荒漠结皮层藓类植物死亡对表层土壤水分蒸发和入渗的影响

水分是荒漠植物生长最主要的限制因子,藓类结皮作为荒漠土壤表层重要覆被物,对土壤水分蒸发入渗具有重要影响。研究表明,在全球气候变化背景下,不确定的降水格局变化导致结皮层藓类植物出现集群死亡现象,但这一过程对荒漠地表土壤水分蒸发与入渗过程的影响及其机理尚不清楚。以古尔班通古特沙漠齿肋赤藓结皮为研究对象,利用便携式渗透计和蒸发仪,研究了结皮层藓类植物死亡对土壤水分蒸发与入渗的影响。结果表明,与裸沙相比,藓类结皮的存在显著抑制了水分入渗,而藓类植物死亡的结皮层抑制作用最大,其初渗速率、稳渗速率和累积入渗量分别是活藓类结皮的39.89%、85.91%及64.48%,仅为裸沙的5.96%、13.13%及20.42%。在水分蒸发初期,裸沙的水分蒸发速率明显高于活藓类结皮和藓类植物死亡的结皮层,但藓类植物死亡的结皮层维持相对稳定的蒸发速率的时间长于裸沙和活藓类结皮,这也导致最终累计蒸发量以藓类植物死亡的结皮层最高、裸沙最低。可见,荒漠生物土壤结皮中藓类植物死亡会明显减少土壤水分入渗、增大水分蒸发,进一步影响荒漠表层土壤水分格局,从而影响生物土壤结皮与维管植物的水分利用关系。     

不同季节干旱及复水对刺槐幼苗可溶性糖含量的影响

以刺槐(Robinia pseudoacacia)幼苗为材料,采用盆栽控水方法研究了春季、夏季和秋季干旱及旱后复水对刺槐幼苗可溶性糖含量的影响.结果表明:土壤水分胁迫程度对夏季刺槐幼苗可溶性糖含量影响显著,并且当土壤相对含水量低于52.16%并继续下降时可溶性糖含量迅速升高,而其对春季和秋季幼苗的可溶性糖含量影响不显著;春季和秋季不同胁迫历时处理间刺槐幼苗可溶性糖含量差异不显著,而夏季土壤相对含水量为52.16%和40%处理的可溶性糖含量显著高于对照;相同水分胁迫条件下不同季节刺槐幼苗可溶性糖含量总体表现为:秋季>春季>夏季.干旱复水后春季刺槐幼苗可溶性糖含量持续下降,而夏季呈现先升高后降低的趋势,秋季呈现一定波动性,变化幅度不明显.研究发现,刺槐幼苗可溶性糖含量在干旱及复水调节下的变化不仅受土壤水分胁迫强度和胁迫时间的影响,也与植物所处的生长季节有密切关系.     

荒漠藓类植物死亡对表层土壤酶活性的影响

土壤胞外酶作为土壤生物化学反应的催化剂, 直接驱动了土壤物质循环和能量流动过程。全球气候变化和土地利用类型改变致使维持荒漠地表稳定的生物土壤结皮中的藓类植物出现不同程度的死亡, 然而, 藓类植物的死亡将如何影响荒漠表层土壤养分循环过程仍缺乏研究。该研究选取新疆古尔班通古特沙漠优势藓类结皮为研究对象, 测定了自然存活及自然死亡藓类结皮下不同土层(0-2、2-5、5-10、10-20 cm)碳氮磷循环相关酶活性。结果发现: 除蔗糖酶外, 藓类植物死亡显著影响了β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、脲酶、硝酸还原酶、植酸酶和碱性磷酸酶活性, 并随土壤深度的增加酶活性逐渐递减。同时, 藓类植物死亡显著抑制了植酸酶活性, 促进了与碳氮磷循环相关的土壤酶活性。土壤碳氮循环相关酶活性与土壤有机碳、全氮、NO₃^--N和NH₄⁺-N含量显著正相关, 与pH显著负相关; 植酸酶、碱性磷酸酶活性与土壤全磷、速效磷含量相关性不显著。荒漠藓类植物的死亡, 在短期内显著改变了土壤酶系统, 加速了土壤养分循环。