克氏针茅物候对气候变暖和水分变化的响应及其光合生理生态机制

物候对气候变化具有重要指示作用,然而现有研究主要关注植物物候变化与环境因子的关系,对于物候变化的生理生态机制研究较为缺乏。基于内蒙古自治区克氏针茅草原红外线辐射增温与控水相结合的原位模拟试验资料,探究了克氏针茅物候变化的光合生理生态机制及其对水热环境因子的响应。研究结果表明：（1）增温使克氏针茅返青期和抽穗期提前2.8 d和7.8 d、枯黄期推迟6.8 d;水热协同作用主要影响抽穗期,增温增水（气候暖湿化）较增温减水（气候暖干化）提前7.4 d。（2）增温增水使得克氏针茅返青期和抽穗期的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著高于增温减水,而对水分利用效率的影响则相反（P<0.05）,增温增水与增温减水对克氏针茅枯黄期的光合生理生态特征影响无显著差异。（3）净光合速率是影响克氏针茅物候变化的决策因子,温度是影响克氏针茅植物返青期和枯黄期的限制因子,水分则是影响克氏针茅植物抽穗期的限制因子。研究发现克氏针茅物候与其光合生理生态特征和环境因子密切相关,研究结果可为植物物候模型发展和物候机理研究提供理论支撑。     

内蒙古地带性针茅植物对CO2和气候变化的适应性研究进展

收集了1992—2013年关于模拟CO2浓度升高及气候变化(温度升高、降水变化)对内蒙古地带性草原群落的5个建群种针茅植物(贝加尔针茅、本氏针茅、大针茅、克氏针茅、短花针茅)影响的实验研究结果表明,模拟CO2浓度升高、增温和增雨将提高针茅植物的光合作用和株高生长,但CO2处理时间延长会导致光合适应;温度和降雨变化将改变针茅植物的物候进程,但物种之间反应有差异;CO2浓度升高有助于针茅植物生物量增加,增温和干旱则相反,CO2浓度升高对干旱的影响具有补偿作用;干旱和涝渍胁迫将提高针茅植物植株C/N,CO2浓度升高将加剧水分胁迫下针茅植物植株C/N的增加效应,导致牧草品质下降。由于当前在适应性指标、针茅植物对气候变化协同作用的适应机理及其敏感性研究等方面存在的不足,导致目前无法全面比较各针茅植物对CO2和温度、降水变化的响应差异及其敏感性,因而无法预测未来在全球变化背景下,这几种针茅植物的动态变化及其在地理分布上的迁移替代规律。为科学应对气候变化,未来应加强内蒙古地带性针茅植物的适应性指标、针茅植物对多因子协同作用的适应机理及敏感性研究。     

前期水淹对牛鞭草后期干旱胁迫光合生理响应的影响

水淹和干旱是限制植物生长的两种主要环境因子。三峡库区消落带由于其特殊的地形条件和人工水文节律,呈现以年度为周期的“水淹-落干”交替变化的水文变动特征,在消落带生长的植物因此受到水淹和干旱交替胁迫的双重影响。为了探究库区蓄水对消落带植被干旱耐受性的影响,以当年生牛鞭草扦插苗为试验对象,设置对照组(CK)、表土水淹组(SF)、全淹组(TF)、对照-干旱组(CD)、表土水淹-干旱组(SFD)、全淹-干旱组(TFD)6个处理组,研究不同水分处理对牛鞭草光合特性的影响。结果表明:(1)水淹和干旱胁迫均对牛鞭草光合特性造成显著影响;(2)水淹胁迫阶段,与CK组相比,牛鞭草SF和TF组净光合速率、气孔限制值和水分利用效率显著下降,胞间CO_2浓度显著上升;(3)干旱胁迫阶段,牛鞭草CD和SFD组净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率等光合参数显著低于CK组,TFD组净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率等指标与CK组无显著差异;(4)复水阶段,各处理组净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率等指标均与CK组无显著差异。研究表明,前期水淹并未增加牛鞭草对后期干旱胁迫的敏感性,牛鞭草对水淹和干旱胁迫均具有较好的耐受性,有助于牛鞭草对库区消落带生境变化的适应性。     

甘肃马先蒿寄生对禾草内生真菌共生体光合特性的影响

[目的]甘肃马先蒿与感染内生真菌的禾草(紫花针茅和麦宾草)建立根寄生关系,有关内生真菌对根寄生危害禾草光合作用调控方面的研究较少。[方法]本研究以紫花针茅和麦宾草带菌(E+)、不带菌(E-)植株为研究对象,研究甘肃马先蒿寄生和未寄生处理对紫花针茅和麦宾草E+、E-植株不同生长阶段光合特性影响的动态变化。[结果]甘肃马先蒿寄生显著降低紫花针茅和麦宾草的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,而胞间二氧化碳浓度和水分利用率却显著增加,这与禾草是否感染内生真菌无关。甘肃马先蒿寄生后E+紫花针茅的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于E-植株,而麦宾草E+植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率却低于E-植株;同时,根寄生条件下E+紫花针茅的胞间二氧化碳浓度和水分利用率低于E-植株;而E-麦宾草植株的胞间二氧化碳浓度和水分利用率却低于E+植株。[结论]内生真菌侵染影响甘肃马先蒿根寄生危害禾草的光合作用;甘肃马先蒿和内生真菌同时成为禾草营养消耗库时,内生真菌与禾草的共生关系处于一种互惠共生和相互拮抗的动态变化。     

高寒草原优势种紫花针茅叶片解剖结构对青藏高原高寒干旱环境适应性分析

随着气候变暖, 高寒草原分布面积逐步增加, 高寒草原植物如何适应高寒干旱环境的研究还比较缺乏。该研究通过分析高寒草原优势种紫花针茅(Stipa purpurea)不同地理种群叶片解剖结构特征差异及其与气候因子的相关性, 阐明紫花针茅叶片适应高寒环境的策略, 为理解高寒植物对高寒干旱胁迫环境的适应机制提供科学依据。在青藏高原不同地理位置选择8个紫花针茅种群, 选择成熟健康叶片用卡诺氏固定液固定, 将固定好的叶片带回实验室进行石蜡切片和染色, 用显微镜观察叶片结构, 并用数码相机拍摄, 然后用软件Image-pro plus 6对叶片结构进行测量。结果显示: 紫花针茅叶片普遍具有较厚的角质层, 可减少水分散失和抵御较强的辐射; 不同地理种群紫花针茅叶片解剖结构在厚壁细胞厚度、叶片厚度、导管直径、主脉导管腔面积/主脉维管束面积和维管束面积/叶横切面积等特征上存在较大差异, 以适应不同区域的生境。Pearson相关性和聚类分析结果表明紫花针茅叶片解剖结构与气候因子密切相关; 主成分和冗余分析结果表明在干旱区域紫花针茅叶片解剖结构主要受到蒸发量的影响, 而在相对湿润区域紫花针茅叶片解剖结构主要受生长季降水量、湿润系数和年降水量/年蒸发量影响。综上所述, 紫花针茅通过增加厚壁细胞减少水分散失, 同时增加导管直径、主脉导管面积/主脉维管束面积和维管束面积/叶横切面积等输水组织面积适应高寒干旱气候。     

干旱气候对大针茅草原的群落结构和地上部分生物量的影响

众所周知,在干旱和半干旱地区,水分是限制植物生长的重要因素。可是它到底对植被的影响如何?特别是在干旱缺水的年份,植物群落到底会产生那些方面的变化?1980年我们在内蒙古锡林郭勒盟中国科学院草原生态系统定位站工作时,对大针茅(Stipa grandis)草原在大旱之年的生长状况进行了初步观测。     

凝结水对干旱胁迫下羊草和冰草生理生态特征及叶片形态的影响

为了探讨凝结水对植物生长的作用,该文研究了干旱处理下模拟凝结水对羊草(Leymus chinensis)和冰草(Agropyron cristatum)生理性状和叶片表面结构的影响。试验设计了干旱无凝结水、干旱每周发生3次和5次凝结水以及正常浇水不发生凝结水4个处理,通过超声波加湿器模拟凝结水的发生,研究凝结水对两种植物叶片相对含水量、水势、净光合速率、水分利用效率、生物量以及叶片表面结构等的影响。结果表明:凝结水显著增加了干旱胁迫下两种植物的叶片相对含水量和水势(p0.05);凝结水显著提高了冰草的净光合速率、气孔导度与蒸腾速率(p0.05);而羊草的气孔导度和蒸腾速率随凝结水的变化不明显。羊草和冰草的地上生物量和根系生物量随凝结水的发生有增加的趋势,但是各处理间差异不显著。凝结水降低了羊草和冰草黄叶数与总叶数的比值,这表明凝结水对干旱胁迫下植物叶片表面结构遭到的破损有一定的保护和修复作用。该研究证实羊草和冰草的叶片可以吸收凝结水,并对其光合作用、水分生理以及生长具有正效应。     

羊草叶片气体交换参数对温度和土壤水分的响应

 采用生长箱控制的方法研究了羊草(Leymus chinensis)幼苗叶片光合参数对5个温度和5个水分梯度的响应和适应。结果表明：轻度、中度土壤干旱并没有限制羊草叶片的生长,对气体交换参数亦无显著影响,反映了羊草幼苗对土壤水分胁迫的较高耐性。叶片生物量以26 ℃时最大,其它依次为23 ℃、20 ℃、29 ℃和32 ℃。温度升高使气孔导度和蒸腾速率增加, 却使光合速率和水分利用效率降低。水分和温度对叶片生物量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率存在显著的交互作用,表明高温加强了干旱对叶片生长和气体交换的影响, 降低了羊草对土壤干旱的适应能力。高温和干旱的交互作用将显著减少我国半干旱地区草原的羊草生产力。     

甘肃马先蒿寄生对禾草内生真菌共生体光合特性的影响北大核心CSCD

[目的]甘肃马先蒿与感染内生真菌的禾草(紫花针茅和麦宾草)建立根寄生关系,有关内生真菌对根寄生危害禾草光合作用调控方面的研究较少。[方法]本研究以紫花针茅和麦宾草带菌(E+)、不带菌(E-)植株为研究对象,研究甘肃马先蒿寄生和未寄生处理对紫花针茅和麦宾草E+、E-植株不同生长阶段光合特性影响的动态变化。[结果]甘肃马先蒿寄生显著降低紫花针茅和麦宾草的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,而胞间二氧化碳浓度和水分利用率却显著增加,这与禾草是否感染内生真菌无关。甘肃马先蒿寄生后E+紫花针茅的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于E-植株,而麦宾草E+植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率却低于E-植株;同时,根寄生条件下E+紫花针茅的胞间二氧化碳浓度和水分利用率低于E-植株;而E-麦宾草植株的胞间二氧化碳浓度和水分利用率却低于E+植株。[结论]内生真菌侵染影响甘肃马先蒿根寄生危害禾草的光合作用;甘肃马先蒿和内生真菌同时成为禾草营养消耗库时,内生真菌与禾草的共生关系处于一种互惠共生和相互拮抗的动态变化。     

温带草原7种针茅植物根系特征及其对环境因子变化的适应

为比较针茅（Stipa）植物适应策略,以大尺度梯度下（>1600 km）温带草原主要针茅植物为对象,系统研究了8个样点7种针茅根系生物量、根冠比、解剖结构和生理调节物质的差异及其对环境因子的适应。在由东北至西南的区域上,随降水量下降针茅植物根系的抗旱特征增强或适应策略趋于复杂,不同针茅植物根系对水分变化（或旱季和雨季）有着不同的适应策略。综合分析表明贝加尔针茅（S. baicalensis）、大针茅（S.grandis）及克氏针茅（S.krylovii）（多伦样点）的生长受干旱制约,对降水高度敏感,雨季降水促进其生物量快速积累。沙生针茅（S.glareosa）、短花针茅（S.breviflora）、戈壁针茅（S.gobica）、本氏针茅（S.bungeana）等通过增大根冠比和渗透调节物质累积等途径提高根系吸水和保水能力,抵御干旱胁迫。偏相关分析显示实验区域针茅植物根系性状与降水量和海拔高度存在显著的相关性。     

Species-specific response of photosynthesis to burning and nitrogen fertilization

The present study was conducted to examine photosynthetic characteristics of three dominant grass species (Agropyron cristatum, Leymus chinensis, and Cleistogenes squarrosa) and their responses to burning and nitrogen fertilization in a semiarid grassland in northern China. Photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (gs), and water use efficiency (WUE) showed strong temporal variability over the growing season. C. squarrosa showed a significantly higher Pn and WUE than A. cristatum and L. chinensis. Burning stimulated Pn of A. cristatum and L. chinensis by 24-59% (P＜0.05) in the early growing season, but not during other time periods. Light-saturated photosynthetic rate (φmax) in A. cristatum C. squarrosa. The burning-induced changes in soil moisture could explain 51% (P=0.01) of the burning-induced changes The stimulation of Pn under N fertilization was mainly observed in the early growing season when the soil extractable N content was significantly higher in the fertilized plots. The N fertilization-induced changes in soil extractable N content could explain 66% (P=0.001) of the changes in Pn, under N fertilization. The photosynthetic responses of the three species indicate that burning and N fertilization will potentially change the community structure and ecosystem productivity in the semiarid grasslands of northern China.     

Precipitation regulates plant gas exchange and its long-term response to climate change in a temperate grassland

Aims Climate change largely impacts ecosystem carbon and water cycles by changing plant gas exchange, which may further cause positive or negative feedback to global climate change. However, long-term global change manipulative experiments are seldom conducted to reveal plant ecophysiological responses to climatic warming and altered precipitation regimes.Methods An 8-year field experiment with both warming and increased precipitation was conducted in a temperate grassland in northern China. We measured leaf gas exchange rates (including plant photosynthesis, transpiration and instantaneous water use efficiency [WUE]) of two dominant plant species (Stipa sareptana var. krylovii and Agropyron cristatum) from 2005 to 2012 (except 2006 and 2010) and those of other six species from 2011 to 2012.Important findings Increased precipitation significantly stimulated plant photosynthetic rates (A) by 29.5% and 19.9% and transpiration rates (E) by 42.2% and 51.2% for both dominant species S. sareptana var. krylovii and A. cristatum, respectively, across the 8 years. Similarly, A and E of the six plant functional types were all stimulated by increased precipitation in 2011 and 2012. As the balance of A and E, the instantaneous WUEs of different plant species had species-specific responses to increased precipitation. In contrast, neither warming nor its interaction with increased precipitation significantly affected plant leaf gas exchange rates. Furthermore, A and E of the two dominant species and their response magnitudes to water treatments positively correlated with rainfall amount in July across years. We did not find any significant difference between the short-term versus long-term responses of plant photosynthesis, suggesting the flexibility of leaf gas exchange under climate change. The results suggest that changing precipitation rather than global warming plays a prominent role in determining production of this grassland in the context of climate change.     

The effects of gap disturbance on the seedling emergence,survival and growth of two different native species in Inner Mongolia

A field study was conducted to investigate the effects of gap disturbance on the seedling establishment process of two native species. Seeds of Agropyron cristatum and Stipa krylovii were reseeded to artificially created gaps in a degraded steppe in North China. There were seven treatments: shoot gaps and root gaps (10 cm, 20 cm and 40 cm in diameters), no gaps (control). Shoot gaps were formed by removing above ground vegetation and below ground biomass without restricting the re-growth of neighbor roots back into the gap. The root gaps were accomplished by using polyvinyl chloride pipes sunk in the soil of shoot gaps to exclude neighboring roots. Seedling emergence, survival and growth performance after 90 days of growing were recorded for both species. Gap significantly increased soil moisture, especially for root gaps. Emergence increased significantly for both species as gap size increased. Seedling emergence and survivorship of both species were greater in gaps than in controls. However, the gap size showed a significantly negative effect on Agropyron cristatum's survivorship. Growth performance of Agropyron cristatum and Stipa krylovii differ in their response to gap disturbance. Gap had positive effects on seedling growth (including seedling height, dry weight, and numbers of tillers and leaves) of Stipa krylovii, but had negative effects on seedling growth of Agropyron cristatum. The two species have significantly different responses to gap disturbance. All results suggest that Stipa krylovii is a gap-enhanced species, and Agropyron cristatum is not. Predation by insects may be one of the key reasons to explain the stand dominance in this grassland.     

不同高寒退化草地阿尔泰针茅种群的小尺度点格局

种群空间格局是种群自身特性、种间相互关系及环境条件综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡选择未退化、轻度退化、中度退化和重度退化等4种高寒草地,分析了阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群斑块特征、株丛结构和点格局特征。结果表明:阿尔泰针茅在衰退过程中种群密度和种群领地面积减小,空斑面积增大,领地密度先增大后减小,小株丛(株丛径0.1-1.0 cm)比例增加,大株丛(株丛径2.1-7.0 cm)比例减小;不同草地梯度中阿尔泰针茅种群的空间格局存在明显差异:未退化草地中阿尔泰针茅种群在0-64 cm尺度上为均匀分布,64-100 cm尺度上为随机分布;中度退化草地中阿尔泰针茅种群在0-70 cm尺度上为随机分布,而在70-100 cm尺度上为聚集分布;轻度退化和重度退化草地中阿尔泰针茅种群在0-100 cm尺度上均为随机分布。在放牧干扰和种间竞争作用下,阿尔泰针茅种群斑块从中心开始破碎,并逐渐向四周辐散,引起小尺度上种群斑块间分布格局出现"随机分布-聚集分布-随机分布"转变,促使原有斑块被分割为多个直径较小的"岛"状小斑块并进一步分化,最终种群斑块完全破碎、草毡层逐步消失,从而造成阿尔泰针茅种群的衰退。     

不同放牧季节绵羊的食性及食物多样性与草地植物多样性间的关系

在围栏封育４ａ的１ｍｈ＾２放牧样地内,放牧４只内蒙古细毛羊,分别于６、７和９月份用显微技术法进行了绵羊食性的研究。结果表明,在放牧率较低食物资源比较丰富的条件下,绵羊的食性表现为明显的季节性变化。６月份,由于禾草在群落中的相对生物最较小,故在食物中的比例相应较小,为３１％;而在７月份,则上升到４５％,部分替代了冷蒿在食物中的比例;同时,在禾草中,羊草、冰草主要在春季或初夏（７月份以前）被利用,随着     

灌溉条件下藏北紫花针茅光合特性及其对温度和CO2浓度的短期响应

利用LI-6400便携式光合作用测定仪, 测定不同灌溉措施下紫花针茅(Stipa purpurea)的光合特性对CO₂浓度和温度的响应, 探讨了土壤水分、温度和CO₂浓度升高对藏北高寒草地紫花针茅光合作用的影响。结果表明: 1)紫花针茅各项光合特性参数对CO₂浓度、温度和土壤水分的变化响应显著, 并表现出明显的交互作用; 2) CO₂浓度升高促进光合速率, 但CO₂浓度过高时光合速率反而下降; 温度升高抑制光合速率, 土壤水分增加对高温条件下的光合作用具有补偿作用; 土壤水分增加促进紫花针茅光合速率的升高; 3)随着CO₂浓度的升高, 胞间CO₂浓度逐渐增大, 蒸腾速率降低, 水分利用效率升高, 气孔导度逐渐减小, 且温度升高加剧气孔导度下降的程度。各光合参数在不同温度水平和土壤水分下表现不同: 气孔导度在20 ℃时达到最大值, 且土壤水分增加利于气孔导度的增大; 温度上升抑制了胞间CO₂浓度, 且在土壤水分充足的条件下更显著; 蒸腾速率随着温度的上升而加快, 蒸腾速率与土壤水分的正相关关系明显; 叶片饱和水汽压亏缺与温度成正比, 充足的土壤水分会适当降低饱和水汽压亏缺; 水分利用效率随着温度上升和土壤水分增多而减小。不同土壤水分条件下光合参数对温度的响应结果表明, 土壤水分的增加对较高温度下光合及其生理参数与温度的关系具有一定的补偿作用。     

内蒙古典型草原退化机理的研究

在内蒙古冷蒿小禾草退化草原上,经过６年围栏定量的放牧,分别对９种主要植物种群的形态学特征对放牧的响应进行了研究．结果表明,不同生活型和营养繁殖方式的牧草对放牧率的响应策略是不同的,从而构成了不同放牧率下群落演替的基础．匍匐以不定根行营养繁殖生长或分蘖性强的种群是较适应于重牧的,如冷蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｆｒｉｇｉｄａ）和星毛委陵菜（Ｐｏｔｅｎｔｉｌａａｕｃｕｌｉｓ）;以根茎和分蘖行营养繁殖的羊草（Ｌｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎｓｅ）和冰草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎｃｒｉｓｔａｔｕｍ）及丛生禾草克氏针茅（Ｓｔｉｐａｋｒｙｌｏｖｉ）属宜轻牧植物;以根茎和分蘖行营养繁殖的寸草苔（Ｃａｒｅｘｄｕｒｉｕｓｃｕｌａ）和小丛生禾草糙隐子草（Ｃｌｅｉｓｔｏｇｅｎｅｓｓｑｕａｒｒｏｓａ）属宜中牧植物;而以分枝行营养繁殖的扁蓿豆（Ｍｅｌｉｓｉｔｕｓｒｕｔｈｅｎｉｃａ）和木地肤（Ｋｏｃｈｉａｐｒｏｓｔａｔａ）则宜轻牧．随着放牧率的增大,群落发生明显的变化,小禾草的比例逐渐减少,冷蒿小禾草退化草原最终进一步趋同于星毛委陵菜退化草原;而轻牧可以维持草原现状或使其发生恢复演替,禾草比例增加,即可达到利用式改良的目的     

内蒙古典型草原禾本科植硅体形态

运用地层中植硅体组合解释过去草原植被及气候变化的关键之一,是要了解研究区现代植硅体形态及表土植硅体组合与现代植被的关系。文中研究内蒙古典型草原禾本科植物根、茎、叶、芒以及种子等不同部位的植硅体,对其中的12种主要禾本科植物叶表皮短细胞硅酸体进行分类及统计。研究表明：内蒙古典型草原禾本科叶表皮短细胞硅酸体可分为8种特殊形态类型。C3植物早熟禾亚科的叶表皮短细胞硅酸体形态多样。几乎所有早熟禾亚科都能产生圆型硅酸体,以贝加尔针茅(85．5％)、大针茅(89．7％)、克氏针茅(90％)以及芨芨草(96．6％)中的圆型硅酸体含量最丰富。针茅哑铃型主要见于针茅植物叶表皮短细胞中,克氏针茅的针茅哑铃型含量相对较高。羊草中未见针茅哑铃型硅酸体。浴草、披缄草叶表皮短细胞硅酸体以齿型为主,分别含87．3％和57．2％,齿型在硬质早熟禾中也占一定比例。沙生冰草中的脊圆型占优势,含74．4％。C3植物早熟禾亚科的叶表皮短细胞产生的截锥型硅酸体含量较少。C4植物虎尾草亚科中的糙隐子草叶表皮短细胞硅酸体以黍哑铃型、简单哑铃型、鞍型为主;黍亚科狗尾草则以黍哑铃型占优势(82．9％)。     

半干旱黄土高原苜蓿草地撂荒过程土壤水分变化特征

土壤水分是黄土高原植被恢复和生态建设的主要限制因子,明确土壤水分随植被演替的变化规律是阐明黄土高原植被与水分相互作用机制的重要基础。以半干旱黄土高原小流域苜蓿草地撂荒过程为研究对象,通过对2016-2018年生长季苜蓿群落、苜蓿+赖草群落、赖草群落和长芒草群落四种草地群落0-1.8 m土壤水分进行动态监测以及0-5 m深度土壤水分测定,分析不同演替阶段苜蓿草地土壤水分的动态特征,探讨土壤水分对苜蓿草地撂荒过程的响应。结果表明：（1）在苜蓿草地撂荒演替过程中,土壤水分随群落恢复时间的延长呈先增加后降低的变化,降水的年际动态显著影响不同演替群落的土壤水分响应;（2）0-0.4 m土壤水分主要受降水影响,使得各草地群落在这一层次没有显著差异（P>0.05）,而1 m以下的土壤水分含量则主要受植被类型的影响,各草地群落之间存在显著差异（P<0.05）;（3）0-5 m深层土壤水分随群落的演替,1 m以下各土层土壤水分含量逐渐增加,表明撂荒过程中使土壤水分得到了一定程度的恢复。研究结果揭示了苜蓿草地撂荒过程土壤水分的变化规律,可为黄土高原生态恢复提供理论依据。     

浑善达克沙地中部丘间低地植物群落分布与土壤环境关系

为了研究浑善达克沙地丘间低地植物群落类型及其分布与土壤环境因子的关系,于2004年7~8月对浑善达克沙地丘间低地进行了植物群落学调查,共获取群落样方102个,其中草本植物群落样方99个,灌木样方3个。同时对每一个样方均取了土样,并分析了土壤的全氮、有机质、可溶性钾、钠的含量和土壤溶液的pH值。对在浑善达克沙地中部丘间低地获取的102个植物群落样方进行了分析,按照样方中建群种和优势种的重要值把它们归属于28个植物群落类型,分别以黄花蒿(Artemisia annua)、褐沙蒿(A. intramongolica)、沙地雀麦(Bromus ircutensis)、尖头叶藜(Chenopodium acuminatum)、大籽蒿(Artemisia sieversiana)、砂珍棘豆(Oxytropis gracilima)、狗尾草(Setaria viridis)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)、冷蒿(Artemisia frigida)、寸草苔(Carex duriuscula)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、冰草(Agropyron cristatum)、克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chinensis)、赖草(L. secalinus)、无芒雀麦(Bromus inermis)、草地风毛菊(Saussurea amara)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)、芨芨草(Achnatherum splendens)、马蔺(Iris lactea)、小红柳 (Salix microstachya)、芦苇(Phragmites australis)、拂子茅 (Calamagrostis epigejos)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserine)、金戴戴(Halerpestes ruthenica)、星星草(Puccinellia tenuiflora)、水葱(Scirpus tabernaemontani)、碱篷(Suaeda glauca)为建群种。黄花蒿、沙地雀麦、猪毛蒿、褐沙蒿、尖头叶藜、大籽蒿、砂珍棘豆和狗尾草等群落分布于沙生环境,地下水位低,土壤溶液为中性,全氮和有机质平均含量低;冷蒿、糙隐子草、冰草、克氏针茅、寸草苔、羊草、赖草和菊叶委陵菜等群落分布于固定沙地,土壤的水分、全氮和有机质的含量都较高;无芒雀麦、草地风毛菊、鹅绒委陵菜、星星草和芦苇等群落分布于中生环境,地下水位高,土壤的养分含量也较高;芨芨草、拂子茅、马蔺、小红柳和金戴戴等群落分布于盐渍化的土壤上,地下水位较高,土壤溶液的酸碱度也较高;碱篷群落分布在盐碱化严重的湖边,土壤水分和盐分含量极高;水葱群落分布于湖边浅水沼泽中。对102个群落样方进行去趋势典范对应分析(Detrended canonical correspondence analysis, DCCA),结果表明DCCA排序轴第一轴(AX1)主要代表地下水位(GWL)的变化梯度;第二轴(AX2)主要代表土壤的全氮(TN)含量和有机质(ORG)含量的变化梯度;第三轴(AX3)则代表第三层土壤(20~30 cm)溶液的酸碱度(pH)值,即地下水位, 土壤有机质和全氮含量影响丘间低地植物群落的分布格局。