古尔班通古特沙漠西部地下水位和水质变化对植被的影响

通过对比分析古尔班通古特沙漠西部3a地下水位和水质的变化特点,研究了地下水位和水质变化对地表土壤理化性质、植物多样性、及建群种梭梭种群生长与更新的影响。发现地下水位和土壤理化性质空间变异较大,最浅地下水位为3.3 m,最深可达24.2 m,主要集中在6-8 m;土壤电导率、pH值、Cl^-和SO₄^2-均在表层0-40 cm含量较高,变异系数随土层深度的增加而减小。在时间上地下水位受准噶尔盆地上游农田用水的影响,水位呈季节性波动。一年中最高水位出现在4月,最低水位在7月。玛纳斯河向下游输水对提高盆地地下水位具有明显作用,地下水位平均可升高4.3 cm,地下水矿化度平均增幅1 g/L。地下水位对退化区物种多样性影响不大,但对梭梭生长产生显著影响。梭梭生长的适宜地下水位为5-8 m,且地下水矿化度小于4 g/L。地下水位大于8 m导致梭梭种群衰退,而地下水位小于4 m时,地下水矿化度影响土壤表层积盐,进而显著地降低物种多样性,阻碍梭梭幼苗更新,导致梭梭种群衰败。总结认为准噶尔盆地上游的玛纳斯河断流和农业灌溉对古尔班通古特沙漠西部平原地区的地下水位和水质产生显著影响,梭梭退化与地下水位变化显著相关,必须引起高度重视。     

天山北部拟南芥自然居群表型变化的环境依赖特征

拟南芥(Arabidopsis thaliana)是植物生物学的模式植物, 在分子遗传学方面已经积累了丰富的研究成果, 但目前对拟南芥自然分布的生境特点、表型变化的环境依赖特征等研究很少, 极大地限制了对拟南芥进化动力和机制的理解。为了了解在微环境下拟南芥种群分布和表型性状的变化特点, 对天山北部分布于塔尔巴哈台山、阿尔泰山和天山的10个拟南芥种群的分布特征、表型的变化特点, 以及与综合环境因子的相互关系进行了分析。结果表明: 除分枝数外, 株高、株重、根重、单个果实重量、单株果数、单株果重、果长、果实开裂力度、单株果重/总重9个特征在种群间变化显著, 可塑性能力较强; 但方差分析和变异系数结果显示, 角果长度、果实开裂力度在种群内和种群间的变化相对较小。表型特征在山系间、经纬度和海拔间的变化规律不明显。拟南芥主要分布于pH值和HCO₃ ^-含量低, 有机质丰富, 且有一定坡度的沙土地块上。种群内拟南芥分布频度很低, 在1.56%-10.69%之间, 空间自相关距离在15.4-46.7 cm之间变化较大, 10个种群均呈现极显著集群分布, 分布的集群性受果实开裂力度的影响显著, 而果实开裂力度随环境胁迫而极显著增加。总结认为: 天山北部拟南芥生长和分布主要受微环境的影响, 在干旱环境下, 拟南芥主要通过增加繁殖分配比例, 产生难开裂的果实, 促使种子短距离扩散于母株周围, 确保子代利用原适宜生境来生存繁衍。     

古尔班通古特沙漠种子秋萌的环境依赖性

种子的萌发时间分散在不同季节,有利于资源的利用,种群的延续与扩增。通过野外对秋萌物种种类与分布特征进行调查,结合种子生物学特征和萌发对温度、水分的响应,探究古尔班通古特沙漠秋萌物种种子的共性特征及萌发的环境依赖性。结果表明:67个样地中有33个样地有秋萌物种分布,物种以1年生短命植物为主。秋萌物种的果实易开裂,种子寿命较短,且不休眠。萌发的高温阈值宽泛,萌发类型不是早春低温类型,与9—11月秋季温度对应;萌发对土壤水分响应敏感,冗余分析发现水分是种子选择萌发时间的限制因子,影响秋萌物种的分布。在气候变化背景下,秋冬降水增多,冬季冻期缩短,推断古尔班通古特沙漠秋萌物种的种类和数量都会呈增加趋势。