两种盐生植物解剖结构的生态适应性

结合对研究区域土壤水分和盐分的分析,对3种不同生境下梭梭和多枝柽柳两种荒漠盐生植物光合器官解剖结构的研究表明:梭梭(Haloxylon ammodendron)依靠当年生绿色同化枝进行光合作用,且同化枝具有发达的贮水组织,是典型的超旱生稀盐盐生植物;同化枝的栅栏组织富含叶绿体,是C_4高光效植物,提高了植物的光合作用效率,进一步增强了梭梭对荒漠干旱、盐渍化环境的适应能力.多枝柽柳(Tamarix ramosissima)同化枝及叶的表皮上均具下陷的气孔和泌盐腺,是旱生泌盐盐生植物;叶为全栅型,且同化枝具有发达的维管柱,占同化枝直径的60%以上,此外,其同化枝及叶的表皮细胞外凸形成乳状突,是一种环境胁迫指示结构.这些特征均能说明梭梭和多枝柽柳具有很好的抗旱、耐盐碱能力,且作为荒漠环境的优势树种,它们对荒漠生态系统的恢复和重建有积极意义.     

不同苗龄梭梭根系分泌物组分分析

以梭梭幼苗为供试材料,采用循环灌溉技术收集梭梭不同苗龄近自然状态下根系分泌物,利用气相色谱质谱联用技术分析了根系分泌物的组分和含量,探讨梭梭幼苗不同发育时期根系分泌物的差异.实验结果表明:不同苗龄梭梭幼苗根系分泌物化合物的种类组成相似,主要由酚醌类、醛酮类、醇类、有机酸类、酯类和胺类化合物组成;30 d梭梭幼苗根系分泌物主要以有机酸和酯类化合物为主,占梭梭幼苗根系分泌物总量的81.57%;60 d梭梭幼苗根系分泌物主要以酯类和含氮化合物为主,占梭梭幼苗根系分泌物总量的65.08%.     

旱生植物梭梭幼苗cDNA的合成

利用RNeasy Plant Mini Kit提取梭梭幼苗的总RNA,所得总RNA样品的浓度为654ug/mL.其A260／A280值在1．8－2．1之间,样品纯度高;把mRNA反转录成cDNA,该样品可被各种限制内切酶解,适合于DNA标签法,作图克隆法,克除交法、DDRT－PCR、RDA和SSH等各种下游应用。     

Nutritional and osmotic roles of nitrate in a euhalophyte and a xerophyte in saline conditions

The effects of salinity and nitrogen (N) on growth and the role of NO3- in osmotic adjustment in the leaf-succulent euhalophyte Suaeda physophora and the stem-succulent xerophyte Haloxylon persicum were evaluated. Seedlings were exposed to 1 or 300 mm NaCl in 0.05, 1 or 10 mm NO3- -N treatments for 24 d. At 10 mm NO3-, 300 mm NaCl had no adverse effect on the concentration of NO3-, the content of organic N, and the estimated contribution of NO3- to osmotic potential in leaves of S. physophora, but markedly reduced these in stems of H. persicum. At 300 mm NaCl, more NO3- but less Cl- and Na+ were involved in osmotic adjustment in leaves of S. physophora compared with that in stems of H. persicum. The contribution of NO3- to osmotic potential was much higher in S. physophora, but lower in H. persicum, than that of amino acids at 300 mm NaCl. The nutritional and osmotic roles of NO3- -N seem to be more important in the euhalophyte S. physophora than in the xerophyte H. persicum under saline conditions. These characteristics may determine the natural distributions of the two species in saline or arid environments.     

准噶尔盆地梭梭群落生物量和碳储量

梭梭(Haloxylon ammodendron)是准噶尔盆地建群种和优势种,因此,研究其群落的生物量及碳汇功能有着重要意义。以研究区内10个固定样点为研究对象,样地内每木检尺,并结合梭梭群落各组分含碳率的实测值,对准噶尔盆地梭梭群落的生物量和碳储量进行了估算,通过实测数据及模型分析,结果表明:1梭梭的生物量随树龄增加逐渐增大,从0—5龄时1.9948 kg增加到了21—25龄时61.6480 kg,进入26龄以后,梭梭枝条出现部分枯死,其中粗枝生物量是地上生物量的主体(所占比例平均为63.53%)。2不同龄级梭梭的含碳率在49.08与53.57之间变动,加权平均值为51.60,同一龄级之间各组分之间的含碳率变化以0—5龄级最小,其变异系数为1.72%,以21—25龄级最大,变异系数为6.78%。3梭梭群落其它组分的平均含碳率分别为灌木43.84%,草本39.13%,枯落物31.47%;土壤含碳率平均值为0.0310%,随土层深度增加各层次土壤碳含量逐渐减少。4准噶尔盆地梭梭群落碳密度为5815.7183kg/hm2,总碳储量为1919万tC,采用实测含碳率作为转换系数比缺省值0.5所得出的结果高1.53%。这些结果说明,准噶尔盆地梭梭群落具备明显的碳汇功能,应加强管理,使该区域森林生态系统在北疆地区碳交易中发挥更大的作用。     

灌溉植被梭梭、白刺光合蒸腾特性及影响因素研究

通过灌溉植被梭梭、白刺光合生理特性测定结果显示:梭梭、白刺光合、蒸腾日变化均呈单峰曲线,上午主要进行光合作用,10:00达到峰值,下午蒸腾作用较强,14:00～16∶00达到高峰期;灌溉植被光合速率随灌水量的增加而增大,灌溉梭梭平均光合速率相对免灌对照增加量为1.8～4.2μmolCO2·m-2·s-1,灌溉白刺相对增加量为1.5～2.3μmolCO2·m-2·s-1,梭梭光合增加量较高;灌溉梭梭蒸腾速率高于对照,增量为2.4～6.8mmolH2O·m-2·s-1,灌溉白刺蒸腾速率低于对照,减量为6.2～12.0mmolH2O·m-2·s-1;相关分析表明:光量子密度、胞间CO2浓度是影响梭梭、白刺光合作用的主要因子,大气温度、水汽压是影响其蒸腾作用的因子,叶片温度对灌溉植被梭梭、白刺的光合和蒸腾速率变化反应特别敏感,是影响其生理进程的重要因素之一.     

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.     

古尔班通古特沙漠原生梭梭树干液流及耗水量

梭梭广泛分布于我国西部干旱区,利用热脉冲技术对古尔班通古特沙漠生长期原生梭梭的树干液流耗水特征进行了研究。随着水分条件的不同,影响树干液流过程的主导因素有所不同。根区土壤体积含水量在8.7%-12.1%时,梭梭日树干液流量与土壤水分显著相关;土壤含水量＞12.1%时,液流更多的受到气象因素的影响;土壤含水量＜8.7%,树干液流与气象要素之间没有相关性,液流更多的受植物生理特征影响。在土壤水分最丰富的4月份,随着土壤水分的降低,白天与夜间的液流变化趋同;4月份日平均液流量约是5-9月份的2倍。梭梭的液流通量从古尔班通古特沙漠原生林的0.156L?cm-2?d-1到塔中人工滴灌林的0.876 L?cm-2?d-1,均处于正常生长状态,表明梭梭生态需水的可塑性范围较广。基径为7.8cm和9.0cm的梭梭在4月至9月份生长期的实际耗水量分别是95mm和117mm。     

荒漠植物梭梭和沙拐枣光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了梭梭(Haloxylonammodendron)和沙拐枣(Calligonummongolicum)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)及水分利用效率(WUE)特征。结果表明:梭梭和沙拐枣在湿润状况下的Pn日变化呈单峰型,梭梭低于沙拐枣,日平均分别为19.60±0.12μmol·m-2·s-1和24.06±0.50μmol·m-2·s-1;E也是梭梭低于沙拐枣,日平均分别为5.53±0.08mmol·m-2·s-1和8.21±0.26mmol·m-2·s-1;WUE则不同,日平均梭梭高于沙拐枣,分别为3.28±0.05mmolCO2·mol-1H2O和2.84±0.06mmolCO2·mol-1H2O。WUE年均值也是梭梭高于沙拐枣,二者最高值都出现在9月,次高值出现在7月,WUE的高低变化与年降水量的高低分布一致。在湿润和干燥两种状况下,梭梭和沙拐枣Pn对光强的响应表明,水分条件好时Pn明显增大,光能利用率提高。从湿润状况时的净光合速率、光饱和点和CO2补偿点,以及干燥状况时也具有低CO2补偿点,确定梭梭和沙拐枣具有C4光合途径。     

古尔班通古特沙漠西部梭梭大面积退化原因

通过对退化梭梭种群特征、土壤理化性质、地下水位等调查,分析了古尔班通古特沙漠西部梭梭退化的原因。结果表明:研究区多为极重度盐渍化土壤,梭梭林分稀疏,平均盖度为11.58%,幼苗更新极少,种群处于衰退状态;梭梭生活力(单株梭梭活枝与枯枝数量之比)与表层土壤(0～40cm)、中层土壤(40～80cm)电导率存在极显著负相关(r=-0.79,P=0.0000;r=-0.32,P=0.009),与下层土壤(80～120cm)含水量存在极显著正相关(r=0.54,P=0.000);梭梭种群存活指数(样地活株与死株之比)及盖度均与地下水位埋深呈极显著负相关(r2=0.40,P=0.007;r2=0.46,P=0.004)。表明,地下水位降低、土壤水分匮缺以及土壤盐分含量过高是梭梭退化的主要因素。