差巴嘎蒿幼苗对沙埋的生态适应和生理响应

沙埋对于沙漠植物存活和生长影响的研究文献已有很多,但迄今有关沙漠植物对于沙埋生理生态适应的研究还很少见有报道。差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)广泛分布于我国半干旱沙地中,是流动半流动沙地的优势种。为了解沙生植物对沙埋的生态适应及其生理响应,2010—2011年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下差巴嘎蒿幼苗的存活率、株高等生长特性和渗透调节物质含量,保护酶活性和膜透性的变化,得到以下结果:沙埋对差巴嘎蒿幼苗的存活与生长有着显著影响,特别是沙埋深度超过其株高后,其存活率和高生长受到严重抑制,但和非沙生植物相比,差巴嘎蒿幼苗具有很强的耐沙埋能力,即使沙埋深度达到其株高的200%时仍有部分幼苗存活。随着沙埋深度的增加,差巴嘎蒿幼苗叶片含水量没有显著变化,但过氧化物歧化酶活力降低,过氧化物酶活性增强,过氧化氢酶活性变化不明显,脯氨酸含量增加,可溶性糖含量下降,丙二醛含量下降,膜透性增强。和水分、盐分胁迫不同,沙埋并未造成差巴嘎蒿幼苗的水分亏缺,沙埋胁迫下差巴嘎蒿幼苗死亡率增加、生长受到抑制的主要原因是沙埋导致植物光合面积下降,沙埋叶片无法进行正常呼吸和部分幼苗无法破土生长,但沙埋胁迫下脯氨酸含量的和过氧化物酶活性增强分别在渗透调节和保护细胞膜免受损伤中起到了关键作用。     

沙埋对两种沙生植物幼苗生长的影响及其生理响应差异

为了解沙埋对沙生植物生长的影响及其生理响应特征, 比较不同沙生植物耐沙埋能力及其机制, 2010年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同深度沙埋下沙蓬(Agriophyllum squarrosum)和盐蒿(Artemisia halodendron)幼苗的存活率、株高等生长特性及其渗透调节物质含量, 保护酶活性和膜透性的变化, 得到以下结果: 沙蓬和盐蒿幼苗均具有较强的耐沙埋能力, 其中沙蓬幼苗最大耐沙埋深度超过幼苗10 cm, 盐蒿幼苗最大耐沙埋深度超过其株高8 cm; 随着沙埋深度增加, 沙蓬和盐蒿幼苗的存活率和株高均显著下降, 沙蓬的下降幅度显著小于盐蒿; 沙埋处理下两种植物均未表现出受水分胁迫, 沙埋导致其光合面积下降, 幼苗顶土困难, 是影响其存活和高生长的主要生态机制; 随着沙埋深度增加, 沙蓬幼苗丙二醛(MDA)含量显著增加, 盐蒿幼苗MDA含量下降, 虽然二者膜透性均呈增加趋势, 但沙蓬膜透性增加幅度显著低于盐蒿, 说明细胞膜受损是导致二者幼苗存活率下降和生长受到抑制的主要生理机制, 沙蓬膜透性受损程度较低是其耐沙埋能力较强的主要生理机制; 沙埋胁迫下, 虽然两种植物都通过提高过氧化物酶活性和脯氨酸含量减轻细胞膜受损程度, 但沙蓬体内超氧化物歧化酶也表现出重要协调作用, 使之酶促系统在保护细胞膜免受胁迫损伤过程中的作用更有效。     

不同强度净风频繁吹袭对樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)幼苗光合蒸腾特征的影响

为了解不同强度净风频繁吹袭对樟子松幼苗光合蒸腾特性的影响,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了0(对照)、6、9、12、15、18 m/s等6个风速处理(分别相当于0、4、5、6、7、8级风)4次吹袭下樟子松幼苗光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等指标的变化。结果表明,净风频繁吹袭没有改变樟子松幼苗的光合速率和蒸腾速率的日变化规律,但可使其光合蒸腾的"午休"时间加长、"休眠"程度加深;随着风吹强度的增加,其日均光合能力和蒸腾速率显著降低,其中18 m/s处理较对照分别下降27.6%和22.3%;随着风吹强度增加,气孔导度、胞间CO_2浓度均先下降后回升,除18 m/s处理胞间CO_2浓度显著高于CK外,其他处理均显著低于CK;随着风吹强度增加,水分利用效率和光能利用效率均先增加后下降,其中除18 m/s处理的水分利用效率显著低于CK,6 m/s处理的光能利用效率高于CK外,其他处理的水分利用效率均高于CK,光能利用效率均低于CK;日均光合蒸腾速率的下降主要源于气孔导度的降低,而水分利用效率和光能利用效率的变化均受制于光合速率和蒸腾速率的变化。     

高寒山区牧草根质膜和脂肪酸组分对冷冻低温的适应反应

在秋末冬初测定了高寒山区自然生境中生长的垂穗披碱草(Elymus nutans)、早熟禾(Poa sphyondylodes) 和花雀麦(Bromus sinensis)3种牧草根膜脂脂肪酸组分和质膜流动性及ATPase活力。结果表明：随着秋末冬初气温下降到0℃以下,3种牧草根中膜脂肪酸配比发生较大变化,棕榈酸相对百分含量下降40.29％,亚油酸增加3倍多,亚麻酸增加112.39％,脂肪酸不饱和指数(IUFA)增大;同时根质膜流动性在低温期间较大,在融冻阶段有下降,冰冻阶段增大;质膜Mn2+ATPase、Ca2+ ATPase活力增大,Mg2+ ATPase活力下降。在冷冻适应中牧草根膜脂脂肪酸不饱和度的增加直接影响着膜的流动性,影响膜功能和植物抗冻性,并在维持根细胞膜完整性和抵抗组织结冰伤害方面起重要作用。     

放牧对沙质草地生态系统组分的影响

对内蒙古科尔沁沙质草地5年的放牧试验结果表明,过牧对草地生态系统的危害很大,连续5年过牧使草地生物多样性、植被盖度、高度和初级生产力分别较禁牧区低87．9％、82．1％、94．0％和57．0％,草地现存生物量仅为禁牧区的2．1％,土壤粘粒、C、N含量和微生物、小型动物数量也较之降低6．0％、31．9％、25．0％、95．0％和75．9％,地表紧实度提高274．0％,特别是次级生产力从第3年转为负增长,使草地产出功能完全破坏,封育对沙质草地十分有益,封育5年草地各项指标均有大幅度增加,轻牧和中牧下的植被盖度、高度、土壤状况处于禁牧区和重牧区之间,其中轻牧区植被情况要好于中牧区,但次级生产力低于中牧区,根据多年调查和本次试验结果可以认为,内蒙古东部半干旱沙质草地牧草的利用率应为45％～50％,草地载畜量以3～4羊单位·hm^-2比较适宜。