中国梭梭属植物历史分布格局及其驱动机制

梭梭属(Haloxylon)植物是藜科的古老孑遗物种, 探究末次间冰期(last interglacial period, LIG)和末次盛冰期(last glacial maximum period, LGM)以来中国梭梭属植物的历史地理分布格局及其驱动机制, 对了解气候变化背景下旱生植物区系的发展与演化具有重要意义。本研究利用梭梭属85个自然分布点数据(60条梭梭(Haloxylon ammodendron)分布记录、25条白梭梭(H. persicum)分布记录)和2套环境因子数据, 整合GIS空间分析和9种物种分布模型, 分析了梭梭属末次间冰期以来的地理分布格局变化及其驱动机制。基于62个梭梭属种群的叶绿体基因测序数据, 利用最小成本路径方法, 模拟了末次间冰期以来梭梭属可能的扩散路径。利用R软件prcomp函数对影响梭梭属分布的环境变量进行主成分分析(principal component analysis, PCA), 评价了环境变量对梭梭属适宜分布的贡献, 并分析了关键变量与分布适宜性的相关性。结果表明: (1)集成模型的模拟精度较单一模型显著提升, 且对白梭梭的模拟精度高于梭梭; (2)末次间冰期以来, 梭梭属植物的分布均经历了显著收缩和冰后期扩张, 末次间冰期至末次盛冰期时期, 在准噶尔盆地、塔里木盆地西部广泛分布的梭梭大面积向西退缩至避难所(准噶尔盆地西北缘和塔里木盆地西北缘); 白梭梭从准噶尔盆地、塔里木盆地西端向南退缩至避难所(准噶尔盆地南缘); 末次盛冰期至今, 梭梭向东沿甘肃北部扩张直至内蒙古西部阿拉善荒漠, 白梭梭向东北方向小范围扩张, 占据了准噶尔盆地西部和南缘; (3)末次间冰期以来的气候波动对梭梭属植物的分布存在较大限制, 降水因子主导了梭梭属适宜分布面积的变化, 温度因子影响了梭梭属分布适宜性的高低。     

新疆荒漠中的梭梭和白梭梭（上）

在我国西北的荒漠地区,梭梭和白梭梭是两种非常著名的植物。它们具有超旱生的特性,又是荒漠中十分罕见的小乔木树种,因此成为建造荒漠植被的主要材料,是我国荒漠生态系统中个体最大,生物量和生产量最高的物种。 如何区别两种梭梭 梭梭和白梭梭同属于藜科梭梭属(Haloxylon),因此它们既具有许多相似的特征,又各具特色不难     

新疆甘家湖梭梭林自然保护区植物组成及地理成分分析

根据野外调查、标本鉴定及查阅文献,对新疆甘家湖梭梭林自然保护区植物组成、地理成分进行了研究。结果显示:保护区共有维管植物62科236属448种,其中蕨类植物2科2属3种,裸子植物1科1属4种,被子植物59科233属441种。藜科、菊科、禾本科、十字花科、豆科为优势科,所含属、种数占该保护区总数的49.15%和51.12%;属内种数的变化范围为1~13种,仅含1种的属最多,有144个,占总属数的61.02%。植物生活型组成多样,草本375种、灌木65种、乔木5种、藤本3种,分别占保护区总种数的83.71%、14.51%、1.12%和0.67%。植物群落组成简单,以梭梭群落(Form.Haloxylon ammodendron)、白梭梭群落(Form.Haloxylon persicum)为主,它们与超旱生、旱生灌木、小灌木、草本等组成荒漠植被。保护区种子植物60科可划分为4个分布区类型和7个变型,以温带地理成分为主(14科),占保护区非世界分布的56.00%;234个属可划分为12个分布区类型和12个变型,其中北温带分布及其变型73属,占保护区非世界分布的37.44%,地中海、中亚、东亚分布在此地交流融合,缺乏热带成分,具强烈的温带荒漠性质。     

中国兰科植物沿经纬度的水平分布格局

对濒危物种在大尺度上地理分布的研究,有助于制定合理的保护规划和保护策略.兰科植物作为一大类急需保护的濒危物种,研究其在中国境内的地理分布格局具有重要的理论和实践意义.通过文献查阅、自然保护区数据整理收集兰科植物在全国范围内的调查数据,利用ArcGIS10.0和SPASS18.0软件对其地理分布进行了分析,结果表明：中国西南地区是兰科植物的分布中心和分化中心;兰科植物丰富度表现出显著的经度和纬度相关性,与经度之间呈单峰关系,在100°E附近出现峰值,但随纬度升高丰富度不断下降.     

新疆甘家湖梭梭林的光合、水分生理生态的研究

测定了梭梭林中梭梭柴等7个树种的光合和水分生理生态特性,包括其光合和呼吸强度、叶绿素含量、气孔状况、光合产物的分配及初级生产力、水分利用效率等,发现荒漠树种具有较高的光合效率和水分利用效率。6—9月梭梭柴的平均光合强度为8.02CO2mg／g,干重·h,它接近于中生树种新疆杨同期光合强度的平均值(8.39);白梭梭的蒸腾系数为250.12mg水／g干重,约是新疆杨蒸腾系数(502.45)的一半。荒漠树种的高光合和水分利用效率是它们长期适应高温干旱生态环境的结果。荒漠梭梭林通常仅作为薪炭林,这对光合产物的利用是很不经济合理的,需要改进。     

库姆塔格沙漠植被特征分析

沿7条考察路线布设了91个样地,对库姆塔格沙漠植物组成、群落结构及植被分布等特征进行调查分析。结果表明:(1)库姆塔格沙漠植物相对稀少,有23科73属109种植物,物种组成趋向于集中在少数大科中和单种属中,优势科属组成较少,植物区系的温带性质明显,并与古地中海成分关系密切。(2)库姆塔格荒漠植被类型较为丰富,拥有4种植被型17个植被群系。受干旱气候及古水系变化的影响,植被群落物种组成稀少,结构单调,在一定程度上反映了荒漠生态环境的严酷性。(3)库姆塔格荒漠植被分布格局受气候、水分条件的影响较大。沙漠南缘降水条件相对较好,植被分布由东到西随降水的递减而呈现减弱趋势,北缘植被则表现为随古水系的萎缩而减小;植被随海拔高度的分布则表现为随海拔由南到北逐级降低,气候愈为干燥,地表径流减少,植被分布更为稀少。     

植被分布的海拔与纬度相互关系模式的校正

植被的自然分布格局是植物与环境在长期共同进化中形成的,理解分布格局规律是管理和利用植被的基础.植被分布受温度、热量和水分的影响,其中温度影响最大.植被分布受植物生长三基点影响,存在分布上限、分布下限以及最适分布区,其中上限和下限影响其分布范围.一直以来,植被分布状况在海拔升高与纬度的北移具有等效意义这一理论模型都被广泛认可,但该模型的量化分析仍可进一步完善.本文基于文献数据,收集了我国42座山体不同植被类型海拔分布上限的资料,并通过数据处理软件R对植被类型所处纬度、温度与其分布海拔进行拟合后发现,植被分布上限在海拔上的升高与纬度的北移并不呈现简单的线性关系.另通过30个相同经度、相同海拔、不同纬度的样点来验证纬度与温度的关系,选取相同经度、不同纬度的三个山地样点不同海拔的温度变化来验证海拔与温度的关联.拟合后发现,纬度北移1°温度下降约0.7℃,海拔每上升100 m,大尺度拟合结果为温度下降约0.3℃,小尺度实测数据结果为下降约0.8℃.以上结果表明,海拔的升高并非简单等效于纬度的北移,在利用原有的海拔升高等效于纬度的北移这一理论模型指导实际工作时,要考虑到具体的小气候等因素.     

中国蜡梅属种质资源的分布及其特点

根据对中国蜡梅属种质资源的调查,结合已有资料,重点阐述了中国蜡梅属植物的地理分布、水平和垂直分布特点及其生境特点。现知中国蜡梅属植物主要分布于我国的13个省,其水平分布很广,很连续,主要分布于秦岭以南、横断山脉以东的广大地区。垂直分布跨度很大,但垂直分布的上下限与经纬度无显著的相关性。蜡梅属植物对水热条件要求较严格,土壤基质多为沙壤土,在群系组成中,蜡梅属植物多为林木层和灌木层的优势成分。蜡梅属植物跨有5个植被类型,主要生长在常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林地带。     

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。     

准噶尔盆地梭梭、白梭梭植物构型特征

荒漠植物构型是植物与环境相互作用、相互适应的最终产物,其与功能的相互作用与互馈关系决定了荒漠植被的发展与演替。选择准噶尔盆地天然梭梭(Haloxylon ammodendron)、天然白梭梭(Haloxylon persicum)和人工种植梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,系统研究了天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭分枝率、分枝角度、分枝长度和枝径比等构型特征,对比研究了天然生境梭梭和人工种植梭梭构型差异,探讨了荒漠植物结构-功能特征及其对环境的响应与适应机理。结果表明:天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭的总体分枝率及逐布分枝率(SRB_1:2、SRB_2:3)均差异显著(P<0.05),且总体分枝率均较低,分别为0.35±0.23、0.50±0.42和0.15±0.05。天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭的分枝角度差异均不显著(P<0.05),从第1级到第4级均有减小趋势,角度均小于90°。天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭分枝长度从第1级到第4级排序为天然白梭梭>天然梭梭>人工梭梭,且天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭枝条伸展能力从第1级到第4级呈现相对减弱的趋势。天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭枝径比平均值分别为0.66、0.68和0.69。总体上,天然生境中梭梭、白梭梭构型为不同宽窄的"V"型,而人工梭梭呈现椭球形构型。     

麦双尾蚜在中国的适生区预测

根据麦双尾蚜Diuraphis noxia (Mordvilko) 在中国新疆的分布地点,对CLIMEX软件中适宜温度上限、限制性高温、有效积温、冷逆境开始积累点、热逆境开始积累点、冷逆境积累速率、热逆境积累速率和湿逆境积累速率等参数值进行修改调试,调整后的CLIMEX生态气候模型,对新疆麦双尾蚜分布的模拟准确率达到90%。由此模型进行预测,云南、新疆、黑龙江、青海、西藏、吉林、辽宁、甘肃、宁夏、内蒙古、山西和山东等12个省(区)存在麦双尾蚜的适生区。以麦双尾蚜在新疆发生程度和小麦分布区的关系,对CLIMEX的预测结果进行修正,据此推测山东不适合麦双尾蚜生存,东北、西北和西南春麦区麦双尾蚜生存适宜程度比CLIMEX模型预测值降低1/2～3/4。     

我国春玉米潜在种植分布区的气候适宜性

根据中国气象局216个春玉米农业气象观测站资料与1971—2000年10 km×10 km空间分辨率的气候资料,基于全国区域和年尺度筛选出了影响我国玉米种植分布的潜在气候指标,利用最大熵(Maximum Entropy,MaxEnt)模型和ArcGIS空间分析技术,构建了春玉米潜在种植分布与气候因子关系模型,研究了影响我国春玉米潜在种植分布区的主导气候因子及其气候适宜性。结果表明,影响我国春玉米潜在种植分布的主导气候因子有:≥10℃积温、≥10℃的天数、最热月平均温度、年平均温度、年降水、湿润指数和气温年较差;结合春玉米存在概率,将我国春玉米潜在种植分布区划分成4个等级:气候不适宜区、次适宜区、适宜区和最适宜区,给出了各气候适宜区的气候特征。选取作物在待预测地区的存在概率这一综合反映各主导气候因子影响的指标来划分作物潜在种植分布区,有助于更加准确地进行气候区划,从而可为制定玉米应对气候变化措施提供科学依据。     

孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的地理分布与潜在适生区预测

以孑遗濒危植物四合木（Tetraena mongolica Maxim.）为对象,利用MaxEnt模型和Bioclim模型预测其在我国的潜在适生区,结合刀切法及环境变量响应曲线评估影响四合木分布的主导环境因素,运用ArcGIS软件自然间断法对其适生等级进行划分。结果显示：四合木主要分布于我国新疆、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、青海、陕西、山西、河北、辽宁、吉林和黑龙江等省区;在中国的适生区面积为1.49×10⁶ km²,高适生区集中在乌海市毛乌素沙地、阿拉善左旗腾格里沙漠、阴山南部和贺兰山低山地区;2050年四合木潜在分布区将向内蒙古地区北部和东北地区西部方向缩减;两个模型的受试者工作特征曲线下的面积（AUC值）平均值均达到0.8以上,预测结果较准确;环境因子评估结果显示,影响四合木分布的主要环境因子是最冷季度的平均降水量和年温的变化范围,其次是降水量变异系数和温度季节性变化的标准差。     

孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的地理分布与潜在适生区预测

以孑遗濒危植物四合木( Tetraena mongolica Maxim.)为对象,利用MaxEnt模型和Bioclim模型预测其在我国的潜在适生区,结合刀切法及环境变量响应曲线评估影响四合木分布的主导环境因素,运用ArcGIS软件自然间断法对其适生等级进行划分。结果显示:四合木主要分布于我国新疆、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、青海、陕西、山西、河北、辽宁、吉林和黑龙江等省区;在中国的适生区面积为1. 49 × 10 6 km 2 ,高适生区集中在乌海市毛乌素沙地、阿拉善左旗腾格里沙漠、阴山南部和贺兰山低山地区;2050年四合木潜在分布区将向内蒙古地区北部和东北地区西部方向缩减;两个模型的受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)平均值均达到0. 8以上,预测结果较准确;环境因子评估结果显示,影响四合木分布的主要环境因子是最冷季度的平均降水量和年温的变化范围,其次是降水量变异系数和温度季节性变化的标准差。     

蒙古黄芪潜在分布区预测的多模型比较

根据蒙古黄芪（Astragalus membranaceus（Fisch.）Bge.var.mongholicus（Bge.）Hsiao）123个样本点数据和19个环境数据,采用4种生态位模型对蒙古黄芪在中国的潜在适生区进行综合分析,并采用受试者工作特征曲线ROC和Kappa统计量,比较不同模型的预测效果。结果显示：4个模型预测精度良好,一致性显著。AUC值均达到0.8以上,Kappa值均达到0.6以上;其中DOMAIN模型的AUC值和Kappa值均最大,说明该模型的预测精度最佳,预测结果最稳定。潜在适生区的预测结果发现,GARP模型预测的最适宜区范围最广;MAXENT和BIOCLIM模型预测结果较为相似;DOMAIN模型预测结果比较分散。4个模型预测结果均表明西北一带可以作为蒙古黄芪栽培引种的主要产区。蒙古黄芪潜在适生区主要分布于中国北纬33°以北地区;最适宜区主要分布于甘肃、宁夏、陕西、山西、河北和内蒙古等地区。     

干旱荒漠区土壤有机质空间变异特征

以内蒙古阿拉善左旗为例 ,研究了干旱荒漠区土壤有机质的空间变异特征。传统统计分析结果表明 ,研究区内土壤有机质含量总体水平较低 ,平均为 6 .6 5 g/ kg;变异系数为 1.4 2 ,属强变异。在半方差结构分析和球状模型套合的基础上 ,结合普通Kriging插值方法 ,分析了土壤有机质的地统计特征。比较不同趋势效应和异向性的普通 Kriging插值的误差结果表明 ,宜考虑各向异性和二阶趋势效应。获得了研究区土壤有机质含量的等值线图 ,并分析了其空间分布规律     

无灌溉管件防护梭梭荒漠造林新技术及其示范推广

梭梭是我国荒漠生态恢复和重建首选植物之一,但在无灌溉条件下人工直播苗和移栽苗存在生长缓慢、保存(成活)率很低(≤10%)的瓶颈问题.研究发现,除干旱、风沙和小动物啃食等危害外,苗期茎基部接触的地表层(0~2 cm)高温(≥50℃)灼伤胁迫也是导致这一瓶颈问题的重要因素,但在荒漠造林实践过程中,这一胁迫因素往往被忽视.针对这一胁迫因素,本实验室发明了"无灌溉管件防护梭梭荒漠造林技术",经几年、多个荒漠生境的检验,该项新技术适宜在地下水位相对较高、或湿沙层相对较丰富的荒漠半荒漠地区使用,适合流动半流动沙丘,更适合固定沙丘、戈壁、壤漠等.它具有可有效降低地表层高温、风沙以及小动物啃食等的胁迫伤害,操作简单,不需灌溉,适宜秋植和春植,既可直播也可移栽等优点,从而可有效提高梭梭直播苗和移栽苗的保存率(平均在70%以上)、提高年生长量(20%以上).此外,该技术也可应用于其他荒漠药用、食用、生态植物种植或造林过程中.目前,该技术正在新疆、内蒙古和甘肃等省荒漠地区大面积示范推广应用中.     

Distribution and status of bustards in China

This article presents the distribution and status of bustards, which are listed as first-category protected animals according to the survey results during 1990-2002 in China. The Chinese populations of Otis tarda dybowskii are breeding in south-west of Heilongjiang Province, west-ern Jilin Province, east and middle Inner Mongolia, north Ningxia Hui Autonomous Region, and Gansu Province. A few can winter in the south breeding-range. Its winter-range lies from the south to the Yellow River, as far as to Guizhou Province and Jiangxi Province. Its population number is about 200-300 or 500-800. The Chinese popula-tions of O. t. tarda are breeding in the north and west of Xinjiang. It is unclear about its winter-range, which is pre-sumed to be in south Asia. Recently we found individuals wintering in Chabuchaer and west Xinjiang. The popu-lation number is about 2000-3000. The habitat in breeding range includes steppe, grassland, desert grassland, and farmland. The habitat in winter range is the beach of rivers and lakes, meadows, meadow-grassland, and wheatland. The Chinese populations of Chlamydotis undulata mac-queeni are breeding in the fringe of the Jungar Basin, the banks of the Ulungur River, Balikun and south Turpan Basin in Xinjiang, west Inner Mongolia, and west Gansu. Northeast Mulei in eastern Jungar Basin of Xinjiang is the main breeding-range in the world. The bird uses desert and desert grassland as its habitat. Its winter-range is west Asia and south Asia. Its population number is about 2000. The Chinese populations of Tetrax tetrax are breeding in north Xinjiang, and China is located on the east border of its breeding-range. Its habitat is grassland and semi-desert, and its winter-range lies in south Asia. Its population in China is very scarce. In addition, we analyzed the causes of their endangerment and put forward protection tactics of Chinese Bustards.     

基于PSR框架的内蒙古自治区土壤保持服务分区

土壤侵蚀是中国北方重要的生态问题,内蒙古自治区位于干旱半干旱地区,是中国北方典型的土壤侵蚀区。针对以往生态功能分区分析框架复杂多样、权重设定人为主观等问题,以内蒙古自治区为例,基于压力-状态-响应系统分析框架,从气候背景-土壤保持-植被条件三方面构建指标体系,运用自组织特征映射(SOFM)神经网络和GIS空间分析技术,以1280个小流域为基本单元进行土壤保持服务分区,按照分区单元的聚集度对多种方案进行优选,并依据区域共轭性原则最终将研究区划分为3个土壤保持服务区和11个土壤保持服务亚区。     

我国西尼罗病毒和Tahyna病毒的发现与流行

已发现100余种蚊传虫媒病毒在世界各地流行,其引发的人兽共患病是全世界关注的公共卫生问题。长期以来我国仅发现乙型脑炎和登革热两种蚊传虫媒病毒病,但近年来新发现西尼罗病毒和Tahyna病毒及其感染疾病流行。从我国新疆维吾尔自治区采集的蚊虫标本中分离到西尼罗病毒,大量血清学研究证明当地不仅存在西尼罗病毒感染所致疾病,还发生过西尼罗病毒感染引发的病毒性脑炎流行。目前已从新疆维吾尔自治区、青海省和内蒙古自治区采集的蚊虫标本中分离到Tahyna病毒,并发现其在自然界动物中的循环和导致的人类感染流行。西尼罗病毒和Tahyna病毒及其相关感染性疾病的发现为我国虫媒病毒及虫媒病毒病的预防与控制提出了新的挑战。