民勤绿洲荒漠过渡带梭梭(Haloxylon ammodendron(C.A.Mey)Bunge)树干液流特征及其对环境因子的响应

利用Grainer热扩散式探针法(TDP)连续测定民勤绿洲荒漠过渡带生长季梭梭树干液流,并同步测定外界环境因子。研究了6—11月份不同直径梭梭树干液流日、季变化及其与外界环境因子的相关性。结果显示:(1)随月份的递增,不同直径梭梭树干液流通量(SV)晴天日变化波峰区逐渐缩减。并且在6—8月份,不同直径SV均表现出明显的"宽峰型"现象,且晴天SV明显高于阴、雨天;(2)随季节变化,不同直径梭梭SV波动性较大,直径越大其波动性越高;而梭梭SV未表现出随直径增大液流通量越大的现象;(3)6—11月梭梭树干耗水量先增后降,7月达最高峰,且直径越大,梭梭总耗水量越大;(4)梭梭树干液流与环境因子相关程度受不同天气、时间尺度的影响较大,晴天相关性略高于阴、雨天。空气温度、净辐射、饱和水汽压差是影响梭梭树干液流的主要气象因子。0—100cm土层以上0—250cm根幅区土壤水分对树干液流影响最显著。(5)同比古尔班通古特沙漠梭梭生长季(5—10月)总耗水量458—1044kg以及日均耗水量1.8—6.4kg/d,整个生长季(6—11月)民勤绿洲荒漠过渡带梭梭的总耗水量495—1232kg、日均耗水量为2.0—8.3 kg/d,两者耗水量近似。利用TDP技术测定梭梭耗水量具有一定的可靠性。     

民勤连古城自然保护区群落结构和物种多样性特征分析

通过物种多样性指数、林地承载力以及土壤水分等指标对民勤连古城自然保护区荒漠群落的结构和物种多样性以及影响因子进行了研究。结果表明:(1)群落的优势层片为灌木层,其物种组成和结构比较稳定,受环境变化的影响较小,而草本层为不稳定层片;(2)荒漠群落的物种多样性指数均偏低,生态优势度较高,群落的生态功能主要由优势种群或建群种群实施,在无外界干扰情况下,优势种群或建群种群的稳定性可以揭示群落的稳定性;(3)土壤水分是影响群落结构的主导因子,而降水是土壤水分的主要来源,对群落结构具有显著影响。土壤异质性对群落结构同样具有显著影响,是第二主导因子,其物种多样性指数为黏性土壤>灰棕荒漠土>风沙土;(4)群落物种多样性与其林地承载力无一定规律的相关性,灌木层片中,二者呈对数相关(y=64.787ln(x) 214.04,R2=0.829,P<0.01),能够比较科学地揭示物种多样性与林地承载力之间的关系,而草本层中二者呈幂指数相关(y=0.3198e6.1654x,R2=0.6999,P<0.01),反映了林地承载力受环境因子变化的影响。     

甘肃省民勤连古城自然保护区沙木蓼种群的结构与动态

根据甘肃省民勤连古城自然保护区沙木蓼种群的生境和植被差异,分别选择低山剥蚀残丘覆沙地(生境Ⅰ)和山前倾斜洪积扇沙地,有小型风积沙丘(生境Ⅱ)和无风积沙丘(生境Ⅲ)3种生境类型样地,对其种群的发育状况、年龄结构、静态生命曲线与分布格局进行了研究,揭示沙木蓼种群动态规律并评价其在构建荒漠植被方面的价值,为科学合理地管护和持续利用沙木蓼种质资源提供科学依据。研究结果表明,1)沙木蓼苗龄级、幼龄级、成熟龄级和老龄级种群密度大小顺序为生境Ⅲ生境Ⅰ生境Ⅱ,而3种生境中同龄级种群在株高、冠幅、新梢生长量方面差异不显著;2)苗龄级种群在3种生境下都占据了较大的优势地位,对沙木蓼种群的更新具有积极作用。生境Ⅰ和Ⅲ的幼龄级和成熟龄级的年龄结构为连续增长型,老龄级为独立的增长型,种群具有较大的发展空间。而生境Ⅱ的幼龄级和成熟龄级种群的年龄结构为连续的稳定型,老龄级种群为稳定型,种群结构比较稳定。3)种群lx,dx和qx曲线在苗龄级、幼龄级和成熟龄级阶段具有相同的变化趋势,其中苗龄级种群向幼龄级种群转变过程中均呈下降趋势,幼龄级和成熟级种群发育过程中基本保持平稳,但在老龄级种群阶段3种曲线变化趋势的差异性较大,其中生境Ⅰ和Ⅲ种群产生重叠,沙木蓼种群的死亡高峰主要发生在苗龄级和老龄级阶段,具有前期增长,中期稳定,后期衰退的一般规律。4)沙木蓼苗龄级、幼龄级和成熟级种群的分布格局均为聚集分布,而老龄级种群为随机分布。以上分析表明,3种生境下沙木蓼种群更新能力旺盛,种群结构趋于合理,生境差异(风沙流活动)只对土壤种子库、种子萌发和幼苗保存具有显著影响,对其它龄级种群发育没有显著影响,在荒漠植被演变中表现出较强的适应能力和优越性,因此沙木蓼在荒漠植被恢复和重建中具有重要的利用价值。     

乌兰布和沙漠天然梭梭种群动态及空间分布

为进一步明晰乌兰布和沙漠天然梭梭(Haloxylon ammodendron)种群动态和空间分布特征,该研究以乌兰布和沙漠天然梭梭林为研究对象,采用静态生命表、存活曲线、生存分析和空间分布格局指数等方法分析种群动态与内在生活史特征和外在干扰之间的互动关系,探讨梭梭种群波动特征及其存续机制,以揭示天然梭梭种群动态及空间分布特征,为梭梭种群的合理保护与种群恢复提供依据。结果表明:(1)乌兰布和沙漠天然梭梭种群龄级结构呈倒“J”形,为增长型,但相邻龄级个体数量波动性较大;种群年龄结构数量变化动态指数V_(pi)=17.43,受随机干扰时种群年龄结构动态指数V_(pi)′=1.02,种群年龄结构对随机干扰的敏感性指数P_(max)=5.88,说明种群对外界干扰较为敏感。(2)研究区天然梭梭种群的存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型,各年龄级种群有相近的死亡率;生存函数、累积死亡率、死亡密度在第Ⅰ~Ⅹ龄级(基径<10 cm)变化较大,且在第Ⅰ~Ⅸ龄级危险率较高;生存函数、累计死亡率、死亡密度在第Ⅺ~ⅩⅧ龄级(基径≥10 cm)趋于稳定,危险率在第Ⅹ龄级后逐渐增加,种群动态呈现出低龄级间个体数量波动大,高龄级衰退的特征。(3)研究区天然梭梭种群密度在328.57~942.86株/km^(2)之间,平均为706.34株/km^(2),种群空间分布大多呈聚集分布。研究表明,乌兰布和沙漠在现阶段环境气候条件下,适宜梭梭种群的生长,而且在不受人为干扰的情况下,梭梭种群能够稳定存续,可以抵抗一定的气候风险。建议减轻人为干扰对低龄级种群数量的影响,在局部梭梭林衰退严重区可参考天然梭梭种群密度与空间分布型建植人工梭梭林。     

珍稀濒危保护植物蒙古扁桃的生长特性研究

通过连续9 a定株观测方法,研究了蒙古扁桃物候期对应气候因子指标、年株高变化、地径生长、冠幅变化及根系变化规律,结果表明:物候期与气温、地表温度、地温(15 cm)、空气湿度和水汽压等因子关系密切,而与蒸腾量和日照时数关系较疏;年株高变化符合直线方程:y=18.91 8x-0.780 6(R2=0.991 5);年地径变化符合直线方程:y=0.275 6x 0.348 6(R2=0.999 2);年冠幅变化符合指数方程:y=50.371e0.2527x(R2=0.989 9);根系纵向和横向生长趋势分别符合指数函数方程:y=12.914e0.7358x(R2=0.971 5)和y=17.126e0.6918x(R2=0.965 4),但纵向生长落后于横向生长,即侧根生长优于主根。     

甘肃民勤连古城自然保护区优势种种群结构和动态研究

通过重要值、分布格局、年龄结构、静态生命曲线等方法研究了连古城自然保护区5种群落优势种群数量在时间上和空间上的变化趋势。研究结果表明：灌木荒漠群落中,优势种群或共优种群的重要值远远大于亚优势种群,在维持群落结构和功能方面占据十分重要的地位。除红砂群落外,其它类型的群落中,都具有相同的亚优势种群,即泡泡刺种群,表明泡泡刺种群具有较宽的生态幅是比较古老的种群,其它类型的种群是在这一种群基础上发展起来的。优势种群的分布格局由种群生物学特性和环境条件等诸多因子共同决定,膜果麻黄和绵刺种群呈集群分布,而其它种群呈随机分布。优势种群的年龄结构和静态生命曲线均呈现多样化,膜果麻黄、猫头刺和甘蒙锦鸡儿种群年龄结构为增长型锥体,静态生命曲线为凹型下降,均为稳定种群;绵刺种群的年龄结构为下降型锥体,静态生命曲线为反对角线型上升,但其营养繁殖策略决定了绵刺种群为稳定种群;珍珠猪毛菜种群年龄结构在整体上为稳定型锥体,但局部表现为下降型锥体,种群开始衰败,静态生命曲线为正态分布型;红砂种群的年龄结构为下降型锥体,静态生命曲线残缺并有许多空白区,种群严重退化。     

沙地云杉和青海云杉种子萌发和幼苗生长对干旱盐碱胁迫的响应

利用控制实验研究了水分、盐分生态因子对沙地云杉和青海云杉种子萌发和幼苗生长的影响,以探索沙地云杉和青海云杉种子对水分、盐分生态因子的适应性。结果表明:(1)水分胁迫和盐分胁迫对沙地云杉和青海云杉种子萌发具有明显的抑制作用,可显著的降低种子的发芽率,两种云杉种子对水分胁迫的临界值和极限值分别是-0.03、-0.15 MPa和-0.5、-0.58 MPa;对盐分胁迫的临界值和极限值分别是78、148 mmol/L和284、345mmol/L;其幼苗长度随着渗透势和NaCl浓度的增加而显著减小。(2)沙地云杉和青海云杉种子恢复发芽率及恢复后的幼苗长度随着渗透势和NaCl浓度的增加先增加后减少。(3)在相同的水势条件下,PEG溶液比等渗的NaCl溶液对沙地云杉和青海云杉种子萌发具有更大的抑制作用,种子萌发过程中渗透胁迫比离子毒害的抑制作用更大。研究发现,沙地云杉和青海云杉种子对水分和盐分胁迫表现出不同程度的耐受性,两者对盐分胁迫的忍耐能力超过对水分胁迫;而且青海云杉种子比沙地云杉更耐旱、耐盐;早期的低盐和充分的水分条件是沙地云杉和青海云杉存活的关键。     

干旱荒漠区沙冬青茎干液流变化特征及其与气象因子的关系

采用热平衡包裹式树干液流仪(stem heat balance,SHB)监测沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)茎干液流日变化,并利用自动气象站同步监测太阳辐射、空气温度、空气相对湿度、风速等气象因子日变化,研究沙冬青茎干液流在不同季节和天气条件下的日变化特征及其与环境气象因子的关系.研究表明:(1)在夏季沙冬青茎干液流昼夜区别明显,且变幅较大,液流于8:00~9:00开始启动,并迅速于9:00左右达到峰值,然后立即有一个大幅度的下降,后在小幅度波动中维持到19:00左右停止;沙冬青茎干液流在夜间较弱;(2)不同天气条件对沙冬青液流的变化影响较大,沙冬青茎干液流速率的总体变化幅度表现为晴天>阴天>沙尘天气;(3)各季节典型天气下沙冬青茎干液流速率表现为夏季>春季>冬季;生长季茎干液流启动时间早,液流量大;春季液流启动时间次之,液流量变化平缓,维持时间长;冬季液流启动时间最迟,液流变化速率大且维持时间短;(4)沙冬青茎干液流与气象因子的关系密切,其中与太阳辐射的关系最为密切,其次是空气温度和相对湿度,影响最小的是风速.     

土壤水分胁迫下沙漠葳的光合生理特征

以从美国西部引进的沙生灌木——沙漠葳（Chilopsis linearis）的2年生实生苗为材料,通过盆栽试验于7-9份进行轻度、中度和重度土壤水分胁迫处理并分析其光合生理响应特征.结果显示：（1）60 d中度或重度土壤水分胁迫使沙漠葳的净光合速率（Pn）、水分利用效率（WUE）和光补偿点（LCP）显著降低,暗呼吸速率（DRR）减弱,而气孔导度（Cs）增大,气孔限制值（Ls）变小.（2）Pn日变化在7月份的轻度和中度土壤水分胁迫下表现为双峰曲线,其余月份的胁迫处理均为单峰曲线,同期内各胁迫处理Pn峰值出现的时间基本相同,而且8月份各水分胁迫的Pn值显著高于其它月份;WUE的日变化趋势和Pn日变化相似,而且土壤水分胁迫越严重,其水分利用效率越低;各水分胁迫处理的Pn和Tr光响应拟合曲线均基本呈抛物线形或倒抛物线形.（3）在轻度和中度土壤水分胁迫的初期,Pn降低主要受气孔限制因素的影响,随着胁迫期的延长和胁迫的加重,Pn降低由气孔限制为主逐步转向以非气孔限制为主.研究表明,沙漠葳对干旱胁迫具有一定的适应能力,但长期中度或重度干旱胁迫都会影响沙漠葳的正常生长发育,使其光合生产力大大降低.     

梭梭林下土壤结皮发育对黄花补血草种群发育格局的影响

通过梭梭林下黄花补血草种群调查,研究土壤结皮发育过程中的无结皮沙地(前期NSC1、后期NSC2)、物理结皮沙地(前期PSC1、后期PSC2)和生物结皮沙地(前期BSC1、后期BSC2)的黄花补血草种群发育格局特征,以揭示梭梭林下土壤结皮发育对黄花补血草种群发育的影响以及植被恢复技术。结果表明:(1)梭梭林下土壤结皮的发育对黄花补血草的种群密度具有显著的促进作用,在BSC1样地达到最大,而对个体冠幅具有前期促进后期抑制的作用,在NSC2样地达到最大,故导致种群总盖度变化不稳定。(2)种群个体发育值呈先增加后减小的趋势,在NSC2样地达到最大;在NSC1-NSC2过程中,土壤结皮发育对种群个体发育具有促进作用,其值逐渐增大,而在NSC2-BSC2发育过程中,土壤结皮发育对种群个体发育的抑制作用逐渐增强,其值逐渐减小。(3)黄花补血草种群优势级层位于较低级层,随着土壤结皮的发育,呈先增加后减小的趋势,其峰值在BSC1样地,而种群级层越高,该级层的峰值则逐渐向土壤结皮发育前期移动,其峰值在NSC2或PSC1样地。研究认为,梭梭林下土壤结皮发育对黄花补血草种群密度具有促进作用,但对种群内植株个体发育具有前期促进后期抑制的作用,该结论对梭梭林下黄花补血草植被恢复具有积极的指导意义。