共生条件下三种荒漠灌木的根系分布特征及其对降水的响应

以全根系挖掘法,对共生于原始盐生荒漠生境中的多枝柽柳[Tamarix ramosissima (Ledeb.)]、梭梭[Haloxylon ammodendron(C. A. Mey.)Bunge]、琵琶柴[Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim.]的根系分布特征进行了研究;对降水引发的湿润-干旱周期中植物同化枝水势、蒸腾速率的变化过程进行了跟踪观测,并据此计算3种植物的水分胁迫效应指数和土壤-植物系统导水度,以最终确定3种植物用水策略和其对降水的响应特征.研究结果表明,多枝柽柳的吸收根系分布范围从地下50cm到310cm,单株平均总吸收根表面积为30249.2cm2;梭梭的根系分布范围0～250cm,单株平均总吸收根表面积12847.3 cm2;琵琶柴的根系分布范围0～80cm,单株平均总吸收根表面积361.8 cm2.多枝柽柳为深根植物,主要利用地下水和深层土壤水,在降水引发的湿润-干旱周期中,其植物水分生理参数对降水无响应.琵琶柴为浅根植物,对降水响应极为显著.梭梭的根系分布特征介于多枝柽柳和琵琶柴之间,对地下水和降水都有利用,对降水响应显著.3种荒漠灌木对降水的响应差异显然与其根系分布、水分利用策略密切相关,在未来降水发生变化的情景下,根系分布特征的差异将决定着植物在水分资源竞争中的地位.具有较强根系形态可塑性的物种,如梭梭,将具有明显的竞争优势.     

干旱荒漠区植物生态位对水盐的响应

全球气候变化对生态系统功能的影响决定着种群地位和群落演替,由于干旱区的特殊性成为研究生物响应环境变化的热点地区。为探索艾比湖流域荒漠区植物生态位对土壤水盐梯度的响应,在研究水、盐含量和植物生态位特征的基础上,应用变系数模型,分析了土壤水盐梯度下的群落组成和生态位响应趋势。结果显示:(1)随土壤水盐梯度的降低,艾比湖流域群落的物种组成呈倒"V"型分布,说明土壤水盐交互作用影响着植被分布和群落类型。(2)高水盐环境下,胡杨(Populus euphratica)、琵琶柴(Reaumuria soongorica)和梭梭(Haloxylon ammodendron)等生态位宽度值(B_i)较大,柽柳(Tamarix ramosissima)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和甘草(Glycyrrhiza uralensis)等B_i较小;中水盐环境下,白刺(Nitraria schoberi)和琵琶柴的B_i较大,铃铛刺(Halimodendron halodendron)、甘草和盐节木(Halocnemum strobilaceum)的B_i较小;低水盐环境下,梭梭、花花柴(Karelinia caspica)和琵琶柴等B_i较大,盐节木的B_i较小;说明土壤水盐环境和物种生态学特性是影响B_i的重要因素。(3)物种水平上,B_i较大的种群与其他物种的生态位重叠(O_(ij))一般较大,但B_i较小的物种间的O_(ij)不一定小(例如:高水盐土壤环境下柽柳和骆驼刺的O_(ij)为1);群落水平上,B_i与O_(ij)具有一定的正相关性;说明由于资源纬度的相似性增大了低B_i物种间的O_(ij),并且B_i和O_(ij)由物种向群落尺度转换时,两者之间的关系存在冗余。(4)土壤水盐梯度与群落生态幅呈现一种非线性相关特征,高水盐格局对群落B_i有一定的促进效应,而低水盐模式对B_i具有一定的限制作用,表明土壤水盐的协同效应影响着物种在群落的地位,并在一定程度上决定了群落向正负两极演替的方向。     

巴丹吉林沙漠东缘天然梭梭种群空间分布异质性

梭梭(Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge)是生长于沙漠地区的一种特有灌木,在维持荒漠生态系统平衡和地区经济发展中发挥着不可替代的作用。为掌握天然梭梭种群空间分布规律,以巴丹吉林沙漠东缘塔木素地区的"野生肉苁蓉及梭梭产籽基地"为试验区,采用样线法测定梭梭株高、冠幅直径,统计梭梭分布密度,分析梭梭种群数量特征空间分布特征及其与生境之间的关系。结果表明:梭梭林密度、株高、冠幅直径均符合正态分布,表现为强度变异;株高、密度、冠幅直径的半方差函数理论模型均为高斯理论模型,其相应的变程为1249、909、1035 m;空间自相关比例均超过70%,受随机因素影响较小,保持着较好的天然分布和生长状态。梭梭种群数量特征的分形维数均大于1.5,空间依赖性强,空间结构性好。长期风蚀作用,小地形海拔高度体现为不同沙层厚度,梭梭株高、冠幅直径和密度在空间上的分布呈西高东低,北高南低的趋势,与海拔高度存在极显著相关;梭梭群落的空间异质性表现出一定的适度沙埋效应。     

新疆艾比湖湿地自然保护区植物的生态分组

应用列联表的χ~2检验和Spearman相关系数研究了艾比湖湿地自然保护区植物的种间联结性和相关性.依据测定结果,将艾比湖湿地自然保护区的植物划分为4个生态种组:梭梭+盐节木+白麻+盐爪爪+琵琶柴+碱蓬+花花柴+骆驼刺+绢蒿+白刺+芦苇、小獐茅+多枝柽柳+滨藜+小叶碱蓬+盐豆木+鹅绒藤+盐穗木、胡杨+白梭梭、奶浆草+甘草+西北天门冬+赖草+罗布麻.各生态种组内,物种间具备最大的种问联结性和相关性.长期的演替过程使各生态种组对生境有最大的适应能力,各自分别生活于过渡带的盐化平原低地、湖滨盐沼地、荒漠和荒漠优势种间的阳斑.今后在艾比湖湿地自然保护区植物的保护和恢复中,以整个生态种组的角度出发较单个植物的保护和恢复更为有效.     

NaCl胁迫对3种荒漠植物幼苗叶绿素荧光参数的影响

以生长在荒漠地区的典型盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora Pall.)、旱生植物梭梭[Haloxylon am-modendron(C.A.Mey.)Bunge]和超旱生植物白梭梭(Haloxylon persicum Bunge ex Boiss.et Buhsee)的幼苗为实验材料,研究了它们在不同NaCl浓度处理下的叶绿素荧光参数变化特征.结果表明:在NaCI胁迫下,同期囊果碱蓬的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和最大光化学量子产量(Fv/Fm)降低幅度较小,而梭梭和白梭梭则有较明显降低,而且囊果碱蓬显著高于后两者;同期光合量子产量(Yield)和表观光合电子传递速率(ETR)均以囊果碱蓬最大并显著高于其余2种植物,而梭梭与白梭梭之间无显著差异.囊果碱蓬和梭梭的Yield和ETR并不随NaCl浓度的增加而降低;同一植物的荧光参数在各浓度盐处理间无显著差异.在本实验条件下,NaCl胁迫并未使囊果碱蓬的PSⅡ受到明显损伤,其仍能够较正常地吸收光能进行光合作用,对盐分胁迫有较强的忍耐能力;适度的盐渍对囊果碱蓬和梭梭幼苗的生长是有益的;盐胁迫效应主要表现为种间差异,而非处理间差异;叶绿素荧光技术可以有效应用于耐盐植物筛选.     

梭梭锈菌新种

本文报告在新疆地区发现寄生在梭梭(Haloxylon ammodendron(Mey.)Bge.)上的一锈菌新种——Uromyces sydowii,模式标本保藏在中国科学院微生物研究所真菌标本室。     

阜康荒漠植被灌木与半灌木种群生态位的研究

 通过测算三维生态因子梯度上阜康荒漠植被灌木与半灌木种群的生态位宽度和生态位重叠,结果表明;阜康荒漠植被灌木、半灌木按生态位宽度可分成4类,类群Ⅰ包括红砂(Reaumuria soongorica)和梭梭(Haloxylon ammodendron);类群Ⅱ包括白刺(Nitraria sibirica)、盐爪爪(Kalidium foliatum)、囊果碱蓬(Suaeda physophora)、里海盐爪爪(K．caspicum);类群Ⅲ包括多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、长穗柽柳(T．elongata)、短穗柽柳(T．laxa)和无叶假木贼(Anabasis aphylla);类群Ⅳ包括黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、粗枝猪毛菜(Salsola subcrassa)和盐节木(Halocnemum strobilaceum)。根据生态位重叠矩阵,红砂和梭梭间生态位重叠较大;盐爪爪、囊果碱蓬、里海盐爪爪、多枝柽柳、长穗柽柳间重叠较大;白刺、短穗柽柳、无叶假木贼、黑果枸杞、粗枝猪毛菜和盐节木与其它种的重叠值均较小。     

水分梯度下黑河流域荒漠植物群落多样性特征

物种多样性对大尺度环境条件的响应是植物生态学的热点问题,干旱区内陆河流域的特殊环境条件如何影响物种多样性仍存在较大的不确定性。以黑河流域荒漠植物群落为对象,探讨了荒漠植物群落α多样性和β多样性对不同水分梯度的响应。结果表明:(1)荒漠植物群落随水分条件不同而变化,在区域降水梯度上,依次分布有梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)、毛瓣白刺(Nitraria praevisa Bobr.)、沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)、细枝盐爪爪(Kalidium gracile Fenzl)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina Bunge)和尖叶盐爪爪[Kalidium cuspidatum(Ung.Sternb.)Grub.]群落;随距黑河河道距离增加,主要分布有胡杨(Populus euphratica Oliv.)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Lebed.)、花花柴[Karelinia caspia(Pall.)Less.]和红砂[Reaumuria songarica(Pall.)Maxim.]群落。(2)荒漠植物群落物种多样性指数偏低,Margalef指数、Shannon-Weiner指数和Simpson指数最大值仅为0.985、1.641、0.596,群落结构简单,物种组成单一,单寡种优势群落现象极为明显,群落相对稳定。(3)在区域降水梯度上,α多样性指数大致呈先增加后降低的变化趋势,在珍珠猪毛菜群落(190 mm)达到峰值后迅速下降,Srensen相似指数在细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间达到最大值,Cody指数相对较小,表明珍珠猪毛菜群落(190 mm)物种丰富度最高,细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间β多样性最小,物种更替速率最慢,群落处于较稳定阶段。(4)随距黑河河道距离增加,α多样性指数大体呈"M"型变化,在多枝柽柳群落(1 km)和多枝柽柳群落(4.1 km)存在两个峰值,此处物种多样性相对较高,Srensen指数在1—1.5 km和4.1—4.8 km之间出现两个较小值,Cody指数出现两个峰值,两者之间β多样性最大,为物种更替速率相对较快的过渡地带。对荒漠植被,以重要值为指标计测多样性指数较为可行,荒漠植物群落的物种多样性并不是随水分的增加而直线增加,这对维持和管理荒漠植物群落的多样性具有重要意义。     

近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤水分 盐分 养分变化特征

为研究新疆准噶尔盆地艾比湖湿地不同植物群落近10年土壤水盐及养分的动态变化,以环湖1周160km范围内的典型植被梭梭-柽柳、梭梭、胡杨、芦苇群落为研究对象,分析其在2006和2015年土壤含水量、盐分含量、pH值和有机质含量的变化和空间分布特征。结果表明:(1)近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤有机质含量和含水量明显下降且整体水平较低,二者分别下降了24.65%~48%和5.41%~20.16%;土壤含盐量、pH值分别上升81.92%~128.74%和2.99%~4.21%,土壤盐碱程度加强。(2)通过土壤水分-盐分-养分空间分布分析显示,各群落近10年土壤盐渍化增加、养分降低程度大小表现为梭梭-柽柳群落胡杨群落梭梭群落芦苇群落,其中梭梭-柽柳群落土壤达到重度盐化水平,有机质降到6级,而其他群落土壤均为中度盐化,有机质为4级,但芦苇群落土壤退化程度较小。研究发现,近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤养分不断下降、水分含量降低、盐渍化程度加剧,土壤处于退化状态;土壤质地、降水和气温暖干化是不同植物群落下土壤退化程度差异的基础,人口、耕地面积和农业用水等人类活动使各群落土壤退化程度的差异更加显著。     

采用RAPD和ISSR标记研究古尔班通古特沙漠东南缘梭梭种群的遗传结构

梭梭(Haloxylon ammodendron(CA Mey.)Bunge)是一种沙漠旱生优势树种,具有重要的生态和经济价值,然而,我们对梭梭种群的遗传多样性和遗传结构所知甚少.本文采用RAPD和ISSR标记对来自古尔班通古特沙漠东南缘的4个天然梭梭种群的遗传多样性和遗传结构进行了检测.5个RAPD引物和8个ISSR引物分别扩增出61和195条带,多态性位点比率分别为83.6%和89.7%,Shannon信息指数分别为0.333和0.367,RAPD和ISSR分析均表明梭梭种群的遗传多样性水平较高.利用分子方差分析(AMOVA)研究梭梭种群的遗传结构,结果表明,大部分遗传变异存在于种群内,通过RAPD分析发现138.2%的遗传变异发生在种群内;通过ISSR分析发现89.4%的遗传变异发生在种群内;而种群间的遗传分化很小.通过RAPD标记没有检测到种群间的遗传分化,ISSR分析表明10.6%的遗传变异发生在种群内.我们推测梭梭种群较高的遗传多样性水平可能源于对异质、高胁迫环境的长期适应,但还需要进一步的研究加以证实.种群间遗传分异低的主要原因是种群间存在强大的基因流.