不同干扰方式对疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲为研究区,研究了春季砍伐、秋季砍伐和春季火烧等干扰处理对绿洲-沙漠过渡带的自然植被疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响.结果表明:春季火烧降低了疏叶骆驼刺的株高、冠幅和生物量,不利于疏叶骆驼刺植被的恢复和再生;不同时间砍伐对疏叶骆驼刺植被恢复和再生的影响差异较大.春季砍伐使疏叶骆驼刺株高、冠幅和生物量降低,叶片生物量、刺的长度和直径增加.秋季砍伐使疏叶骆驼刺株高和冠幅降低,但分枝数量和生物量增加.秋季适度的砍伐有利于塔克拉玛干沙漠南缘疏叶骆驼刺的保护.     

不同干扰方式对疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲为研究区,研究了春季砍伐、秋季砍伐和春季火烧等干扰处理对绿洲-沙漠过渡带的自然植被疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响.结果表明：春季火烧降低了疏叶骆驼刺的株高、冠幅和生物量,不利于疏叶骆驼刺植被的恢复和再生;不同时间砍伐对疏叶骆驼刺植被恢复和再生的影响差异较大.春季砍伐使疏叶骆驼刺株高、冠幅和生物量降低,叶片生物量、刺的长度和直径增加.秋季砍伐使疏叶骆驼刺株高和冠幅降低,但分枝数量和生物量增加.秋季适度的砍伐有利于塔克拉玛干沙漠南缘疏叶骆驼刺的保护.     

新疆绿洲杨树的生理生态学研究展望

绿洲是一类独特的生态系统,它具有独特的结构和功能。杨树是构成新疆绿洲防护林体系的主要树种。本文在对策勒绿洲杨树生理生态学特性研究的基础上,从水分生理和光合作用两方面对国内外研究杨树生理生态学特性的一些方法和手段进行了初步评述,以期这项工作在独特的绿洲系统内广泛开展,从而为优选绿洲防护林树种、优化防护林体系及确保绿洲的可持续发展提供一定的理论依据。     

SPOT4遥感数据在荒漠-绿洲景观分类研究中的初步应用

应用SPOT4多光谱遥感数据,结合GPS（Global positioning system）所测定的地面控制点和地面景观类型调查数据,对新疆塔克拉玛干沙漠南缘中部和田地区的策略流漠-绿洲景观分类法及其特征进行了研究,利用ERDAS IMAGINE图像处理软件,对SPOT 4卫片进行几何纠正、投影转换和监督分类、形成研究区的景观分类图,对策勒绿洲的景观分布格局进行了定性的描述,并进一步探讨了SPOT及其它遥感数据在荒漠-绿洲景观研究中的应用研究前景。     

甘肃景电灌区枸杞与玉米生产模式的能值分析

灌区由于不合理的生产以及不完善的灌排设施,土地盐碱化成为普遍存在的现象,景电灌区治理盐碱地的典型代表村-红跃村在盐碱地种植枸杞取得了良好的生态效益和经济效益.应用能值分析法,对该村枸杞生产模式与原有的玉米生产模式进行了系统分析.枸杞生产模式与玉米生产模式的各项能值指标的比值是:能值投资率3.78 ,净能值产出率2.24 、环境负载率0.27 、能值可持续性指数8.19 .结果表明:枸杞生产模式使得红跃村落后、封闭的生态经济系统变得开放、活跃,增强了可持续发展的潜力.为进一步完善绿洲经济生态系统,应优化生产结构,加强绿洲防护林体系建设.     

塔克拉玛干沙漠腹地试种药用肉苁蓉成功

经过3年试验,结合塔克拉玛干沙漠公路防护林生态工程,国家荒漠生态-绿洲生态建设工程技术研究中心科研人员在沙漠腹地建成塔中肉苁蓉人工种植技术产业化试验示范和种源基地,突破了实现沙漠腹地咸水灌溉条件下肉苁蓉接种技术,并证明生态防护工程与生态产业基地建设相结合开发的可行性。     

基于遥感数据的塔南策勒荒漠-绿洲景观格局定量分析

以新疆塔克拉玛干沙漠南缘中部的策勒绿洲为例,利用SOPT4卫星遥感数据,借助ERDAS image和Arc/View软件,对其荒漠－绿洲景观类型进行分类并形成研究区栅格景观分类图,一共分为14类景观类型。在栅格分类图的基础上生成矢量化的分类图,进而使用ARC／INFO与FRAGSTATS景观格局分析软件计算9种类型的景观参数,并从斑块、类型和景观3个水平上详细列出近70几种相应的参数和景观指数,定量化地揭示了策勒绿洲的景观分布格局与类型特征。     

4种荒漠植物气体交换特征的研究

 在自然条件下我们对塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲边缘4种主要荒漠植物胡杨(Populus euphratica Oliv.)、沙拐枣(Calligonum caput_medusae Schrenk.)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia B.Keller et Shap)和柽柳(Tamarix ramosissima Lbd.)的气体交换、水势及其δ13C的季节变化特征进行了比较研究。结果表明胡杨和沙拐枣气体交换日变化为单峰曲线,骆驼刺和柽柳为双峰曲线;其中骆驼刺属低光合低蒸腾型,WUEph最低,     

塔克拉玛干沙漠南缘荒漠绿洲过渡带不同土地利用影响下土壤化学计量特征

荒漠绿洲过渡带在维护绿洲生态安全和绿洲稳定上具有重要作用。垦荒等土地利用的增强使得荒漠绿洲过渡带的健康稳定受到了巨大的挑战。以塔克拉玛干沙漠南缘典型荒漠绿洲过渡带为研究对象,系统分析了不同土地利用方式(桑田、半自然柽柳林、瓜地、棉花-玉米地)对土壤养分化学计量特征的影响。土壤取样沿农田到荒漠方向进行,分5层进行。研究发现,土壤各养分指标均受土地利用方式(4种)、土层(5层)和与农田边缘垂直距离(4梯度)的显著影响,且存在一定的交互作用。土地利用方式显著影响土壤各养分元素含量。随土层由浅到深,有机碳(C)、有效氮(N)和有效磷(P)基本呈下降趋势,全N具有波动变化,而全P变化不显著。随与农田边缘垂直距离的增加,各养分含量基本呈递减趋势。对同一土层(共选择三层)不同土地利用方式下土壤养分具体分析表明,棉花-玉米地这一利用方式在农田内部具有最高的土壤有机C和全N含量,其次为桑田。随着与农田边缘垂直距离的增加,土壤C、N含量优势减弱。除农田内部样地(0 m)外,三层土壤全P含量基本呈桑田柽柳林棉花-玉米地趋势。表层有效N含量在农田内部样地(0 m)瓜地最高,其他距离处(大于等于20 m)棉花-玉米地高,下层土壤有效氮含量在农田内部各土地利用方式间无差异。在各距离样点处不同土地利用类型间土壤有效P含量的变化无明显规律,在农田内部以瓜地有效P含量最高。棉花-玉米地土壤全量N/P在农田内部和与农田边缘垂直距离20 m处含量最高。三土层土壤有效N/P在农田内部以柽柳林最高,随着与农田边缘垂直距离增加,土壤有效N/P显著改变。综合来看,土地利用对荒漠绿洲过渡带土壤营养含量的增加具有正向作用,由土壤养分变化带来的生态效应值得关注。     

干旱区绿洲防护林网格局对农田蒸散量的影响——以新疆三工河流域绿洲为例

蒸散发作为干旱区农田最敏感的水分支出项,是绿洲生态系统中水量和能量平衡的关键组成部分,而防护林作为干旱区绿洲农田重要的生态屏障,对绿洲农田蒸散发过程有着不可忽视的影响。本研究以新疆天山北坡典型流域——三工河流域绿洲为例,研究农田防护林网分布格局对绿洲蒸散发的影响,结果表明:防护林不仅能够有效降低绿洲农田蒸散量,而且能够在一定程度上维持蒸散量在较低水平上的相对稳定;在防护林网的格局功能上,防护林网带斑比指数与农田蒸散量呈极显著负相关(P0.01),环度指数与农田蒸散量呈显著负相关(P0.05),而防护林网连接度指数与蒸散量的相关性不明显(P0.05),说明防护林网的分布密度和林网结构的成型程度对农田蒸散量具有明显的影响,而在网格基本成型的防护林网络中其连通性对蒸散量的影响不明显。在景观水平上,研究防护林网格局对蒸散量的影响,对于农田防护林网的规划管理具有一定的参考价值。     

遮阴对骆驼刺叶性状和水分生理的影响

以塔克拉玛干沙漠南缘荒漠绿洲过渡带优势种骆驼刺为试验材料,研究正常光照(NL)、中度遮阴(MS)和重度遮阴(SS)3种不同遮阴环境对骆驼刺(Alhagi sparsifoliashap.)叶厚、单叶面积、比叶面积、比叶质量等叶性状参数和相对含水量、水势、失水速率、气孔导度、蒸腾速率以及水分利用效率等水分生理参数的影响。结果显示:随着光照强度的降低,骆驼刺的叶片厚度(LT)、比叶质量(LMA)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)明显降低,而单叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、相对含水量(RWC)、失水速率(RWL)和水势(WP)明显升高;各叶性状参数与水分生理参数之间均有极显著的相关性。说明:骆驼刺在遮阴环境下,其叶性状特征主要通过单叶面积和单叶干物质积累的变化来响应遮阴环境;其水分生理特征主要是牺牲对水分胁迫具有较好抗逆性的水分生理特征并通过气孔调节和更多的水分消耗用于维持一定的光合能力来响应遮阴环境。叶性状与水分生理参数相关性分析表明,遮阴环境下骆驼刺叶性状变化主要通过影响RWL、WP、Tr和WUE进而影响其水分生理特征的变化。因此,建议可利用遮阴措施对极端干旱区荒漠植物骆驼刺进行植被恢复,但其遮光度应设置在70%—80%自然光之间。     

Habitat fragmentation affects genetic diversity and differentiation of the Yarkand hare

The Yarkand hare, Lepus yarkandensis, is an endemic, endangered species restricted to the Tarim Basin of the Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. The Yarkand hare is distributed in scattered oases which are physically isolated by the desert. Its natural fragmentation habitat makes it an ideal object for studying effect of habitat fragmentation on its genetic structure. To evaluate the effects of habitat fragmentation on genetic diversity of the species, we assessed genetic diversity for 20 sampling populations based on control region and Cytb markers. Relatively low levels of gene diversity are found in most of isolated populations in the southern margin of the Taklamakan Desert. Furthermore, a positive correlation is found between gene diversity and the size of historical effective population. Significant genetic differentiation is detected among most populations by pairwise F_ST analyses, which is characterized by an isolation by distance pattern. Additionally, the AMOVA results show highly significant population structure among seven geographical groups. High migration rates are found among continuous populations, while very low levels of migration rates are found among the relatively isolated populations, suggesting that the desert may make an effective barrier against gene flow. Finally, the control region shows four clades by the phylogenetic analyses, three of which are present in nearly all sampling populations. The observed pattern of the lineage mixing, also shown by the Cytb data, may be caused by extensive gene flow among populations, and could be explained by possible demographical expansion of the Yarkand hare during the late Pleistocene interglacial period.     

Life on the edge – to which degree does phreatic water sustain vegetation in the periphery of the Taklamakan Desert?

Questions: Do the vegetation‐specific patterns in the forelands of river oases of the Taklamakan Desert provide clues to the degree to which a vegetation type depends on unsaturated soil moisture, brought about by extensive floodings, or phreatic water? Location: Foreland of the Qira oasis on the southern rim of the Taklamakan Desert, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. Methods: A vegetation map was prepared using a SPOT satellite image and ground truthing. Measurements of soil water contents were obtained from a flooding experiment and transformed into water potentials. Sum excedance values were calculated as the percentage of days on which different thresholds of soil water potentials were transgressed. Groundwater depth was mapped by drilling 30 groundwater holes and extrapolating the distances to the whole study area. Results: The vegetation was characterized by only six dominant or codominant species: Alhagi sparsifolia, Karelinia caspia, Populus euphratica, Tamarix ramosissima, Calligonum caput‐medusae and Phragmites australis. The vegetation patterns encountered lacked any linear features typical of phreatophytes, thus not allowing direct conclusions on the type of the sustaining water sources. Soil water potentials never transgressed a threshold of pF 5 (?10 MPa) in horizons above the capillary fringe during periods without inundation, thus representing water not accessible for plants. Depth to the groundwater ranged between 2.3 and 17.5 m among plots and varied between 1.7 and 8.0 m within a plot owing to dune relief. The seven main vegetation types showed distinct niches of groundwater depths, corresponding to the observed concentric arrangement of vegetation types around the oasis. Conclusions: Inundation by flooding and unsaturated soil moisture are irrelevant for the foreland vegetation water supply. Although distances to the groundwater table can reach about 20 m, which is exceptionally large for phreatophytes, groundwater is the only water source for all vegetation types in the oasis foreland. In consequence, successful maintenance of oasis foreland vegetation will crucially depend on providing non‐declining ground water tables.     

塔克拉玛干沙漠南缘柽柳和胡杨水势季节变化研究

对塔克拉玛干沙漠南缘的柽柳和胡杨生长周期内的清晨水势和水势日变化的连续野外测定表明,两种植物在整个生长期内均未出现明显的水分亏缺.清晨水势的季节变化幅度不大,正午水势有不同程度的降低;一次性人工灌溉对植物水分状况没有明显影响.采伐利用方式不影响植物的水分状况.地下水是柽柳和胡杨生存与生长的先决条件.维持该区域地下水位的基本稳定是保证该区域柽柳和胡杨恢复重建的重要前提.     

Establishment and early survival of five phreatophytes of the Taklamakan Desert

The establishment and survival of young individuals of five desert phreatophytes that form dominant or codominant stands round river oases at the southern rim of the Taklamakan Desert was studied to explain the patterns observed in the established vegetation. We hypothesized to find differences between species in the rates of establishment and survival as well as in the susceptibility to grazing. We expected species that grow at largest distances to the groundwater table to establish themselves more successfully and have higher survival rates. In addition, we expected the high grazing and browsing pressure in the oasis foreland to have a negative effect on seedling establishment, with less palatable species being less affected. Exclosure experiments were carried out along the banks of an ephemeral river. Seedlings and shoot or rhizome fragments were planted in either fenced or control plots. In addition, the naturally emerging seedlings after a flooding event were monitored for survival to the subsequent vegetation period. In contrast to expectations, the species did not differ in the survival of planted seedlings and vegetative fragments. However, there were significant differences in the density of spontaneously emerging seedlings. Tamarix ramosissima had a much higher seedling density than the other species. Excluding livestock had a positive effect on the survival of planted seedlings and shoot or rhizome fragments. However, there were no species-specific exclosure effects neither effects on the survival of spontaneously emerging seedling. The exclusion of grazers and browsers might generally enhance the vegetation coverage in the oases forelands, but it does not favour different species disproportionately. In conclusion, the species’ regeneration niches explain only partly the patterns encountered in the established vegetation.     

塔克拉玛干沙漠微生物研究进展

塔克拉玛干沙漠是中国最大的沙漠,微生物是其生态系统中的主要组成部分。近年来已有不少关于塔克拉玛干沙漠微生物的研究报道,文章对不同地点通过不同研究方法获得的结果进行梳理和总结,综述了塔克拉玛干沙漠腹地、周边和气溶胶的微生物群落组成,新种资源以及菌株应用的研究,并对未来塔克拉玛干沙漠的微生物研究提出展望,旨在为深入研究沙漠微生物提供参考。     

塔克拉玛干沙漠南缘3种果树幼苗光合及抗逆性研究

于2010年7~8月份,以塔克拉玛干沙漠南缘绿洲-荒漠过渡带人工种植的桑树(Morus albaL.)、沙枣(Elaeagnus angustifoliaL.)和杏树(Prunus armeniacaL.)幼苗为材料,研究了它们在相同生境条件下光合响应特征、水势、脯氨酸和可溶性糖含量等生理指标的变化,并用隶属函数值法对3种果树幼苗的抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)3种果树幼苗光响应曲线具有相同的变化规律,当光合有效辐射(PAR)在0~200μmol.m-2.s-1之间变化时,净光合速率(A)随着PAR的增大呈直线增大,当PAR>200μmol.m-2.s-1时,A随PAR的变化呈二次曲线变化;(2)3种果树幼苗的光响应参数最大光合速率(Amax)、曲角(K)、表观量子效率(φ)、暗呼吸速率(Rday)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)以及光合色素的变化趋势并不完全一致,其中桑树具有最大的Amax、φ、Rday和叶绿素含量,而杏树的LSP最高,LCP最低,因此桑树具有最大的光能利用效率,而杏树能更有效地利用强光进行光合作用;(3)3种果树幼苗脯氨酸(Pro)、可溶性糖以及丙二醛(MDA)含量,除沙枣和杏树之间可溶性糖含量差异不显著外,其他指标含量差异在3种果树之间均达到显著水平(P<0.05);(4)在本研究期间3种果树的抗逆性表现为沙枣>桑树>杏树。研究发现,塔克拉玛干沙漠南缘绿洲-荒漠过渡带的3种果树幼苗光响应曲线变化趋势基本一致,体现了植物对环境条件适应的一致性,但是各个生理指标的变化趋势并不完全一致,这可能是由于植物种对环境条件的适应差异所导致。     

短期环割对骆驼刺气孔导度及叶绿素荧光的影响

为研究骆驼刺对不同环割的生理响应,以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围骆驼刺为试验材料,设置了对照(CK),韧皮部半割(PS),韧皮部全割(PF),木质部半割(XS)4种处理,研究了骆驼刺的气孔导度、光合色素含量、Chl a/b、叶绿素荧光参数和曲线在不同环割处理下的变化特征。结果表明:短期韧皮部半割对骆驼刺各项生理指标影响不明显;韧皮部全割下,骆驼刺气孔导度、光合色素含量、叶绿素荧光参数有了不同程度的下降;木质部半割显著降低了骆驼刺气孔导度但光合色素含量和大部分荧光参数没有发生变化。处理后第5天和第10天各项参数相差不大,短期内环割对骆驼刺的伤害程度随时间推移变化较小。总体来看,短期环割处理对骆驼刺伤害程度是PFXSPSCK。在荒漠化防治过程中,应尽量避免骆驼刺的韧皮部被全部剥蚀。     

土壤有机碳动态:风蚀效应

土壤风蚀是引起土壤退化最广泛的形式和原因之一。土壤风蚀对土壤碳动态的影响机制一方面是土壤风蚀引起土壤退化使土壤生产力下降,输入土壤的碳数量减少;另一方面是富含有机碳的细粒物质直接移出系统。风蚀土壤碳的去向包括:(1)就近沉积,(2)沉积于水渠和河流,输入水体;(3)以粉尘形式运移,在远离风蚀区的地域沉积;(4)氧化释放至大气。风蚀引起土壤碳的迁移和沉积不仅导致土壤有机碳在地域间的再分布,使土壤性状的空间异质性增加,也显著改变了土壤系统中碳矿化的生物学过程。土壤有机碳的保持可以促进团聚体的形成,使土壤物理稳定性增加,减缓风蚀。对易风蚀土地进行退耕还林还草、实行保护性耕作等措施可以有效增加土壤碳的固存。     

塔克拉玛干沙漠耐旱,耐盐植物种的选择

塔克拉玛干沙漠耐旱、耐盐植物种的选择刘家琼,邱国玉,石庆辉,李风琴（中国科学院兰州沙漠研究所沙坡头沙漠试验研究站,７３００００）ＳｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＤｒｏｕｇｈｔ－ＲｅｓｉｓｔａｎｔａｎｄＳａｌｔ－ＴｏｌｅｒａｎｔＰｌａｎｔＳｐｅｃｉｅｓｉｎｔｈｅ...