沙棘的形态解剖学特性研究

1994～2002年先后在黄土高原半干旱区的安塞、吴旗县进行了沙棘形态解剖学特性试验研究。结果表明：沙棘叶具发达的表皮毛、较厚的角质层和发达的栅栏组织细胞,对大气干旱有强的适应性。根的周皮薄壁组织发达,细胞和细胞间隙较大,持水力强。沙棘由于具耐旱和节水型御旱的形态解剖和水分生理生态学特性,使沙棘耐旱、抗寒、耐水湿,在于旱、半干旱地区适应性强,并具有较高的生态、经济效益。本研究为沙棘在黄土高原半干旱区大面积荒山抗旱造林,经营管理提供了科学依据。     

黄土高原常用造林树种水分利用特征

在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究了黄土高原干旱、半干旱地区常用的人工造林树种84k杨树（Populus spp．）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、沙棘（Hippophae rhamnoides）和油松（Pinus tabulaeformis）苗木生长及水分利用特征。结果显示,干旱胁迫使各树种成活率、生长速率、光合速率均显著下降;84k杨树和刺槐单叶水分利用率（WUE）在适宜水分下最高,沙棘的在中度干旱下最高;在中度干旱下,4个树种的总水分利用率最高。而严重干旱下最低。无论干旱与否,4个树种中沙棘生长速率最高。在中度干旱条件下,4个树种均可良好生长,而严重干旱下生长均受到显著抑制,其中84k杨树受影响最大;4个树种中沙棘和油松的耐旱性较强,同时油松在各种土壤水分下其生长速度和干物质生产均显著低于其它3个树种;刺槐和84k杨树的耗水量、生物量及水分利用率在3种土壤水分下均显著高于沙棘和油松,84k杨树和刺槐均属于高耗水树种;研究结果表明。84k杨树和刺槐不适宜大面积栽植在黄土高原缺水地区,仅适合栽植在阴坡、沟道等适宜水分条件下。沙棘和油松则适宜栽植在土壤水分较低的地区,如阳坡、峁顶等立地条件上。     

1986—2019年黄土高原干旱变化特征及趋势

干旱作为极端气候事件之一,其频率和强度的变化影响到区域水资源,而干旱半干旱区植物生长的主要限制因素是水分,因此,研究黄土高原干旱时空特征及未来变化趋势对当地的生态环境具有重要意义。本研究基于1986—2019年降水和温度逐月格点数据,计算标准化降水蒸散发指数(SPEI)和干旱发生频率,并运用Mann-Kendall检验和Sen斜率估计方法,探讨了黄土高原的年、季尺度干旱时空分布及变化特征,最后利用NAR神经网络结合Hurst指数对黄土高原未来干旱趋势进行预测。结果表明: 研究期间,黄土高原总体呈现干旱化趋势,且年际和季节尺度的干旱发生频率在空间上差异较大。其中,年际、春季和冬季以黄土高原东南部和西部干旱发生频率最高,夏季和秋季以西北部干旱发生频率最高。夏季以中度干旱发生频率最高,年际及其他季节以轻度干旱发生频率最高。黄土高原春、夏季呈现干旱化趋势,秋、冬季研究区大部分区域干旱趋势减轻。黄土高原年际、春季、夏季的SPEI值在未来一段时间内仍处于下降趋势,即干旱化趋势加重,且夏季的Hurst指数最大,持续性变化最强,未来持续干旱的可能性高于其他季节。     

黄土高原丘陵沟壑区柠条和沙棘树干液流的变化特征

近年来为防治黄土高原水土流失,我国政府开展了一系列的植被恢复工作。了解造林植被水分利用策略,对于在干旱半干旱黄土高原地区开展有效的植被恢复至关重要。以黄土高原甘肃省定西市安家沟小流域为研究区,选取黄土高原大规模植树造林灌木柠条(Caragana korshinskii)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,利用包裹式液流计于2020年6—9月对柠条和沙棘树干和枝条的液流进行观测,研究柠条和沙棘树干液流密度的日内与年内变化,以及与环境要素的关系。结果表明,柠条与沙棘的液流密度日内变化规律与光合有效辐射(Q₀)、饱和水汽压差(D_z)变化趋势一致。液流密度对环境要素的响应不同,在8月份,柠条和沙棘液流密度受D_z、Q₀和气温(T_a)的影响较大,其中,D_z占主导地位。在其他月份,液流密度主要受D_z、Q₀的影响较大。当柠条与沙棘经历了长期干旱无雨的条件下,土壤含水量对树干液流的影响较大,D_z...     

沙棘的育苗与造林

沙棘(Hippophae rhamnoides L.)是一种很有开发利用价值的植物,它广泛分布于我国的华北、西北、东北、四川、云南和西藏部分地区.它除了可营造水土保持林、防风固沙林、护牧林、饲草林和薪炭林外,还有较高的食用和药用价值.关于沙棘资源的开发和利用,最关键的是要研究沙棘的生长发育规律,掌握它的育苗和造林技术.     

黄土高原人工整地与抗旱造林技术研究进展

系统地讨论了黄土高原人工造林的一些技术措施：要提高造林成活率,必须有效控制地上苗体散失水分,通过整地和吸水剂使用提高根际土壤含水量,以保证苗木水分平衡而提高造林成活率的系列造林技术。     

我国北方干旱半干旱地区人工造林对地下水位变化影响的模拟研究

水资源短缺已成为阻碍我国社会可持续发展的至关因素,而其中地下水资源短缺更甚。自1952年我国于干旱半干旱地区实施大规模人工造林以来,大量研究资料显示人工林的蒸散量要普遍高于当地自然植被的蒸散量,这可能会打破当地的地下水平衡。而以往我国有关人工造林对地下水位影响的研究较欠缺,因此在基于两种假设条件下,运用7种蒸散发模型测算了人工造林活动对北方干旱半干旱地区的地下水位影响。结果表明大规模的人工造林活动会降低地下水位高度,基于假设条件一,甘肃、宁夏和新疆地下水位下降严重;基于假设条件二,北京地下水位下降明显。提出我国在未来生态修复实践中要考虑对地下水供给的影响,确定合理造林规模并选择栽培乡土树种,真正提高地下水资源利用率。     

不同坡位沙棘光合日变化及其主要环境因子

沙棘是我国干旱半干旱地区重要的生态经济树种,被广泛应用于黄土高原造林活动中。为探明不同坡位沙棘光合特征及影响沙棘光合作用的主要环境因子,在沙棘生长旺盛期分坡位测定光合特性及环境因子日变化进程,并采用通径分析法分析各环境因子对沙棘净光合速率的直接和间接影响。结果表明：1、各环境因子之间存在相互作用,光合有效辐射是空气温度变化的主要驱动因子,而空气温度变化引起的空气密度变化对空气相对湿度和CO2浓度有显著影响。在上、中和下坡位环境变化可以分别解释85.6%、86.0%和 55.22%净光合速率的变异。2、下坡位沙棘净光合速率最小,日均值为9.38μmol/m2/s,上、中坡位分别为14.22μmol/m2/s,15.94μmol/m2/s。3、10:00之前中上坡位沙棘水分利用效率明显高于下坡位,但3坡位沙棘水分利用效率日均值无明显差异。4、上坡位净光合速率主要受到光合有效辐射、空气相对湿度的影响;中坡位光合有效辐射仍为主要环境因子,此外空气温度和空气湿度之间的相互作用对净光合速率也有一定影响,为主要限制因子;下坡位影响沙棘光合速率主导因素为光合有效辐射。5、沙棘在10:00之前光合有效辐射和空气湿度较高而空气温度较低的环境下,净光合速率和水分利用效率最高。作为阳生物种,沙棘需要足够的光照维持生长,而以往研究表明适度水分胁迫可以提高沙棘光合过程中对水的利用效率。本研究所选流域年降水量535mm,中上坡位水分胁迫并非十分严重。因此,种植于中上坡位的沙棘即可接受足够光照（特别是10:00以前的光照）进行光合保证生长速率,又能在光合过程中保持较高水分利用效率,符合干旱半干旱地区生态经济发展的需求。     

干旱对苗木萌芽期水分状况、ABA含量及萌芽特性的影响

 采用4种常见造林树种沙棘（Hippophae rhamnoides L.）、油松（Pinus tabulaeformis）、刺槐（Robinia pseudoacacia L.）和杨树(Populus simonii),研究水分胁迫下苗木移栽后萌芽过程中体内水分状况与ABA累积关系,探讨干旱使苗木致死的生理学机制。结果表明,土壤干旱导致苗木组织含水量、芽体生长速率、萌芽率及成活率显著下降;各树种在萌芽过程中其芽体和韧皮部中的脱落酸（ABA）含量随土壤干旱程度的加重而升高,并与苗体组织含水量、萌芽率及成活率呈显著负相关;抗旱性强的沙棘和油松芽体和韧皮组织中ABA绝对含量比杨树和刺槐高5～10倍左右;经统计分析发现,4种苗木的萌芽速度、萌芽率以及移栽成活率均与韧皮部的组织含水量显著相关。     

水分胁迫对沙棘(Hippophae rhamnoides)和中间锦鸡儿(Caragana intermedia)蒸腾作用影响的比较

多年生灌木沙棘和中间锦鸡儿是黄土高原生态重建的重要物种,设计人工模拟水分胁迫实验,测量沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的各种指标,研究其蒸腾特性对水分胁迫的适应方式。结果表明,同等水分处理条件下,中间锦鸡儿单叶水平上的蒸腾速率高于沙棘。沙棘和中间锦鸡儿的蒸腾速率日进程在晴天、阴雨天和生长发育的不同阶段明显不同。夜间蒸腾占全天蒸腾的比例相当大,夜间蒸腾在不同物种之间、不同供水量之间存在明显差异,而且越干旱的环境比例越大。两种植物气孔阻力的季节变化格局在不同水分处理间大体相似。沙棘的昼夜蒸腾节律在各种水分处理条件下都表现出明显的气孔振荡现象,而中间锦鸡儿没有。叶片温度、光合有效辐射和气孔阻力是各种水分条件下沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的共同的限制因子,相对于沙棘,中间锦鸡儿还更多地受到空气相对湿度的影响。     

水分胁迫对沙棘(Hippophae rhamnoides)和中间锦鸡儿(Caragana intermedia)蒸腾作用影响的比较

多年生灌木沙棘和中间锦鸡儿是黄土高原生态重建的重要物种,设计人工模拟水分胁迫实验,测量沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的各种指标,研究其蒸腾特性对水分胁迫的适应方式。结果表明,同等水分处理条件下,中间锦鸡儿单叶水平上的蒸腾速率高于沙棘。沙棘和中间锦鸡儿的蒸腾速率日进程在晴天、阴雨天和生长发育的不同阶段明显不同。夜间蒸腾占全天蒸腾的比例相当大,夜间蒸腾在不同物种之间、不同供水量之间存在明显差异,而且越干旱的环境比例越大。两种植物气孔阻力的季节变化格局在不同水分处理间大体相似。沙棘的昼夜蒸腾节律在各种水分处理条件下都表现出明显的气孔振荡现象,而中间锦鸡儿没有。叶片温度、光合有效辐射和气孔阻力是各种水分条件下沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的共同的限制因子,相对于沙棘,中间锦鸡儿还更多地受到空气相对湿度的影响。     

1962—2010年甘肃省黄土高原区干旱时空动态格局

借助ArcGIS 9.3和SPSS软件平台,根据甘肃省黄土高原区33个气象站1962—2010年气象资料,利用综合气象干旱指数(CI)从干旱率、干旱强度和干旱频率三方面对甘肃省黄土高原区近50年的干旱时空变化特征进行了分析。结果表明:春、秋季干旱率呈现显著增加趋势,夏、冬季干旱率呈略微增加趋势;夏季干旱频率最大,春季、秋季次之,冬季最少;春、秋季干旱以2000年来最为严重,夏季干旱以2000年以来、20世纪70年代和90年代均较严重,冬季干旱以20世纪80年代最为严重;甘肃省黄土高原区逐年干旱持续日数和干旱强度存在明显的年际波动,线性变化趋势明显;从空间分布来看,春、夏和秋季干旱多发区主要集中在甘肃省黄土高原区西北部,而106°E以西"临洮-通渭-天水"一线和庆阳东南部是干旱多发区变幅最大的地方,冬季干旱多发区主要集中在甘肃省黄土高原区南部。     

干旱胁迫下沙棘叶片细胞膜透性与渗透调节物质研究

研究了在干旱胁迫下沙棘幼林苗木渗透调节能力与沙棘耐旱性的关系。结果表明：长期轻度及中度干旱胁迫下渗透调节物质中可溶性糖、游离氨基酸、Pro在干旱中、后期累积显著增加而降低渗透势,使沙棘具备较强的渗透调节能力而表现为低水势耐旱特性;K^ 在干旱下无显著累积。渗透调节物质（可溶性糖、游离氨基酸、Pro）的共同作用,使长期轻度、中度干旱下沙棘叶片可溶性蛋白降解少,细胞膜透性和MDA含量增加缓慢,重度二进下也能在一定时间内保持稳定,这些物质是构成沙棘强耐旱性的内在基础。     

干旱胁迫和复水对浙江楠光合与根系生长的影响

为探索珍贵树种斑块化混交造林的可行性, 以浙江楠为研究对象, 通过干旱胁迫和复水试验, 分析其光合生理特征、根系生长和抗氧化系统的响应。结果表明, 对照条件下浙江楠的光合生理最优, 重度干旱严重影响浙江楠的生理进程, 具体表现为光合能力、光适应特征、瞬间气体交换参数和叶绿素荧光参数的显著下降, 其光合速率的下降是由气孔因素导致; 中度干旱条件下的浙江楠植株水分利用率最高, 重度干旱条件下的水分利用率与对照、中度干旱相比较, 分别下降了29.6%和46.4%; 中度干旱条件下根半径下降, 但SOD、POD和CAT未显著下降, CAT均值略有上升, 重度干旱条件下的3种保护酶均表现出显著下降, 抗氧化酶已不能有效清除掉活性氧物质。因此, 浙江楠具备一定的抗旱能力, 中度干旱并不影响浙江楠的正常生长, 在实际斑块化造林过程中, 可适度控制土壤含水量, 有利于在不同树种斑块化混交配置应用中提升浙江楠造林的成活率和保存率。     

沙地樟子松人工林营林技术研究进展

人工林能否实现可持续经营与其营林技术息息相关。中国造林与世界各地一样,纯林多．树种单调．发生的问题也相似。自20世纪90年代以来,沙地樟子松人工林出现了不同程度的衰退现象．但目前在我国北方干旱、半干旱风沙地区樟子松人工造林仍在大面积推广．因此,为实现樟子松人工林的可持续经营,总结并探讨樟子松人工林营林技术显得尤为重要。本文在广泛收集国内外有关樟子松研究的基础上,综述了近20年来有关樟子松在造林和经营方面的研究进展,主要包括造成樟子松沙地造林成活率和保存率低的原因、提高造林成活率的技术方法、种子的生产、密度管理、栽培模式以及问伐与更新等,提出了在沙地樟子松造林与经营研究中亟待解决的一些问题和建议．对今后樟子松沙地人工林衰退研究及经营实践具有参考价值。     

光照对沙棘生长发育影响的研究

沙棘(Hippophae rhamnoides)是强阳性灌木树种,在该干旱、半干旱草原区,光照是充足的,在5—9月分生长季节中,日平均光照时数在8小时以上,不是沙棘生长发育的限制因素。然而在特定条件下,例如在沙棘同杨树(Populus davidiana)混交,组成乔木、灌木、     

不同土壤水分下刺槐和油松的生理特征

在适宜土壤水分(70%θf)、中度干旱(55%θf)和严重干旱(40%θf)3种土壤水分条件下研究了黄土高原常见造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia L.)和油松(Pinus tabulaeformis Carr.)的生长及水分利用特性.结果表明:干旱胁迫使2树种的成活率、干物质累积和光合速率均显著下降.在适宜水分下刺槐的单叶水分利用率(WUE)最高,严重干旱下最低.刺槐和油松的枝条快速生长期主要集中在3-6月,在中度干旱条件,2个树种均可良好生长;在严重干旱下2个树种的生长均受到显著抑制,但刺槐受影响较大,油松受影响较小.在3种土壤水分条件下刺槐耗水量、生物量及水分利用率均显著高于油松.2树种在中度干旱下的总WUE最高,严重干旱下最低.刺槐属于高耗水树种,油松属于低耗水树种,油松的耐旱性强于刺槐.研究结果表明,刺槐在黄土高原缺水地区不适宜大面积栽植,只能用于水分条件较好的立地条件下造林.油松应尽可能在含水量较高的阴坡或沟坡地带造林.     

模拟氮沉降对刺槐及沙棘凋落叶分解的影响

以黄土高原主要造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia L.)和沙棘(Hippophae rhamnoides L.)的凋落叶为研究对象,分别在5、10、20 g·m-2·yr-1模拟氮沉降的条件下进行6个月的室内模拟分解实验,研究氮沉降对凋落叶分解过程和养分释放率的影响.结果显示:5和10 g·m-2·...     

沙棘人工林土壤微生物群落结构及酶活性的季节变化

采用时空互代法,研究了林龄和季节对沙棘人工林地土壤微生物群落结构和酶活性的影响.结果表明: 沙棘人工林磷脂脂肪酸总量、细菌脂肪酸总量、真菌脂肪酸总量均随着林龄的增长而增加,且在成熟林时达到最大值.土壤β-葡糖苷酶、纤维素酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶活性均随着林龄的增长逐渐增加,并于成熟林时达到最大值.雨季的土壤酶活性均显著高于旱季.土壤微生物群落结构及酶活性均与土壤pH、全氮、速效磷含量呈显著正相关.表明林龄和季节对沙棘人工林地土壤微生物群落结构和酶活性有显著影响.在黄土高原,营造沙棘人工林能有效提高土壤肥力.     

黄土丘陵区不同立地条件下沙棘光合生理日变化特征比较

在自然状态下测定了不同立地条件下沙棘光合生理生态日变化特征。结果表明,沙棘光合速率日变化基本为双峰曲线,均有不同程度的“午休”现象,山地沙棘出现在14：00左右,而川地出现在12：00前后,两峰值出现的时间因立地条件和水分条件而变化,山地沙棘雨后峰值出现时间推迟,但“午休”时间未变,这可能是沙棘适应川地、山地不同环境条件的结果。蒸腾速率日变化也呈双峰曲线,最低点与光合“午休”点重合,水分利用效率基本为“V”字型,以光合”午休”点为转折点。对大气因子日变化的同步测定表明,川地气温日均值较高,相对湿度较低,因而在干旱季节里川地沙棘更可能较山地沙棘受到大气干旱影响。山地较高的相对湿度有利于缓解土壤干旱对沙棘光合的影响,在水分利用上趋向于效率的提高。