增雨对巴丹吉林沙漠东南缘白刺水分利用的影响

研究了增雨条件下巴丹吉林沙漠东南缘的白刺灌丛的水分利用阈值.2009年5月初到9月末,根据当地的年均降水量(115 mm),每月进行1次增雨,设置了0、50％和100％3个比例的增雨处理.在5、7和9月的增雨试验开始之前1天和增雨之后的第1、3和7天采样,测定白刺枝条木质部水分、10和30 cm土层水分、灌溉井水和自然降雨的稳定氢同位素比率,以及土壤含水量的变化.结果表明:自然条件下,白刺在5和9月主要利用地下水,7月主要利用土壤浅层10和30 cm水分.增雨后,白刺对地下水的利用比例下降,对浅层土壤水分的利用比例增加.100％增雨对白刺枝条木质部水分的δD值影响显著,5、7和9月白刺的水分利用比例增加.而50％增雨在5和7月仅改善了土壤水分条件,白刺的水分利用比例没有明显增加.只有增雨量达到当地年均降水量时,白刺对水分的利用比例才能明显增加.     

沙埋和种子大小对固沙禾草沙鞭的种子萌发与幼苗出土的影响

该文研究了野外条件下不同深度的沙埋对沙鞭(Psammochloa villosa)种子萌发和幼苗出土的影响,以及温室条件下种子大小对不同深度沙埋后的种子萌发和幼苗出土的影响。结果表明,沙埋深度显著影响沙鞭的种子萌发率、幼苗出土率和种子休眠率。沙子表面的种子不能萌发。2 cm的浅层沙埋时的种子萌发率和幼苗出土率最高,1 cm 沙埋的种子萌发率和幼苗出土率次之。沙埋深度超过2 cm之后,沙鞭的种子萌发率和幼苗出土率与沙埋深度呈负相关。2 cm的种子休眠率最低。从2 ~12 cm,种子休眠率随着沙埋深度的增加而增加。在幼苗能够出土的深度(1~6 cm),幼苗首次出土所需的时间随着沙埋深度的增加而延长。种子大小对沙鞭的种子萌发率没有显著影响。但是在深层沙埋(6 cm)时,与小种子相比,大种子产生的幼苗的出土率较高。从2~6 cm,大种子形成的幼苗的茎长度都较长。     

高寒沙地乌柳防护林碳库随林龄的变化

植被恢复是改善脆弱生态系统的有效方式。长期的植被恢复能够提高沙地生态系统的服务功能。以青海共和高寒沙地不同林龄乌柳(Salix cheilophila)防护林生态系统为研究对象,研究植被恢复过程中植被碳库与土壤碳库的动态变化,探讨乌柳防护林生态系统的碳汇功能。结果表明:随林龄增加,乌柳各组分碳浓度变化规律并不显著(P0.05),而碳贮量显著增加(P0.05),且不同林龄乌柳各组分碳库的分配比例不同,树干碳贮量占林分碳贮量的百分比最高。各林龄(6、11、16、21a)乌柳林碳贮量分别为4.95、9.93、14.67 t/hm2和21.99 t/hm2。土壤碳库随植被恢复时间的增加而增加,各林龄土壤碳库(0—200cm)分别为9.54、13.03、17.18和19.05 t/hm2。较之6、11a土壤碳库增加26.78%,16a较之11a提高24.16%,21a较16a提高9.82%。地被物层(植被残体)固碳量分别为0.27、0.29、0.33、0.43 t/hm2。不同林龄乌柳林生态系统碳库分别为14.76、23.25、32.18 t/hm2和41.48 t/hm2。各林龄乌柳植被层碳库分别占该林龄总碳库的33.54%、42.71%、45.59%和53.01%,土壤碳库分别占该林龄总碳库的64.63%、56.04%、53.39%和45.93%,而地被物层分别占该林龄总碳库的1.83%、1.25%、1.03%和1.03%。较之恢复前的,各林龄碳库依次增加57.05%、36.52%、27.75%和22.42%。植被恢复各阶段年净碳累积速率分别为1.41、1.70、1.79、1.86 t C hm-2a-1。乌柳防护林生态系统具有"碳汇"功能。     

增加水分与养分对克隆植物羊柴自然种群繁殖权衡的影响

 羊柴(Hedysarum laeve)是豆科多年生半灌木,在自然条件下可以同时进行有性繁殖和克隆繁殖。该文在野外条件下研究了不同水平的水分和养 分处理对羊柴种群的繁殖权衡的影响。结果表明,与对照相比,增加一定量的水分处理显著减少了花和荚果的生物量;显著增加了克隆分株枝 的生物量,显著减少了分株根茎的生物量, 但没有影响其它部分的生物量。增加一定量的水分会抑制有性繁殖,改变生物量对克隆繁殖分株各 部分的分配比例。与对照相比,增加一定量的养分能够促进有性繁殖,抑制克隆繁殖。     

种子萌发和幼苗生长对沙丘环境的适应机制

综述了植物沙生适应机制的研究及其进展.一些植物的种子在刚成熟时具有休眠特性.种子需要适度沙埋促进萌发并实现幼苗定居,但过度沙埋则会抑制种子萌发和出苗.在沙层深处,没有萌发的种子会进入休眠状态,形成土壤种子库.幼苗通过增加节数和延长节间来适应沙埋.沙埋深度超过植物的忍耐限度会抑制幼苗生长,甚至导致幼苗死亡.沙生植物必须适应其他环境因子,如盐风与土壤盐分、昆虫采食、土壤养分亏缺等,才能在沙丘上成功生长.沙蚀可导致幼苗根系暴露并干燥脱水.一些沙漠植物的幼苗在萌发后可忍耐一段时期的干燥,水分条件得到满足之后,幼苗能够恢复生长.     

鄂尔多斯高原3个水土保持树种的水分利用策略

为了解植物对环境的适应对策,通过测定鄂尔多斯高原东部丘陵区3个水土保持树种沙棘、油松和山杏的枝条木质部水和各潜在水源的δ¹⁸O值及叶片的δ¹³C值,应用多元线性混合模型分析各潜在水源的贡献比例,分析3个树种水分来源和水分利用效率的季节动态和种间差异。结果表明: 沙棘、油松和山杏在5月主要利用10 cm深度土壤水,分别占其总水源比例的88.5%、94.0%和91.6%。7月,沙棘主要利用10～25 cm土层土壤水和雨水,比例为44.6%和35.4%;油松主要利用雨水,比例为93.7%;山杏主要利用25～100 cm土层土壤水和雨水,比例分别为55.9%和36.8%。9月,沙棘主要利用25 cm深度和75～100 cm土层土壤水,比例为88.9%;油松主要利用10 cm和50～75 cm土层土壤水,比例为84.5%;山杏利用10～100 cm土层土壤水。5月沙棘的水分利用效率显著高于7月和9月。7月油松的水分利用效率显著高于9月。5月和7月沙棘的水分利用效率显著高于油松和山杏。3个树种在不同季节根据不同水源的可利用性,选择利用不同深度的土壤水或雨水。沙棘和油松干旱时能够提高水分利用效率适应环境变化,可能比山杏更适应当地的半干旱环境。     

极端干旱区增雨加速泡泡刺群落土壤碳排放

以极端干旱区(敦煌)泡泡刺群落为研究对象,采用动态气室法(Li-8100,USA)于2010年5月至9月测定分析了生长季内增雨对泡泡刺群落土壤碳排放量的影响。结果表明:裸地和灌丛在09:00—11:00的碳排放量与全天碳排放量具有线性正相关关系(裸地R2=0.31—0.76,P<0.001;灌丛R2=0.85—0.96,P<0.001)。增雨50%(4 mm)—300%(24 mm)能够加速裸地和灌丛土壤的碳排放,每增雨1 mm,裸地和灌丛土壤的碳排放分别增加0.27和1.12 g/m2。当泡泡刺群落盖度一定时,与对照相比,每增加1 mm降雨,泡泡刺群落土壤碳排放量增加0.69 g/m2。在未来中国西北干旱地区降雨增加背景下,这一研究数据将为进一步估算该区域群落或生态系统碳收支提供可靠的参考数据。     

降水对鄂尔多斯高原克隆植物分布的影响

鄂尔多斯高原地处半干旱区到干旱区的过渡带。通过沿鄂尔多斯高原从东到西的天然降水梯度的样带调查,分析了克隆植物的分布特征与降水的关系。结果表明:克隆植物的物种数量、占物种总数的比例和重要值以及根状茎型克隆植物的物种数量均与降水量呈显著正相关。5种优势植物克氏针茅、本氏针茅、黑沙蒿、赖草和短花针茅均为克隆植物,它们的分布也受降水影响。克氏针茅的密度、本氏针茅的盖度和密度、黑沙蒿的高度、盖度和密度以及赖草的高度均与降水量呈显著正相关。然而,赖草的盖度以及短花针茅的高度、盖度和密度均与降水量成负相关。因此,克隆植物在鄂尔多斯高原植被中具有重要作用,而且其作用随着降水量的增加而加强。     

毛乌素沙地三种灌木群落的水分利用过程

沙地柏、黑沙蒿和沙柳是毛乌素沙地的3种优势灌木群落。利用稳定同位素技术研究了3种灌木及伴生植物杨柴主要利用的水分来源,结合叶片稳定碳同位素值与土壤水分监测,从而确定灌木群落如何利用水分。结果表明:7月和9月3种群落内浅层土壤水的稳定氧同位素值接近雨水。沙地柏5月主要利用25 cm浅层土壤水,而7月和9月主要利用10—25 cm浅层和100—200 cm深层土壤水。黑沙蒿和伴生的杨柴5月主要利用10 cm浅层土壤水,7月同时利用10 cm浅层土壤水和150 cm深层土壤水,9月则利用10—150 cm土壤水。沙柳5月主要利用10—25 cm浅层土壤水,伴生的杨柴主要利用50—200 cm土壤水;7月它们同时利用10—25 cm浅层土壤水和100—200 cm深层土壤水;9月都主要利用25—200 cm土壤水。4种植物的叶片稳定碳同位素值存在季节动态和种间差异。常绿灌木沙地柏的叶片碳同位素值比较稳定,而且高于其他3种落叶灌木和半灌木。5月浅层土壤含水量较低时3种落叶植物的叶片碳同位素值较高。因此,降雨补充的浅层土壤水是3种灌木群落利用的主要水分来源。3种灌木及其伴生植物根据不同深度土壤水的可利用性,在不同季节利用不同深度的土壤水。杨柴与黑沙蒿或沙柳均存在水分竞争。沙地柏的叶片稳定碳同位素值较高,干旱时具有竞争优势。干旱时落叶灌木和半灌木能够提高叶片稳定碳同位素值来适应环境。     

干旱区叶片形态特征与植物响应和适应的关系

叶片形态是指示植物适应特定环境的重要指标。由于植物叶片形态不仅对时空环境变化具有极强的敏感性和可塑性, 而且能够通过叶片形态的调整调节自身的生存适应能力, 所以叶片形态学研究一直是植物生理及植物生态学研究中的热点。该文在总结前人叶片形态学研究成果的基础上, 探索建立了简单的叶片形态指标分类体系; 结合物质能量交换的物理学原理, 回顾总结了叶片表观形态变化与叶片物质能量交换之间的相关关系; 应用叶片形态影响物质能量交换的物理学原理, 重点分析了干旱区植物叶片表观形态对低水分环境、高辐射(或高温)的响应与适应特征; 最后, 在回顾分析的基础上, 对叶片形态研究中存在的几个问题进行了讨论。