不同微生境下齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)生理生化特性对不同季节的响应

齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)作为典型的耐旱藓类,在古尔班通古特沙漠的藓类结皮中占优势地位。该沙漠的季节气候差异较大,冬季低温湿润,春季干旱,夏季高温且干旱。荒漠藓类植物叶片仅具单层细胞,对外界环境的变化十分敏感。而有关荒漠藓类植物在生理上如何适应这种剧烈环境变化还不得而知。研究测定了生长于两种不同微生境下的齿肋赤藓,经由低温湿润的冬季到干旱的春季再到高温干旱的夏季过程中生理生化变化特征,以探究不同微生境下齿肋赤藓在水热变化剧烈的不同季节的适应机制。研究发现:季节、微生境及二者的交互作用能够显著影响齿肋赤藓的游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白及丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。夏季的高温干旱使齿肋赤藓的脯氨酸、可溶性糖、MDA含量及3种抗氧化酶活性均显著高于冬季及春季,而可溶性蛋白含量却呈相反趋势。干旱的春季齿肋赤藓脯氨酸及可溶性糖显著高于冬季。而在低温湿润的冬季,齿肋赤藓丙二醛含量及过氧化氢酶活性均显著高于春季。表明夏季齿肋赤藓所受胁迫最大,脯氨酸、可溶性糖含量及抗氧化酶活性大幅度提高。同时,在具有积雪覆盖的冬季,两种微生境下的齿肋赤藓生理生化特性无显著差异;而在无积雪覆盖的春夏季节,灌丛的遮阴作用为齿肋赤藓提供了水含量相对较高的良好生活环境,其下齿肋赤藓的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性均显著低于裸露地。表明生长在裸露地的齿肋赤藓较活灌丛拥有更强的胁迫耐受性。     

荒漠藓类结皮斑块中土壤理化性质、酶活性及微生物生物量分布的边缘效应

藓类结皮是荒漠地表生物土壤结皮的主要类型之一,能影响荒漠地表稳定、土壤水分与养分以及种子植物生长等。自然状态下,藓类结皮通常呈现出典型的斑块状分布特征。本研究以新疆北部古尔班通古特沙漠藓类结皮为对象,在斑块尺度上,将藓类结皮斑块从中心至边缘划分3个圈层,分析了藓类结皮斑块中心到边缘不同圈层土壤理化性质、酶活性及微生物生物量的变化特征。结果表明:土壤有机质、全氮、全钾显著受边缘效应影响,中心圈层含量显著高于边缘圈层,其他土壤指标在3个圈层无显著差异;边缘圈层处脲酶和过氧化氢酶活性显著低于内部2个圈层,而蔗糖酶及碱性磷酸酶活性在3个圈层均无显著差异;微生物生物量碳(SMBC)、微生物生物量氮(SMBN)从中心向边缘圈层均呈降低的趋势,且边缘圈层显著低于内部2个圈层;同时,各土壤理化性质、酶活性和微生物生物量在斑块内部2个圈层均无显著差异;通径分析表明,影响脲酶活性的直接因素和主要因素均为有机质;过氧化氢酶活性与SMBC更易受边缘效应的影响,各因素中距离对二者的直接通径系数最高,分别达到-1.108及-1.224;有机质、p H值、速效K以及全K对SMBN直接通径系数均较大,但各因素通过有机质对SMBN的间接通径系数也较大,SMBN受土壤理化性质及距离多个因素的直接及间接影响;此外,过氧化氢酶活性及SMBC的剩余项的通径系数均较大,表明受其他未被考虑因素的较大影响。     

基于热扩散技术的梭梭树干液流特征研究

利用TDP热扩散式茎流计,结合自动气象站,对古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭的树干液流及环境因子进行连续监测,分析了梭梭树干液流对环境要素的响应,建立了生长季梭梭树干液流与环境因子的关系,估算出梭梭群落的日、季耗水量。结果表明:(1)液流速率日变化主要为单峰曲线,夏季偶有出现双峰曲线,不同季节间的液流速率大小差异显著,夏季树干液流启动早,峰值出现早,夜间持续有微弱的液流;(2)梭梭树干瞬时液流速率与风速、净辐射、空气温度、饱和水汽压亏缺值等因素呈显著正相关,与实际水汽压和空气湿度呈极显著负相关,影响梭梭树干瞬时液流速率变化的关键因子是净辐射和饱和水汽压亏缺值是导致树干液流速率瞬时变化的关键因子;(3)梭梭树干日均液流速率与净辐射、空气温度、实际水汽压、土壤含水率和土壤温度等呈极显著正相关,与空气湿度等呈极显著负相关,与风速相关性不显著,影响梭梭日均液流速率变化的关键因子是净辐射、饱和水汽压亏缺和空气温度。