太白山石生苔藓碳同位素分布特征及其环境指示意义

关于植物δ~(13)C值对海拔变化的响应特征及其机理的研究存在不同的认识,且很难找到一种出现在各个海拔高度的植物来减少种间出现的碳同位素分馏的差异。苔藓植物由于其结构相对简单,对环境变化的反应较为敏感,且随海拔梯度分布范围较广,因此,是一类良好的指示植物。通过对太白山南北坡不同海拔高度石生苔藓碳同位素组成(δ~(13)C)以及各环境因子和石生苔藓碳同位素随海拔关系的分析,结果显示:太白山南北坡石生苔藓δ~(13)C与海拔呈显著线性相关(南坡R2=0.45,P0.01;北坡R2=0.31,P0.01)。海拔每升高1 000 m,南北坡石生苔藓δ~(13)C值分别增加2.0‰和1.1‰。同时,大气CO_2浓度及其碳同位素组成、大气压、降水量、生物量等各因子对石生苔藓碳同位素组成记录的海拔效应影响较小,温度很可能是导致太白山石生苔藓δ~(13)C海拔效应的主要因素。     

塔里木河下游柽柳沙包稳定同位素碳与灌丛的相关性

选取新疆塔里木河下游英苏、阿布达勒、喀尔达依3个观测断面,以塔里木河荒漠河岸林的主要建群种——柽柳及其沙包为研究对象,探讨柽柳沙包年层δ~(13)C的变化特征,以及不同年层δ~(13)C值条件下柽柳灌丛与沙堆形态变化之间的关系。结果表明:(1)随着柽柳沙包年层增加,年层凋落物中δ~(13)C含量呈逐渐下降趋势。样品δ~(13)C平均值为-24.42‰,最大值为-22.09‰,最小值为-25.24‰。(2)随着柽柳沙包年层增加,δ~(13)C逐年递减,而柽柳灌丛长轴、短轴、高度、空间占有率和柽柳沙包的高度、长度、宽度及空间占有率均呈增大趋势。(3)柽柳灌丛和沙包的形态参数存在明显相关性,其中柽柳沙包年层与柽柳沙包和灌丛的空间占有率存在显著相关性,表明柽柳沙包对柽柳灌丛生长的促进作用以及灌丛δ~(13)C与沙堆间的互馈效应。     

干旱胁迫对甘肃地区5种经济林苗木水分利用效率的影响

干旱作为全球最为常见的自然灾害之一,对农林业生产造成了严重的影响。而在干旱地区影响林木成活率的关键因素之一是植物对水分的利用效率的高低。以核桃、枣、枸杞、沙棘和花椒5个甘肃地区的经济林2年生实生苗木为试材,通过盆栽实验,对其在干旱胁迫(对照、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫)下的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、瞬时水分利用效率(WUE_I)、长期水分利用效率(WUE_L)、生物量以及稳定性碳同位素比率(δ~(13)C)等进行了测定,分析了5种苗木δ~(13)C与长期水分利用效率WUE_L之间的关系。结果表明:干旱胁迫处理下,5个经济林树种的Pn、Tr、Gs在中度和重度胁迫与对照间差异显著(P0.05),而WUE_I则仅花椒、枣和枸杞在重度胁迫与对照间差异显著(P0.05)。沙棘因较低的Tr而获得了比其它4个树种高的WUE_I。5个经济林苗木的WUE_L和δ~(13)C在重度胁迫与对照间差异显著(P0.05),而生物量则仅花椒、核桃和枣在重度胁迫与对照间差异显著(P0.05)。分析发现,枸杞和沙棘δ~(13)C与WUE_L的相关性较其它3个树种高,而枸杞和沙棘在干旱胁迫下的WUE_L也高于其它3个树种,说明干旱条件下高δ~(13)C是评定经济林高WUE的可靠指标。因此,在甘肃地区进行经济林选择时,枸杞和沙棘可在干旱地区种植,而在水分条件较好的地区则可选择其它3个树种。     

沙柳稳定碳同位素值的特点及其水分利用效率

通过对沙柳5个种源苗木叶片不同月份稳定碳同位素组成(1δ3C)的测定,研究不同种源沙柳δ13C值的特点,试图找出影响δ13C值季节变化的关键环境因子。结果表明:沙柳碳同位素值在-26.753‰~-29.915‰之间变化,其中,乌审旗和榆林种源1δ3C值较高,表明在该试验条件下具有较高的水分利用效率;叶片与枝条相比,δ13C值在6月和8月差异明显,达到0.930‰~2.469‰;而枝条的碳同位素值差异较小,为0.032‰~0.838‰;沙柳δ13C值在不同月份间有显著性差异,6月δ13C值明显高于8月;在将各环境因子分离开的情况下,主要研究了大气相对湿度对植物的1δ3C值季节变化的影响,结果显示,δ13C值随大气相对湿度的降低而偏重。     

艾比湖自然保护区盐生植物的分布及其水分利用效率

以艾比湖自然保护区内盐生植物为研究对象,采用野外调查与室内实验相结合的方法,揭示土壤盐含量与盐生植物数量分布及水分利用效率之间的关系。结果表明:(1)采集的9个土壤样地可划分成高、中和低盐度区3种类型;(2)拒盐和泌盐植物的丰富度在土壤盐分梯度上没有显著性差别,稀盐植物的丰富度在高盐度区显著高于中、低盐度区(高中低)(P0.05),拒盐、泌盐和稀盐植物的多度在中盐度区均显著高于高、低盐度区(中高低)(P0.05)。在高、中盐度区,盐生植物的多度和丰富度为:稀盐拒盐泌盐植物;相反,在低盐度区,泌盐拒盐稀盐植物;(3)稀盐和泌盐植物的δ~(13)C值在盐分梯度上存在显著性差异(P0.05);拒盐植物的δ~(13)C值在土壤盐分梯度上无显著性差异(P0.05);(4)中盐度区泌盐植物的δ~(13)C值显著低于拒盐和稀盐植物外(P0.05),在高盐度和低盐度区,3种盐生植物的δ~(13)C值没有显著性变化(P0.05);(5)拒盐、稀盐和泌盐植物的脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和硝酸还原酶活性在3个土壤盐分梯度上均无显著性差异(P0.05);(6)同土壤盐分条件下,除可溶性蛋白质、可溶性糖和硝酸还原酶活性在少数情况下3种盐生植物间有差别外,大多情况下植物抗胁迫生理指标在3种盐生植物间没有显著性变化(P0.05);(7)抗胁迫生理指标、δ~(13)C值、多度和丰富度之间的关系随盐生植物种类迥异。综合以上分析,盐生植物在土壤盐分梯度上的分布、水分利用效率均与盐生植物的类型有关,其变化可能受内部生理调节、盐分的运输规律等多种因素的综合影响。     

中亚哈萨克斯坦西部过去～30000年以来有机碳同位素变化及其意义

选取位于中亚干旱区哈萨克斯坦中西部的VA剖面作为研究对象,在AMS14C测年基础上,分析了该剖面记录的过去～30000年以来的有机碳同位素组成变化。结果表明:该剖面记录的过去～30000年以来有机质碳同位素值(δ13Corg)变化于-26.19‰--22.12‰之间,均值为-23.77‰,植被主要为C3植物,C4植物仅仅在末次冰盛期出现且其相对丰度极低。因此VA剖面土壤有机碳同位素组成变化主要反映的是C3植物对气候环境因子的响应,进一步对影响该地区植物碳同位素因素的分析发现,降水是控制该地区C3植物碳同位素变化的主要因素,即:降水增多导致C3植物碳同位素值偏负,可以用来指示研究区古降水变化趋势,CO2浓度以及温度仅仅在末次冰盛期对C3和C4植物相对丰度有一定的影响。     

新疆准东荒漠区5种典型植物水分来源

水是植物的主要限制性因子之一,不同生活型植物水分来源不同。运用稳定同位素示踪技术,对准东荒漠区5种典型植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、白梭梭(H.persicum)、刺旋花(Convolvulus tragacanthoides)、琵琶柴(Reaumuria soongonica)和盐生假木贼(Anabasil salsa)的小枝木质部水及其潜在水源的氧稳定同位素(δ~(18)O)的组成进行测定,采用Iso Source模型分析这5种植物对各潜在水源的利用比例,相似性比例指数(PS指数)定量分析不同植物间水分利用关系。结果表明:5种植物主要利用土壤水,但其吸水层位不同,梭梭和白梭梭主要利用深层土壤水(140~200 cm),利用比例分别为73%~87%和43%~74%,吸水层位于140~160 cm;琵琶柴主要利用浅层土壤水(0~80 cm),利用比例为49%~85%,吸水层位于60~80 cm;盐生假木贼和刺旋花主要利用浅层土壤水(0~60 cm),利用比例分别为80%~91%和24%~79%,盐生假木贼吸水层位于20~40 cm,刺旋花吸水层位于40~60cm。梭梭和白梭梭、盐生假木贼和刺旋花两两存在水源竞争的现象。此研究为荒漠地区生态恢复与重建以及对植物在干旱环境下的适应性探索提供参考依据。     

黄河悬浮物及底泥的有机碳同位素研究

通过测定和分析一个水文年内黄河潼关段河流悬浮物和底泥中有机质的碳同位素组成,发现该断面河流悬浮物的δ13C值在-27.4‰~-23.5‰之间变化,平均值为-24.9‰,冬季样品的δ13C值要明显偏负,显示出高比例的C3植物来源。河流底泥的δ13C值相对稳定,在-24.5‰~-23.4‰之间变化,平均值为-24.0‰。研究结果表明:河流悬浮物δ13C值的组成变化可以反映流域内植被组成状况的季节性变化,而河流底泥的δ13C值则代表了流域内长期平均的植被分布状况,受流域内季节性植被变化的影响较小。     

荒漠河岸林建群植物的水分利用过程分析

荒漠河岸林植物是干旱区生态系统的重要组成部分,研究干旱区荒漠河岸林建群植物水分利用过程,对制定生态保育恢复对策具有重要意义。通过对西北干旱区塔里木河和黑河下游荒漠河岸林植物水分来源、根系水力提升过程的观察和对比分析,解析了不同胁迫环境下胡杨、柽柳等荒漠河岸林主要建群种的水分利用过程。研究结果显示：在塔里木河和黑河下游不同地下水埋深和干旱胁迫环境下,荒漠河岸林植物的水分利用方式和生存策略有较大差别。在水分来源上,胡杨和柽柳主要利用深层土壤水和地下水,但塔里木河下游的植物根系对水资源的利用较黑河下游更加多元化;在水分分配方面,塔里木河下游的胡杨表现出更强的水力提升能力和更显著的水分再分配效应,地下水埋深是造成植物水分利用策略差异的主要原因,地下水位越深（7 m以内）,胡杨受干旱胁迫越大,胡杨根系的水力提升能力亦越强。目前黑河下游的生态已处于平衡维持和发展阶段,而塔里木河下游广大地区的荒漠河岸林植物仍处于严重的干旱胁迫中。     

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。     

冬小麦碳同位素分辨率与产量、旗叶光合性状的关系

为了明确不同水分环境下冬小麦碳同位素分辨率(Δ13C)与产量、光合相关性状之间的关系,研究以12份不同时期育成的主栽冬小麦品种为材料,在水(WW)、旱(WS)两种条件下研究碳同位素分辨率、籽粒产量、光合性状及旗叶气孔密度之间的相互关系。结果发现:光合速率、Δ13C、气孔导度、旗叶叶绿素含量、籽粒产量5个性状在干旱胁迫下表现为下降趋势,且与正常灌溉差异极显著;在两种水分条件下,气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和Ci/Ca间均呈现极显著的正相关,籽粒Δ13C与籽粒产量均呈正相关,且正常灌溉条件下Δ13C与籽粒产量具有更高的相关性(0.27 WS;0.51 WW);干旱胁迫条件下,Δ13C与光合速率、气孔导度、E、胞间CO2浓度和Ci/Ca均呈正相关,其中与Ci/Ca显著相关;灌溉条件下,Δ13C与光合速率呈负相关(-0.42),与其它4个光合性状无显著相关性;Δ13C与旗叶表皮气孔密度均呈负相关(-0.49,-0.21 WS;-0.56,-0.61WW),其中在灌溉条件下与旗叶下表皮气孔密度呈显著负相关,旗叶表皮气孔密度受开花、灌浆期干旱胁迫影响小,稳定性好。研究表明,灌浆初期的旗叶气孔密度可以作为Δ13C的潜在替代指标。     

鄂尔多斯高原潜水同位素特征及其成因分析

西北干旱半干旱区地下水的补给来源和方式仍没有统一的认识。通过对比鄂尔多斯高原不同水体氢氧稳定同位素特征,发现鄂尔多斯高原潜水的δD、δ~(18)O平均值(-71.75‰,-9.64‰)相对于当地降水均值(-65.00‰,-8.79‰)偏负。通过综合分析区内气候特点、地下水补给方式、潜水位动态等方面因素,认为潜水δD、δ~(18)O偏负现象与干旱地区降水的雨量效应和季节性冻土冻融作用下降水入渗补给地下水过程有关。δD、δ~(18)O值偏负的大降水补给地下水的能力较强,可能使潜水δD、δ~(18)O值偏负;冻土冻融条件下δD、δ~(18)O值偏负的冬季降水有效入渗补给能力较强,是潜水δD、δ~(18)O值偏负的另一可能原因。研究表明,利用氢氧稳定同位素研究干旱半干旱区地下水的补给来源和方式,需要考虑不同降水条件及冻土冻融作用下地下水补给能力的差异及其对地下水同位素组成的影响。     

宁夏种植甘草δ13C组成与水分利用的关系

以宁夏盐池退耕还草地人工种植乌拉尔甘草(以下统称甘草)为研究对象,比较研究了甘草叶片的δ~(13)C组成、叶片相对含水量、脯氨酸含量、叶绿素含量等指标及其相互关系。结果表明:(1)自然降水条件下不同处理土壤含水量显著低于灌溉条件下的土壤含水量(P0.05),甘草叶片的δ~(13)C值、水分利用效率、叶片相对含水量显著大于灌溉条件下的相应值(P0.05),脯氨酸含量和叶绿素含量则呈相反变化趋势;(2)野生甘草与自然降水条件下种植甘草之间的生境土壤含水量、δ~(13)C值及水分利用效率无显著差异,与灌溉条件下种植甘草之间的各项指标差异显著;(3)同一水分条件下2 a生和3 a生甘草之间的脯氨酸含量和叶绿素含量差异显著(P0.05),其他指标差异不显著;(4)甘草叶片δ~(13)C值与土壤含水量、脯氨酸含量、叶绿素含量呈显著负相关,与叶片相对含水量呈显著正相关。综上可知,甘草叶片δ~(13)C值可同时反映甘草植株和土壤的水分状况。自然降水条件下,人工种植甘草与野生甘草一样具有高的δ~(13)C值和水分利用效率,在研究区,甘草可在无灌溉条件地区大面积种植。     

裸露与沙埋对极端干旱区凋落物分解和养分释放的影响

为了评估沙漠公路防护林林带裸露与沙埋处理下的凋落物分解和养分动态特征,以梭梭（Haloxylon ammodendron）和乔木状沙拐枣（Calligonum arborescens）同化枝、多枝柽柳（Tamarix ramosissima）叶凋落物为研究对象,用凋落物分解袋法进行分解试验。结果表明：（1）3种凋落物的质量损失在2种处理下均存在显著差异,沙埋处理下凋落物质量损失大于裸露处理,至分解试验结束,裸露处理下梭梭、乔木状沙拐枣和多枝柽柳的失重率分别为7%、6.8%、18.1%;沙埋处理下梭梭、乔木状沙拐枣和多枝柽柳的失重率分别为23.7%、9.7%、21.9%;(2)分解过程中,2种处理下凋落物C、N、P含量变化不太一致,梭梭与乔木状沙拐枣同化枝的N与P含量均呈净富集状态,而C含量则呈现净释放状态;多枝柽柳叶的N和P含量分别呈净富集、净释放状态,C含量为富集-释放状态;（3）分解速率k值与相关因素分析表明,凋落物初始N、P、C:N与C:P含量对分解速率影响显著（P<0.01）。这些结果说明,在极端干旱区,沙埋对凋落物的分解过程有显著的积极影响。     

不同盐度下施氮量对甜菜生长发育及氮素吸收利用特性的影响

本研究以Na Cl为盐分模拟不同盐度环境(轻度S1:2.5 g·kg~(-1);中度S2:5.0 g·kg~(-1);重度S3:7.5g·kg~(-1)),研究了施氮对盐环境下甜菜生长发育与氮素吸收利用状况的影响。结果表明:(1)在实验的三种盐度条件下,在N1(0.3 g·kg~(-1))~N4(2.4 g·kg~(-1))的范围内施氮可显著缓解盐胁迫对甜菜造成的伤害或显著增强其在盐胁迫下的生存能力,甜菜在轻度与中度盐胁迫下的最佳施氮量均为N3(1.2 g·kg~(-1)),在重度盐胁迫下的最佳施氮量为N2(0.6 g·kg~(-1));(2)在轻、中、重三种盐度下,随着施氮水平(0~2.4 g·kg~(-1))的提高,甜菜叶片渗透势随之降低,渗透调节能力呈增强趋势;(3)在各盐度环境下,施氮均可促进甜菜叶片(同化枝)光合色素的合成,增加光合色素含量,从而提高光合效率,同时增强其对盐渍环境的适应能力;(4)在三种盐度下,随着施氮量的增加甜菜氮素生产力与氮肥农学利用效率均呈现出下降的趋势,在N1(0.3 g·kg~(-1))~N3(1.2 g·kg~(-1))水平下表现为大幅度下降,并且氮素生产力与氮肥农学利用效率均随着盐度的增加而下降;(5)在三个盐度环境下,甜菜块根、叶柄、叶的含氮量均随着施氮量(0~2.4 g·kg~(-1))的增加而升高,且同一施氮水平下甜菜各部位含氮量总体表现为:叶叶柄块根;(6)在轻、中、重三种盐度胁迫下的最高施氮限量分别为1.39、1.33 g·kg~(-1)和1.24 g·kg~(-1)(其最高干物质产量分别为90.09、72.86 g·pot~(-1)和32.47 g·pot~(-1))。     

干旱生境下3种植物叶凋落物分解动态特征

以塔里木盆地胡杨、多枝柽柳、胀果甘草为研究对象,应用凋落袋法,研究叶凋落物分解动态,揭示3种植物叶凋落物在干旱生境下分解动态特征,结果表明:①经过810d分解,胡杨、胀果甘草叶凋落物质量残留率分别为48.93%、38.07%,经630d分解多枝柽柳叶凋落物质量残留率为69.55%,分解时间对胡杨、胀果干草、多枝柽柳叶凋落物残留率均有极显著影响,处理(林窗、林下)对胡杨、胀果干草叶凋落物残留率有显著影响、极显著影响。②处理对3种植物叶凋落物分解系数有显著影响(P<0.05),且分解系数(k)表现为k林窗>k林下,k胀果甘草>k胡杨>k多枝柽柳,经810d分解胡杨、胀果甘草叶凋落物t0.95分别为9.159.48a、6.757.03a,经630d分解多枝柽柳叶凋落物t0.95为13.8215.05a。③受植物种类的影响,分解时间、处理对C、N、P元素释放进程影响不同。3种植物C元素都表现出释放-富积-释放的变化过程,多枝柽柳、胀果甘草叶凋落物N元素在观测期内表现出释放-富积的过程,而胡杨林下则表现出富积-释放-富积的规律,观测期内P元素释放过程与N元素表现出相似的变化规律。④叶凋落物分解系数k值与分解时间、残留量、全氮、全磷、木质素、木质素比氮呈极显著相关(P<0.01),土壤湿度、全碳、C/N均与k林窗、k林下存在极显著差异。干旱区微生境(林下、林窗)的变化对叶凋落物分解有显著影响,凋落物质量与土壤湿度对凋落物分解起主导作用。     

科尔沁沙地不同林龄樟子松人工林土壤生态化学计量特征

以科尔沁沙地不同林龄(15 a、25 a、35 a和45 a)樟子松林为对象,研究其0~100 cm土层土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征,探讨土壤碳氮磷化学计量特征的垂直分布规律及随林龄的变化规律。结果表明:(1)4种林龄樟子松林土壤(0~20 cm土层)有机碳、全氮和全磷含量分别为7.34、0.39 g·kg~(-1)和0.19 g·kg~(-1),均低于全国平均水平。(2)随着林龄的增加,有机碳含量、C/N和C/P均呈现增大的趋势;全氮和全磷含量呈现先增加后降低(45 a生林分显著降低);而N/P的变化不显著。(3)随着土层的加深,有机碳和全氮含量的变化趋势基本一致,均呈现逐渐降低的趋势,但是各林分在0~20 cm土层中的有机碳和全氮含量均不足总含量的1/3;C/N和C/P呈现相反的变化趋势(C/N增加、C/P降低);而全磷含量和N/P的垂直分布较为均匀,变化不大。综上所述,本研究区樟子松林土壤中的有机碳、全氮、全磷含量极为贫瘠,但樟子松人工林种植增加了土壤碳、氮、磷养分含量;各林龄樟子松林土壤同时受氮、磷养分的限制,但随土层加深受氮的限制更为显著。     

9种典型荒漠植物生态化学计量学特征分析

化学计量学是研究生态过程中能量平衡和多重化学元素平衡的科学,能够定量化研究活有机体重要组成元素碳（C）、氮（N）、磷（P）之间的关系,有助于解决植物和生态系统养分供应与需求等方面的难题为解决生态系统养分供求与循环问题提供了新思路。化学计量学已成为研究生态系统元素平衡和生物地球化学循环的重要手段之一。为了厘清极端环境条件下荒漠植物在逆境适应与元素循环的反馈能力,对东阿拉善-西鄂尔多斯荒漠生态系统中9种优势植物霸王（Sarcozygium xanthoxylon）、胡杨（Populus euphratica）、四合木（Tetraena mongolica）、白刺（Nitraria tangutorum）、蒙古扁桃（Amygdalus mongolica）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）、沙拐枣（Calligonum mongolicum）、细枝岩黄芪（Hedysarum scoparium）和沙棘（Hippophae rhamnoides）根、茎、叶的C、N、P含量和生态化学计量学特征进行了分析。结果表明：（1）9种荒漠植物根、茎、叶的C、N、P含量的均值分别为：418.96 mg·g^-1、15.07 mg·g^-1、1.10 mg·g^-1,460.88 mg·g^-1、12.99 mg·g^-1、1.03 mg·g^-1,435.07 mg·g^-1、23.40 mg·g^-1、1.18 mg·g^-1。根、茎、叶的C∶N∶P化学计量比分别为381∶14∶1、447∶13∶1和369∶20∶1。表明其C的相对过量和P元素的限制性。（2）植物根部的C储备能力较弱,与其处于荒漠生态系统土壤贫瘠,日照强,年降水量较低有关。（3）四合木的N∶P（9.45）计量学较全球陆生植物（12.6）、中国陆生植物（16.3）中国北方典型荒漠及荒漠化地区植物（15.8）显著偏低,表现出我国特有孑遗珍稀植物四合木化学计量学特征的独特性。（4）与已有的荒漠植物化学计量学研究结果相比,9种荒漠植物根、茎、叶N含量均显著偏高,茎和叶P含量显著偏低,根的P含量无显著差异。生物与环境的协同进化,使得荒漠植物在温度逆境、干旱胁迫、营养限制、物质代谢和辐射损伤的条件下,经过长期的进化适应形成了自身独特的生理生态和生态化学计量特征。该研究结果可为我国西北荒漠区植物化学元素循环以及生物多样性保护中限制性营养的判定与维护生态系统元素平衡提供案例借鉴。     

粤北丹霞盆地晚白垩世丹霞组锦石岩段钙质泥岩C-O同位素特征及其环境意义

丹霞山是"中国丹霞"世界自然遗产的典型代表,目前对成景地层-上白垩统丹霞组沉积环境的研究程度不高,尤其对丹霞组锦石岩段沉积环境还存在争议。文中利用沉积学和稳定同位素地球化学方法,对丹霞山丹霞组锦石岩段钙质泥岩进行研究,分析该套泥岩沉积时期的古环境和古气候。粤北丹霞盆地丹霞组锦石岩寺段钙质泥岩的δ~(13)C_(PDB)值在-3.34‰～-2.0‰之间,平均值为-2.49‰,δ~(18)O_(PDB)值在-8.9‰～-5.7‰之间,平均值为-7.28‰。盐度值Z平均为119,在中国典型湖相碳酸盐岩碳氧同位素分布图中,样品主要投点于四川盆地侏罗系大安寨段和青藏高原北部的湖相碳酸盐岩中,预示着其可能形成于咸水-半咸水的陆相湖泊体系中。其古水温为19～34℃,平均为26℃之间。在75Ma,丹霞盆地大气CO_2浓度为1009～1436ppmv,平均为1282ppmv。丹霞盆地晚白垩世锦石岩寺段时期,具有干燥的地表沉积环境,可能与晚白垩世中期Campanian期东亚中纬度地区的干旱古气候条件相关。     

阿拉善荒漠几种典型灌木种子水分响应与繁殖对策研究

本文以阿拉善荒漠分布的沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、梭梭(Halox-ylon ammodendron)、红砂(Reaumuria soonorica)、阿拉善沙拐枣(Calligonum alaschanicum)、膜果麻黄(Ephedra przewalsetina)、绵刺(Potaninia mongolica)和四合木(Tetreana mongol-ica)等灌木为研究对象,以种子吸胀过程中对水分的吸收速度和水分利用效率作为对水分的响应特性。研究结果表明:所供实验的各种灌木种子吸胀所需时间顺序依次为:梭梭<四合木<绵刺<膜果麻黄<红砂<阿拉善沙拐枣<沙冬青,与之相对应的种子千粒重为沙冬青>阿拉善沙拐枣>红砂>梭梭>四合木>膜果麻黄>绵刺,种子千粒重与吸胀时间呈极显著的正相关关系;吸胀过程中水分吸收速度和水分利用效率分别是阿拉善沙拐枣>沙冬青>四合木>红沙>梭梭>绵刺>膜果麻黄,梭梭>膜果麻黄>绵刺>四合木>阿拉善沙拐枣>沙冬青>红沙。响应于荒漠水分的变化,荒漠灌木可分为对水分敏感性植物和迟钝性植物。对水分敏感性植物,繁殖对策表现为典型的r-对策,千粒重较小,对水分利用效率较高,如绵刺、梭梭等,对水分迟钝性植物,繁殖对策为典型的k-对策,千粒重较大,水分利用效率较低,如阿拉善沙拐枣和沙冬青等。响应于荒漠环境为极度胁迫下的易变环境,水分敏感的植物对荒漠植被的稳定具有重要贡献,响应于相对稳定时间尺度内,水分迟钝植物对荒漠植被构建起着关键作用。这种r-对策和k-对策荒漠灌木对水分不同的利用方式和繁殖方式,既能在干旱多变的气候环境变化下保持一定的荒漠景观植被,又能在稳定气候环境下保持另一种荒漠景观植被,从而确保荒漠地表环境的稳定。