草原沙漠化过程中植物的耐胁迫类型研究

以内蒙古锡林郭勒盟多伦县草原沙漠化过程中不同梯度共有种群为研究对象 ,探讨植物的受损机理 ,综合 2 0 0 1～ 2 0 0 3年的研究结果表明 :随着沙漠化的进展 ,共有种群的 1叶片含水量及叶绿素 a、b和总叶绿素含量均呈降低趋势。叶片含水量高低顺序为扁蓿豆 (Melilotoides ruthenica) >冷蒿 (Artemisia frigida) >羊草 (L eymus chinensis) >糙隐子草 (Cleistogenessquarrosa) ,反映了共有种群水分状况的不同。2质膜相对透性、游离脯氨酸含量均呈上升趋势 ,其中羊草、糙隐子草和冷蒿变化表现出先升后降再升的规律。3MDA含量变化均表现出先升后降再升的规律 ,不同植物不同阶段 MDA积累程度 (积累率大小顺序为沙漠化初期 :冷蒿 2 9.5 9% >羊草 18.14 % >扁蓿豆 13.6 8% >糙隐子草 3.77% ;沙漠化后期 :糙隐子草 80 .11% >冷蒿 77.2 9% >羊草 39.31% >扁蓿豆 8.5 6 % )的不同反映了不同阶段细胞受伤害程度的差异。4 SOD、CAT活性变化总体上均呈上升趋势 ,其中羊草 CAT活性呈降低趋势 ;酶活性均梯度间差异显著 (P<0 .0 0 1)。 5内源激素 ABA含量的变化因不同种群抗逆性强弱而异。糙隐子草、冷蒿和扁蓿豆 ABA增幅小 ,而羊草 ABA增幅大。综合各种生理特征及其对沙漠化环境的响应 ,对共有种群分类 :羊草为敏感型     

草原沙漠化过程中植物叶面积的变化及其与土壤因子的关系

在自然状态下,对沙质草原沙漠化过程中主要植物叶面积变化及其与土壤因子的关系进行了研究。结果表明:随着沙漠化加剧,羊草和糙隐子草的比叶面积在沙漠化初期(梯度Ⅰ)下降显著(P0.01),菊叶萎陵菜和冰草的比叶面积在沙漠化后期(梯度Ⅲ)下降显著(P0.05),寸草苔比叶面积下降不显著(P0.05),冷蒿比叶面积从沙漠化中、后期开始显著增加(P0.05),扁蓿豆比叶面积从沙漠化初期开始显著增大(P0.01);羊草、糙隐子草和冷蒿的叶面积指数总体上呈显著下降趋势(P0.01),扁蓿豆叶面积指数显著增加(P0.01);羊草、糙隐子草叶面积指数与土壤粘粒、C、N含量、土壤含水量呈显著正相关(P0.01),与土壤C/N比呈显著负相关(P0.01);冷蒿和扁蓿豆叶面积指数与土壤因子的相关性和上述二者正好相反(P0.05);在叶面积指数与土壤因子线性拟合中,糙隐子草叶面积指数与土壤C/N拟合最高(R2=1),其次是羊草叶面积指数与土壤含水量的拟合(R2=0.992),扁蓿豆叶面积指数与土壤C/N拟合最低(R2=0.268)。土壤C/N是影响草原沙漠化过程中共有种叶面积的关键因子(P0.05),其影响大小为糙隐子草羊草冷蒿扁蓿豆。     

沙漠化过程中四个共有种的生长和抗氧化系统酶类变化

探讨了自然条件下沙质草原沙漠化过程中 4个共有植物种群的形态、生长和抗氧化系统酶类变化规律 .结果表明 ,沙漠化过程中共有种种群株高、密度、密度百分比总体上呈降低趋势 ,其中扁蓿豆中度沙漠化阶段前生长渐趋旺盛 ,中度沙漠化阶段后生长受到限制 ,未达到显著水平 (P >0 0 5 ) .羊草受损最重 ,中度沙漠化阶段株高下降至原生植被阶段的 5 7 19% ,密度和密度百分比仅为原生植被阶段的 2 5 0 %和 6 2 2 % .糙隐子草和冷蒿在潜在沙漠化、轻度沙漠化或中度沙漠化阶段株高的增加与种群所处的阶段性优势地位及其抗逆性增强有关 .共有种群SOD、POD活性普遍在潜在沙漠化、中度沙漠化阶段增加 ,轻度沙漠化、重度沙漠化阶段降低 .羊草过氧化氢酶 (CAT)活性较高 ,对沙漠化的响应不显著 (P >0 0 5 ) ;扁蓿豆CAT活性在潜在沙漠化、重度沙漠化阶段明显升高 (P≤ 0 0 1) .在重度沙漠化阶段 ,共有种 3种酶活性普遍下降 ,只有扁蓿豆CAT活性上升 .共有种群丙二醛含量从原生植被到中度沙漠化阶段均呈“先升后降再升”的变化 ,不同阶段之间差异显著 (P≤ 0 0 5 ) .综合分析表明 ,4个共有种中 ,羊草对沙漠化较敏感 ,扁蓿豆则生命力最强     

水蚀风蚀交错区不同土地利用方式的土壤水气传输特性

研究水蚀风蚀交错区土地利用方式转变对土壤水气传输的影响,可为黄土高原生态恢复过程中有限水土资源的高效利用提供参考.为了分析不同土地利用方式下的土壤水气传输特性,探究饱和导水率(K_s)、导气率(K_a)和相对气体扩散率(D_P/D₀)间的关系,对柠条地、撂荒地、苜蓿地、农地和裸地样地0~5 cm深度土层原状土,采用定水头法测定K_s,气室法测定D_P/D₀,土壤导气率测定仪测定田间持水量(FC)下的K_a.结果表明: 土壤0~5 cm容重(ρ_b)的大小顺序为苜蓿地>裸地>撂荒地>柠条地>农地,撂荒地、裸地和苜蓿地ρ_b与农地差异显著.土壤总孔隙度(Φ)的大小顺序为农地>柠条地>撂荒地>裸地>苜蓿地,相比农地,苜蓿地、裸地和撂荒地土壤Φ分别低7.5%、4.7%和3.1%.充气孔隙度(ε₁₀₀)的大小顺序为农地>撂荒地>柠条地>裸地>苜蓿地,苜蓿地、裸地、柠条地和撂荒地ε₁₀₀分别较农地低38.3%、33.6%、12.8%和10.1%.土壤K_s的大小顺序为撂荒地>柠条地>苜蓿地>裸地>农地,其中,撂荒地K_s显著高于其他4种土地利用方式;土壤K_a的大小顺序为撂荒地>苜蓿地>柠条地>裸地>农地,撂荒地与农地之间差异显著;土壤D_P/D₀的大小顺序为撂荒地>柠条地>苜蓿地>农地>裸地,其中,柠条地和撂荒地土壤D_P/D₀显著大于农地,分别较农地高36.8%和61.6%.土壤K_s和FC条件下的K_a、D_P/D₀之间呈显著相关.土地利用方式转变显著改变了土壤的通透性,耕地撂荒或者种植柠条及苜蓿改善了表层土壤导水和导气性能,农地和裸地土壤水气传输能力较差.     

干旱胁迫下活化水灌溉对大豆生长特征的影响

为了解在不同干旱条件下活化水灌溉对大豆生长特征的影响,探究活化水灌溉对大豆生长的影响机制。采用室内基质栽培大豆试验,在基质最大持水量(80%含水量)的95%～100%、75%～85%、55%～65%和35%～45% 4个水分条件下,分别用自来水、磁化水、增氧水和先磁化再增氧4种水灌溉,研究活化水对大豆苗期生长特征的影响。结果表明: 经过30 d的生长后,35%～45%重度干旱条件下磁化水灌溉的总生物量、叶面积、根冠比和根长与自来水灌溉相比分别增加了67.6%、23.5%、84.6%和122.8%,磁化增氧水灌溉分别增加了70.8%、24.0%、61.9%和162.3%,对叶绿素含量无显著影响;其余处理上述指标与自来水相比略有下降。表明重度干旱条件下,磁化水灌溉可以有效促进大豆根系生长、提高根冠比,提高大豆的水分利用效率,缓解干旱胁迫带来的负面效应。     

我国北方草原沙漠化过程中土壤碳、氮变化规律研究

对内蒙古锡林郭勒盟多伦县境内75个样点土壤质地、全碳、全氮的测定和地上植被状况分析结果表明,草原沙漠化过程不同阶段的变化体现在土壤氮、碳、粘粒含量的有规律变化,土壤氮、碳含量减少、质地变粗;土壤氮、碳含量与粘粒含量间呈显著相关性,氮含量与粘粒含量间的相关系数(0．901)分别大于碳、氮含量间的相关系数(0．627)和碳含量与粘粒含量间的相关系数(0．642)．土壤中粘粒含量显著减少．土壤中氮元素的衰减比碳元素明显;沙质草原沙漠化不同阶段的C／N比呈现增加的趋势．     

沙质草原沙漠化过程不同阶段稳定性与恢复性研究

应用1984、2001、2002年在内蒙古锡林郭勒盟多伦县的野外调查样方资料,采用群落盖度变化;植物种在样方中出现频度的变异性、生物量的变异性和卢多样性指数作为指标,综合的分析沙漠化过程不同阶段的稳定性。结果表明：(1)沙漠化过程不同阶段盖度的下降比例并不是均匀的(35％→25％→15％→5％→0％),这种不均匀性可以反映出演变过程中不同阶段的保守性和易变性,下降比例越小,说明这一阶段越保守,从而也越稳定;(2)不同阶段1m^2样方内所包含的物种数量,以及物种数量的变异系数(0．31→0．34→0．64→0．67)反映了演变的不均匀性;(3)不同阶段1m^2样方内生物量的变异系数(0．50→0．49→0．66→0．64)反映出演变的不均匀性;(4)通常β多样性指数被表示为群落间相似性指数(0．81→0．60—0．32→0．00),沙漠化过程中相邻两个阶段的相似性越高,说明稳定性也越高。以上几个指标反映的趋势是一致的。恢复性与稳定性正好相反,越稳定的阶段越不容易恢复,反之,越容易恢复。     

草原沙漠化过程中土壤因素分析及其植物的生理响应

基于2001～2003年内蒙古锡林郭勒盟多伦县草原沙漠化过程中土壤因子（5个指标）与不同耐胁迫类型植物的生理响应（7个指标）的相关分析,得到的结果是：①羊草（敏感型）各生理指标与土壤含水量及土壤C／N比的相关水平较高（P〈0．01）,其中以MDA和ABA与土壤因子的相关性较高（P〈0．01）。②糙隐子草和冷蒿（积极忍耐型）MDA只与土壤C／N比关系均极显著相关（P〈0．01）．同时ABA与反映土壤的5个指标的关系亦极显著相关（P〈0．01）。③扁蓿豆（迟钝型）对土壤物理性质的敏感性要高于土壤的化学性质,土壤营养元素的衰减并没有成为制约其生长发育的主导因子。另外在扁蓿豆的7个生理指标中MDA与土壤的相关性最高（P〈0．01）,而ABA与土壤因子均不相关（P〉0。05）。④综合植物生理指标与土壤因子的相关分析,多数植物的MDA和ABA在沙漠化胁迫环境下反应较强。⑤不同类型植物在沙漠化过程中对土壤因子的响应机制不同,其中敏感型对土壤水分、C／N比响应较强,而积极忍耐型对土壤反应的主导因素不突出,总体上土壤因子中C／N比与植物的生理响应关系密切。     

沙漠化过程中四个共有种的生长和抗氧化系统酶类变化

探讨了自然条件下沙质草原沙漠化过程中4个共有植物种群的形态、生长和抗氧化系统酶类变化规律.结果表明,沙漠化过程中共有种种群株高、密度、密度百分比总体上呈降低趋势,其中扁蓿豆中度沙漠化阶段前生长渐趋旺盛,中度沙漠化阶段后生长受到限制,未达到显著水平(P＞0.05).羊草受损最重,中度沙漠化阶段株高下降至原生植被阶段的57.19%,密度和密度百分比仅为原生植被阶段的2.50%和6.22%.糙隐子草和冷蒿在潜在沙漠化、轻度沙漠化或中度沙漠化阶段株高的增加与种群所处的阶段性优势地位及其抗逆性增强有关.共有种群SOD、POD活性普遍在潜在沙漠化、中度沙漠化阶段增加,轻度沙漠化、重度沙漠化阶段降低.羊草过氧化氢酶(CAT)活性较高,对沙漠化的响应不显著(P＞0.05);扁蓿豆CAT活性在潜在沙漠化、重度沙漠化阶段明显升高(P≤0.01).在重度沙漠化阶段,共有种3种酶活性普遍下降,只有扁蓿豆CAT活性上升.共有种群丙二醛含量从原生植被到中度沙漠化阶段均呈"先升后降再升"的变化,不同阶段之间差异显著(P≤0.05).综合分析表明,4个共有种中,羊草对沙漠化较敏感,扁蓿豆则生命力最强.