连续多次刈割,使牧草贮藏养分(主要是可溶性碳水化合物)含量下降,到初霜后降至最低点。     

近20年新疆荒漠草地动态变化及其对气候变化的响应

荒漠草地是干旱半干旱区陆地生态系统的关键类型,具有重要的生态作用,对气候变化和人类活动敏感.通过确定新疆荒漠草地NDVI阈值,提取荒漠草地范围,结合归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、植被净初级生产力(net primary productivity...     

新疆荒漠草地生物量估算及影响因素研究

为探究新疆荒漠草地生物量反演模型及其影响因子,基于Terra/MODIS,NOAA CDR NDVI,SPOT/VGT等遥感产品数据及草地地上生物量实测数据,构建研究区荒漠草地地上生物量植被指数反演模型,分析新疆荒漠草地地上生物量时空分布规律,运用趋势分析法和相关性等方法,揭示了生物量演变趋势与气温、降水的关系。结果表明：建立的不同遥感数据源生物量模型中,指数函数反演模型精度最高,决定系数和估算精度分别为0.66和70.93%;基于2000—2019年归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)变化趋势发现,新疆荒漠草地以稳定和改善为主;研究区2000—2019年间荒漠草地地上生物量空间分布格局整体表现为北高南低的趋势,20年间荒漠草地平均地上生物量为38.92 g·m^-2;2000—2019年气温与降水均上升,年平均升温率和降水率达到了0.32℃·(10 a)^-1和2.18 mm·(10 a)^-1,50%以上的地区荒漠草地与气温、降水呈正相关关系,生物量与降水的相关性优于气温。研究结果可为新疆草地保护和改善、生态环境建设提供科学依据和技术支持。     

新疆北疆荒漠草地土壤容重空间分布格局及其影响因素

针对我国荒漠草地土壤容重清查数据库严重缺失问题,以新疆北疆426个荒漠草地野外实测数据为对象,结合气象数据及"3S"技术,探讨土壤容重空间变异特征及其主要影响因素.结果表明:0～100cm各土层土壤容重变化范围为0.66～2.17g/cm3,平均值为1.45g/cm3,砾砂质、盐土、沙质、土质、砾石质荒漠亚类土壤容重均...     

短花针茅荒漠草原物种间关系的多度不对称性对载畜率的响应

目前物种的相对多度与种间关系的内部联系如何影响物种共存仍不清楚。为探讨植物群落物种间关系强度的多度不对称性及其对载畜率的响应,本研究以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原植物群落为对象,分析了对照、轻度、中度及重度放牧下群落物种的多度及其频率。结果表明：随载畜率的增大,物种数呈现出降低的趋势。不同载畜率下同分布指数CO均存在明显的多度依赖性;常见种(如短花针茅、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)及刺穗藜(Chenopodum aristatum))对其他物种的作用强度普遍较强。不同载畜率下短花针茅对无芒隐子草及刺穗藜的作用强度均高于其二者对短花针茅的强度,表现出种间强度的不对称性。此外,放牧使得短花针茅对无芒隐子草的作用强度呈现出增大的趋势,使得无芒隐子草对短花针茅的作用强度呈现出降低的趋势。因此,物种间存在多度的不对称性,而放牧进一步造成其物种间作用强度的变化。     

荒漠草原地区冷蒿构件及其动态规律对载畜率的响应

采用随机区组试验方法,研究了内蒙占高原荒漠草原地区不同载畜率对冷蒿构件数量特征的影响,结果表明:冷蒿生长时期和载畜率是影响冷蒿构件数量的关键因素,相同载畜率水平下,冷蒿的营养枝密度、不定根密度和匍匐茎长度为生长末期>生长盛期>生长初期,生殖枝8月最多,冷蒿生长盛期和末期,轻牧区的营养枝密度、不定根密度和匍匐茎长度显著增加(P<0.05);同一生长季节生殖枝随载畜率的增大显著下降(P<0.05),极度干旱的2005年没有形成生殖枝,说明干旱也是限制冷蒿生殖生长的关键性因子.荒漠草原地区冷蒿的繁殖格局以营养繁殖为主,占到80%以上,随载畜率的增加.冷蒿的营养枝分化率逐渐增加.