艾比湖湿地植物群落土壤酶活性特征及影响因素

为研究艾比湖湿地不同植物群落土壤酶活性的季节变化规律及影响因素,2015—2016年5、8和11月以绕湖一周范围内的梭梭-柽柳、梭梭、胡杨、芦苇为研究对象,对4种植物群落下不同月土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性及理化因子进行分析。结果表明:(1)各植物群生境的差异使酶活性有明显变化,呈现出芦苇群落梭梭群落胡杨群落梭梭-柽柳群落。不同植物群落下酶活性具有明显的季节变化,梭梭-柽柳、梭梭、胡杨群落土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶的峰值分别出现在5月(2.72、3.31和2.94 mg/g)、(1.18、1.32和0.69 mg/g)和(0.18、0.34和0.17 mg/g),而芦苇群落3种酶活性的峰值出现在8月(5.18、1.20和0.66 mg/g);谷值均出现在11月。(2) 4种植物群落下各月土壤酶活性与土壤有机质、全磷呈显著正相关,而与土壤盐分呈负相关;除芦苇群落外,其他群落8月土壤温度与酶活性呈负相关。(3) 4种植物群落各月间土壤酶活性受多因素的共同影响,土壤盐分、有机质、全磷是影响艾比湖湿地不同植物间土壤酶活性的主导因素,土壤温度和含水量对不同月土壤酶活性的影响更为显著。     

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。     

不同土壤水盐条件下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)对胡杨(Populus euphratica)幼苗的影响

目前胡杨更新困难,种群处于退化阶段,而与其生态位高度重叠的多枝柽柳却在扩张。为探讨多枝柽柳对胡杨生长的影响,本研究设置了3个水平的水分、盐分梯度,对胡杨进行了单种和混种的盆栽控制实验,通过测定胡杨幼苗的生长和存活状况,分析不同水、盐梯度下多枝柽柳如何影响胡杨生长。结果表明：（1）多枝柽柳伴生降低当年生胡杨幼苗的存活率,随着水分条件改善,胡杨存活率提高,而盐分对存活率没有显著的影响。（2）水分、盐分和伴生模式几个因子对胡杨的生长特征的影响存在显著的交互作用（P<0.05）。各水盐条件下,多枝柽柳会不同程度降低胡杨幼苗的株高、主根长和地上地下生物量,而根冠比增大。混种条件下,胡杨幼苗对水盐的响应更为敏感。（3）相对竞争强度对水盐环境有明显的响应（P<0.05）,随水分条件改善,地上、地下相对竞争强度降低。多枝柽柳对胡杨的生长产生不良影响的机制是通过快速消耗土壤的水分,从而导致胡杨幼苗水分亏缺。土壤水分条件是胡杨和多枝柽柳幼苗共存的关键因素,在水分供给不足的情况下,对水分偏好的差异导致胡杨无法通过实生苗进行有效的更新从而加剧胡杨种群的衰退,而多枝柽柳更为耐旱的特性使其逐步占据河岸的生境。我们的研究结果强调了两个树种对环境因子的适应性差异决定了河岸带植被发育过程中植物-土壤的相互作用导致胡杨在演替过程中表现出的衰退现象。     

克里雅河流域荒漠-绿洲交错带3种不同生活型植物的光合特性

利用LI-6400光合仪测定新疆克里雅河流域荒漠-绿洲交错带自然生长的芦苇、柽柳、胡杨叶片的气体交换参数及环境影响因子,通过对比3种植物光合特性的差异及其与环境因子间的关系,探讨3种植物对荒漠环境的适应特性和机制。结果表明:(1)3种植物叶片Pn日变化均呈不对称的双峰曲线,"午休"现象明显,Pn日均值的大小依次为胡杨芦苇柽柳,种间差异不显著。(2)Tr、PAR和Gs与3种植物Pn的日变化存在极显著或显著的相关关系,其中影响芦苇Pn的主要因子是Tr、PAR和Gs,作用效应为TrGsPAR;影响柽柳Pn的主要因子是Tr、Gs,作用效应为TrGs;影响胡杨Pn的主要因子是Tr。(3)3种植物的光合作用对光强和CO2的响应特征可用二次方程描述;光补偿点和饱和点均为柽柳胡杨芦苇;CO2补偿点为胡杨柽柳芦苇,饱和点为胡杨芦苇柽柳。(4)3种植物的表观量子效率在0.0341—0.0411 mol/mol之间,羧化效率在0.0480—0.0546 mol m-2s-1之间。综合比较表明,3种干旱区植物在自然条件下日均净光合速率、光能利用率和CO2同化能力差异不显著,气孔限制是光合"午休"现象产生的主要原因;影响3种植物光合作用的主导因子各不相同,但Tr与Pn间的关系较其它因子更为密切。     

五种沙生植物根际土壤的盐分状况

以根袋模拟法,研究了古尔班通古特沙漠5种常见沙生植物梭梭(Haloxylon ammodendron Bge)、白梭梭(Haloxylon persicum Bge)、刺沙蓬(Salsola Rathenica Iljin)、骆驼蓬(Peganum harmala Linn)和骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap)根际土壤的pH值和盐分状况,结果表明:5种植物根际土壤的pH值均小于非根际土壤,其中梭梭根际土壤和非根际土壤差值最大,达0.3个单位;5种供试植物根际土壤的电导率均高于非根际土壤,除刺沙蓬外其它供试植物均差异显著(p<0.05);可溶性总盐含量在根际土壤中均出现了聚集的现象,主要是SO2-4、Ca2+和Mg2在根际的聚集,Cl-主要在骆驼刺根际中出现了聚集现象,在其他植物根际和非根际中没有显著变化;5种供试植物中骆驼刺根际土壤盐分聚集最为明显;从Cl- / SO2-4、Na+/ K+、Na+/ Ca2+和Na+/ Mg2+的值可以看出,沙生植物根际土壤主要是硫酸钙、镁盐的聚集,而非氯化钠的聚集.以上结果说明,沙生植物能够通过根际调节降低根际土壤的pH值,从而促进植物对土壤中养分以及水分的利用,同时沙生植物根际土壤中盐分聚集的现象为植物根际的"盐岛"效应的发生提供了很好的依据.     

库姆塔格沙漠南缘荒漠植物群落多样性分析

 根据20个样地的调查资料,应用重要值计算多样性指数、均匀度指数、丰富度指数 、优势度指数,对库姆塔格沙漠南缘荒漠植物群落物种多样性进行分析。结果表明: 1）荒漠植物群落分布随其生境地貌不同而不同,山前戈壁上分布有合头草(Sympegma regelii)群落,冲积河道低地分布有荒漠林胡杨(Populus euphratica)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、胀果甘草（Glycyrrhiza inflata）群落,戈壁沙漠过渡带为梭梭(Haloxylon ammodendron)群落,低海拔的沙山上分布有沙拐枣(Calligonum mongolicum)群落、膜果麻黄(Ephedra rzewalskii)群落和梭梭群落。2）荒漠植物群落物种多样性水平较低,群落结构简单,物种组成单一。群落Shannon_Wiener物种多样性水平表现为合头草群落最高（1.706）,具有草原化荒漠植被类型的成分;梭梭群落、膜果麻黄群落居中（0.875～0.890）,荒漠植被类型特征明显;沙拐枣群落、胡杨群落、多枝 柽柳群落、胀果甘草群落较低（0.079～0.495）,荒漠林、盐地沙生灌丛及盐化草甸植被均有零星分布。3）荒漠植物群落结构层次中,灌木层占居主导地位,群落灌木层物种多样性水平（0.769～1.451）远远大于草本层（0.193～0.254）,且草本层物种多样性受灌木层影响较大。4）荒漠植物群落物种多样性分布格局表现为经向、纬向和海拔梯度的变化,经向、纬向变化为物种多样性水平较高的草原化植物合头草群落（1.706）向物种多样性水平较低的荒漠植物梭梭群落（1.379）和盐化植物多枝柽柳群落（0.376）的过渡,海拔梯度则 呈现低水平的沙拐枣群落（0.819）到高水平的膜果麻黄群落（0.890）向低水平的梭梭群落 （0.645）变化。荒漠植物群落过渡地带一般具有较高的物种多样性和较低的生态优势度。     

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.     

库姆塔格沙漠典型植物种群年龄结构特征*

基于实地调查,依据基径和高度分级数据,通过年龄锥和年龄结构拟合函数分析库姆塔格沙漠3个典型种群的年龄结构特征和种群生长状态及发展趋势。结果表明:梭梭种群年龄结构呈反"J"型曲线,目前属于稳定增长型种群,但因其幼苗数量相对较少使其增长受限;沙生柽柳种群年龄结构呈"铃"型曲线,虽然表现出类似稳定型种群特征,但由于幼龄植株数量很小,中龄级的植株数量比例较大,种群存在衰退威胁;胡杨种群年龄结构具有一定的特殊性,呈反转"S"型曲线,中、大龄级植株数量保证了种群能够维持一定的稳定状态,而幼龄级数量较大,使种群具有一定的增长潜力。3个典型种群各自年龄结构特征使其面临着不同程度的生存威胁,必须采取不同的保护措施以维持种群结构的稳定和发展。     

离子吸收分布与几种荒漠植物适应性的关系

用压力室灌流挤压法结合原子吸收分光光度计测定了胡杨、沙枣、柽柳、梭梭和花棒等5种荒漠优势植物组织以及细胞内和质外体溶液中K+、Na+含量,并用TPS-1型光合蒸腾测定系统和露点微伏压计测定了叶片(同化枝)的蒸腾速率和组织渗透势,以分析荒漠植物离子吸收特点与其适应性的关系。结果表明:5种植物叶片(同化枝)中K+含量差异较小,但Na+含量却有极显著差异,其中梭梭Na+含量最高、胡杨和柽柳次之、花棒和沙枣相对较低,且梭梭和柽柳的根系和组织细胞膜对Na+也具有更高的透性。另外,实验结果还显示组织Na+含量与组织渗透势和蒸腾失水率均呈显著负相关,即Na+的吸收、积累可能在渗透调节和减少水分散失中具有重要作用。由此可见,梭梭和柽柳能够通过大量吸收和积累无机离子来降低渗透势、增强吸水力,同时减少蒸腾失水,具有很强的荒漠环境适应能力;而胡杨蒸腾耗水量较大、花棒和沙枣生理吸水的动力不足,与梭梭和柽柳相比,其荒漠环境适应能力相对较弱。     

冬虫夏草生境选择主导因子

采用样方法对冬虫夏草生境的海拔、坡度、植被和土壤等环境因子进行了探索研究。结果表明:(1)冬虫夏草主要分布在海拔4000～4500m、坡度为15°～30°的上坡位高山草甸中。(2)PCA分析表明:植被和地形是影响冬虫夏草分布的主导因子。(3)不同深度土壤养分含量统计分析表明:在不同深度层次的土壤中,水分、pH值、全氮和全磷的差异不显著,有机质、有机碳、水解氮和有效磷的差异极显著。(4)对土壤养分含量判别分析表明:5cm土壤中,吸湿水、有机碳、有机质和水解氮显著影响冬虫夏草种群分布;15cm土壤中,全氮显著影响冬虫夏草种群分布;25cm土壤中,吸湿水、有机碳和有机质显著影响冬虫夏草种群分布;而自由水、pH值、全磷和有效磷对冬虫夏草种群分布的影响不显著。(5)植物盖度、植物数量和坡度直接影响冬虫夏草种群分布,而土壤则通过影响植物和土壤温湿度来间接影响冬虫夏草种群分布。     

孔雀河下游断流河道的环境特征及物种间关系

基于孔雀河下游断流河道的环境因子和植被样地数据,采用聚类与CCA排序法,分析了生境的退化特征以及物种间的相互关系,结果表明:1)断流河道退化生境分为绿洲-荒漠过渡类型、轻度荒漠化类型和盐土荒漠化类型。绿洲-荒漠过渡类型地下水位低、盐分含量相对较低,植被盖度相对较高,土壤维持着原砂质壤土,为潜在退化型;轻度荒漠化类型地下水位、土壤质地与含盐量与前者基本相同,土壤未明显退化,但植被盖度低于10%,植物种类与个体数目都较低,属于轻度退化型;盐土荒漠化类型地下水位高、盐分含量高,土壤机械组成中砂粒比重较大、无建群种幸存,属于重度退化型。2)绿洲-荒漠过渡类型总体联结性为显著正联结,正负联结比小于1,生态系统表现为建群种维系物种关系的不稳定状态;轻度荒漠化类型总体联结性为不显著负联结,正负联结比小于1,表现出生态系统进入退化演替的阶段;盐土荒漠化类型总体联结性为显著正联结,正负联结比大于1,表现出重度退化群落的种间平衡状态,物种间以达到稳定共存,其中,真盐生植物对这种平衡的维持起着重要的作用。3)CCA排序表明,绿洲-荒漠过渡类型形成以胡杨为中心的种间正联结,幸存于盐分适中、水分养分相对较高的生境;轻度荒漠化类型,形成以多枝柽柳与刚毛柽柳相互依存的不显著负联结,幸存于土壤养分、水分相对较低的生境;盐土荒漠化类型形成以盐爪爪、盐节木、盐穗木等真盐生植物维系的显著正联结,幸存于土壤贫瘠、地下水位浅、盐分含量高、沙化严重的生境。     

塔里木河中游水文影响下的胡杨种群格局动态

在利用环境同位素技术与多年径流量数据分析塔里木河中游的水文过程基础上,采用聚集度指标与种群结构动态量化法,研究了水文条件变化下胡杨种群结构特征与时空格局动态,预测了胡杨种群未来发展趋势。结果表明:(1)自1998年以来,中游年径流耗损量逐年减少,依靠地表水补给的地下水日益匮乏,具体表现为地下水埋深呈直线下滑趋势,这导致堤防外植被生长所需的生态用水日益紧缺。(2)在分布格局上,胡杨种群借助集群分布的格局抵抗恶劣的生态环境,其聚集强度随个体发育不断减弱,并有向随机分布发展的趋势;在种群结构上,胡杨种群除2003年为稳定型,其他年份下均属衰退型,表现出结构老龄化且长期衰退的特征。(3)2002年中游水量最为充沛,由于生态对环境变化的迟滞性特征使2003年地下水位抬升,导致胡杨种群变为稳定型,且聚集强度最大,种群增长趋势最强。种群动态指数与地下水埋深的回归模型显示,随地下水埋深的下降,种群增长趋势降低,验证了胡杨种群对水文变化的响应。(4)种群动态预测表明,未来2a,仅幼树数量呈增加趋势,其余径级均为减少趋势;未来5年a大树(或老树)数量将大幅减少。可见,地表水与地下水的逐年减少影响了胡杨种群的分布格局,阻碍了种群的更新发育,水文条件是影响中游胡杨生态特征的直接因素。     

水分梯度下胡杨荒漠河岸林种内竞争及空间格局变化特征

为查明塔里木河下游不同水分梯度下胡杨种内竞争以及空间分布格局的变化规律,在塔里木河下游阿拉干断面选取3条样带,每条样带内依照水分梯度布设3个样方,采用Hegyi单木竞争模型与点格局等分析方法,探究了水分梯度下胡杨林种内竞争及空间格局变化特征。结果表明：1)塔里木河下游胡杨的最适竞争范围为10m; 2)胡杨竞争指数与胸径服从幂函数关系(P<0.001),胡杨竞争指数随对象木胸径的增加而逐渐减小,当对象木胸径达到20cm以上时,其竞争指数逐渐稳定,且维持在较低水平;3)随水分梯度的降低,胡杨林分竞争指数呈下降趋势;4)在塔里木河下游,胡杨空间格局主要为聚集分布,随空间尺度的增加,胡杨逐渐趋向于随机分布;5)随水分梯度的降低,胡杨空间格局由聚集分布逐渐转变为随机分布。水分是决定极端干旱区荒漠植被空间分布与结构的主要因子;在胡杨林分管理中,应充分考虑胡杨的种内竞争、空间格局及其与水分梯度之间关系,为塔里木河下游胡杨林的保护与更新提供科学依据。     

Plant diversity patterns and their relationships with soil and climatic factors along an altitudinal gradient in the middle Tianshan Mountain area, Xinjiang, China

Patterns of plant diversity along the altitudinal gradient of Tianshan in central Xinjiang, China were examined. Plant and environment characteristics were surveyed from higher, south of Bogeda peak, to lower, north of Guerbantonggute desert. There were a total of 341 vascular plant, 295 herbage, 41 shrub, and seven tree species in the sampled plots. The plant richness of vegetation types generally showed a unimodal pattern along altitude, with a bimodal change of plant species number at 100-m intervals of altitudinal samples. The two belts of higher plant richness were in transient areas between vegetation types, the first in areas from dry grass to forest, and the second from forest to sub-alpine grass and bush. The beta diversity varied with altitudinal changes, with herbaceous species accounting for most species, and thus had similar species turnover patterns to total species. Matching the change of richness of plant species to environmental factors along altitude and correlating these by redundancy analysis revealed that the environmental factors controlling species richness and its pattern were the combined effects of temperature, precipitation, soil water, and nutrition. Water was more important at low altitude, and temperature at high altitude, and soil chemical and physical characters at middle altitudes. This study provides insights into plant diversity conservation of Bogeda Natural Reserve Areas in Tianshan Mountain. Nomenclatures: the scientific name for plants follows Flora of China (Compiling Committee of Flora of China).     

干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较

以塔里木干旱荒漠区2年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境5种水分梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定胡杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用4种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。结果表明:胡杨净光合速率(P_n)随干旱胁迫加剧呈下降趋势,同一光强(PAR)下P_n降幅增大。中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC45%)胡杨在高PAR下仍能维持相对较高P_n,光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟P_n-PAR响应过程,但最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)拟合值与实测值差异极显著(P0.01)。中度干旱胁迫以上(RSWC45%)胡杨P_n随PAR升高而显著下降,LSP与P_(nmax)极显著降低,光抑制现象明显;仅直角双曲线修正模型拟合的胡杨光响应过程、光响应参数与实际情况较吻合。4种模型模拟效果顺序:直角双曲线修正模型指数模型非直角双曲线模型直角双曲线模型。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它3种模型适用于水分条件较好的生境。光响应特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、P_n、LSP与P_(nmax)持续降低,严重干旱胁迫下暗呼吸速率(R_d)、LCP反而明显增大。RSWC45%胡杨仍能保持较高的AQY、P_(nmax)、LSP,RSWC45%其P_(nmax)、LSP显著降低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合作用。干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对策。因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在RSWC 50%左右,符合干旱缺水地区植物生长和高效用水的管理原则。     

Fighting climate change: soil bacteria communities and topography play a role in plant colonization of desert areas

Global warming has exacerbated desertification in arid regions. Exploring the environmental variables and microbial communities that drive the dynamics of geographic patterns of desert crops is important for large-scale standardization of crops that can control desertification. Here, predictions based on future climate data from CMIP6 show that a steady expand in the suitable production areas for three desert plants (Cistanche deserticola, Cynomorium songaricum and Cistanche salsa) under global warming, demonstrating their high adaptability to future climate change. We examined the biogeography of three desert plant soil bacteria communities and assessed the environmental factors affecting the community assembly process. The α-diversity significantly decreased along elevated latitudes, indicating that the soil bacterial communities of the three species have latitude diversity patterns. The neutral community model evaluated 66.6% of the explained variance of the bacterial community in the soil of desert plants and Modified Stochasticity Ratio <0.5, suggesting that deterministic processes dominate the assembly of bacterial communities in three desert plants. Moreover, topography (longitude, elevation) and precipitation as well as key OTUs (OTU4911: Streptomyces eurythermus and OTU4672: Streptomyces flaveus) drive the colonization of three desert plants. This research offers a promising solution for desert management in arid areas under global warming.     

基于系统发育及功能性状的不同坡向荒漠植物群落构建研究——以博湖县沙化封禁保护区为例

荒漠植物群落构建机制的研究有助于荒漠生态系统植物资源的保护及系统平衡稳定的维持。基于系统发育与功能性状相结合的方法,以博湖县沙化封禁保护区植物群落为研究对象,在研究区内纵向沙垄的不同坡向上(丘间、阴坡、阳坡)设置样方,进行植物群落物种功能性状和土壤因子的调查与测定,通过检验植物群落物种功能性状的系统发育信号,分析不同坡向植物群落物种系统发育结构和功能结构的表现模式,利用主成分分析(PCA)和线性回归模型(Linear regression model)筛选出影响物种共存的环境因子,进而揭示研究区干旱荒漠生态系统植物群落物种共存的驱动因素。结果表明：(1)研究区植被主要以耐旱的灌木和藜科草本植物为优势种;不同坡向土壤因子具有异质性,丘间、阴坡土壤养分、水分更为丰富。(2)研究区样地植物群落物种10个功能性状指标的系统发育信号K值均小于1,说明物种功能性状受系统进化影响较小,物种功能性状未表现出系统发育保守性。(3)不同坡向系统发育结构均趋于发散,限制相似性在植物分布中占主导作用;丘间和阴坡上较丰富的土壤肥力是物种功能结构发散的主要原因,阳坡物种功能结构表现为聚集效应,生境过滤为其驱动因素...     

河西走廊天然固沙植被区地表甲虫多样性及其对沙漠化的指示作用

干旱、半干旱区沙漠化强烈影响动植物分布及多样性,地表甲虫是荒漠中主要的动物类群,它们对沙漠化引起的植被和土壤环境变化响应十分敏感。鉴于此,以河西走廊中部张掖绿洲外围的天然固沙植被区作为研究区,依据沙漠化发育程度选择流动沙丘（ASD）、丘间低地（IL）、半固定（SFSD）和固定沙丘（FSD）4种生境,调查了地表甲虫群落组成及影响甲虫分布的植被和土壤环境。研究发现,4种生境地表甲虫群落组成明显不同并存在季节变异,5月ASD与IL、SFSD和FSD生境地表甲虫群落的相异性大于8月。5月和8月SFSD生境地表甲虫活动密度均显著高于其他生境,8月FSD生境地表甲虫多样性指数显著高于其他生境。不同大小甲虫对沙漠化的响应模式不同,大中型甲虫对沙漠化的响应较小型甲虫敏感,这在5月表现尤为明显。地表甲虫与环境因子的RDA分析结果表明,12个植被和土壤环境因子解释了49.8%的地表甲虫群落变异,其中植被环境解释了甲虫群落变异的16.3%,土壤环境解释了甲虫群落变异的4.2%,植被和土壤环境相互作用解释了甲虫群落变异的29.3%。pRDA分析结果表明,草本物种丰富度、灌木盖度、土壤有机碳含量和粗砂含量是影响地表甲虫分布的主要环境因子,它们解释了43.7%的地表甲虫群落变异。Pearson相关分析表明,草本物种丰富度与地表甲虫活动密度呈显著正相关,而与地表甲虫均匀度呈显著负相关;灌木盖度与地表甲虫多样性呈显著正相关;地表甲虫物种丰富度与灌木盖度和草本物种丰富度均呈显著正相关。此外,研究还发现戈壁琵甲、克氏扁漠甲、中华砚甲和甘肃齿足象可以用于指示FSD生境,东鳖甲属昆虫可以用于指数SFSD生境,谢氏宽漠王可以用于指示IL及ASD生境。     

胡杨叶功能性状特征及其对地下水埋深的响应

叶片性状反映了植物对环境的适应能力及其自我调控能力。以塔里木干旱荒漠区建群种胡杨（Populus euphratica）为研究对象,通过分析自然生长状况下胡杨叶功能性状对地下水埋深（GWD）的响应及功能性状间的权衡关系,揭示胡杨对极端干旱荒漠环境的生态适应策略。结果表明：胡杨7个叶功能性状种内变异程度不同（9.20%-40.02%）,叶面积（LA）变异程度最大,叶干物质含量（LDMC）与叶片含水量（LWC）变异程度较低,GWD梯度上表现出较大的分化变异特征。叶性状在不同GWD之间差异显著（P<0.05）,与GWD呈极显著相关（P<0.01）。比叶面积（SLA）、LA、LWC与叶干重（LDM）呈极显著正相关（P<0.01）,与叶厚度（LT）、叶组织密度（LTD）、LDMC呈极显著的负相关（P<0.01）;LDMC与LT、LTD,LWC与LA、SLA呈极显著正相关（P<0.01）,反映胡杨通过叶性状间的相互调节与权衡来适应干旱荒漠环境。逐步回归分析表明LA、LT对GWD变化最敏感,可间接借助这2个性状来预测干旱荒漠区地下水埋深变化。随GWD降低,胡杨SLA、LA、LDM、LWC减小,而LT、LTD、LDMC增大,其由高生长速率、资源利用能力的开拓型策略转变为以增强自身养分储存、防御能力的保守型策略,拓宽了生态幅和增强其在干旱逆境的适合度。可见,极端干旱荒漠区胡杨形成了小的LA、SLA、LDM,大的LT、LDMC、LTD等一系列有利于减少水分散失、储存养分和增强耐旱能力的干旱性状组合,这可能是其适应干旱贫瘠环境的生态策略。