水分处理对榆树幼苗不同器官非结构性碳水化合物的影响

设置正常供水、轻度、中度和重度干旱处理,分析两年生榆树幼苗不同器官的可溶性糖、淀粉及非结构性碳水化合物(NSC)随处理时间延长(15、30、45 d和60 d)的变化特征。结果表明:水分处理15 d时,随着干旱程度增加,叶片和细根可溶性糖含量呈下降趋势,叶片淀粉含量在中度和重度干旱处理最低,为(18.35±0.06)mg·g^-1,茎和粗根可溶性糖含量在重度干旱处理显著低于其他处理。处理30 d时,叶片淀粉和NSC含量随干旱程度增加呈上升趋势,且叶片淀粉含量在重度干旱处理最高,为(47.83±0.27)mg·g^-1,茎和粗根淀粉及NSC含量在轻度干旱处理下显著低于适宜水分处理。处理45 d时,随干旱程度增加,细根可溶性糖/淀粉呈下降趋势,叶片可溶性糖含量、可溶性糖/淀粉和茎淀粉含量在重度干旱处理显著高于其他处理。处理60 d时,随着干旱程度增加,叶片和细根可溶性糖/淀粉逐渐增加,粗根可溶性糖、淀粉和NSC含量在重度干旱处理显著高于其他处理,并且NSC含量达到最大值(68.88±1.01)mg·g^-1。以上结果表明,榆树幼苗各器官可溶性糖、淀粉及NSC含量随着处理时间延长做出不同的响应,各器官NSC下降,并在粗根中积累。这为科尔沁沙地榆树防护林的水分管理提供依据。     

气候变化对大兴安岭兴安落叶松物候期的影响

物候现象是气候变化的一个重要指示器,基于物候资料分析气候变化对兴安落叶松物候的影响,对于指导林业生产具有重要意义。利用额尔古纳市农牧业气象观测站1987—2012年兴安落叶松物候观测资料和1961—2014年气候数据,采用线性倾向估计、Pearson相关系数等方法,分析了气候变化对大兴安岭林区兴安落叶松物候期的影响。结果表明:1近50多年来,研究区增温明显,气候倾向率0.34℃·(10a)-1;降水量和日照时数变化不明显。2 1987—2012年,研究区兴安落叶松花芽开放期、展叶始期、叶完全变色期和落叶末期都有所推迟,其中,叶完全变色期和落叶末期平均每10 a分别推迟17.282 d和12.144 d。生长季延长,平均生长季长度为165 d。3气温是影响兴安落叶松春季物候期的关键气象因子;气温、降水量和日照时数对叶完全变色期有不同程度的影响,而落叶末期仅对日照时数较为敏感。     

河西走廊东部木本植物物候对气候变化的响应

运用膨化相关、SPSS统计软件进行逐步回归、方差分析,对河西走廊东部（1980-2004年）木本植物旱柳（Salix mantsudana）和中国槐（Sophora japonica）的物候变化进行分析,探讨各物候期与气象因子的相关性。研究表明：① 物候变化趋势表现为芽开放、展叶提前,线性倾向率为-0.110 8～-0.356 2;开花、叶变色和落叶期总体推后,线性倾向率为0.479 2～0.710 8;② 从各物候间隔期看,绿叶期延长1.046～7.738 d/10 a、营养生长期延长0.877～8.454 d/10 a、干物质积累期延长4.392～7.738 d/10 a和秋季生长期延长0.477～3.015 d/10 a;③ 木本植物物候与春温呈负相关,春温高,物候提前;与秋温呈正相关,秋温高,物候期推迟。降水与开花、落叶呈显著正相关,而光照因生物本身的发育阶段而异,外界环境因素和生物内在的生物钟机制耦合一起发挥作用。物候变化对局部环境带来一系列连锁反应。     

气候变化对县域棉花物候期影响——以陕西大荔为例

利用陕西主要棉区大荔县1960—2009年气温、降水、日照等气候资料和陕西经济作物气象服务台2001—2009年棉花物候期观测资料,运用线性趋势、Mann-Kendall趋势检验等方法分析大荔县气候变化和棉花物候变化趋势,并分析了气候变化对棉花物候期产生的影响。结果表明:近50年来陕西大荔平均气温以0.16℃/10a的速率呈显著上升,年平均降水量略呈减少趋势,日照时数呈增加趋势,年极低气温和极高气温变化趋势不同步,年极高气温呈下降趋势,而年极低气温略呈上升趋势。气候变化趋势有利于大荔县开展棉花种植。气温和日照时数是影响棉花物候期的主要气候因子,近10年气候向暖干化、日照时数增加的方向发展,使得棉花物候期从出苗期到收获期均有所提前,但各发育期提前程度不同,出苗期和收获期提前最为显著,同时生长期延长,利于提高棉花品质。     

近60年科尔沁沙地的气候变化

处于季风边缘带的科尔沁沙地气候变化具有复杂性和敏感性特征,文中采用线性倾向估计、非参数检验等方法探讨了其变化规律。结果表明:近60年研究区的年均气温呈上升趋势,变化速率为0.37℃/10a,尤其是20世纪80年代中后期以来增温趋势更为明显。且年际极端最高、最低气温也呈上升趋势。在季节变化中,春、冬季增温明显,夏季和秋季变化略小。而年降水量呈稳中有降的总趋势,变化速率为-13.54mm/10a。且年际、季节的降水日数也出现减少趋势。在季节变化中,除了春季以外其它季节均有减少趋势,与SPI变化一致。气温与降水量总体上呈负相关关系,即气温上升与降水的减少相对应,因而该区气候变化呈暖干化总趋势。夏季气候变化与东亚夏季风强弱有一定联系。     

陕西冬小麦物候期对气候特征响应研究

通过对陕西关中平原和渭北旱塬两个不同生态区7个站点1992-2011年气象数据和冬小麦生长发育数据分析发现,两地冬小麦返青及返青前各物候期均呈推迟趋势,返青后各物候期呈提前趋势,导致冬小麦整个生育期均缩短。影响关中地区冬小麦物候期变化的主要因素为温度。越冬期与11月和12月平均温度呈正相关;返青期在关中平原与11月和12月平均温度呈正相关,1月份平均温度呈负相关,在渭北旱塬仅与2月份平均温度呈负相关;两地抽穗期与3-4月各月平均温度呈负相关,成熟期与3-5月各月平均温度及生育期平均温度呈负相关。日照时数对冬小麦物候期变化影响较小,主要为3-5月份各月平均日照时数与成熟期呈负相关关系,渭北旱塬生育期总日照时数与成熟期之间也达显著负相关。降水对物候期影响最小,相关关系均不显著。     

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。     

喀什地区木本植物春季物候变化特征及其对气候变暖的响应

选取喀什地区巴楚县、叶城县、麦盖提县和喀什市农业气象观测站典型木本植物春季物候观测资料及各地同期气象资料,运用线性倾向估计、t检验、相关分析等方法分析各地气温和木本植物春季物候的变化趋势,以及气温对植物春季物候期的影响。结果表明:年平均气温为上升趋势,21世纪以来升温趋势最为显著;春季物候普遍呈提前趋势,就平均而言,近28a来喀什地区春季物候已逐渐提前了8d左右;春季物候对物候期前期1个月的平均温度最敏感,显著敏感时段平均气温每升高1℃,可导致各春季物候期提前1.5-3.4d;春季物候与年平均气温的相关性也较好,年平均气温升高使春季物候期提前,反之推迟,年平均气温每升高1℃,可导致各春季物候期提前3.1-9.0d。     

白榆(Ulmus pumila L.)光驯化后的快速光曲线变化特征

用饱和脉冲调幅式叶绿素荧光测定仪PAM-2100,分别测定了驯化于强光和弱光下的白榆(Ulmus pumila L.)叶片的快速光曲线。结果表明,驯化后的白榆叶片样品,其光合特征值发生明显改变。①强光驯化使得瞬时荧光Ft值升高,弱光驯化下非光化学淬灭系数NPQ高于强光驯化值;②弱光驯化后,吸收能量的比例参数Y(Ⅱ)大大减小,主动散失能量的能力参数Y(NPQ)增加,但是对于结构性保护能力参数Y(NO)影响不大;③强光驯化后的白榆叶片的最大电子传递速率rETRmax远大于弱光驯化后的相应值,相应的初始斜率α和半饱和光强Ik也具有类似的规律。市内环境的光合有效辐射不会对白榆造成光合机构的损伤,强光驯化更有利于白榆的光合作用;在干旱区植物中,白榆具有较强抗性和竞争力;市内绿化规划时,建议将白榆种植在阳光直射处,既可以充分发挥白榆的强光抗性,又可以为一些阴生绿化植物减少阳光直射伤害。     

气候变暖对西峰黄土高原物候期的影响

利用西北地区119个、甘肃黄土高原39个气象站1971-2005年的年、季气温,西峰农业气象试验站≥10 ℃初日和物候期资料,分析了气候变暖对物候期的影响.结果表明:20世纪70年代各季节和年气温均偏低,80年代冬季偏高,其他时段均偏低,90年代各时段均偏高.日平均气温稳定通过10 ℃的初日越来越早,特别是90年代以来,偏早的趋势更加明显.西峰站≥10 ℃初日与作物各生育期为正相关, 苹果树最显著的是展叶盛期,为0.63,梨树最显著的是落叶末期和开花末期,为0.66,0.64.西峰站≥10 ℃初日早的3个年份与迟的3个年份相比,苹果树的各平均生育期普遍提前了4 d以上,梨树提前了7 d以上.     

科尔沁城镇化过程对沙地景观的影响

城镇空间扩展所表征的城镇化过程及其对区域景观的影响,是景观生态学研究中的重要方向之一,也是景观生态学中格局-过程研究的重要组成部分。以1985—2013年遥感数据为基础,GIS技术与景观格局分析方法为手段,采用主要指标构建的城镇化指数定量分析了城镇化过程对科尔沁沙地景观的影响。结果表明:近28 a来,区域城镇化发展较快,年均提高0.64%,并呈现阶段性特征,研究区景观变化明显。在斑块水平上,农田、固定沙丘、林地、居工地的面积增加,其余景观类型的面积减少;农田、居工地与林地的破碎化程度增加;农田、固定沙丘最大斑块面积增加最显著,在区域中的优势作用增强。在景观水平上,区域景观破碎化程度减轻,空间集聚程度增加,景观类型组成趋于简单。区域内城镇化过程对不同类型景观的影响存在差异性,其特征表现为城镇化对农田、居工地的影响最大,对其他类型景观的影响较小。城镇化指数与斑块数量、散布与并列指数、香农多样性指数之间存在显著的负相关关系,城镇化指数与蔓延度指数为显著的正相关关系,表现为研究区景观破碎化程度、空间散布程度、异质性均随城镇化水平提高而减小,反映出城镇化与景观变化存在一定的内在联系,选取的景观指数能够反映城镇化过程对区域景观的影响。     

科尔沁沙质草地封育过程中的植被变化及其机制

对科尔沁沙地乌兰敖都地区的沙质草地封育后的植被变化及其机制进行分析研究。结果表明：① 围栏封育使植被物种丰富度、密度显著提高,群落的优势种发生明显变化;围封地的Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数均表现为随封育时间增加而下降,而Pielou均匀度指数随围封时间增加表现出先增加后下降的趋势。② 围栏封育可以增加土壤表层（0~10 cm）的养分含量,但电导率随围封时间表现出先降低后增加的趋势,同时围栏封育使土壤水分含量下降。③ 土壤表层（0~10 cm）各因子对多样性的影响不同,全氮和pH与Pielou指数呈显著(P<0.05)负相关;全氮对于丰富度指数呈显著(P<0.05)正相关;其他土壤环境因子与多样性指数间关系均不显著,表明在沙质草地封育不利于植物多样性的维持,但有利于土壤养分的积累。     

科尔沁沙地樟子松人工林对微环境改良效果的评价

为揭示樟子松(Pinus sylvestrisvar.mongolica)人工林对微生态条件的改良,对比了樟子松林下与流沙土壤水热状况、理化性质和草本层群落特征。结果表明:①同流沙相比,樟子松林下表层0~20 cm土壤含水量增加,而深层土壤含水量减少,不同土层间含水量的分配差异增大。②林下土壤的比热变大,沙层升温减慢,保温能力提高。③樟子松林下表层具有明显的养分富集特性,表现出明显的层次性,表层(0~10 cm)土壤容重、有机质、全磷、水解氮、有效磷、电导率都显著高于下层(20~40 cm)和流沙表层(p<0.05),但其20 cm以下土壤养分非常低,与流沙相比并没有显著改变(p<0.05)。④从流沙到樟子松人工林整个沙漠化逆转的过程来看,林下草本层群落的盖度、物种丰富度、多样性指数、群落均匀度都在增大,而物种优势度在降低。研究认为,樟子松人工林加速了沙丘的固定,改善了表层土壤的理化性质,在早期促进了植被发育,但在林分郁闭之后,由于争夺光照、水分、养分,又对林下植被产生了影响。     

沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应

为研究沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应过程,于2016年4月中旬利用40个2m×2m×2m的混凝土样方池,通过人工增雨及遮风网降低风速的方法开展模拟控制实验。结果表明:①风速、降水以及两者的协同作用对萌发物种数无显著影响(P> 0. 05)。风速降低20%和降水增加60%使种子萌发物种数与对照相比分别增加4.9%和1.3%;风速降低20%条件下,自然降水和降水增加60%均可使种子萌发物种数增加7. 2%。②不同降水处理会使植物幼苗密度大幅度降低、高度波动变化;风速降低可以较显著地促进沙地植物幼苗生长高度,特别是优势植物猪毛菜(Salsola collina)、大果虫实(Corispermum macrocarpum)的生长高度(P <0.01)。在自然风速条件下,降水增加30%明显促进猪毛菜幼苗高度生长,降水增加60%则相反;风速降低20%条件下,降水增加60%可以大幅度的促进雾冰黎(Bassia dasyphylla)幼苗的生长高度;风速降低40%与降水增加30%和60%的协同作用使雾冰黎、猪毛菜和大果虫实幼苗的生长高度均明显降低。③不同风速和降水处理对植被的Simpson优势度指数(D)、香浓–威纳多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)无显著影响(P>0.05)。以上研究结果表明:降水增加30%对种子萌发阶段物种丰富度的抑制作用较大;与降水相比,风速是沙地植物幼苗生长高度的主要影响因素,并且自然降水条件下,风速降低40%可以使沙地植物幼苗生长高度最大限度地增加;沙地植被物种多样性指数对降水及风速的变化不敏感,这说明科尔沁沙地生态系统群落结构相对较为稳定。     

Variation in soil water content to rainfall under Caragana microphylla shrub in Horqin Sandy Land

In order to investigate the spatio-temporal variability of soil water content to rainfall under Caragana microphylla shrub in Horqin Sandy Land,a plot of 25 m × 25 m,where there were 6 shrub canopies of C. microphylla,was sited for measuring soil water content at two soil layers of 0-20 cm (top layer) and 20-40 cm (lower layer). Soil water content was measured on the 1st,5th,10th and 15th day after a 42 mm rainfall in Naiman of Inner Mongolia. The results showed that soil water contents at both layers under C. microphylla shrub were gradually decreased after the rain. Soil water content at the top layer outside the shrub canopy was higher than that inside the shrub canopy within 5 days,and became similar inside and outside the shrub canopy on the 10th day after the 42 mm rainfall,and it was lower outside than that inside the shrub canopy on the 15th day. The soil water content at lower layer in the area without shrubs was higher than that under shrub canopy all along. All the measured values of soil water content can be fitted to a variogram model. There was significant autocorrelation of the values of soil water content between top layer and lower layer,except for the fourth measured values of soil water content at top layer. The range and spatial dependence of soil water content at top layer were lower than that at lower layer.     

Land cover changes and the effects of cultivation on soil properties in Shelihu wetland,Horqin Sandy Land,Northern China

Land cover change plays an essential role in the alternation of soils properties.By field investigation and applying satellite images,land cover information in the Shelihu wetland was carried out in an area of 2,819 hm 2 in 1985,1995,2000,2005,2010 and 2011,respectively,in Horqin Sandy Land.A total of 57 soil sampling sites across Shelihu were chosen in wet meadow(CL0),cropland(CL) and sandy land(SL) according to the spatial characteristics of water body change.Soil texture,organic carbon(SOC),total nitrogen(TN) and total phosphorus(TP) contents,electrical conductivity(EC) and pH were measured at the soil depths of 0-10,10-20 and 20-40 cm to examine the influence of agricultural conversion and continuous cultivation on soil properties.The results showed that the study area was covered by water body in 1985,which gradually declined afterwards and then reclaimed rapidly at a mean annual rate of 132.1 hm 2 /a from wet meadow to cropland since 1995.In 2011,water body was drained and the area was occupied by 10.8% of CL0,76.9% of CL and 12.3% of SL.Large amounts of SOC,TN and TP were accumulated in the above depths in CL0.Soil in CL0 also had higher EC and silt and clay fractions,lower pH than in SL and CL.Soil in SL was seriously degraded with lower contents of SOC,TN and TP than in CL and CL0.SOC,TN content and EC in CL decreased with the increase of cultivation age,while pH showed a reverse trend with significance at plough horizon.The agricultural conversion in Shelihu was driven by the comprehensive factors of precipitation reduction,economic development and intense competitions for irrigation water.Continuous cultivation in this process is not sustainable because of SOC degradation and nutrient content reduction.The key point is that conventional tillage and removal of residuals induced further land degradation.Wetland reclamation for immediate economic interests led to greater costs in the long-term environmental restoration in Horqin Sandy Land.     

科尔沁沙地坨甸交错区土壤水分的空间变异规律

科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区,地貌形态多样、土地利用类型众多,从而导致土壤水分空间分布的复杂性。通过对科尔沁沙地典型沙丘-草甸相间地区的调查取样与试验分析,运用统计学理论和方法,研究土壤水分的空间变异性及其空间分布规律。结果表明：水平方向上,土壤水分总体表现为草甸地大于沙丘地,过渡带介于两者之间。就草甸地而言,植物生长越好,其土壤水分越高,保水持水性能也越好;沙丘地则与之相反,植被最稀疏的流动沙丘,其土壤含水量大于半流动半固定沙丘与固定沙丘,且有良好的储水条件。垂向上,高覆盖草甸、低覆盖草甸和农田（草甸）土壤含水量在地表下0～40 cm波动最大,40～160 cm随深度增加而递增;流动沙丘、半流动沙丘和固定沙丘土壤含水量随深度增加呈微弱加大趋势。林地、撂荒地、农田（沙丘）变化程度居中。从空间分布看,研究区中东部土壤水分偏大,且向南北两侧区域递减。     

科尔沁沙地不同环境条件下植物叶凋落物CO2释放研究

采用可以有效控制环境因子的室内土壤培养试验,对不同生境土壤、土壤水分及温度作用下叶凋落物释放CO2的情况进行了初步研究。结果表明:①在培养的前4 d,土壤水分含量越高,叶凋落物释放CO2的速率越快;而从整个培养期来看,沙地中较低的含水量对叶凋落物释放CO2的速率无显著的影响。②在流动沙地和半流动沙地的生境中,凋落物释放CO2的总量高于丘间低地和固定沙地。③叶凋落物释放CO2速率与环境温度呈显著的正相关(F=0.7316,P<0.01)。在10℃,20℃以及30℃条件下,CO2的释放速率均较为平稳,而在40℃时0~16 d呈现出明显逐步加快的趋势,在17~24 d则缓缓下降并趋于平稳。