干旱胁迫下荒漠植物红砂叶片抗氧化特性

以荒漠半荒漠地区优势种超旱生灌木红砂两年生植株为研究对象,测定了不同程度干旱胁迫下叶片膜脂过氧化和抗氧化特征参数,以探讨荒漠植物抗氧化系统对荒漠极端环境的适应机制.结果显示:红砂叶片过氧化氢(H2O2)含量随干旱胁迫加剧而显著增加,丙二醛(MDA)含量在不同程度干旱胁迫下均有不同程度的增加,可溶性蛋白含量随干旱胁迫的增加而显著降低;类胡萝卜素和脯氨酸含量在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;超氧化物歧化酶(SOD)活性随干旱胁迫加剧而显著提高,过氧化氢酶(CAT)活性在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;过氧化物酶(POD)活性在中度干旱胁迫下显著增加而在重度干旱胁迫下显著降低.研究表明,荒漠植物红砂叶片中胡萝卜素、脯氨酸、SOD和CAT在防御干旱引起的氧化胁迫中起到了显著保护作用, 而POD在重度干旱胁迫下没有起到积极保护作用.     

新疆乌伦古湖全新世以来高分辨率的孢粉记录与环境变迁

根据新疆乌伦古湖钻孔剖面高分辨率的孢粉研究,得出全新世以来研究区的气候经历了四个大的阶段：约9．99～7．72cal．kaBP期间,气候温暖干旱;7．72—3．62cal．kaBP,气候由温和偏湿逐渐转向温暖偏干;3．62—1．24cal．kaBP,气候由寒冷干旱逐渐转向寒冷偏湿到温和湿润;1．24cal．kaBP至今,气候总体上温和干旱。在这四个大阶段的气候背景下,还存在8．90cal．kaBP和8．35cal．kaBP左右、3．62—2．80cal．kaBP期间、0．82—0．45cal．kaBP期间和约0．23cal．kaBP时的突然变冷事件。本剖面的孢粉组合在约9．99—7．72cal．kaBP期间反映的是湖区的植被,早期为以芦苇为主的水生植物群落,随后演替成以黑三棱为主的水生植物群落;自7．72cal．kaBP以后,孢粉组合反映的是区域植被,与气候相应的区域植被依次经历了荒漠草原→荒漠→荒漠草原→草原或荒漠草原→草原→荒漠→荒漠草原的多次演替。     

新疆荒漠中的梭梭和白梭梭（下）

生态地位和利用价值 梭梭和白梭梭适应干旱环境的能力很强,是荒漠地区防风固 沙和维护生态安全不可多得的优良树种。在实施西部大开发战略的生态环境保护和建设中,具有不可替代的生态地位和重要利用价值。它们所形成的天然植被,为许多荒漠动物提供了栖息环境,也是荒     

荒漠开垦与昆虫群落演替

一、引言 青海地处高寒,草原辽阔。其西部的柴达木盆地,相对海拔较低,太阳辐射较强,昼夜温差和干旱等更为突出,从而形成独特的荒漠生态系统,为我国畜牧业的基地之一。诺木洪位于盆地南缘,拔海2,800米,具有典型的荒漠特征;近年来局部地区垦荒种植,春小麦每亩单产最高达1,500多斤,为我国和世界上少有的高产纪录,实践证明这里蕴藏着巨大     

中国的几种植被类型(Ⅴ)温带荒漠与荒漠生态系统(续)

荒漠生物的生态适应与生物群落荒漠中的植物和动物在干旱环境下经过长期的自然选择和适应演化,形成了一系列对干旱及荒漠其他特点的适应性,成为一群特殊的旱生族类。荒漠植物在外观上非常奇特,给人一种树不像树,草不像草,枝不像枝,叶不像叶,或蜡皮多刺,或肥厚多汁,根深叶不茂,奇花生异果的印象。然而正是这些,使它们适应了荒漠那严酷的环境条件。它们的这种适应性大致可以归纳为以下三个方面:     

中国荒漠的主要类型与经济开发

以植被为基础,结合考虑气候和土壤,划分中国荒漠类型时,可以看到,中国荒漠明显存在三种类型：半荒漠(草原化荒漠)、普通荒漠(典型荒漠)和极旱荒漠。它们各自集中连续地分布,形成亚带(亚地带),以东南—西北方向排列。最东南是半荒漠,向北依次是普通荒漠东南翼,极早荒漠,普通荒漠西北翼。在气候上半荒漠是半干旱(年降水量200一l00mm),普通荒漠是干旱(100—50mm),极旱荒漠是极端干旱(<50mm)。由于水分条件是荒漠地区决定一切生物生命活动和人类生产活动的限制因素,三类荒漠经济开发的可能性和特点各不相同。例如半荒漠可以飞播牧草固沙,在普通荒漠则十分困难,在极旱荒漠通常不可能。在普通荒漠的沙丘上植被可以发生自然丛生过程,在极旱荒漠的沙丘上连植被自然丛生过程也不能发生。但条件十分严酷的极旱荒漠,只要有水,由于有丰富的光热资源,农业可以取得良好收成。     

荒漠地衣结皮研究进展

微型生物结皮在干旱、半干旱荒漠地区广泛分布,对维持荒漠生态系统的稳定性具有重要作用。地衣结皮是微型生物结皮的重要组成部分及主要类型之一,在固沙、固碳和固氮能力方面独具优势。本文从区域尺度和局部尺度综述了国内外荒漠地衣分布、群落组成及其影响因素,从微尺度探讨了荒漠地衣在形成过程中可能相关的生物因子的作用与功能。虽已有研究发现气候类型、降水量、土壤理化性质、微地形和温度会对荒漠地衣生长型、种类、丰度及盖度产生影响,来自地衣体、地衣结皮和地衣结皮土壤中的生物因素与维持地衣正常生命活动及分布之间存在相关关系,但上述结论尚具有一定的局限性,主要表现在区域尺度仍缺乏专门对荒漠地衣的研究,微尺度缺乏对地衣相关生物功能的实验性探索及验证。上述局限在一定程度上限制了通过人工手段大规模应用荒漠地衣结皮的研究。本文基于国内外研究进展及存在问题,对荒漠地衣结皮应用进行了展望,以期为人工构建荒漠地衣结皮和干旱、半干旱荒漠治理及生态恢复提供新的思路和参考。     

中国北方草原对气候干旱的响应

草原生长动态受气候条件的影响和制约,在很大程度上取决于水分条件.为了较好阐明草原生长与干旱气候关系,利用表征草原生长变化的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)指数和表征干旱的SPI(Standardized Precipitation Index)指数研究了荒漠草原、典型草原、草甸草原与干旱气候的线性关系,表明荒漠草原的生长动态受季节性干旱影响很大,短期、中长期和长期干旱对荒漠草原影响较小.典型草原对季节性干旱响应较强,而对短期、中长期和长期的干旱响应较弱.草甸草原对季节性和长期干旱响应较强.并且草原对降雨量的响应具有时滞效应,水分盈亏对草原的影响是累积效应.利用基于虚拟变量的回归模型和简单回归模型模拟了草原NDVI对SPI指数的响应关系,基于虚拟变量的回归模型显示出对草原NDVI与SPI关系的较优拟合度.表明了草原生长动态对干旱气候响应具有季节性效应.     

蝎对干旱环境的适应进化

蝎类是荒漠环境中占优势的无脊椎动物捕食者,在长期的适应进化过程中,发展出了一系列适应性特征。从形态结构、生理学、生物学和行为学等几个方面初步阐述了荒漠蝎类对干旱环境的适应进化问题。     

荒漠竹节虫卵的超微形态结构观察

利用扫描电子显微镜和光学体视显微镜,首次对仅分布于中国新疆及毗邻中亚细亚地区的、稀见荒漠拟态昆虫--荒漠竹节虫Sceptrophasma bituberculatum(Redtenbacher)卵的外部形态和超微结构进行了观察和描述,探讨其对干旱荒漠环境的适应性结构特征.     

植物功能型及其研究方法

植物功能型被广泛应用于植被生态学研究领域。通过植物功能型的研究有利于阐述干旱区植被与干扰的关系和分析生物多样性丧失和杂草入侵的机制。本文对植物功能型的概念、应用、研究方法及研究趋势进行了综述 ,并介绍了植物功能型模型的建立及其在植被预测和管理中的运用 ,旨在促进我国干旱区的植被管理研究     

我国喀斯特植被根系生态学研究进展

我国传统的植被根系生态学研究主要针对热带、亚热带、温带以及西部干旱半干旱的非喀斯特地区,而对喀斯特地区植被根系生态学的研究甚少,对其认识相对零散和片段化。该文对我国喀斯特地区植被生境特点、根系特征（根系生物量、根系构型、根系化学养分）、自然因子和人为因子对根系生态学特征的影响,以及植被根系与植被演替、碳循环、全球变化的关系等进行综述,并对今后喀斯特地区植被根系的研究方向及发展趋势进行展望,旨在为我国喀斯特植被根系生态学的深入研究提供参考。     

西北干旱荒漠区生态系统可持续管理理念与模式

结合对西北干旱区水资源短缺、资源开发中的生态与经济矛盾突出、气候变暖可能加剧干旱区荒漠化以及生态水权与长效保障机制缺失等问题的分析诊断,探讨了荒漠区生态系统可持续管理面临的问题与难点,分析提出了荒漠生态系统植被保育的生态水位与生态阈值,阐述了荒漠-绿洲过渡带生态融合以及绿洲生态系统安全的生态防护梯度等干旱区生态系统管理理念;结合干旱区极端环境自然条件,在多年现场试验基础上,研发集成了退化群落改造与生态多样性构建技术、植物群落结构优化配置、组装与生态融合技术、生态系统恢复水分利用与生态自维持技术以及胡杨萌蘖更新技术等多种适宜荒漠植被恢复与重建的技术模式,并进行了成功实践和试验示范,为干旱荒漠区生态系统可持续管理提供了重要科技支撑。     

我国干旱沙漠地区人工植被与环境演变过程中植物多样性的研究

 以我国干旱沙漠区流沙治理的成功模式包兰铁路沙坡头地段人工植被防护体系作为研究对象,研究了区域人工植被与环境演变过程中植物多样性的变化特点。研究表明：该区人工植被经过40余年的演变其植物种的组成趋于动态平衡;植物多样性在时间尺度上的变化表现为随群落演替的进行而增大,42年前(1956年)建立的人工植被多样性指数达到D＝0.706～0.822或H′＝1.393～1.893,10年前(1987年)建立的人工植被其多样性仅为D＝0.501～0.702或H′＝0.819～1.074;β多样性的测度表明,沙坡头地区人工植被在其演变的历程中经历了2次物种周转速率相对较快的阶段,这一特点与植被演替密切相关,对干旱沙漠地区的生态恢复和人工绿洲建设与管理具有重要的参考价值。本文还进一步研究了土壤基质条件等变化对植物多样性的影响。     

中国西北干旱区生态区划

从国内外生态区划、生态土地分类和生态 生产范式的研究和发展入手, 从生态利用的角度出发, 在西北干旱区生态区域分异规律的基础上, 结合当地的社会经济发展特点, 全面完成了西北干旱区的生态区划方案。本着既尊重自然规律又符合可持续发展的生态 生产范式的原则, 在西北干旱区的生态区划过程中, 主要考虑以下几个方面:气候与巨地形系统、地貌与基质、植被与土壤以及土地利用与产业发展方向;区划方法是以经验判别和地理信息系统 (GIS) 相结合进行的, 过去发表的多种尺度的图件和区划方案均作为分区过程的辅助材料和新区划方案的校正材料;根据气候、巨地形系统、地貌、基质、植被、土壤以及土地利用和产业 发展方向等特征, 该生态区划的 3级分区指标如下:一级分区, 主要依据气候和巨地形系统, 并充分考虑该高级分区在生态环境建设和产业结构调整中的作用;二级分区, 主要根据次级地形和地貌系统以及大尺度植被类型;三级分区, 主要依据基质和土壤的差异所造成的局域植被类型的差异, 以及其生态 生产范式和将来的发展方向。根据以上区划的原则和指标体系, 西北干旱区的生态区划采用 3级区划制:生态域 (Ecodomain) 、生态区 (Ecoregion) 、生态小区 (Ecodistrict), 最后将西北干旱区划分为 3个生态域、2 3个生态区和 80个生态小区, 并利用GIS绘制了 1∶10 0万比例尺的西北干旱区生态区划图。西北干旱区生态区划的目的不仅在于发展独特的干旱区生态区划/生态分类的方法和理论体系, 建立生态区划的方案和生态 生产范式, 更重要的是要运用这些方法、规律和范式来指导当地的生态环境建设和产业结构调整, 促进当地的土地资源合理配置, 实现西北干旱区的可持续发展。     

瑞典河漫滩草甸植被的数量分类和排序

本文用目前各国学者广泛使用的一些数量分类和排序方法对瑞典河漫滩草甸样地资料进行了分类和排序。所用的方法包括多元等级聚合分类(TABORD程序),多元等级分划分类(TWINSPAN程序),PCA排序(ORDINA程序),RA和DCA排序(DECORANA程序)。研究结果表明可以把28个样地分为6个群落类型,它们的分布格局是与土壤水分梯度密切相关的。此外本文还对数量分类和排序方法在植物群落学研究中的应用以及所用方法的比较进行了讨论。     

沙质草原沙漠化过程中植被演替研究现状和展望

在综述了我国半干旱地区沙质草地沙漠化过程中植被演替研究现状,提出了目前沙地植被演替研究中存在的主要问题和今后的研究工作。指出,①沙地植被演替的最大特点就是沙质地表基质的流动性和风沙活动伴随着植被演替的各阶段,研究中应考虑近地表风沙流的影响;②在干扰对生态系统影响越来越大的今天,沙地植被的演替序列往往出现一些随机性和不规则性,应加强对沙地植被演替序列的非线性和演替顶极的多元性、多样性的研究;③应继续从生理生态、种群生态、群落生态以及生态系统生态等不同水平层面上深入研究演替过程中植物种的替代机制,还应加强沙地土壤种子库与地上植被动态耦合、种子岛效应等的研究,以及沙地植被演替趋势和速率等的预测。     

Available soil moisture as a basis for land capability assessment in semi arid regions

Rangelands are extensive areas in arid or semi arid regions. They have many uses (e.g. grazing, dry land farming, wildlife habitat, recreation and mining). Generally vegetation is sparse and the principal plant species are adapted to erratic rainfall events. Rainfall use efficiency (RUE) is the quotient of annual primary production divided by annual rainfall i.e. the number of kilograms aerial dry matter produced by 1 ha in 1 year per millimetre of rain. It decreases with increasing aridity. Reasonably well managed arid and semi arid grazing lands are usually in the 3.0–6.0 value range. Available soil moisture is the principal determinant of productivity. The role and significance of the major parameters (rainfall, soil depth, slope and salinity, texture, cover, erosion etc) are considered. Available moisture can be predicted if the appropriate relative productivity indices (RPI) are used in a parametric way. The predictions can be used to classify land according to its capability to support plant growth. Equations have been derived which enable land to be classified on the basis of its potential productivity. Links between land capability and vegetation cover are given.     

中国干旱半干旱区植被降水利用效率时空变化特征及影响因素分析

植被的降水利用效率（Precipitation use efficiency,PUE）是表征植被生产力对降水量时空动态变化响应特征的重要指示器,对了解干旱环境下植被生产力的变化尤为关键。基于中国干旱半干旱区2000-2020年的植被净初级生产力、降水量、气温、土地利用类型和地形等数据,分析了中国干旱半干旱区植被降水利用效率的时空特征及其变化趋势,探究了植被PUE与气候因子的关联以及气候变化下土地利用和地形对植被PUE的影响。研究结果表明：（1）2000-2020年中国干旱半干旱区植被平均PUE为0.41 g C m^-2 mm^-1,不同土地利用类型下植被PUE的大小顺序为：草地<湿地<灌木<耕地<林地。（2）植被PUE年际变化整体呈现波动上升趋势,上升速率为0.004 g C m^-2 mm^-1,其中呈现显著改善趋势的面积占总面积的12.24%。（3）气温升高在不同程度上对大多数植被PUE起到促进作用,而降水增多则会抑制绝大多数区域的植被PUE。植被较少的区域,植被降水利用效率与气温、降水两气候因子基本无关。（4）随着海拔的升高,植被PUE呈现出先减后增再减的趋势。随着海拔的变化,气温依然与植被PUE呈正相关,降水依然与植被PUE呈负相关。研究结果可为中国干旱半干旱区生态系统保护、恢复以及可持续利用提供科学参考。     

干旱地区斑块状植被格局形成的水分驱动机制及其研究进展

斑块状分布是植被在水分匮乏环境中长期适应的结果,其演替过程可以作为生态系统响应气候变化和人类活动产生突变的"指示器"。本文通过对斑块状植被的起源、生态水文过程及其对干旱区植被恢复的启示等方面进行综述,提出了我国干旱区植被恢复中目前尚存在的主要问题。认为斑块状植被的形成可能受气候变化、人类活动、植物自身的生物学特性及其对环境胁迫的适应等方面的影响,但不是主要因素,植被斑块和裸地斑块之间在不同空间尺度的水分再分配是其在干旱半干旱地区形成并且能够维持稳定的关键。斑块状植被是一个高效的雨水集流系统,裸地斑块是整个系统径流的"源",而植被斑块是整个系统径流的"汇",保护植被斑块的同时维持一定面积的裸地对于整个生态系统的稳定都具有极其重要的意义。斑块状植被也是一个非常脆弱的生态系统,气候的剧烈波动以及人类的过度活动都可能导致生态系统功能丧失,最终产生不可逆转的影响,因此需要加以严格保护。