黄土丘陵区沙棘群落特性及林地水分、养分分析

为提高沙棘林生产力和合理经营沙棘林,以黄土丘陵区吴旗、安塞试验区多年的观测数据为依据,以沙棘群落特性及林地水分、养分进行了分析,结果表明,沙棘生长迅速,适应性强,4～5年可形成林茂草丰的灌木-草本群落,1～8龄生物量增长迅速。8～11龄生物量增长相对较缓,11龄后通过自然稀疏沙棘能维持较合理的群落结构和较高初级生产量,沙棘对林地土壤水分的利用可分为根系微弱利用层（0～20cm）、根系利用层（20～300cm）、土壤水分补充调节层（300～400cm）和微调节层（400～500cm）,由于沙棘的改土作用及林地估枝、落叶的蓄水作用,沙棘林地1～1.5m,土层土壤水分恢复较好,可超过或接近荒山天然草地、沙棘可通过根瘤固氮及枯枝、落叶等凋落物的分解维持林地养分平衡,6～9龄沙棘,土壤全N量可由农地,草地的0.05%～0.1%提高到0.2%。     

黄土丘陵区沙棘气孔导度及其影响因子

依据 1 998年在半干旱黄土丘陵区安塞的观测资料 ,对沙棘适应该地区生境的气孔运动进行了分析研究。结果表明 :(1 )沙棘气孔导度日均值为 2 1 4.47mmol· m- 2 · s- 1,日变化曲线呈双峰型。 (2 )沙棘气孔导度与 CO2 浓度间有十分显著的相关关系 ,复相关系数为0 .96 3 5 ;与光合有效辐射、气温、叶水势间有显著的相关关系 ,复相关系数为 0 .70 3 3～0 .8971 ;但与相对湿度间相关性不显著。 (3 )沙棘适应半干旱黄土丘陵区生境的气孔调节机制为反馈式反应 ,即由于叶水势降低导致气孔导度减小 ,从而减少蒸腾耗水 ,达到节约用水 ,适应干旱的目的 ;(4)沙棘的水分利用效率随气孔限制值的增大而减小 ,二者间呈显著的负相关。这为了解沙棘的抗旱机理 ,选育节水抗旱品种 ,提高水分利用效率提供了科学依据     

黄土丘陵区沙棘群落封育过程中物种多样性动态

对黄土丘陵区子午岭不同封育年限沙棘群落的高等植物多样性特征进行了初步分析。结果表明：不同封育阶段沙棘群落灌木层和草本层的物种多样性指数表现出大致相同的趋势,即草本层>灌木层。同一层次的物种多样性指数D和H′虽然数值不同,但在不同封育阶段沙棘群落有基本一致的趋势,灌木层物种多样性指数基本上随封育时间的增加而增加;草本层多样性指数在荒草地阶段较高,其他阶段的沙棘群落随封育时间的增加而减少。随着群落封育,群落相似性增加。总体上,随着沙棘群落的封育,不同科属的植物种类在增加,群落生态优势度增加,群落趋向稳定。采取封禁措施,减少人为干扰,是沙棘群落封育的有效途径。     

柽柳的水分生理特性研究进展

研究和了解柽柳的水分生理特性,是对柽柳合理利用和科学管理的重要前提。在对柽柳水分生理特性多年综合研究（P－V曲线、清晨水势及水势日变化和蒸腾速率）的基础上,对国内外研究柽柳水分生理特性的一些方法和手段进行了评述,以期尽快掌握柽柳的生态特性,为干旱、半干旱区域柽柳的恢复和保护提供一定的理论依据。     

沙棘的形态解剖学特性研究

1994～2002年先后在黄土高原半干旱区的安塞、吴旗县进行了沙棘形态解剖学特性试验研究。结果表明：沙棘叶具发达的表皮毛、较厚的角质层和发达的栅栏组织细胞,对大气干旱有强的适应性。根的周皮薄壁组织发达,细胞和细胞间隙较大,持水力强。沙棘由于具耐旱和节水型御旱的形态解剖和水分生理生态学特性,使沙棘耐旱、抗寒、耐水湿,在于旱、半干旱地区适应性强,并具有较高的生态、经济效益。本研究为沙棘在黄土高原半干旱区大面积荒山抗旱造林,经营管理提供了科学依据。     

气候变化对黄土丘陵沟壑区植被净第一性生产力的影响模拟

以黄土丘陵沟壑区典型小流域纸坊沟流域为例,利用当前气候状况和不同气候情景下的气象数据驱动植被净第一性生产力模型VSIM,模拟气候变化对黄土丘陵沟壑区植被净第一性生产力（NPP）的影响.结果表明：（1）流域NPP对温度升高比对降雨变化的反应更为敏感,土壤水分状况受降雨变化影响显著,温度升高后流域土壤水分也明显下降.（2）草本和半灌木群落的NPP由于温度升高降低最多,沙棘灌丛的NPP受降雨变化影响最为明显,而刺槐林、苹果林和柠条灌丛对降雨变化反应不敏感;（3）综合降雨和气温都增加的情况,流域NPP仍呈下降趋势,只有沙棘灌丛因降雨的增加NPP减小的程度明显降低;（4）大部分植被类型在降雨和温度升高后水分利用效率降低,只有沙棘灌丛和铁杆蒿群落在降雨增加后有所提高,除铁杆蒿群落外,降雨减少使得大部分植被类型的水分利用效率提高.     

杭州石荠苧Mosla hangchowensis)蒸腾的生理生态学研究

根据连续３年的野外种群生态和生理生态学研究中发现的问题,研究了控制条件下杭州石荠蒸腾的生理生态特征。结果表明：１）杭州石荠的蒸腾日进程曲线峰高随土壤含水量（θ）的降低而降低;２）蒸腾速率（Ｔｒ）与空气相对湿度在饱和与中湿土壤上为负相关,而在干旱土壤上为正相关,体现了该种在土壤干旱时的自我保护机制;３）薄云、多水汽和中午多云的晴天,日蒸腾量均较低,分别为２．６和２．８ｍｏｌｇ－１ｄ－１,典型晴天的日蒸腾量较高,为３．４ｍｏｌｇ－１ｄ－１;４）在遮荫（４０％全光照）条件下,Ｔｒ平均降低７６％,且Ｔｒ对气温、湿度的响应程度小于全光照条件,对光强的响应则大于全光照条件;５）当气温为１５～１８℃时,在诸环境因子中Ｔｒ只与θ有关。该种的水分生理生态特性十分特别,具有从中生到旱生植物的某些生理生态特性。上述结果解释了杭州石荠种群占据现有生态位——向阳开阔地薄土生境的生理生态机制,分析了其不能向厚土生境扩展分布地的原因。     

宁夏黄土丘陵区不同生态恢复生境地表甲虫多样性

为了解宁夏黄土丘陵区不同生境地表甲虫群落多样性变化规律及与环境因子的关系, 并探讨不同生态恢复措施对维持地表甲虫群落多样性的影响, 2013年7-8月, 作者利用陷阱法调查了该区6种生境内的地表甲虫群落多样性。结果表明: 灌草混交林地、乔灌混交林地、生态薪炭林地中地表甲虫物种丰富度和个体数量均较高, 天然封育草地、生态经济林地和水平农田中物种丰富度较低, 生态经济林地和水平农田中甲虫个体数量显著高于天然封育草地。不同生境间, 灌草混交林地、乔灌混交林地与生态薪炭林地之间、生态经济林地与水平农田之间甲虫群落组成相似性较高。多元回归分析表明, 草本层生物量、灌木层盖度及土壤含水量是影响甲虫物种丰富度的决定因素, 林冠层盖度和枯落物厚度是决定地表甲虫个体数量的重要因素。CCA分析表明, 枯落物盖度、枯落物厚度、林冠层盖度及草本层盖度是影响地表甲虫群落组成的重要环境因子。研究表明, 灌草混交林地为地表甲虫群落多样性维持较好的生境类型, 是宁夏黄土丘陵区典型生态恢复的最优模式。     

碱地肤的生态、生理适应性及其群落特征

本文采用野外调查分析和室内实验相结合的方法,研究了碱地肤（Ｋｏｃｈｉａｓｉｅｖｅｒｓｉａｎａ）的生态、生理适应性及其组成的群落,结果表明：（１）碱地肤有一定的耐碱能力,生态幅度较窄。它与生境的关系及种群的数量调节是其生态适应性的体现。（２）碱地肤对盐碱生境的适应是由于体内具有某些生理调节功能,主要的如呼吸强度随着盐浓度升高而下降,同时ＡＴＰ含量减少;细胞膜透性随着盐浓度增高而加大,脯氨酸的积累增多。（３）碱地肤与不同植物组成多个群落,其生态优势度体现了群落种类组成的变化,反映土壤碱化程度的差异,构成羊草草地退化的一个演替系列。     

半干旱黄土丘陵区沙棘的光合特性及其影响因子

结合1998年半干旱黄土丘陵区安塞的观测资料,对沙棘(Hippophae rhamnoides L.)的光合特性及影响因子进行了分析,结果表明(1)沙棘光合速率具有明显的日变化和季节变化,月均值为11.64 CO2μmol/m2·s.(2)沙棘光合速率与环境因子(气温、相对湿度、光合有效辐射及CO2浓度)间有显著的相关关系,复相关系数为0.716 8～0.874 5;沙棘光合速率与林地土壤水分间有极显著的相关关系,复相关系数达0.992 5,且沙棘光合速率的季节动态滞后于土壤水分的月变化.(3)沙棘光合速率与植物因子(气孔导度及细胞间CO2浓度)间有十分显著的相关关系,气孔导度或细胞间CO2浓度增大,沙棘光合速率增大,反之则减小,复相关系数达0.971 5和0.970 8.这为分析沙棘光合作用对环境因子的响应程度,分析沙棘最适生理生态条件,提高沙棘生产力提供科学依据.     

半干旱黄土丘陵区沙棘优良品种引种选育试验研究

1985-1998年先后在黄土高原半干旱区的陕西吴旗,安塞县进行了沙棘优良品种引种选育试验研究。通过引种国内不同地理种源20余种优良沙棘类型。引进俄罗斯优良沙棘品种,采用家系选择法进行试验研究,初步筛选出生态经济型5种沙棘类型,经济型2种类型。前者生长迅速,树冠好,根系发达,郁闭快,水土保持效益好,且果实较大（果径0.8-0.9cm,百果重20-31g),单株产果量为2-3.5kg,Vc和含油量较高,其生态,经济性状较当地野生沙棘为好。此种类型沙棘适于在黄土丘陵大面积荒沟,荒坡种植,通过引种俄罗斯大果,无刺沙棘为好。此种类型沙棘适于在黄土丘陵大面积荒沟,荒坡种植,通过引种俄罗斯大果,无刺沙棘优良品种与本地野生中国沙棘对比分析看,出,其适应性,抗性较中国沙棘差,经济性状较好,通过试验筛选出2种优良类型,果径为0.9-1.3cm,百果重46-52g,单株产果量2-3.5kg,无刺或少刺,此项研究为在半干旱黄土丘陵区大面积荒山,荒沟建造高产,优质沙棘林,高效,持续发展沙棘产业具重要意义,在引种试验中必须掌握好其关键技术,建立好采穗圃,种子园,并建立一定面积的集约经营的高产,优质沙棘园及良种繁育基地,掌握好抚育管理技术,特别是水,肥管理技术。     

黄土丘陵区人工沙棘林水土保持作用机理及效益

沙棘是我国半干旱地区用于水土保持造林的主要生态经济型树种,在“三北”地区生态环境建设中发挥重要作用.对野外试验资料分析表明,7～10龄沙棘林冠年平均截留率为85%,6～10龄沙棘林地枯落物层单次可截留089mm降水;沙棘林通过改善土壤理化性质,具有提高土壤入渗和抗冲性能作用,其中土壤中毛根数量是决定土壤抗冲能力的主要指标.沙棘林的水土保持作用随林龄变化明显,幼林(2～3龄)阶段的作用很小,降水特性是决定林地产流产沙量的主要因素;成林(4～5龄)阶段,产流产沙量受降水和林分生长的共同影响;成林后(6～12龄)阶段,降水特性的影响很小,林地产流产沙量维持相对稳定,年径流深与侵蚀模数分别为03～34mm、0～675t·km^-2.幼林至成林(2～5龄)阶段,径流含沙量急剧减少,成林后(6～12龄)阶段,径流含沙量趋于稳定,含沙量变化在0～509kg·m^-3.     

黄土丘陵半干旱区人工沙棘林水土保持和土壤水分生态效益分析

沙棘及其混交林减少径流泥沙的作用突出,但结构和混交模式不同所发挥的水保作用大小不同。沙棘林生长季各月消耗利用水分的强度不同。在整个生长季,5月末0－500cm土层平均含水率最低,为5．1％;10月末最高,达8．8％,沙棘林对土壤水分的利用强度受林龄影响,8龄沙棘林年消耗土壤贮水231.2mm,应进行平茬,平茬后第3年末,土壤水分恢复深度达160cm,含水率为10．3％－14．6％,沙棘林具有削减坡位对土壤水分影响的作用,沙棘及其混交林对土壤水分的利用强度相似,林地存在土壤干层现象。     

海拔高度对中国沙棘水碳代谢和生长的影响——以关帝山区为例

海拔是影响中国沙棘自然分布和生长的的重要环境因子，水分代谢和碳代谢的平衡是植物存活和生长的基础，研究海拔对中国沙棘的水碳代谢和生长的影响有利于全面了解中国沙棘对海拔高度的适应性及其生理机制。以山西西部关帝山地区野生中国沙棘为研究对象，测定了海拔1100—2100 m的中国沙棘雌株在6月和8月的小枝正午水势、枝条导水损失率、枝条导管直径和导管密度、光合作用、不同部位非结构性碳水化合物(NSC)浓度，同时测定了不同海拔沙棘的株高和冠幅。结果表明：随着海拔的升高，6月和8月的土壤含水量均呈增加趋势；小枝正午水势先升高后降低；枝条导水损失率在6月先降低后升高；随着海拔的升高沙棘的导管直径没有显著性变化，但导管密度、枝条最大比导水率、叶面积呈现先升高后降低的趋势。随着海拔的升高6月和8月光合速率均呈增加趋势；根和叶NSC含量没有较大幅度变化；随着海拔高度的增加中国沙棘树高和冠幅均呈现先增加后降低的趋势。以上结果表明：低海拔(1100—1300 m)和高海拔(1900—2100 m)中国沙棘生长均受到一定程度的抑制，在低海拔主要受干旱胁迫的影响，高海拔对中国沙棘的生长的抑制作用体现在低温引起的水分...     

沙棘黄酮提取进展

沙棘黄酮是食药两用植物沙棘主要的保健与药用成分,具有重要的生理活性,能够清除体内的自由基,防治心血管疾病和抗衰老的作用。本文概述了国内外对沙棘资源的开发利用研究状况,综述了沙棘黄酮类化合物提取方法的最新研究进展,为充分利用沙棘资源和开发沙棘黄酮提供科学研究基础。     

Understanding water deficit stress-induced changes in the basic metabolism of higher plants – biotechnologically and sustainably improving agriculture and the ecoenvironment in arid regions of the globe

Water is vital for plant growth, development and productivity. Permanent or temporary water deficit stress limits the growth and distribution of natural and artificial vegetation and the performance of cultivated plants (crops) more than any other environmental factor. Productive and sustainable agriculture necessitates growing plants (crops) in arid and semiarid regions with less input of precious resources such as fresh water. For a better understanding and rapid improvement of soil–water stress tolerance in these regions, especially in the water-wind eroded crossing region, it is very important to link physiological and biochemical studies to molecular work in genetically tractable model plants and important native plants, and further extending them to practical ecological restoration and efficient crop production. Although basic studies and practices aimed at improving soil water stress resistance and plant water use efficiency have been carried out for many years, the mechanisms involved at different scales are still not clear. Further understanding and manipulating soil–plant water relationships and soil–water stress tolerance at the scales of ecology, physiology and molecular biology can significantly improve plant productivity and environmental quality. Currently, post-genomics and metabolomics are very important in exploring anti-drought gene resources in various life forms, but modern agriculturally sustainable development must be combined with plant physiological measures in the field, on the basis of which post-genomics and metabolomics have further practical prospects. In this review, we discuss physiological and molecular insights and effects in basic plant metabolism, drought tolerance strategies under drought conditions in higher plants for sustainable agriculture and ecoenvironments in arid and semiarid areas of the world. We conclude that biological measures are the bases for the solutions to the issues relating to the different types of sustainable development.     

沙棘含油量及影响因子研究综述

为依据工业需要,定向地引种,培育沙棘优良品种,在整理分析国内外重要资料的基础上,对沙棘含油量及影响因子研究进行了综述。各地试验结果表明：（1）从15个产地10个沙棘品种研究看出,中国沙棘亚种种子及果肉含油量均较高（10．37％,8．44％）,且该亚种分布广,适应性强,可作为引种,培养的优质种源,但在环境适宜的地区,可选用俄罗斯培育的沙棘新品种,如布里亚特（果实含油量达11．67－36．4％）;（2）不同产地,不同品种沙棘含油量差异较大;沙棘果在一定的海拔高度下含油量较高,。[过高或过低的海拔 会影响其含油量;温度对沙棘含油量影响不明显,但在同一地区,随着平均气温的降低,沙棘种子含油量呈缓慢下降趋势,果色对果汁,果渣,种子出油率的影响比较中,以果汁最明显,而果渣和种子所受影响不大;立地条件对沙棘含油量有明显影响,水肥条件较好的河滩地有利于油的积累,且种子油积累以阳坡和梁顶坡比阴坡,河滩好;（3）采果时间对沙棘含油量有较大影响。在实际生产中可通过利用化学诱变剂来增加沙棘果油含量,以赤霉素加γ射线处理效果最好;在实际 生产中可通过利用化学诱变剂来增加沙棘果油含量,以赤霉素加γ射线处理效果最好,另外加强水,肥管理也可提高沙棘的含油量,为引种,培育沙棘优良品种,生产实践中采取对有效措施以提高沙棘含油量,为工业生产选择合适的加工原料提供了科学依据,对建立优质沙棘种植园,高效,持续发展沙棘产业具有重要意义。     

乌兰布和沙漠典型灌木群落结构及数量特征

灌木群落是乌兰布和沙漠生态系统中最重要的组成部分,根据野外样地的调查资料,从各群落物种组成、生活型谱、盖度特征、物种多样性、群落相似性等方面对乌兰布和沙漠中典型灌木群落结构和数量特征进行分析,为该区生物多样性保护与植物资源持续利用提供理论依据。结果表明:(1)梭梭、白刺、沙冬青、沙蒿、油蒿、盐爪爪是乌兰布和沙漠中主要灌木群落类型;各典型灌木植被群落中仅出现12科47属共计58种植物,各群落间物种组成差异较大,但均以藜科、菊科、禾本科、蒺藜科、豆科等干旱荒漠区的表征科数量居多;(2)沙漠中分布范围最广的梭梭群落、白刺群落、沙冬青群落和油蒿群落其生活型谱均以一年生植物所占比例最大,与研究区干旱的气候特征相吻合;(3)各群落中灌木层植物所占群落盖度的比重均超过了50%,其贡献率大于草本植物;(4)分布于生境条件较好的群落类型其物种多样性相对较高,从整体看各典型灌木群落的H′多样性指数的变化范围在0.98～3.42之间,而D多样性指数的变化范围在0.415 5～0.879 5之间,其物种多样性指数较低,物种组成比较简单;(5)各典型植物群落的相似性系数在0.068 2～0.604 7之间,均未达到极相似水平,其中白刺群落、梭梭群落以及沙冬青群落之间呈轻度相似水平,而其他各群落之间相似性系数均低于0.25,表明各群落间生境差异较大。     

不同土壤水分状况对杨树、沙棘水分关系及生长的影响

在盆栽条件下对杨树、沙棘进行了3种土壤水分处理,研究结果表明：沙棘的叶含水率在同一土壤水分下比杨树高、而水势低,说明沙棘叶的抗旱保水能力强于杨树;沙棘单叶的光合速率能够长时间维持在较高的水平,蒸腾速率却并非如此。杨树无论在生长初期,还是生长中期其单叶WUE均高于沙棘。以新生枝生物量／耗水总量计算的整体WUE在3种土壤水分条件下,杨树的WUE分别是沙棘的2．4倍、2．3倍、2倍,其差异达极显著水平,但在3种土壤水分条件下2个树种都以中度亏缺下的水分利用率最高。整个生长季节处在严重干旱下的杨树和沙棘的生长均受到显著影响,沙棘生长受干旱影响程度小于杨树,从整个生长趋势上看杨树适宜于良好水分下的生长,沙棘在适宜水分和中度亏缺下均可良好生长。