披碱草属野生居群表型多样性及其与环境关系研究

以来自8省区38个披碱草属野生居群的22个表型性状为调查对象,利用变异系数及多样性指数法对性状内和性状间及种间的表型变异进行分析,并对表型性状与地理气象因子间的关系进行相关性分析,用平均聚类法对38个居群进行分类,以揭示不同来源披碱草属种质资源表型多样性。结果显示:(1)营养器官性状中旗叶至穗基部长变异系数最高(44.695%),穗部性状中的每穗小穗数变异系数最高(77.005%)。(2)披碱草、麦宾草、圆柱披碱草与老芒麦这4个种间总体平均多样性指数为0.920～1.560,披碱草最高,麦宾草次之,圆柱披碱草最低。(3)表型性状变异受海拔、经度及年均温的影响较大。(4)UPGMA聚类结果将所有材料分成4组,披碱草属植物性状的表型特征没有严格按地理距离而聚类。研究表明,披碱草属植物野生种质材料具有丰富的表型多样性,表型性状与环境之间关系密切,采集过程中应尽量保持居群的完整性,最大程度地保护中国披碱草属牧草的遗传多样性。     

火烧迹地柽柳灌丛资源岛特征及植被的自然恢复

干旱半干旱地区灌丛资源岛特征及形成机制多有报道,但资源岛土壤对群落稳定性与火烧迹地植被的自然恢复作用尚不明确。以酒泉盐碱地柽柳灌丛地火烧3年后,自然恢复的柽柳(Tamarix ramosissima)及其冠下草本群落为研究对象,构建柽柳枯立株体量指数(SSI,Shrub Size Index)和恢复力综合指数,探讨了资源岛特征与植被恢复、冠下草本群落多样性的关系,量化不同大小柽柳灌丛的恢复力稳定性。结果表明:(1)在不同SSI的柽柳枯立株下土壤有机质和含水率明均显高于灌丛间地,形成了明显的资源岛特征。土壤有机质最大值出现在0—10 cm土层,中灌丛的肥力积聚效果最明显。(2)土壤主要以中性盐为主,在0—40 cm土层,灌丛区域土壤可溶性盐低于冠外,呈明显的盐谷特征,中灌丛的盐谷分布最为明显。(3)随着枯立株SSI的增大,柽柳新生枝条的数量及其高度均有所增大,冠下植物的高度、盖度、密度和地上植物量也明显高于灌丛间地,且灌丛越大恢复效果越明显。(4)灌下植物Simpson指数、Shannon⁃Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数随着枯立株SSI的增大均先降后升,多样性指数低,群落结构简单。(5)恢复力综合指数随着枯立株SSI的增大呈先升后降的趋势,当SSI=52.17时灌丛群落的稳定性最强。柽柳较小时主要是冠下草本植物的恢复维持群落稳定性,随着灌丛的增大逐渐以柽柳灌木的恢复来维持群落稳定性。柽柳灌丛形成的高养低盐的土壤环境对植物群落稳定性的维持和植被的恢复有促进作用,对荒漠生态系统火烧迹地植被恢复和生态保护具有重要意义。     

不同休牧模式对东祁连山高寒草甸草原植被特征变化的影响

对东祁连山高寒草甸区不同休牧模式下植物群落特征和地下根系生物量进行比较研究,试验设传统夏季休牧(TG)、全生长季休牧(RG)和全年禁牧(NG)3个处理。结果表明:与TG处理相比,RG和NG处理增加了垂穗披碱草(Elymus nutans)和冷地早熟禾(Poa crymophila)的重要值、各功能群(禾本科、莎草科、豆科和杂类草)植物的高度、禾本科植物密度和生物量以及总地上、地下生物量,其中以NG处理区效果最为明显;同时RG和NG处理降低了杂类草植物的重要值、地下与地上生物量的比值以及杂类草的生物量和密度;在3种休牧模式中,Shannon-Wiener指数(H)、Pielou均匀度指数(J)和丰富度指数(S)及群落总密度的排列顺序均为:NGTGRG。研究表明,短期禁牧和全生长季休牧是提升青藏高原高寒草甸草原生产力与生态恢复的重要措施之一。     

河西走廊荒漠盐碱地人工柽柳林土壤水盐分布

土壤盐碱化是一个全球性问题,植树造林是一种主要的改良措施.为了研究荒漠盐碱地10年人工柽柳林土壤水盐空间分布及生态改良效果,对2、4、6和8m行间距柽柳灌下和行间的土壤水盐进行分析,并构建结构方程模型量化土壤水盐对植被的影响程度.结果表明:林地浅层土壤(0~40 cm)可溶性盐明显低于林外(CK),灌下土壤含水率高于行间.且6m行间距柽柳的高度和冠幅及其灌下草本植物的盖度和生物量均大于其他行间距柽柳,阳离子在柽柳周围的富集程度为Na^+>K^+>Ca^2+>Mg2+,阴离子的富集程度为Cl^->HCO3^->SO4^2-.土壤盐分含量最高的是MgSO4,其次是CaCl2、NaCl和MgCl2,KHCO3含量最少.土壤水盐中影响植被生长的最大因素是土壤水分,其次是盐分,最小为pH,权重大小分别是50.6%、29.5%和19.9%.     

不同放牧与围封高寒灌丛草地土壤微生物群落结构PLFA分析

土壤微生物群落可以指示土壤质量变化,是土壤生态系统变化的预警及敏感指标。采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法研究了高寒杜鹃灌丛草地不同强度放牧及围封后,土壤微生物群落结构特征的变化规律和响应。结果显示,高寒杜鹃灌丛草地土壤总PLFA量、细菌生物量、真菌生物量和放线菌生物量均随着放牧强度的增大而显著降低(P0.05)。重牧灌丛草地,围封后的土壤总PLFA量、细菌生物量、放线菌生物量、G~+/G~-和压力指数显著高于放牧处理,而细菌/真菌比显著低于放牧处理;中牧灌丛草地,围封后的土壤总PLFA量、细菌生物量、细菌/真菌比显著高于放牧处理,而真菌生物量和压力指数显著低于放牧处理;轻牧灌丛草地,围封处理的土壤各生物量和生物量比值与放牧处理无显著差异。PLFA主成分分析表明:主成分一(PC1)主要包括14:0、15:0、10Me16:0和18:1ω9c等直链饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸,占PC1的53.68%;主成分二(PC2)主要包括由i16:0、16:1ω7c、i17:0、cy17:0、17:0、18:1ω9t、18:0和cy19:0等支链饱和脂肪酸和环丙烷脂肪酸组成,占PC2的51.34%;各处理样地土壤微生物群落结构相似;围封处理的响应程度大于放牧处理。相关性分析表明,土壤总PLFA量、细菌生物量、真菌生物量和放线菌生物量与土壤有机碳、全氮均呈极显著正相关,细菌/真菌比值与土壤有机碳、全氮呈极显著负相关。以上表明过度放牧降低了高寒灌丛草地土壤微生物活性,显著降低了土壤微生物生物量,适度放牧和围封可维持土壤微生物群落结构的稳定,围封有利于过度放牧草地土壤微生物的恢复。     

东祁连山灌丛凋落叶水浸提液对垂穗披碱草种子萌发和幼苗生长的影响

为了解灌丛凋落叶在灌草群落结构维持中可能存在的潜在化感作用，以东祁连山3种优势灌木和灌下优势草种垂穗披碱草(Elymus nutans)为供试材料，分析了不同浓度(0.01 g/L、0.025 g/L、0.05 g/L、0.075 g/L、0.1 g/L)的金露梅(Potentilla fruticosa)、川滇柳(Salix rehderiana)、头花杜鹃(Rhododendron capitatum)及灌间草本的凋落叶水浸提液，对垂穗披碱草种子萌发、幼苗形态和生理指标的影响。结果表明：(1)垂穗披碱草种子发芽率与发芽势在金露梅与川滇柳凋落叶浸提液处理下呈“低促高抑”的浓度效应，在灌间草本凋落叶浸提液处理时表现为先升后降，而头花杜鹃凋落叶浸提液处理时均下降，并在浓度超过0.075 g/L时种子不发芽。(2)灌丛凋落叶浸提液对垂穗披碱草幼苗根长与干重均表现出抑制作用，且随浓度增大而增强；金露梅、川滇柳与灌间草本凋落叶浸提液对垂穗披碱草幼苗苗高表现出“低促高抑”的浓度效应；而头花杜鹃凋落叶浸提液处理对垂穗披碱草幼苗鲜重与苗高均呈抑制作用。(3)垂穗披碱草幼苗CAT、SOD活性随着浸提液...