毛乌素沙地3种优势植物对模拟降水量变化的水分平衡研究(英文)

未来全球变化 ,尤其降水变化的进一步加剧 ,将对毛乌素沙地陆地生态系统分布格局和生产力带来巨大影响。为了预测未来变化 ,提出合理的对应策略 ,实验选择毛乌素沙地 3种优势灌木、半灌木为研究对象 ,人工控制 4种降水量水平来探讨水分平衡对全球降水量变化的响应。结果表明 ,沙地蓄水量和不同沙层深度含水量季节变化明显受到不同施水量和 3种植物种类的影响。 3种植物沙地蓄水量和不同深度沙层含水量随着施水量的增加逐渐增大 ,并且不同施水量和植物沙地含水量随深度增加逐渐增大。在同一施水量处理下的蓄水量和同一深度含水量均大体为杨柴 (HedysarummongolicumTurcz.) >沙柳 (SalixpsammophilaC .WangetCh .Y .Yang) >油蒿 (Artemisiaordosi caKrasch .) ;3种植物的蒸发量和蒸腾量季节变化明显受到施水量的影响。随着施水量的增加 ,即 15 7 5、315 0、472 5和 6 30 0mm ,蒸发总量依次为 12 3.6 6、2 5 8.6 8、376 .30、45 8.5 7mm ;蒸腾总量 ,油蒿分别为 5 0 .80、6 8.93、10 8.39、16 3.36mm ;沙柳分别为 47.37、6 8.17、93.6 5、135 .97mm ;杨柴分别为 46 .73、6 7.37,86 .0 7、10 9.6 4mm。蒸发量显著大于蒸腾量     

毛乌素沙地景观格局变化研究

通过对毛乌素沙地不同时期的景观分类和制图以及景观格局计算,分析了50年代到90年代毛乌素沙地景观动态与景观格局变化的特征和模式。研究表明,50年代以来,毛乌索沙地景观发生了巨大变化,流动沙地、半固定沙地面积大幅度增加,固定沙地面积迅速减少,农田面积明显增加,草原、柳湾和盐湿低地等面积显著减少。50年代时,整个景观以流动沙地和固定沙地占优势,而90年代,则以流动沙地占绝对优势。伴随着荒漠化的发展,各种景观要素类型之间相互转化,景观格局发生显著变化。固定沙地面积减少伴随着斑块的破碎化,大型斑块数量减少,小型斑块数量增加;流动沙地面积增加的同时,一方面,较小的斑块不断联合形成更多的大型斑块,另一方面,流动沙地不断向固定、半固定沙地内部渗透,形成更多的小型斑块,使整个景观更加破碎。不合理的人类活动是荒漠化扩展及景观格局发生显著变化的主要驱动因素。     

毛乌素沙地中间锦鸡儿幼苗生长、气体交换和叶绿素荧光对模拟降水量变化的响应

选择毛乌素沙地优势灌木中间锦鸡儿为研究对象,人为控制4种降水量水平来测定中间锦鸡儿幼苗的形态,。生物量干重,气体交换和叶绿素荧光参数,结果表明,不同施水量显著影响幼苗株高,基径,叶数,叶面积,生物量干重,净光合速率,蒸腾速率,气孔导度以及水分利用效率,157．5mm和630mm施水的幼苗以上参数显著低于472．5mm施水的幼苗,157．5mm和630mm施水量的幼苗PSIII光化学效率和最大荧光与初始荧光比显著小于472．5mm施水量的幼苗;不同施水量对幼苗生物量干重分配有显著影响;随着施水量增加,根冠生物量干重比显著减少。     

沙埋与供水对毛乌素沙地两种重要沙生植物幼苗生长的影响

沙埋与水分是影响毛乌素沙地植物存活、生长的关键因子。通过沙埋与供水的野外控制实验,研究了毛乌素沙地重要物种柠条(Caragana korshinskii)与羊柴(Hedysarum laeve)幼苗存活及生长对沙埋和供水的反应。结果表明:适量的沙埋(0.25H-0.50H沙埋,H为苗高)与供水(柠条50mm/月,羊柴75mm/月)可以促进幼苗生长,过量的沙埋与供水则会抑制生长甚至导致幼苗死亡。柠条幼苗在50mm/月供水,0.25H、0.50H沙埋,羊柴幼苗在75mm/月供水,0.25H、0.50H沙埋下具有较高的相对生长速率和净同化速率;幼苗在1.0H和1.25H沙埋下全部死亡。供水量较小、沙埋较浅时,两种植物根冠比均较高;当供水量最大时,柠条幼苗根冠比在沙埋最深和没有沙埋时较大,而羊柴幼苗根冠比仍在没有沙埋时最高。     

毛乌素沙地野生植物资源的开发与利用

对毛鸟素沙地主要植物资源的价值及开发利用途径进行了探讨.提出了沙地植物资源保护建议.     

毛乌素沙地10种重要沙生植物叶的形态结构与环境的关系

10种重要沙生植物叶器官的比较解剖学研究表明其普遍特征是;叶片的表面积与体积比值小;叶表具表皮毛和厚的角质膜;气孔下陷、具孔下室;叶肉中栅栏组织发达;叶各类组织中普遍有含晶细胞和粘液细胞,具有发达的机械组织和输导组织。个别植物叶退化而由同比枝行使光合作用;部分植物具皮下层和异细胞层,以及具异常结构,以上特征是适应沙漠干旱环境的结果,反映出植物形态结构与环境的统一性。     

不同水分条件对毛乌素沙地油蒿幼苗生长和形态的影响

选择毛乌素沙地优势半灌木油蒿为研究对象,人为控制4种施水量水平来观察油蒿幼苗的生长和形态对全球降水量变化的响应。结果表明,不同施水量显著影响了幼苗生物量及其分配,枝叶形态和细根分布。随着施水量的增加,幼苗生物量、株高、总枝数和长度、总叶片数、总叶面积、比叶面积和细根长逐渐增大,而生物量根冠比、硬叶特征和叶肉质化程度逐渐减小。     

毛乌素沙地南缘沙柳灌丛土壤水分及水量平衡

以毛乌素沙地南缘沙柳人工固沙灌丛为研究对象,对不同栽植密度(0.2、0.6和0.8株·m-2)沙柳灌丛生长季土壤水分动态和蒸散量变化进行研究.结果表明:不同栽植密度沙柳灌丛区土壤水分动态和蒸散量存在明显差异,土壤含水量随着栽植密度增加呈单峰型曲线;生长季内沙柳灌丛土壤含水量变化呈“S”形曲线,并与降雨存在密切的关系.蒸散量以栽植密度0.8株·m-2的沙柳灌丛最高(114.5 mm),占同期降雨量的90.8％;以0.6株·m-2的沙柳灌丛最低(109.7 mm).根据生长季土壤水分动态和水分平衡特征,毛乌素沙地南缘沙柳灌丛适种密度为0.6株·m-2.     

不同浇水量对毛乌素沙地沙柳幼苗气体交换过程及其光化学效率的影响

 利用毛乌素沙地优势灌木沙柳(Salix psammophila)幼苗,研究气体交换及其PSⅡ的光化学效率对4种浇水量响应。结果表明：不同浇水量明显影响沙柳幼苗净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶片温度日变化动态;除幼苗叶片温度随着浇水量的增加而降低外,其它以上因素均随浇水量的增加而增大。浇水量少时,幼苗净光合速率明显有“午睡”现象,而充足浇水能有效消除幼苗净光合速率的“午睡”现象;浇水量增加降低了沙柳幼苗光补偿点,提高了饱和光强和表观量子效率;浇水量显著影响幼苗的PSⅡ光化学效率,随着浇水量减少,幼苗的最大荧光、可变荧光、最大荧光比和最大光化学效率逐渐减小。相关分析反映了在不同施水量处理下,环境因子光合有效辐射、大气温度、大气饱和水汽压差及其生理变量气孔导度、叶片温度、胞间CO2浓度均显著影响幼苗净光合速率。     

毛乌素沙地飞播植被与生境演变的研究

飞播造林作为沙地大面积绿洲化的有效的手段，已在毛乌素沙地中运用并取得了显著的成效。本文根据伊金霍洛旗４个播区飞播后十余年的调查资料，分析了杨柴灌丛群落动态变化的特点以及演替的机制，并指出沙地土壤水分生境的改变是群落发生演替的主要原因。随着生境的变化，群落的演替可分为４个阶段：先锋植物群落、杨柴群落、油蒿群落和黑格兰、沙地柏、蒙古莸和柠条等中旱生灌丛群落阶段。为了防止杨柴群落的进一步演替或退化，确保这一人工草场的质量，对群落演替的合理人为干扰，是必要的。     

毛乌素沙地景观生态类型与灌丛生物多样性初步研究

本文利用数量方法对毛乌素沙地景观生态类型进行了自上面而下的等式划分,共划分出１０种景观生态类型,并总结了各种景观生态类型的主要性质,对其景观管理措施进行了讨论,还对所划分出的景观生态类型的灌丛的生物多样性进行了分析,其物种丰富度低,而优势度较高,无效均匀度较低,提出毛乌素沙地草地管理的景观和生物多样性原则。     

光强对两种入侵植物生物量分配、叶片形态和相对生长速率的影响

 比较研究了不同光强下生长的（透光率分别为12.5%、36%、50%、100%）两种入侵性不同的外来种——紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）和兰花菊三七（Gynura sp.）的生物量分配、叶片形态和生长特性。结果表明: 1）两种植物叶片形态对光环境的反应相似。弱光下比叶面积（SLA）、平均单叶面积（MLS）和叶面积比（LAR）较大,随着光强的升高,SLA、MLS、LAR和叶根比（LARMR）降低。2）100%光强下紫茎泽兰叶生物量比（LMR）、叶重分数（LMF）和叶面积指数高于低光强下的值,也高于兰花菊三七,支持结构生物量比（SBR）则相反。强光下紫茎泽兰叶片自遮荫严重,这可能是其表现入侵性的重要原因之一;兰花菊三七分枝较多,避免了叶片自遮荫,较多的分枝利于种子形成对其入侵有利。3）随生长环境光强的升高,两种植物的净同化速率（NAR）、相对生长速率（RGR）和生长对NAR的响应系数均升高（但100%光强下兰花菊三七RGR降低）,平均叶面积比（LARm）和生长对LARm的响应系数均降低,但不同光强下LARm对生长的影响始终大于NAR。4）随着光强的减弱,两种植物都增加高度以截获更多光能,但它们的生物量分配策略不同,紫茎泽兰根生物量比（RMR）降低,SBR增大,而兰花菊三七SBR降低,RMR增大。紫茎泽兰的生物量分配策略更好的反应了弱光环境中的资源变化情况。结论：紫茎泽兰对光环境的适应能力强于兰花菊三七。     

城市化对植物生长发育的影响

 本文研究了北京市首钢工业区和樱桃沟游览区生态条件的变化及城市化对植物生长发育的影响。两个功能区的气温、相对湿度、降雨量以及雨水、飘尘、植物中的污染物质含量都有很大差异。工业区大多数植物的开花期、结果期比游览区早,而营养结束期延晚;有些植物甚至不能开花、结果;有些虽能正常开花,但花的数量少,结的果实也小等;游览区九种乔木、灌木的叶面积和四种常绿乔木的枝条年生长量都比工业区大0.5—1倍。     

特大洪水对鄱阳湖水生植物三个优势种的影响

１９９８年７月～８月长江爆发了全流域性的特大洪水。作者造反２通江湖泊鄱阳湖水生植物优势种竹叶眼子菜、苦草和苔草为材料,比较报这３个种在物城水前后生物量和密度的变化,结果表明：１）水生植物的生物量和密度在特大洪水前后发生了显著性变化（Ｐ〈０．０１）‘２）受特大洪水影响,水生植物地上部分比地下部分变动幅度大。尤其是叶眼子菜和苦草在洪水过后,水生地上部分比地下部分变动幅度大。尤其是竹叶眼子菜和苦草在洪水     

乌兰布和沙区紫花苜蓿根系生长及吸水规律的研究

研究了不同水分处理下,乌兰布和沙区紫花苜蓿系生长发育规律及根系吸水速度,结果表明：不同水分处理的根系生长规律最基本一致的,在生长季风均呈增加的趋势;但适度干旱可促进根系的伸长生长。在当地土壤类型条件下,根系主要分布在０－３０cm土层;根重密度在土壤剖面上的分布遵循对数规律,并随深度的增加呈降低趋势。运用一维土壤水分运动方程,计算得到了不同水分处理根系吸水速度在土壤剖面上的分布状况;根系吸水速率与土壤含水量和根密度密切相关。     

温度和水分状况对几种不同类型植物叶片水势和延伸生长的影响

在田间条件下研究了温度、相对湿度、土壤水分对玉米、高粱、茄子、豇豆、河北杨和泡桐六种植物LER2)和ψWL3)日变化的影响。结果表明,ψWL日变化呈正弦曲线,即早晨、晚上高,中午低;土壤水分亏缺,中午大气ψWV4)愈低,ψWL降低愈多。在土壤供水良好的条件下,玉米、高粱、河北杨、泡桐叶片生长与温度密切相关,因此白天生长快,晚上生长慢;若中午ψWV太低,生长减慢,使叶片生长呈双峰曲线,即午前及18:00左右生长快。若土壤水分亏缺,白天ψWV太低,白天生长慢,晚上生长快。茄子和豇豆叶片生长对水分亏缺更敏感,晚上生长快,白天生长慢,干旱处理叶片在白天中午有收缩现象。     

毛乌素沙地沙地柏(Sabina vulgaris)的水分生态初步研究

对毛乌素沙地沙地柏群落的水分状况作了初步研究。在典型的沙地柏群落中选取位于丘顶（水分条件较差）和丘间低地（水分条件较好）的两个样地作为研究对象,观测了植物叶子的蒸腾速率、气孔阻力及水势等生理生态指标,并结合群落特征和土壤水分状况,探讨了水分亏缺对沙地柏的影响。研究结果表明：１）虽然沙地柏具有比多数沙生灌木较小的蒸腾速率和更强的抗旱性,但是在不能利用地下水的情况下,其过大的密度可引起大量蒸腾耗水,并使植物处于严重的水分亏缺之中;２）在沙地柏群落的退化乃至于成片枯死过程中,水分胁迫是重要的因素之一;３）为了防风固沙,人工栽植沙地柏的适宜地段应选择水分条件较好的沙地（如滩地覆沙）,而在高大的沙丘或梁地栽植沙地柏,应该注意规模和密度。     

切断匍匐茎对沙地柏子株生长和资源利用效率的影响

沙地柏 (Sabina vulgaris)系毛乌素沙地唯一的天然常绿沙生灌木 ,也是一种有代表性的克隆植物 ,对沙地环境具有很强适应性。为了研究不定根对沙地柏生长和资源获得的重要性 ,通过切断匍匐茎 ,以分析模拟干扰对沙地柏子株存活、生长、生物量分配、气体交换和资源利用效率的影响。结果表明 :1)切断匍匐茎对沙地柏子株存活率无明显影响 ,这表明已定居的子株能够独立存活 ;2 )切断匍匐茎对当年生枝生长和生物量分配的影响受模拟干扰和环境水分状况的双重制约 ,流动沙地上比茎长随干扰强度的增加而显著增大 ,这有利于子株寻找到优越的微环境 ;3)固定沙地上 ,切断匍匐茎对当年生枝气体交换和资源利用效率的影响均不显著 ,而显著影响生物量分配 ,这种格局表明切断匍匐茎对沙地柏子株的影响可能具有层次性 ;4)气孔导度减小、资源利用效率提高可能是沙地柏子株对强度干扰的一种生理适应。