禁牧对伊犁绢蒿种群数量特征及其构件生物量分配的影响

该研究于2020年5月、7月和9月在天山北坡中段试验区的禁牧区(5a)和放牧区分别进行调查采样,测定分析不同月份禁牧区和放牧区伊犁绢蒿种群数量特征(高度、盖度、密度和生物量)及构件(茎、叶、根)生物量,以揭示植物种群特征和构件生物量对禁牧的响应规律,为退化草地的修复治理以及合理利用提供依据。结果表明：(1)与放牧区相比,5月、7月、9月禁牧区的伊犁绢蒿种群的高度、盖度和生物量均显著增加(P<0.05),其中高度增幅为69.90%～95.53%,盖度增幅为186.53%～297.82%,生物量增幅为86.24%～631.83%。(2)随着月份的推移,禁牧区与放牧区伊犁绢蒿单株生物量、茎生物量和叶生物量均呈先降后增的变化趋势,而根生物量呈增加的趋势;禁牧改变了植株构件比例,与放牧区相比,禁牧区茎、叶的生物量所占单株生物量的比例在7月、9月均显著增加,而根生物量所占比例显著降低。研究认为,禁牧有利于地上植被的恢复,使其构件结构改变,是恢复退化荒漠草地植物的有效措施。     

三七表型变异及其对气候因子的响应

为了解三七(Panax notoginseng)表型变异的发生机理,结合地理信息系统和多元统计分析,研究了云南和广西的3年生栽培三七表型变异与气候因子的关系及性状间的内在联系。结果表明,三七的茎生物量、地下生物量和总生物量变异系数较大;地上生物量比和地下生物量比的变异系数较小。相关分析表明,表型变异受多种气候因子的共同影响,降水对三七表型变异的影响强于温度,不同季节降水量变化幅度是决定三七茎粗和叶面积的关键气候因子。三七地下生物量、总生物量随年均气温、年均降水量、最干月降水量的升高呈下降趋势,而随月均温变幅、昼夜温差与年温差比值的升高呈增加趋势。日照时数的增加使三七地上生物量比降低,并促进地下生物量和总生物量的积累。因此,随产地气候条件的变化,三七表现出较强的形态性状变异,可能是三七通过表型变异以适应异质生境。     

荒漠草原土壤相对湿度对猪毛蒿表型可塑性的影响

猪毛蒿(Artemisia scoparia)为菊科蒿属草本植物,是一种适应性较强的广幅种。研究荒漠草原不同土壤相对湿度条件下猪毛蒿的表型可塑性,对认识异质生境下猪毛蒿的生存适应策略具有重要的生态学意义。结果表明:株高、茎粗、根长、根重和单株生物量均表现出随土壤相对湿度的增大而增加的趋势,对异质生境具有较强的可塑性,而根冠比则表现出相对的稳定性。植株不同部位生物量大小排序为:上部中部下部,且植株下部显著大于上部生物量(P0.05)。土壤相对湿度40%生境下的头状花序数量和重量显著高于土壤相对湿度30%和30%—40%生境。繁殖器官绝对投入量(lg R)随着个体大小(lg V)的增大呈极显著的增加(P0.001),繁殖阈值介于1.868—2.006 g。随着土壤相对湿度的增加,繁殖分配比例极显著增大(P0.001)。营养器官和繁殖器官生物量、头状花序重量和数量、地下生物量和地上生物量均呈极显著线性正相关关系(P0.001),存在正向权衡。单个头状花序重量并不随个体大小和头状花序数量的增加而发生显著变化(P0.05),且在不同土壤相对湿度和不同部位间均无显著差异(P0.05)。由此可见,猪毛蒿在异质生境下产生的可塑性是其生存繁殖的重要反应机制之一。     

模拟喀斯特异质性小生境下三叶鬼针草地上地下协同生长对策

模拟在喀斯特异质生境下,通过随机区组实验,研究三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）在两种土壤生境（浅而宽、深而窄）和3种水分处理（对照、减水50%、减水70%）下植物的地上和地下生长关系及生物量分配格局。结果显示：（1）两种生境中三叶鬼针草的地上生长（株高、地径、叶面积、叶生物量）与地下根系生长（根长、根表面积、根体积、根生物量）均随着施水量的减少而降低;叶面积比率随着施水量的减少而增加;根质量比在浅而宽土壤生境中呈先增后减的趋势,而在深而窄土壤生境中呈增加趋势。（2）两种生境中三叶鬼针草的地上生物量与地下根系生物量、叶面积与根长、叶面积与各层根系生长均呈显著正相关关系。但在浅而宽土壤生境中,三叶鬼针草的地上生物量与各土层根系生物量均呈显著正相关,而在深而窄土壤生境中,地上生物量仅与中上土层根系生物量呈显著正相关。研究表明三叶鬼针草在不同生境中均具有较好的地上地下协同生长对策,在增强对地下资源获取的同时也增强了对地上资源的获取。在浅而宽土壤生境中,三叶鬼针草通过协调根系的横向拓展能力与植物叶片的生长来应对快速的干旱缺水;在深而窄土壤生境中,植株能较好地协调根系向下拓展能力与地上叶面积的生长,更好地利用土壤深层的水分资源。     

新疆天山北坡不同地区的野生无芒雀麦构件生物量

构件生物量分配是植物响应异质环境做出的资源分配策略。以天山北坡5个典型地区的野生无芒雀麦为研究对象,采用野外调查和室内测量相结合的手段,分析不同地区无芒雀麦构件生物量的差异,探究构件生物量的变化规律。结果表明,不同生境下构件生物量及其分配存在不同程度的差异,其中茎生物量及其分配差异最大。营养构件生物量分配大于生殖构件,地上构件生物量大于地下构件,且营养分配和地上分配在地区间存在显著差异(P0.05),构件生物量分配与环境因子的关系密切,地上生物量更能反映茎生物量的积累情况。综上所述,无芒雀麦构件生物量在不同地区草地中不具有稳定的分配模式,对环境的适应性较强。     

四种荒漠植物生物量分配对土壤因子 的响应及异速生长分析

该研究以四种荒漠植物:盐地碱蓬(Suaeda salsa)、新疆绢蒿(Seriphidium kaschgaricum)、对节刺(Horaninowia ulicina)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为对象,采用挖掘法获取完整的植株生物量,测定土壤理化性质,并通过四种荒漠植物生物量、生物量分配比对土壤因子的响应程度以及异速生长模型进行了对比分析。结果表明:(1)四种荒漠植物的生物量、生物量分配比重差异明显;新疆绢蒿具有最大的地上、地下生物量,对节刺的生物量最小;根冠比(R/S)大小排序依次是骆驼刺对节刺、新疆绢蒿盐地碱蓬(P0.05)。(2)利用RDA分析土壤因子对R/S的影响,结果发现土壤因子对新疆绢蒿、盐地碱蓬、骆驼刺、对节刺的R/S解释程度分别是16.3%、24.8%、33.1%、35.4%,其中土壤全氮与对节刺的R/S呈正显著关系(P0.05),土壤水分与盐地碱蓬的R/S呈极显著正相关(P0.01)。(3)四种荒漠植物地上—地下间均具有极显著的相关生长关系(P0.01);新疆绢蒿地上—地下间为等速生长关系(α=1),而对节刺和骆驼刺则均为α=3/4的异速生长关系,盐地碱蓬属于非3/4幂指数的异速生长关系(α1),四种荒漠植物间具有共同的异速生长指数(0.767)。以上结果说明艾比湖优势荒漠植物具有功能趋同性,其空间分配特征对土壤因子的响应存在物种特异性。     

乌梁素海野生芦苇群落生物量及影响因子分析

 对内蒙古乌梁素海湿地野生芦苇(Phragmites australis)生物量的调查基础上,探讨了富营养化湖泊湿地水体的物理化学性质对芦苇生物量的影响。结果表明：1）由于环境因子的影响,芦苇群落生物量变化较大,介于1.73～3.00 kg·m-2之间;地下和地上生物量之比介于1.14～2.19之间;2）芦苇群落生物量受多种因素的影响,其中水深是最主要的限制因子,水上生物量和地上生物量随着水深的增加而增加,而地下与地上生物量的比值则随水深的增加而减少,这主要是由于水深改变了芦苇群落的结构（群落密度）和个体形态(株高和株茎);3）芦苇群落生物量随着水体N浓度增加而增加。芦苇各器官（叶、茎、根状茎和根）的N∶P为7.59～12.21,小于14,这也说明该水体中的N负荷是影响芦苇生长的主要限制因子;4）土壤有机质分解对芦苇生长没有产生毒害作用。     

内蒙古草原生物量和地下生产力空间格局及其关键影响因子

基于33个样地获取的地上、地下生物量和地下生产力实测数据,结合气候、土壤、空间因子和多样性等多个指标,利用置换检验、回归分析和分类回归树等统计方法,探究了内蒙古草原的地下生产力、生物量和地下/地上生物量比沿环境梯度变化的空间格局及导致形成该格局的关键影响因子。结果表明:由西南向东北方向,地下生产力、地上生物量和地下生物量均呈显著上升趋势,地下/地上生物量比则无任何显著趋势;地下生产力、地上生物量、地下生物量和地下/地上生物量比的分类回归树模型解释率分别为58.3%、53.3%、78.8%和53.8%。模型显示:地下生产力与土壤容重和Pielou均匀度指数关系最为密切,地上生物量则主要受最暖月最高温控制,而地下生物量变异则分别与年均降水量、p H值和土壤含水量等因子有关,地下/地上生物量比与海拔有一定关系;分别以地下生产力、地上生物量、地下生物量和地下/地上生物量比对应分类回归树模型所甄别出的关键因子建立广义可加模型,所有模型的偏差解释率均在50%以上,表明广义可加模型代表了因变量的大部分变异。地下生产力与土壤容重呈分段函数关系,地上生物量与最暖季最高温显示出非线性关系,地下生物量则与年均降水量整体呈正相关关系,地下/地上生物量比与海拔表现出密切但复杂的关系,且受左右两端极值点影响较大。本研究不仅能为较大尺度上生物量、生产力空间格局研究提供了案例支持,同时对于草地生态系统生产力的深入研究、碳循环的长期监测和天然草场的合理利用与管理等均有重要意义。     

放牧对鄂尔多斯高原油蒿草场生物量及植被-土壤碳密度的影响

以围封保护和自由放牧油蒿草场为研究对象,通过野外调查与室内分析,研究了围封和放牧条件下沙地草场生物量和植被-土壤碳密度。结果表明:(1)自由放牧使油蒿群落中植物种类增加,但降低了植物群落盖度。自由放牧不仅导致油蒿草场地上、地下总生物量降低,也使得油蒿地上、地下生物量占群落地上、地下总生物量的比例减小。生长季自由放牧样地凋落物生物量显著大于围封保护样地(P0.05);(2)围封保护样地植被碳密度大于自由放牧样地,土壤碳密度却小于自由放牧样地,但两个样地间差异不显著(P0.05);(3)油蒿草场90%以上的碳储存于土壤中,围封保护样地和自由放牧样地油蒿草场土壤碳密度占植被-土壤系统碳密度的91%、93%;(4)围封保护油蒿草场碳密度为2.29 kg/m2,自由放牧油蒿草场碳密度为2.68 kg/m2,两个样地间差异不显著,自由放牧对油蒿草场碳密度影响不大。     

古尔班通古特沙漠及交错带白茎绢蒿与沙拐枣节肢动物群落结构动态

查明古尔班通古特沙漠及交错带主要灌木白茎绢蒿和沙拐枣上节肢动物群落特征及发生规律,可为保护农田沙漠交错带白茎绢蒿及沙拐枣、合理利用沙漠及交错带节肢动物资源提供科学依据。本试验采用网捕法定时定点调查了古尔班通古特沙漠南缘沙漠及交错带白茎绢蒿与沙拐枣节肢动物的数量和种类。调查共捕获节肢动物677号,隶属于2纲10目22科。交错带生境白茎绢蒿及沙拐枣节肢动物群落物种丰富度、多样性指数均显著高于沙漠生境,优势度则反之。交错带生境天敌节肢动物数量显著高于沙漠生境。植食性节肢动物主要类群为蜡蝉总科、叶蝉科、蝗总科、盲蝽科、象甲科、蚜科;天敌节肢动物主要类群为小蜂总科、茧蜂科、姬蜂科、草蛉科和蜘蛛目。植食性节肢动物于5月中旬及7月上旬两次达到高峰,天敌节肢动物滞后于植食性节肢动物于5月下旬及7月中旬发生两次高峰。交错带白茎绢蒿与沙拐枣上天敌节肢动物资源丰富,大部分天敌节肢动物有一定的飞行能力,可转移至农田及沙漠生态系统,其生态意义重要。故提倡保护交错带白茎绢蒿及沙拐枣,防止过度放牧对生态系统造成严重影响。