水分胁迫对牛心朴子光合生理特性影响的研究

采用PVC管种植模拟土壤干旱的方法,研究了牛心朴子(Cynanchum komarovii)在水分胁迫下光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、叶绿素荧光的变化规律及不同生育期适应性表现。结果表明：土壤水分胁迫对牛心朴子叶片光合生理的影响与其胁迫时间及其胁迫程度都有关系,胁迫前中期Pn下降的原因主要是气孔限制,而到后期则以非气孔因素限制为主。中度土壤水分胁迫在短期内对牛心朴子叶片光合作用具有促进作用,而且有利于WUE的提高。而重度胁迫对牛心朴子Pn的影响较显著,而且非气孔因素的出现早于中度胁迫的处理。牛心朴子的光合生理对土壤水分胁迫具有一定的适应时期和适应范围。     

鄂尔多斯草地退化过程中个体分布格局与土壤元素异质性

应用复合个体-距离法分析了鄂尔多斯草地退化过程中多种群和优势种个体分布格局,应用统计方法分析了土壤有机碳和氮元素的异质化过程。结果表明：在鄂尔多斯草地退化过程中,多种群和优势种个体分布格局大多表现出不同尺度下的随机分布和聚集分布,但多种群的个体分布格局在本氏针茅(Stipa bungeana) 油蒿(Artemisia ordosica)群落中出现均匀分布;优势种油蒿和牛心朴子(Cymanchum komarovii)在油蒿 牛心朴子群落中均出现了均匀分布。土壤元素在单一优势种群落中存在不同程度的异质性,油蒿群落中异质化程度最强;在共优势种本氏针茅 油蒿群落中,出现了土壤元素相对均质化,油蒿 牛心朴子群落中,异质化程度相对减弱。由于对土壤水分和养分的竞争,使共优势种群落出现植物的均匀分布,土壤元素相对均质化。土壤元素先后异质化过程首先表现为土壤有机质的异质化过程,然后才表现为土壤氮的异质化过程。土壤元素先后异质化过程表明异质化过程首先表现为植被异质化,植被的异质化导致土壤某些元素的异质化。     

鄂尔多斯草地退化过程中植被地上生物量空间分布的异质性

应用地统计学方法分析研究了鄂尔多斯草地荒漠化过程中植被地上生物量空间分布的异质性。发现从本氏针茅(Stipa bungeana)、本氏针茅 油蒿(Artemisia ordosicn)、油蒿、油蒿 牛心朴子(cynanchum komarovii)、牛心朴子群落的5个退化系列群落中,植被地上生物量空间格局异质化程度及其相关范围变化非常明显。变异函数的基台值(C0 C)在5个退化群落中的变化表明,在本氏针茅群落中,植被地上生物量空间分布异质性较低(0．48),本氏针茅 油蒿群落增强(19．47),油蒿群落显著增强(1522),油蒿 牛心朴子群落减弱(171．6),牛心朴子群落显著减弱(4．164)。变异函数的相关范围(A0)表明,在本氏针茅群落空间相关范围较小(53．9cm),本氏针茅 油蒿群落增加(77．8cm),油蒿群落减小(51．7cm),油蒿 牛心朴子群落增加(62．9cm),牛心朴子群落增加(94．6cm)。空间变异比分析表明,由空间自相关因素引起的空间异质性占主要部分(74．2％～80．7％)。空间分布格局图(Kriging map)分析进一步显示,退化群落中植被地上生物量格局变化显著。从本氏针茅群落退化到油蒿群落的中度荒漠化过程中,植被地上生物量空间分布的异质性的增强。由油蒿群落退化到牛心朴子群落的严重荒漠化过程中,植被地上生物量空间分布的异质性减弱。     

EFFECTS OF AM FUNGI AND WATER STRESS ON DROUGHT RESISTANCE OF ARTEMISIA ORDOSICA IN DIFFERENT SOILS

 利用两种不同土壤研究了水分胁迫和接种AM真菌(摩西球囊霉(Glomus mosseae)和油蒿(Artemisia ordosica)根际土著AM真菌)对毛乌素沙地重要演替物种油蒿生长和抗旱性的影响。结果表明, 两种土壤中水分胁迫没有显著影响油蒿的植株形态和含水量, 但严重抑制了菌根侵染率。水分胁迫促使油蒿提高叶片保水能力, 抑制N、P在地上部的分配。在胁迫前期SOD活性较高, 而POD活性在后期较高。同一水分条件下接种AM真菌显著提高了AM真菌侵染率, 土壤中孢子数显著增多, 提高了植株分枝数并促进侧根发育, 显著提高根冠比和植株保水能力, 加强了根系对全磷、全氮的吸收。接种AM真菌的植株可溶性糖和丙二醛含量较低, 可溶性蛋白含量无显著变化, SOD和POD活性提高, 油蒿抗旱性加强。水分胁迫下在不同土壤中接种不同AM真菌对油蒿的促进效应差异较大, 接种土著AM真菌的效果优于摩西球囊霉单一接种。干旱导致菌根侵染率下降是宿主植物吸水能力下降的原因之一, 在植物生长前期接种AM真菌可以增强植物抵抗生长中后期环境干旱的能力。     

水分胁迫对牛心朴子、甘草叶片色素、可溶性糖、淀粉含量及碳氮比的影响

在宁夏灵洲区牛心朴子、甘草自然生境条件下,采用土壤控水措施,研究了土壤水分胁迫对两种优势旱生植物牛心朴子(Cynanchumkomarovii)和甘草(Glycyrrhizauralensis)叶片中的叶绿素;根、茎、叶中的可溶性糖、淀粉含量和C/N比值的影响。结果表明:1土壤水分长期胁迫,导致了这两种旱生植物叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量及Chla/Chlb、Car/Chl比值等的显著变化(P<0.01);2甘草Chla的含量和Chla/Chlb的比值始终大于牛心朴子,相反牛心朴子Chlb、Car的含量和Car/Chl比值却又始终大于甘草;3土壤水分长期胁迫引起了两种植物根、茎、叶可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低;4土壤水分长期胁迫引起了两种植物根、茎、叶C/N比值的降低,但牛心朴子C/N比值在处理的各个时期均大于甘草;5土壤水分长期胁迫引起牛心朴子和甘草Chla、Chlb、Car含量及Chla/Chlb、Car/Chl的比值、可溶性糖、淀粉和C/N比值的增加或减少的程度不同。     

水分胁迫对牛心朴子植株生长及渗透调节物质积累的影响

采用PVC管种植模拟土壤干旱的方法,研究了牛心朴子(Cymanchum komarovii)在水分胁迫下植株生长及渗透调节物质的积累情况。结果表明：牛心朴子植株地上部对土壤水分比较敏感,随水分胁迫程度的加强和胁迫时间的延长,植株生长显著变缓,直至停止生长,而根／冠比值则有所加大;可溶性糖是牛心朴子根系主要的渗透调节物质,随着土壤水分胁迫程度的加重,根系中的可溶性糖呈明显的增加趋势,叶中的可溶性糖则随胁迫的加重而呈下降趋势,说明在干旱胁迫下牛心朴子的同化产物大部分分配于根系之中;Pro在牛心朴子叶、茎、根的渗透调节中也起着重要作用,随土壤水分胁迫的加重,其在根、茎、叶中的积累明显增加;而无机离子在牛心朴子渗透调节过程中的作用很小。     

水分胁迫对牛心朴子叶片光合色素及叶绿素荧光的影响

研究了水分胁迫对牛心朴子叶片光合色素及叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明,在长期的水分胁迫中,牛心朴子叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量没有下降或下降不明显。直到处理末期才显著下降;叶片叶绿素荧光动力学参数Fo、Fm、Fv、Fv／Fm变化不大,在处理末期各处理Fo降低,轻度、重度水分胁迫的Fm、Fv、Fv／Fm升高。说明K期水分胁迫后牛心朴子的光合功能受到影响,但牛心朴子仍表现出较强的适应干旱的能力。     

陕北黄土丘陵区撂荒群落共存种活性氧清除指标对水分胁迫的响应

群落共存种对环境变化的生理生态响应差异是群落演替的重要因素,其中活性氧清除是生理生态响应的重要方面。该研究以黄土丘陵区10个常见撂荒群落共存种(阿尔泰狗娃花、猪毛蒿、铁杆蒿、茭蒿、小花棘豆、达乌里胡枝子、白羊草、冰草、中华隐子草和无芒隐子草)为研究对象,测定了不同水分处理条件下(适宜水分、中度胁迫及重度胁迫)生长季中3个月份(8、9和10月)个体和种群的生长表现(个体株高、生物量和种群存活率),及主要活性氧清除指标［类胡萝卜素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量］,分析群落共存种的生态适合度和活性氧清除指标对水分处理的响应差异及其相互关系,以明确演替生态位置上各指标的变化趋势。结果表明：(1)随水分胁迫程度的增加,演替前期种——猪毛蒿的的适合度有所下降,后期种——白羊草有所上升。(2)GSH和类胡萝卜素含量均随水分胁迫程度增强显著升高。(3)类胡萝卜素含量、SOD活性和GSH含量存在显著的种间差异,其中达乌里胡枝子的类胡萝卜素含量、小花棘豆的SOD活性、中华隐子草的SOD活性和GSH含量、无芒隐子草的类胡萝卜素含量和GSH含量均相对较高,且这3个指标的生长季变化也较为明显,8月份类胡萝卜素含量和GSH含量相对较高,而10月份GSH含量和SOD活性相对较高。(4)演替生态位置上,10个共存种在演替序列上以前期种的适合度和类胡萝卜素含量相对较低,而演替后期种相对较高,表明演替后期的植物较为耐旱。     

宁夏荒漠草原优势植物生长及生物量分配对放牧干扰的响应

于2011年植物生长旺季(8月)在围封禁牧(NG)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)区分别随机选取荒漠草原优势植物甘草(Glycyrrhiza uralensis)和牛心朴子(Cynanchum komarovii)各15株为研究对象,对比分析其生长特征、各植物构件生物量及生物量资源分配差异对不同放牧强度的响应机制,为退化草原的恢复演替提供依据。结果表明:(1)甘草株高和地径、牛心朴子株高均随放牧强度的增加呈先升高后下降的趋势,而且均在轻度放牧条件下最高,重度放牧时则显著降低。(2)甘草和牛心朴子的总生物量、茎生物量和叶生物量随着放牧强度的增加呈先升高后降低的趋势,且不同放牧强度间差异显著;甘草和牛心朴子根系生物量随放牧强度的加强变化趋势不同。(3)甘草和牛心朴子生物量分配的总体格局为:根叶茎;随着放牧强度的增加,甘草根生物量比呈先升高后降低趋势,茎生物量比呈下降的趋势,叶生物量比呈上升趋势,而牛心朴子根生物量比呈先下降后升高的趋势,茎生物量和叶生物量呈先增加后下降的趋势。研究认为,不同放牧强度下两种植物形态可塑性和生物量分配格局的差异反映出植物生态适应策略的不同。     

鄂尔多斯高原沙地植被和两种优势克隆半灌木的空间格局

群落优势种重要值的变化可以表征植被的演替状况。研究了鄂尔多斯高原飞播后不同演替阶段的沙地植被 ,以及两种优势克隆植物羊柴 (H edysarum laeve)和油蒿 (Artemisia ordosica)种群的空间格局。结果表明 :在调查的尺度内 ,群落水平上 ,演替前期和演替中期的植被盖度空间自相关发生的尺度远小于演替后期。随着植被的演替和发育 ,小于抽样尺度 (<1m)的随机变异逐渐增加。暗示着植被盖度空间格局的变化与羊柴种群和油蒿种群在群落中的地位的变化有关。种群水平上 ,小尺度的空间自相关控制着羊柴种群在 3个演替阶段的空间格局 ;处于前 2个演替阶段的油蒿种群 ,空间格局受更大尺度的过程控制 ,并在自身为建群种的群落随机分布。对于 3个演替阶段的油蒿种群而言 ,发生在小于抽样尺度 (<1m)的随机变异都高于相应的羊柴种群。这两种克隆半灌木的种群空间格局的差异可能与二者克隆构型和克隆性的不同有关。本文还根据这两种植物的生物学特性探讨了二者对鄂尔多斯高原沙地植被恢复的不同作用     

不同配置模式下油蒿和柠条对降雨变化的生理生态响应及调节机制

研究了沙坡头地区固沙植物油蒿和柠条在1 m×1 m和2 m×2 m配置模式下的群落学特征,以及在自然和控制降雨条件下的水分关系、气体交换及其调节机制.结果表明： 随着土壤含水量的变化,油蒿和柠条的生理耗水和生长特性不同,油蒿的气孔导度、水势、蒸腾速率、光合速率和快速生长均呈现明显的波动性,并且对土壤水分的消耗量高于柠条;柠条的上述指标变化相对低缓而恒定,光合生长速率较低,多年累积生物量却很高.两种植物对水分胁迫的响应过程和调节机制不同,油蒿主要为保水机制,柠条主要为节水机制.在极端干旱年份,柠条的节水、抗逆特性更强.固沙植物种的选择应既利于防风固沙和节约用水,又利于固沙林的稳定.     

Contrasting responses of legume versus non-legume shrubs to soil water and nutrient shortages in the Mu Us Sandland

Aims Legumes and non-legumes usually differ in using soil water and nutrients. Both water and nutrients are scarce in the semi-arid Mu Us Sandland where legume and/or non-legume shrubs coexist/dominate. Here, we addressed the responses of legume versus non-legume shrubs to different soil water and nutrient conditions.Methods We conducted an experiment in which a legume (Hedysarum laeve) and a non-legume (Artemisia ordosica) were used, both of which are dominant species in the Mu Us Sandland. Seedlings of these two species were subjected to three water levels (45.0, 67.5 and 90.0 ml every 3 days) and three nutrient treatments (0, 0.1% and 0.2% nutrient solution every week) during the experiment.Important findings Interactions between water and nutrients on total biomass, root weight ratio and rain use efficiency (RUE) were detected in A. ordosica but not in H. laeve, suggesting that water effects on A. ordosica but not on H. laeve are dependent on soil nutrients. Nutrient addition alleviated drought stress and increased RUE in A. ordosica. The interspecific differences in response to soil water and nutrients may be linked to the ability of plants to fix nitrogen. In addition, under low-soil water or nutrient conditions, H. laeve produced more biomass than A. ordosica, and the opposite was the case under high-soil resources. The relationship between relative growth rate (RGR) and RUE [or nutrient use efficiency (NUE)] varied with two species. RGR of A. ordosica was positively correlated with both RUE and NUE while RGR of H. laeve was negatively correlated with NUE. The different responses may be linked to the trade-off between high-growth rate and low-resource use efficiency.     

沙坡头地区不同配置格局油蒿和柠条水分生态位适宜度研究

利用生态位适宜度理论建立了沙坡头人工植被防护林体系无灌溉条件下,两种固沙植物油蒿(Artemisia ordosica Krasch．)和柠条(Caragana korshinskii Kom．)的水分生态位适宜度模型。并据此分析比较在5种不同配置格局下,在不同的降水量年份,这两种植物的水分利用状况。主要结论如下：不论在生长季总降水量为80.63mm的1991年还是在降水量大一倍的1993年,单播下油蒿的水分生态位适宜度均大于混播下的适宜度,且在7月份均有一个水分极其匮乏期;单播下柠条的水分生态位适宜度均小于混播下的适宜度;单播的3种格局中,以2m×2m的株距和行距(即样地1,3)为最佳,混播的两种格局以1m×1m的株距和行距,且按2行油蒿×2行柠条,中间空一行的方式配置(即样地5)为最佳。最后,对两个种生长过程中水分利用的一些特性进行了探讨。     

The Dynamics of Seed Bank on Shapotou Artificially Stabilized Dunes

There were 46 species belonging to 17 families in the soil seed bank on Shapotou artificially stabilized dunes. Compositae was the family with most species '(11 species) and the others were Chenopodiaceae (7 species), Gramineae (7 species), Leguminosae (4 species), etc. 33.3 % of the species lived in the community also had seeds in soil. The seed production of Artemisia ordosica, Hedysarum scoparium, Caragana korshinskii was 545.57 ± 676.73 grains/m2. 6.67 ±13.74 grains/m2. 0. 032±0. 024 grains/m2, respectively. The seeds of A. ordosica were not destroyed by pests, but 31.9%, 83.29% of the seeds of H. scopariurn. C. korshinskii respectively were destroyed by pests. Under the most suitable burying depth, the cumulative seed germination rate of A. ordosica, H. scoparium, C. korshinskii were 78. 3%, 66.7%. 85.0%, respectively. The rate of germination was in the order of: A. ordosica>H, scoparium>C, korshinskii. The vegetation succession would tend towards community mainly consisted of A. ordosica, Bassia dasyphylla, Eragrostis poaeoides, etc.     

不同时期毛乌素沙区主要植物种光合作用和蒸腾作用的变化

 采用LI—6000便携式光合分析系统对毛乌素沙区主要植物种油蒿、中间锦鸡儿、旱柳进行了不同时期光合作用,蒸腾作用日进程的测定,并同步测定有效光辐射、空气相对湿度、叶温、气温、胞间CO2浓度、气孔阻力、叶片水势及土壤水势等因子;结果表明：不同时期、不同植物种其光合、蒸腾特征各异;植物的光合、蒸腾与环境因子和植物内部因子之间有密切关系,其中有效光辐射是影响光合作用、蒸腾作用诸因子中的主导因子,而气孔阻力变化则在调节光合和蒸腾中起着重要作用;不同植物种间气孔对环境条件变化的响应程度不同,以中间锦鸡儿最为灵敏;3种植物的水分利用效率表明,中间锦鸡儿的水分利用效率较油蒿、旱柳为高。     

毛乌素沙地油蒿群落的循环演替

流动沙地→半流动沙地白沙蒿群落→半固定沙地油蒿＋白沙蒿群落→固定沙地油蒿群落→固定沙地油蒿＋本氏针茅＋苔藓群落→地带性的本氏针茅草原及其迅速沙化的植被发展过程是毛乌素沙地植被自发演替的基本过程。油蒿具有耐沙埋、抗风蚀、耐土壤贫瘠等特性,是该地区最主要的优良固沙植物和重要牧草。半固定、固定沙地池蒿群落在毛乌素沙地的生态环境保护和农牧业生产方面发挥着极其重要的作用,维持其稳定十分重要。然而,其沙化的现     

乌兰布和沙漠沙蒿与油蒿群落的物种组成与数量特征

沙蒿与油蒿群落均是我国最典型的沙地植被类型,在沙漠地区发挥了重要的生态防护作用,掌握其分布、组成及其数量特征对沙漠化防治具有一定的指导作用。调查研究表明,沙蒿与油蒿群落是乌兰布和沙漠典型的沙地植被类型,其中沙蒿群落多分布于沙漠中东部、南部和东北部,而油蒿群落仅分布于沙漠东部、东北部和东南部;其群落类型可划分为沙蒿群落、油蒿群落、沙蒿+油蒿群落、沙蒿+沙竹群落、沙蒿+花棒+沙拐枣群落、油蒿+白刺群落、沙蒿伴生群落和油蒿伴生群落;群落的物种组成比较简单,其中沙蒿群落共有9科21属22种,油蒿群落共有10科35属37种。草本植物是沙蒿与油蒿群落的主体,所占总物种数的比例均超过70%;Simpson、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数高,反映了沙蒿与油蒿群落具有较高的物种多样性。与沙蒿群落相比,油蒿群落物种丰富度、单位面积个体数、盖度、Simpson和Shannon物种多样性指数均明显大于沙蒿群落,而群落相似性显著低于沙蒿,说明乌兰布和沙漠油蒿群落较沙蒿群落具有更丰富的物种组成、多样性和群落结构,更具保护和人工促进潜力。研究结果可为乌兰布和沙漠沙蒿、油蒿群落的保护及人工促进提供理论基础,对区域沙漠治理物种选择具有一定的指导意义。