沙埋对沙米幼苗生长、存活及光合蒸腾特性的影响

沙米(Agriophyllum squarrosum)是藜科沙蓬属1年生沙生植物,广泛分布于我国各主要沙漠和沙地中。为了解沙埋对沙米生长、存活和光合蒸腾特性影响,2010-2011年在科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下沙米幼苗高度、存活率、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的变化,结果表明:沙米具有极强的耐沙埋能力。埋深为株高25%时,沙米幼苗存活率和株高显著增加,埋深为株高50%-100%时,其株高和存活率虽有下降,但与非沙埋对照差异不显著。当沙埋深度超过株高后,其株高和存活率急剧下降,但沙埋达到株高266%时仍然有部分幼苗存活。沙埋第5天,随着沙埋深度的增加,沙米幼苗的光合速率缓慢下降,蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均呈波动式变化。随着沙埋时间的延长,和对照相比,沙米幼苗的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随沙埋深度增加而大幅度下降,但水分利用效率仍呈波动式变化。沙埋第15天时其光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别较非沙埋对照下降了86.7%、89.0%、90.0%和4.2%。相关分析表明,沙米幼苗的存活率和高生长与其光合速率、蒸腾速率、气孔导度变化呈显著正相关,而其光合速率、蒸腾速率、气孔导度之间也呈显著正相关,但与水分利用效率的相关性未达到显著水平。沙埋胁迫下沙米幼苗存活率下降和生长抑制不仅源于沙埋造成幼苗顶土困难和光合面积减少,光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降也是重要原因。     

土地利用方式对盐渍化农田土壤理化特性的影响

在甘肃河西地区选择种植大麦和苜蓿的不同程度盐渍化农田为研究对象,研究了土地利用方式对干旱区盐渍化农田土壤理化特性的影响。结果表明:(1)在0-10 cm耕作层土壤有机质和碱解氮含量,在大麦地的大小顺序为非盐渍化农田(S0)轻度盐渍化农田(S1)中度盐渍化农田(S2)重度盐渍化农田(S3)严重盐渍化农田(S4),在苜蓿地为S1S0S2S3S4,且两种利用方式各梯度农田间的差异不同;(2)在生长季,大麦农田土壤水分的剧烈变化层只在0-20cm土壤层,苜蓿农田土壤剖面水分剧烈变化层在0-80cm;虽然沿盐渍化梯度的降低,两种农田土壤剖面含水量随时间的变异均增加,但大麦地各梯度农田增加的幅度小于苜蓿地各梯度农田;(3)两种利用方式下不同程度盐渍化农田的土壤含盐量的垂直分布和峰值出现的位置不同。在可溶性盐离子的组成和比例上,两种利用方式下相同程度盐渍化农田之间近似,但大麦地中S0和S1的Cl-、Na++K+浓度明显高于苜蓿地中对应盐渍化农田,且沿盐渍化梯度各离子的浓度变化幅度小于苜蓿农田。     

分子标记在种群遗传学研究中的应用

利用分子标记技术进行遗传差异分析是种群遗传学的必要手段。要解决特定的遗传差异问题,首先要挑选合理的种群,尽量减少数据的偏倚;然后选择恰当的分子标记;最后还要对结果进行评价并给出相应的解释。叙述了分子标记在种群遗传学研究中的应用,指出今后的研究重点应放在利用计算机程序和网络信息处理复杂的遗传数据方面,从而为种群遗传学研究提供确凿数据支持。     

沙地植被恢复过程中克隆植物分布及其对群落物种多样性的影响

以科尔沁沙地草地植被不同恢复程度的 6个群落类型为对象 ,研究植被恢复过程中克隆植物的分布及其对群落结构和功能的影响。研究表明 :在植被恢复过程中 ,克隆植物 (主要是密集型克隆植物 )对群落环境的改变和群落生态功能的维持起主导作用 ,但克隆植物在群落中过高的优势度有可能导致群落物种丰富度和物种多样性的下降。恢复梯度上密集型克隆植物的重要值始终高于游击型克隆植物 ,说明密集型克隆植物对环境的适应能力和对群落环境的改造能力更强。     

不同强度放牧后自然恢复的沙质草地土壤呼吸、碳平衡与碳储量

通过测定科尔沁不同强度放牧后自然恢复的沙质草地的土壤呼吸、碳平衡和碳储量,结果表明,整个生长季平均土壤呼吸速率表现为轻牧后恢复草地(CO2-C 0.737 g/m2.d)>无牧后恢复草地(CO2-C 0.704 g/m2.d)>中牧后恢复草地(CO2-C 0.641 g/m2.d)>重牧后恢复草地(CO2-C 0.576 g/m2.d);无牧和重牧后恢复草地的碳素输入和输出处于平衡状态,轻牧和中牧后恢复草地的碳素输入显著高于输出,净截存碳分别为84.89和76.51g/m2;植物-土壤系统的碳储量大小为轻牧后恢复草地(1 785.39 g/m2)>中牧后恢复草地(1 494.69 g/m2)>无牧后恢复草地(1 483.61 g/m2)>重牧后恢复草地(1 323.39 g/m2)。研究结果表明,不同强度放牧后的退化沙质草地在采取围封恢复措施以后,有益于大气CO2的截存,而适度(轻度和中度)放牧后的恢复更有利于增强沙质草地的碳汇作用。     

科尔沁沙质草地禾本科植物主要功能类型对连续放牧的反应

为了正确评价连续放牧对禾本科牧草的影响,在科尔沁典型沙质草地,设置不同放牧强度的4块样区,连续放牧4年后对各样区植被中禾本科植物的盖度和高度进行了样方调查,分析了3个禾本科植物功能类型.结果表明:1)禾本科植物的平均盖度对重牧比较敏感,而在中牧区、低牧区和对照区差异较小;2)3个功能类型植物的高度随放牧强度的增加,呈有规律的降低.而且多年生牧草的高度对放牧强度最敏感,一年生优质牧草次之,一年生劣性牧草最不敏感;3)多年生牧草在各样区的相对盖度随放牧强度的增加,逐渐减少,在重牧区仅为0.69%;一年生优质牧草在各样区的相对盖度表现为中牧区＞低牧区＞重牧区＞封育对照区,说明放牧干扰有提高此相对盖度的影响;一年生劣性牧草在各样区的相对盖度随放牧强度的增加,逐渐增大.     

小叶锦鸡儿种子大小变异对萌发和幼苗生长的影响

研究了小叶锦鸡儿不同大小种子的萌发及幼苗生长发育特征。结果表明,大小不同的小叶锦鸡儿种子在萌发率和出苗率上并不存在显著差异,但种子大小对幼苗叶片数量、株高、根长、生物量均有一定的影响,尤其是在幼苗发育的后期影响较为显著。相关分析表明,幼苗个体大小、叶生物量、茎生物量、根生物量均与种子大小呈极显著的正相关关系。     

利用液流法估算樟子松和小叶锦鸡儿人工林蒸腾耗水

利用Dynamax茎流测量系统,于2006年对科尔沁沙地一处20年生樟子松和小叶锦鸡儿人工混交林的液流动态进行监测。在液流测定的基础上,分别选择边材面积和叶面积为纯量进行尺度扩展来推算樟子松和小叶锦鸡儿林分蒸腾耗水量,分析林分蒸腾耗水量与沙地水分动态关系。结果表明:植物蒸腾耗水量的大小与太阳有效辐射和水蒸气压亏缺显著相关; 在土壤水分严重匮缺的月份,樟子松日蒸腾耗水量呈现明显的下降趋势,变化范围为0.21～1.17 mm/d,平均0.81 mm/d; 小叶锦鸡儿在低土壤含水量条件下对水分利用能力较强,表现出良好的耐旱性和稳定性,其蒸腾耗水的变化范围为0.51～2.79 mm/d,平均1.98 mm/d; 8月份樟子松和小叶锦鸡儿蒸腾耗水量为86.5 mm,是同期降水的137.7%,水分条件是限制人工林存活状况的最主要因素。      

风吹时间和强度对玉米幼苗膜透性影响及其膜保护系统响应

在我国东北西部半干旱风沙区,春季玉米幼苗经常受到大风危害。为了解玉米幼苗对风吹危害的生理响应特征,2013年春季在内蒙古东部科尔沁沙地研究了10 min和20 min两个风吹时间,0(CK)、6、9、12、15 m·s~(-1)和18 m·s~(-1)等6个风速水平下,其幼苗丙二醛含量、膜透性、保护酶活性和渗透调节物质含量的变化。结果表明:10min风吹下,随着风速增强,玉米幼苗的丙二醛(MDA)含量略有增加,其膜透性趋于下降,但大多数处理的MDA和膜透性与CK差异不显著;其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈波动式变化,可溶性糖和脯氨酸含量趋于增加,其中15 m·s~(-1)和18 m·s~(-1)处理的SOD和POD活性显著高于CK,CAT活性低于CK,大多数处理的可溶性糖和脯氨酸含量与CK差异未达到显著水平。20 min风吹下,各处理MDA均较CK没有明显变化,但膜透性随风速增强大幅度增加,同时其SOD、POD和CAT活性及可溶性糖含量也大幅度增加,而脯氨酸含量呈波动式下降。说明10 min风吹对于玉米幼苗细胞膜危害不明显,除个别处理外,其保护酶系统未发挥明显作用,也未见明显渗透调节作用。20 min风吹对膜透性有显著影响,其危害程度随风速增强而增加,其SOD、POD、CAT和可溶性糖对减轻其膜系统受损发挥了协调保护作用。