荒漠生物结皮中藻类和苔藓植物研究进展

藻类和苔藓植物是荒漠植被演替过程中常见的两类先锋植物,同时也是生物结皮中生物量最大的2个类群。该文综述了近年来干旱半干旱荒漠地区生物结皮中藻类和苔藓两大类植物区系及其生态作用的研究进展,重点介绍藻类结皮、苔藓结皮的生态作用以及二者之间存在的生态学关系。在此基础上对荒漠生物结皮中藻类与苔藓植物的研究前景进行了展望,指出荒漠生物结皮中藻类与苔藓共生机理的探讨是未来的研究重点,这对进一步探明生物结皮中藻类和苔藓植物之间的相互作用,揭示它们的生态学关系具有重要的理论意义和实践价值。     

荒漠生物结皮中藻类和苔藓植物研究进展

藻类和苔藓植物是荒漠植被演替过程中常见的两类先锋植物, 同时也是生物结皮中生物量最大的2个类群。该文综述了近年来干旱半干旱荒漠地区生物结皮中藻类和苔藓两大类植物区系及其生态作用的研究进展, 重点介绍藻类结皮、苔藓结皮的生态作用以及二者之间存在的生态学关系。在此基础上对荒漠生物结皮中藻类与苔藓植物的研究前景进行了展望, 指出荒漠生物结皮中藻类与苔藓共生机理的探讨是未来的研究重点, 这对进一步探明生物结皮中藻类和苔藓植物之间的相互作用, 揭示它们的生态学关系具有重要的理论意义和实践价值。     

土壤丝状蓝藻在荒漠治理中的作用研究

土地荒漠化是当前全球性的重要环境问题之一。我国是世界上荒漠化面积较大,危害最严重的国家之一,全国荒漠和荒漠化土地面积2·782×106km2,约占国土陆地面积的三分之一。荒漠化土壤常存在区域性结皮现象,这种结皮对改善荒漠化土壤具有极其重要的作用。导致结皮的产生有物理的、化学的和生物的因素,其中以生物结皮最具生态意义,而生物结皮又分藻结皮、苔藓结皮和地衣结皮。藻类是荒漠中的先锋植物,尤其是一些抗逆性很强的蓝藻,特别是丝状蓝藻在荒漠土壤中具有更强的拓殖作用。本文从丝状蓝藻在生理生态上的优势综合介绍其在荒漠治理中不可替…     

《新疆荒漠昆虫区系及其形成与演变》

荒漠化被称为“地球的癌症”。目前,全球荒漠化土地面积有3600km2,占全球陆地面积的14。中国荒漠化土地有267.4km2,占国土总面积的27.9%,涉及18个省区,每年因荒漠化造成的直接经济损失高达540多亿元。新疆是中国荒漠化面积最大、分布最广、危害最严重的省区,荒漠化土地占土地总面积的47.7%。严重的荒漠化导致土地资源锐减,土地生产力下降,沙尘暴等自然灾害频繁发生,严重威胁着新疆各族民众的生产与生存条件。荒漠昆虫是陆生景观的重要成分,在沙漠的形成、演变及荒漠化治理方面起着重要的作用。我国学者对荒漠昆虫的研究起步较晚。新疆大学生…     

荒漠与荒漠化

在讨论“荒漠”与“沙漠”概念之基础上,通过熟悉联合国《防治荒漠化公约》对“荒漠化(desertification)”的定义．了解我国专家强调“沙漠化”的缘由,认识荒漠化是当今世界最关注的环境-社会经济问题之一。我国是《防治荒漠化公约》的签约国,实施“西部大开发”战略,必须重视生态环境建设中荒漠化的防治问题,尤其是沙漠化和沙尘暴的防治工作。     

乌兰布和沙漠东北缘荒漠-绿洲过渡带植被地上生物量估算

干旱区荒漠植被地上生物量是植被生长状况评价与荒漠化监测的重要指标。在乌兰布和沙漠东北缘的荒漠-绿洲过渡带选取典型区,基于地面调查数据构建主要植物种的异速生长方程,对样方内的植被地上生物量进行估算;基于样方调查数据和Quick Bird影像数据,分别建立植被指数与人工固沙林和荒漠植被地上生物量的回归模型,并对研究区植被地上生物量进行估算。结果表明:植冠体积V是较好的预测变量,所得荒漠植物异速生长方程精度较高,能够满足样方内荒漠植被地上生物量估算需要;采用RVI对数模型估算人工固沙林地上生物量的效果最好(R~2=0.72,RMSEP=56.15),采用RVI线性模型估算荒漠植被地上生物量的效果最好(R~2=0.82,RMSEP=15.07);研究区内荒漠植被和人工固沙林的单位面积地上生物量分别为90.73g/m~2和105.28g/m~2。该研究可以为荒漠化监测和荒漠植被遥感信息提取提供参考。     

荒漠藻壳的精细结构与发育

以宁夏沙坡头不同时期围栏形成的固沙地为样点,将土壤学研究手段与土壤微生物学研究方法相结合,首次在微米层次揭示了荒漠藻壳中藻类植物的自然群落结构和空间分布规律,同时结合矿物物相分析,藻类生物量、土壤理化性质,从生物学、土壤学、矿物学交叉结合的角度深入地揭示了荒漠藻壳的结构和发育,为荒漠拓殖生物群落的发育和人工调控荒漠藻壳固沙培肥技术的应用提供了最直接的依据。另外研究中所采用的多学科交叉结合的实验手段     

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。     

对荒漠的一些认识

阐述了荒漠的类型、基本成因、荒漠的限制因素(水)、重要的资源(热量)和导致沙漠流动的风,也谈及不合理开发可能导致的危害。强调遵循自然规律,合理利用资源,是防止荒漠化等一系列环境问题的途径。     

几种固沙荒漠藻的温度适应性

蓝藻结皮在干旱和半干旱区广泛分布,它们在环境状态的维持和改良过程中发挥着重要的作用。在荒漠藻固沙技术的应用过程中,温度不仅影响藻类在培养池中的培养,还影响接种后藻类的生长。因此,摸清优势固沙藻类的温度生长特征及对不同温度的生长适应性,对于接种蓝藻固沙技术的应用具有积极的意义。实验分3部分:研究了室温培养条件下3种荒漠优势蓝藻-具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、爪哇伪枝藻(Scytonema javanicum)、纤细席藻(Phormidium tenue)的生长曲线,在不同温度(2、5、10、15、25、35℃)、开放式载体培养状态下3种蓝藻的生长状况及形态观察,以及爪哇伪枝藻在不同温度(10、15、20、25、30℃)培养条件下的光合活性、光合色素含量和伪枝藻素含量的变化。实验结果表明:(1)在液体培养基中,纤细席藻生长速率最快,高于具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻;(2)开放式载体培养条件下,藻株的生长速率低于液体培养,因此荒漠优势藻类的培养优先选择液体培养,具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻不易被细菌污染,纤细席藻容易受到细菌污染,在培养该藻株时要考虑添加抗生素类药物抑制细菌过度繁殖;(3)爪哇伪枝藻短期培养(18d)宜选择相对较高的培养温度(25-30℃),而长期培养(30d)宜选择相对较低的培养温度(15-20℃)。       

影响阜康荒漠-绿洲过渡带荒漠植物数量特征的土壤驱动力分析

荒漠-绿洲过渡带是绿洲向沙漠系统的过渡地带,荒漠植物是绿洲扩展或荒漠化加速的缓冲器,土壤环境是影响植物演变的重要影响因素,土壤环境因素是整个过渡带演化的重要驱动力。通过对阜康荒漠-绿洲过渡带荒漠植物群落实地调查,利用通用植物数量分析软件CANOCO 5.0中冗余度分析(RDA),探讨过渡带影响荒漠植物群落数量特征指标的土壤驱动因子。结果表明:(1)土壤含水量、全N、全P和有机质是影响荒漠植物群落数量特征的主要驱动力因子,环境解释量累计达到69%,而总盐、p H和全K对荒漠植物群落数量特征影响较弱;(2)4个土壤主要驱动力对荒漠植物群落数量特征重要性大小顺序:土壤含水量有机质全N全P;(3)荒漠植物群落数量特征与土壤含水量、有机质和全P呈正相关,但与全N为负相关关系,揭示了土壤含水量、有机质和全P是利于荒漠植物群落稳定的正驱动力,而全N为抑制荒漠植物生长的负驱动力。综上所述,土壤各因子的驱动力作用不尽相同,存在正、负差异,协同维护荒漠植物群落数量特征的稳定和发展。     

荒漠植物种子逆境萌发研究进展

对水分、温度、光照、沙埋深度、盐分胁迫及以上几种综合因素在逆境条件下对荒漠植物种子萌发的影响进行了综述。降雨次数、雨量大小、分布及土壤湿度是决定荒漠植物种子萌发的重要生态因子;温度是影响荒漠植物种子萌发的关键生态因子之一,变温有利于荒漠植物种子萌发;光照并非大多数荒漠植物种子萌发的必要条件,少部分荒漠植物种子萌发需要光照,有些要在黑暗中萌发,有些则对光照无特殊要求,光照对有些荒漠植物种子萌发有一定的抑制;不同沙埋深度具有不同的土壤湿度,土壤温度和光照等条件,综合调控荒漠植物种子的萌发;盐分胁迫抑制种子的萌发。荒漠植物种子的萌发在以上几种因素的共同协调作用下表现出一定的适应性。随着研究的不断深入和生态环境建设的需求,需要加强荒漠植物生理生态研究的深度和研究的系统性。     

基于NDVI的塔里木盆地北缘绿洲-荒漠过渡带时空演变分析

基于2001、2007、2013和2017年的ETM/OLI遥感影像,使用复合植被指数构建的植被覆盖度模型与目视解译相结合提取塔里木盆地北缘绿洲-荒漠过渡带,并对其时空演变过程进行分析,为推动干旱区绿洲经济的可持续发展,土地荒漠化防治以及区域生态环境改善提供依据。结果表明:(1)2001—2017年间研究区绿洲面积呈扩增趋势,荒漠面积呈下降趋势;过渡带面积先减少后趋于稳定,年均扩增速率为-0.264%。(2)近16年来绿洲面积沿其边缘向外有不同程度的扩增,过渡带扩张面积主要由荒漠变化而来,缩小面积主要变化为绿洲,未变化面积趋于稳定,年均变化面积为-0.058×10^4 hm^2;(3)研究时段内受人为因素影响,绿洲面积迅速扩张,过渡带内侧的荒漠植被被开垦为耕地;位于区域东部和南部的地带,由于受地形和水文等自然因素的影响,过渡带面积扩增,荒漠面积缩减。近16年来塔里木盆地北缘加快了绿洲化进程,较为有效的控制了荒漠化;但过渡带空间变动较大,绿洲扩张过快且普遍存在环境恶化现象,该区域的生态环境还需进一步改善。     

不同荒漠化阶段植被生态特征对土壤环境因子的响应——以民勤荒漠绿洲过渡带为例

荒漠绿洲过渡带是荒漠化和绿洲化两种地理过程共同影响的生态交错区,是恢复生态学重点关注的区域。利用第五次全国荒漠化和沙化监测数据,采用方差分析和冗余分析,研究了民勤荒漠绿洲过渡带4种不同荒漠化发展阶段的植被生态特征和土壤环境因子的变化规律与相互关系。结果表明:(1)随着荒漠化的发展,土壤环境因子中,除有效土层厚度逐渐变浅外,风蚀痕迹占地率、表土砾石含量、盐碱斑占地率和坡度均呈现增加的动态趋势;植被因子中,除优势种盖度与植被总盖度的比值逐步增加,物种丰富度、优势种多度等其他指标均表现出明显的下降特征;(2)土壤环境因子中,有效土层厚度在4种荒漠化阶段对植被生态特征的影响程度达显著水平(P0.05),风蚀痕迹占地率在轻度、中度和重度阶段是植被生态特征变化的主导驱动因子。其他因子在多数荒漠化阶段与植被生态特征相关性不显著;(3)相比其他荒漠化阶段,中度阶段中植被生态特征对土壤环境因子的响应更加敏感,应是荒漠化防治重点关注的阶段。     

旱地、荒漠和荒漠化:探寻恢复之路——第三届国际荒漠化会议述评

2010年11月在以色列召开了第三届荒漠化国际学术研讨会,会议的主题是"旱地、荒漠和荒漠化:探寻恢复之路"。会议设20个专题,可以归纳为8个科学问题,表现出了多学科性、地域广泛性及多尺度性、关注社会人文机制等突出特点。以色列在荒漠化防治、生态恢复与区域发展方面的辉煌成就以及本次会议所反映的国际前沿和趋势对中国有着重要启示:(1)加强技术研发和推广,提高干旱、半干旱区人口的可持续生计与能力建设是中国防治土地生态退化和荒漠化的关键所在;(2)在土地生态退化和恢复的研究和实践中必须重视社会人文因素的作用;(3)深化中国干旱、半干旱区全球变化响应与适应的研究,推动荒漠化防治、生态保护与恢复、全球变化方面的国际合作是一项非常紧迫的战略任务。     

荒漠和草原生态系统丛枝菌根真菌多样性和群落结构

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是自然生态系统和农业生态系统中分布最为广泛的土壤真菌,能够与绝大多数陆地植物形成互惠共生体并具有重要的生态功能。以内蒙古地带性植被区及甘肃、青海非地带性植被区荒漠和草原生态系统为研究对象,基于Illumina Miseq高通量测序平台比较荒漠和草原土壤AMF多样性和群落结构的差异,结合环境因子探讨其主要影响因素,以期为AMF在草原荒漠化生态恢复中的应用提供理论基础。基于高通量数据分析共得到159个AMF-OTUs,分属于1门1纲3目5科8属,其中Glomus属在荒漠和草原土壤中均为优势属。地带性植被区和非地带性植被区的草原土壤AMF丰富度、香农多样性、系统发育α多样性都显著高于荒漠。地带性植被区的荒漠和草原土壤AMF群落结构有显著差异,而非地带性植被区荒漠和草原土壤AMF群落结构没有显著差异。相关分析揭示了环境因子与土壤AMF群落结构和多样性的相关关系,变差分解的结果进一步表明,土壤理化性质和气候因子对AMF群落结构的解释率比植物群落和地理距离要高,荒漠和草原土壤AMF群落结构主要受土壤理化性质和气候因子形成的环境过滤的影响。     

荒漠植物种子粘液的生态学意义

种子粘液是在种皮外层细胞的高尔基体内产生并分泌到胞腔内或细胞壁层的吸湿膨胀的一类果胶类多糖物质。具粘液种子的植物大多生长在荒漠地区,广泛存在于十字花科、菊科和车前科等类群中。粘液的存在对荒漠植物种子的扩散、萌发、防御以及幼苗的生长等都具有重要的生态学意义,是荒漠植物适应干旱少雨的生态环境的有效对策之一。对粘液种子的研究不仅可全面揭示荒漠植物的生态适应机制及其进化生态意义,还可为研究基因控制的糖类生物合成和分泌、细胞次生壁的生物合成及形态分化建立理想的模式体系。为此,在广泛查阅相关文献的基础上,该文综合分析了国内外种子粘液的研究进展,并重点探讨了以下几方面问题：（1）种子粘液的化学成分：（2）粘液及粘液种皮的形态特征：（3）粘液细胞分化与粘液生物合成的细胞学及基因调控机制以及粘液的释放方式：（4）种子粘液的生态学意义。在此基础上展望了今后的研究方向,以期为推动我国荒漠植物种子生态学的理论与应用研究及西部荒漠区的植物物种多样性保护和生态保育提供重要理论依据。     

荒漠植物种子粘液的生态学意义

种子粘液是在种皮外层细胞的高尔基体内产生并分泌到胞腔内或细胞壁层的吸湿膨胀的一类果胶类多糖物质。具粘液种子的植物大多生长在荒漠地区, 广泛存在于十字花科、菊科和车前科等类群中。粘液的存在对荒漠植物种子的扩散、萌发、防御以及幼苗的生长等都具有重要的生态学意义, 是荒漠植物适应干旱少雨的生态环境的有效对策之一。对粘液种子的研究不仅可全面揭示荒漠植物的生态适应机制及其进化生态意义, 还可为研究基因控制的糖类生物合成和分泌、细胞次生壁的生物合成及形态分化建立理想的模式体系。为此, 在广泛查阅相关文献的基础上, 该文综合分析了国内外种子粘液的研究进展, 并重点探讨了以下几方面问题: (1)种子粘液的化学成分; (2)粘液及粘液种皮的形态特征; (3)粘液细胞分化与粘液生物合成的细胞学及基因调控机制以及粘液的释放方式; (4)种子粘液的生态学意义。在此基础上展望了今后的研究方向, 以期为推动我国荒漠植物种子生态学的理论与应用研究及西部荒漠区的植物物种多样性保护和生态保育提供重要理论依据。     

荒漠地区植物丛枝菌根真菌研究进展

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）与超过80%的陆生植物形成共生关系,在改善土壤质量、增强宿主抗逆性及调节物质循环等方面发挥重要的生态功能。荒漠是指气候极端干旱、地表植被稀疏、自然环境荒凉的地区。荒漠地区生存环境恶劣,AMF在其中扮演着重要的角色。本文概述了荒漠生态系统中AMF的定殖时空异质性和多样性、AMF对土壤稳定性及碳氮循环的贡献、AMF对植物的促生抗逆性及维持植物群落稳定和多样性的作用以及AMF与荒漠农作物种植等方面的研究成果,为荒漠地区AMF的进一步研究及其开发利用提供了重要参考。     

民勤绿洲荒漠过渡带植物群落数量分类和排序研究

绿洲-荒漠过渡带作为绿洲与荒漠的连接区域,在干旱区生态环境退化与恢复研究中具有重要意义。该研究以民勤绿洲荒漠过渡带为例,在47个植物群落调查样地的基础上,应用双向指示种分类法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对研究区典型植物群落进行数量分类和排序,并讨论了影响植物群落类型及空间分布的环境因子。结果表明:(1)研究区植物群落结构简单,植物种以旱生耐盐植物为主。(2)TWINSPAN分类将研究区的植物群落划分为11个群丛类型,即白刺+盐生草群丛、白刺+芦苇群丛、白刺+盐爪爪群丛、盐爪爪+黑果枸杞群丛等,分类结果在空间上反映了民勤绿洲荒漠过渡带植物群落的演替变化趋势。(3)DCA排序结果验证了TWINSPAN分类结果的合理性,同时指出制约民勤绿洲荒漠过渡带植物群落类型及空间分布的重要环境因子是地下水埋深和地貌形态。