两种荒漠生境条件下泡泡刺水分来源及其对降水的响应

泡泡刺通常以灌丛沙堆的形式存在,具有很强的生态适应性,在防风固沙、抗旱耐盐等方面具有独特的功能,但是水分条件仍然是限制其生存和发展的关键因素.为了明确泡泡刺在不同荒漠生境条件下的水分利用策略,研究了河西走廊临泽绿洲边缘沙质和砾质生境下泡泡刺的水分来源季节动态特征以及对不同降雨事件的响应程度.测定了两种生境下泡泡刺茎水和不同水源(降水、土壤水和地下水)的氧稳定同位素(δ¹⁸O)值,结合IsoSource模型计算了不同水源对泡泡刺水分来源的贡献比例.结果表明:两种生境下泡泡刺茎水δ¹⁸O值及其水分来源都存在显著的季节变化特征,沙质生境下泡泡刺在降水较少的春季和秋季主要利用地下水,其贡献率可达50%以上;而砾质生境下的泡泡刺无法利用深达11.5 m地下水,其水分来源受降水控制,具有较大的季节变异性.两种生境下的泡泡刺对降水响应显著,但是降水过后,随着土壤含水量的快速减小,沙质生境下的泡泡刺转而以丰富的地下水为主要水分来源,而砾质生境下的泡泡刺只能利用降水入渗至较深层土壤的较少水分.因此,两种生境下泡泡刺不同的水分利用策略是导致其生长特征差异的主要原因,同时也表明泡泡刺具有较强的自我调节和适应能力.     

荒漠绿洲边缘区泡泡刺种群对风沙干扰的响应

研究了位于黑河中游荒漠绿洲外缘 (荒漠与绿洲过渡带 )戈壁与沙漠两种生境下泡泡刺种群对风沙干扰的响应。结果表明 ,因风沙干扰的响应 ,泡泡刺种群以斑块状格局形式存在 ;独立灌丛沙堆的形成途径主要有 4种 :种子发育、根蘖繁殖、较大的沙堆退化 (生境破碎化 )和邻近沙堆的兼并。水分条件是泡泡刺种群生长的重要制约因素 ,长期对有限的水分资源竞争 ,使其大小和空间分布都形成了明显的特征。绿洲与戈壁交错带 (类似戈壁生境 )样地的泡泡刺种群的沙埋深度、种群高度、种群盖度、种群大小、生物量都小于绿洲与沙漠交错带 (类似沙漠生境 )样地的泡泡刺种群的相应的种群特征变量 ,而绿洲与戈壁交错带样地的泡泡刺种群密度却大于绿洲与沙漠交错带样地的相应的种群特征变量。绿洲与戈壁交错带样地的泡泡刺种群密度为33.3株 / m2 ,而绿洲与沙漠交错带样地的泡泡刺种群密度为 2 5 .4株 / m2 。两样地泡泡刺种群的沙埋深度、种群高度、盖度、密度及大小存在着显著差异 ,只有生物量无显著差异。两样地中泡泡刺的沙埋深度对泡泡刺种群特征的影响明显 ,无论戈壁还是沙漠生境 ,沙埋深度与种群高度、种群大小、种群生物量明显正相关。适度沙埋可以促进泡泡刺种群的生长 ,但当沙埋深度超过10 0 cm时 ,又会对泡泡刺种群     

极端干旱区增雨加速泡泡刺群落土壤碳排放

以极端干旱区(敦煌)泡泡刺群落为研究对象,采用动态气室法(Li-8100,USA)于2010年5月至9月测定分析了生长季内增雨对泡泡刺群落土壤碳排放量的影响。结果表明:裸地和灌丛在09:00—11:00的碳排放量与全天碳排放量具有线性正相关关系(裸地R2=0.31—0.76,P<0.001;灌丛R2=0.85—0.96,P<0.001)。增雨50%(4 mm)—300%(24 mm)能够加速裸地和灌丛土壤的碳排放,每增雨1 mm,裸地和灌丛土壤的碳排放分别增加0.27和1.12 g/m2。当泡泡刺群落盖度一定时,与对照相比,每增加1 mm降雨,泡泡刺群落土壤碳排放量增加0.69 g/m2。在未来中国西北干旱地区降雨增加背景下,这一研究数据将为进一步估算该区域群落或生态系统碳收支提供可靠的参考数据。     

河西走廊沙漠泡泡刺群体光合特征及其与环境因子的关系

以河西走廊沙漠典型的荒漠植物泡泡刺群落为材料,运用LI-8100土壤碳通量测定系统与改进的同化箱联合对其7月和8月中旬的群体光合作用进行了测定,分析群体光合速率与立地环境因子的关系,探讨泡泡刺群体对干旱荒漠环境的光合适应机制。结果表明,7月中旬泡泡刺的土壤呼吸速率和蒸发速率均高于8月中旬,而其同期群体光合速率和水分利用效率也显著高于8月中旬。两时期的光合有效辐射是影响泡泡刺群体光合速率的主要因子,于7、8月中旬对泡泡刺群体的光合速率起着直接作用;同时,实验地8月中旬的空气相对湿度也能通过与大气温度以及光合有效辐射的相互作用对泡泡刺群体的光合速率产生较大影响。在7月中旬高温强光环境下,泡泡刺的群体光合速率高于8月中旬,从而说明泡泡刺对高光强、高温的荒漠环境具有较好的适应性。     

黑河流域荒漠绿洲过渡带两种优势植物种群空间格局特征

应用地统计学的原理和方法,对降水量117．1mm、降水量和潜在蒸发量比值为0．05的荒漠绿洲过渡带斑块状植被优势植物泡泡刺、红砂种群的密度、盖度以及泡泡刺沙堆体积和高度的空间格局进行了研究．结果表明,泡泡剌和红砂种群平均盖度分别为1．56±2．34％和0．23±0．22％;密度分别为1．5±1．8丛·100m^-2和2．3±2．1株·100m^-2．泡泡刺灌丛沙堆是稳定戈壁下垫面受风沙流干扰形成的一种景观,灌丛高度和体积都比较小,平均值分别为0．18±0．15m和0．10±0．18m^3．泡泡刺种群在样地内靠近绿洲和浅山区有几条明显的分布带,而红砂分布相对均匀．用半方差函数分析表明,两种种群密度和盖度的块金值与基台值之比都比较小,介于0．08～0．12之间,说明在总空间异质性中随机因素所起的作用很小。占8％～12％．两种种群盖度和密度的变程相近,基本在34m以内,其中随机因素引起的异质性对应的尺度在10m以下,而结构性因素引起的异质性对应的尺度为10～34m．泡泡刺和红砂种群盖度和密度的空间异质性均具有各向同性和各向异性特征,其中红砂种群的各向同性的范围略大于泡泡刺种群．泡泡刺种群空间格局的塑造主要受降水量及其形成地表径流的控制．     

极旱荒漠植物对AM真菌物种多样性的影响

2015年7月在甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区采集膜果麻黄Ephedra przewalskii、红砂Reaumuria songarica、合头草Sympegma regelii、泡泡刺Nitraria sphaerocarpa和珍珠猪毛菜Salsola passerine 5种典型荒漠植物根区土壤样品,分析了植物种类对arbuscular mycorrhiza(AM)真菌群落组成和生态分布的影响。在分离的7属45种AM真菌中包括无梗囊霉属Acaulospora 17种,球囊霉属Glomus 13种,这两属是5种植物共同优势属;盾巨孢囊霉属Scutellospora 5种,管柄囊霉属Funneliformis 4种,根内根生囊霉属Rhizophagus 3种,近明囊霉属Claroideoglomus 2种,多孢囊霉属Diversispora1种。主成分分析研究说明5种植物根区AM真菌群落组成和物种多样性差异显著。结果表明,植物种类对AM真菌群落组成和分布特征影响显著。     

安西荒漠植物群落和优势种的分布与环境的关系

应用排序（ＤＣＡ）和回归分析方法对安西砾石戈壁荒漠植物群落及优势种的分布与环境的关系进行了研究。结果表明,该区群落的盖度（Ｃ）和密度（Ｄ）均与年降水量（Ｒ）有密切关系,而群落的种类丰富度（Ｎ）则与土壤含盐量（Ｓ）相关,其回归关系式为：Ｃ＝０．０５１９６８１６３ｅ０．０４０７８６８２１Ｒ（Ｒ＝０．９５,Ｐ＜０．０１）,Ｄ＝０．２７１４７９１３ｅ０．０５２７４１８２９Ｒ（Ｒ＝０．９６,Ｐ＜０．０１）,Ｎ＝１３．７７４８－６．４７７３０３ｌｇ１０００Ｓ（Ｒ＝０．８３,Ｐ＜０．０１）。即：年降水量是决定戈壁荒漠植物群落盖度和密度的主要因素,土壤含盐量则与群落种类丰富度的关系尤为突出。优势种的抗旱性顺序是：红砂（Ｒｅａｕｍｕｒｉａｓｏｎｇｏｒｉｃａ（（Ｐａｌ．）Ｍａｘｉｍ．）＞泡泡刺（ＮｉｔｒａｒｉａｓｐｈａｅｒｏｃａｒｐａＭａｘｉｍ．）＞黑柴（ＳｙｍｐｅｇｍａｒｅｇｅｌｉＢｇｅ．）＞珍珠（ＳａｌｓｏｌａｐａｓｅｒｉｎａＢｇｅ．）＞膜果麻黄（ＥｐｈｅｄｒａｐｒｚｅｗａｌｓｋｉＳｔａｐｆ．）,而耐盐性顺序是：珍珠＞红砂＞黑柴＞泡泡刺＞膜果麻黄     

极端干旱区增雨对泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)群落土壤呼吸温度敏感性的影响

在极端干旱区(敦煌)以泡泡刺群落为研究对象,测定了生长季内增雨对泡泡刺群落灌丛和裸地土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))的影响。结果表明:增雨明显增加了裸地的Q_(10),但未能显著改变灌丛的Q_(10)与对照相比,增雨16 mm使裸地Q_(10)显著增加28%,达1.83±0.30;在整个生长季,裸地和灌丛的Q_(10)季节波动与土壤含水量的变化存在极显著相关关系,且裸地的Q_(10)对土壤水分的敏感性(1.94)高于灌丛(1.57)。     

温度、基质对泡泡刺种子萌发的影响

研究了温度、种子大小和基质对荒漠植物泡泡刺种子萌发的影响.结果表明:无论是滤纸还是沙子基质上,泡泡刺种子的萌发率、平均萌发时间和萌发率指数受温度的影响显著,而受种子大小的影响不显著.在沙子处理中,较高的萌发率发生在恒温25℃～35℃和变温20℃/30℃,10℃时萌发率较低.平均萌发时间随着温度的上升而呈下降趋势.在滤纸和沙子基质中,泡泡刺萌发的基本温度、最佳温度和最高温度分别为9.0℃、25.3℃、45.2℃和4.8℃、34.1℃、45.0℃.从4.8℃～45℃,泡泡刺种子可萌发的热量范围广,说明了泡泡刺定植的高度潜力.在荒漠生态系统恢复中,这种特性可使泡泡刺成为较好的候选者.     

甘肃民勤连古城自然保护区优势种种群结构和动态研究

通过重要值、分布格局、年龄结构、静态生命曲线等方法研究了连古城自然保护区5种群落优势种群数量在时间上和空间上的变化趋势。研究结果表明：灌木荒漠群落中,优势种群或共优种群的重要值远远大于亚优势种群,在维持群落结构和功能方面占据十分重要的地位。除红砂群落外,其它类型的群落中,都具有相同的亚优势种群,即泡泡刺种群,表明泡泡刺种群具有较宽的生态幅是比较古老的种群,其它类型的种群是在这一种群基础上发展起来的。优势种群的分布格局由种群生物学特性和环境条件等诸多因子共同决定,膜果麻黄和绵刺种群呈集群分布,而其它种群呈随机分布。优势种群的年龄结构和静态生命曲线均呈现多样化,膜果麻黄、猫头刺和甘蒙锦鸡儿种群年龄结构为增长型锥体,静态生命曲线为凹型下降,均为稳定种群;绵刺种群的年龄结构为下降型锥体,静态生命曲线为反对角线型上升,但其营养繁殖策略决定了绵刺种群为稳定种群;珍珠猪毛菜种群年龄结构在整体上为稳定型锥体,但局部表现为下降型锥体,种群开始衰败,静态生命曲线为正态分布型;红砂种群的年龄结构为下降型锥体,静态生命曲线残缺并有许多空白区,种群严重退化。     

荒漠绿洲过渡带植被空间异质性的可塑性面积单元问题

 以荒漠绿洲过渡带植被为研究对象,采用地统计理论与方法,以优势植物泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和红砂(Reaumuria soongorica)种群为例,采用一个样地内2 500个10 m×10 m小样方中获取的植物盖度数据来研究采样尺度和划区方式对荒漠植被空间异质性的影响。其中尺度效应研究的思路是：一是保持粒度（样方）不变,增加幅度（样地）分析其对空间异质性的影响;二是保持幅度不变,改变粒度进行分析。划区效应是在样地尺度（500 m×500 m）上,把整块样地数据聚合成10 m×200 m、20 m×100 m、40 m×50 m、50 m×40 m、100 m×20 m和200 m×10 m等不同形状和不同方向的网格进行地统计分析。结果表明：荒漠绿洲过渡带植被空间异质性受采样尺度和划区方式影响显著。当样地面积小于200 m×200 m 时,所获取的数据不能真实反映泡泡刺种群的空间异质性;当样地面积小于100 m×100 m 时,所获取的数据不能真实反映红砂种群的空间异质性。调查泡泡刺和红砂种群的空间格局时,样方面积在20 m×20 m到30 m×30 m较为合适。植被空间异质性参数对划区方式的敏感性较强,其中泡泡刺种群的敏感性高于红砂种群。     

荒漠绿洲过渡带泡泡刺灌丛沙堆形态特征及其空间异质性

以甘肃省金塔和临泽的荒漠绿洲过渡带为研究区,定量分析了戈壁和沙漠生境中泡泡刺灌丛沙堆的形态特征、形态参数间的关系、空间格局以及空间异质性．结果表明：泡泡刺灌丛沙堆呈凸起的独立型沙包,在金塔有严重的风蚀现象．沙漠生境的沙堆高度、体积和植被冠幅的平均值均大于戈壁,其中金塔沙漠最大,其平均值为1．43m、65．19m^3和94．06m^2临泽沙漠植被高度和盖度的平均值均大于戈壁,且其最大平均值为0．48m和0．55,金塔却相反．沙堆长短轴间、沙堆体积和植被冠幅间呈显著线性关系;沙堆高度和面积、植被高度和盖度间具线性关系．沙堆沿丘间低地呈带状分布和斑块状格局．在金塔和临泽的戈壁中泡泡刺灌丛沙堆空间相关性较强,而金塔沙漠属于中等程度,临泽沙漠存在由随机的原因形成变异为主的可能性．此外,沙堆空间异质性由结构原因形成的变异为主,以临泽戈壁最高,临泽沙漠最小,金塔的戈壁和沙漠位于二者之间．     

荒漠植物白刺属4个物种的生殖分配比较

选定乌兰布和沙漠地区白刺属4种植物为研究对象,通过对其样株在花期的各生殖构件的数量特征及生物量调查,系统研究了唐古特白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)、大白刺(Nitraria roborowskii Kom.)和泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa Maxim.)4种白刺属植物在生殖枝水平上的生殖分配。结果表明:不同白刺属植物在分株高度、生殖枝长、生殖枝基径、单枝花数、花序干重、枝叶干重等生殖构件的数量性状方面均有显著差异,其中泡泡刺的各生殖构件的数量均最小;除了西伯利亚白刺的生殖分配值达到44.51%外,其余3种白刺的生殖分配值均没有超过20%。经统计分析,4种白刺种群的生殖枝长分别与分株高度呈显著(P<0.05)的直线性正相关关系;生殖枝花序干重与分株高显著正相关;4种白刺的生殖分配随着分株生殖枝生物量的增加而减少,即白刺的个体大小与生殖分配之间呈现负相关关系。这种生殖分配特点反映了不同白刺植物对生长环境的资源利用、与克隆繁殖的权衡及对生态适应的策略。     

不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构特征

于2015年7月在甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区采集膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、红砂(Reaumuria songarica)、合头草(Sympegma regelii)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和珍珠猪毛菜(Salsola passerina)5种典型荒漠植物根际土壤样品,利用磷脂脂肪酸(PLFA)法结合Sherlock微生物鉴定系统分析了土壤微生物群落结构。结果表明,5种荒漠植物根际土壤微生物磷脂脂肪酸种类和组成差异显著,其中表征革兰氏阳性菌的18:0 iso、16:0 iso和17:1 isoω9c分别为红砂、珍珠猪毛菜特有表征放线菌的18:1ω7c 10-methyl仅在珍珠猪毛菜根际存在。总PLFAs、真菌、放线菌和真菌/细菌在珍珠猪毛菜中显著最高,革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌在膜果麻黄和珍珠猪毛菜根际显著高于其他植物,AM真菌在合头草根际有最高值。结构方程模型分析表明,与植物相比,土壤因子对微生物群落结构影响更为显著,其中易提取球囊霉素对放线菌有显著影响,土壤碱解氮是革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的主要影响因子。同时,土壤微生物群落结构可用于检测不同荒漠植物根际微环境土壤退化状况。     

西北干旱区泡泡刺灌丛的降雨再分配特征及影响因素分析

定量分析植被冠层对降雨再分配过程的影响,是认识陆地生态系统水文循环的重要环节。然而,由于干旱区天然植被分布稀疏、形态结构特殊,其降雨再分配过程的测算较为困难,相关研究较少,特别是关于荒漠低矮灌丛的降雨再分配研究鲜有报道。本文以河西走廊中段临泽绿洲—荒漠过渡带的天然建群种泡泡刺灌丛(Nitraria sphaerocarpa)为研究对象,基于3年逐个单次降雨事件的观测数据分析了生长季泡泡刺灌丛的降雨再分配特征及主要影响因素,量化了泡泡刺灌丛覆盖下实际进入土壤的有效降雨量及其空间分布特征。结果表明:(1)生长季泡泡刺灌丛的平均穿透率、树干茎流率和冠层截留损失率分别为87.89%、1.61%和10.50%;(2)降雨量是影响泡泡刺灌丛降雨再分配特征的关键气象因素,其与穿透雨量、树干茎流量、冠层截留损失量之间具有显著的统计关系(P<0.001);(3)与干旱区其他稀疏植被相比,泡泡刺灌丛的穿透率和集流率较高,冠层截留损失率较低,与其特殊的植被形态特征有关,相关分析的结果表明,泡泡刺灌丛的穿透雨量与植被面积指数和株高呈显著的负相关关系(P<0.001),树干茎流量与树干倾角呈显著的正...     

几种具纤毛分生孢子的腔孢菌

本文报道了河北省具纤毛分生孢子的腔孢菌５种,它们隶属于多毛孢属,星毛孢属,刺杯毛孢属和双毛壳孢属。其中多毛孢属和星毛孢属系国内新记录属。记载了一新种中国多毛孢和一中国新记录种甘蔗星毛孢。在刺杯毛孢属和双毛壳孢属内共鉴定出３个种,它们是槭刺杯毛孢,刚毛刺杯毛孢和双毛壳孢。文中对这些种进行了详细描述,新种有拉丁文描述。研究标本保藏于河北省科学院生物研究所。     

五种荒漠植物幼苗出土及生长对沙埋深度的响应

研究了红砂、泡泡刺、花棒、白刺和沙拐枣5种荒漠优势植物的幼苗出土和生长对沙埋的响应,判断了幼苗的生长特征能否预测植物的定植能力。进行了0、1、2、3、5cm和8cm等6个沙埋深度处理,每个处理5个重复。结果表明：每种植物的出苗率都随着沙埋深度的增加而降低,而且遵循着指数方程关系。红砂种子的最佳沙埋深度应为0-1cm,3cm已是出苗和存活的最大沙埋深度;泡泡刺、花棒和白刺种子的最佳深埋深度为0—3cm;沙拐枣在0—8cm各个深度都有出苗现象,且出苗率没有显著差异,但8cm深度的出苗率只有4％,最佳沙埋深度约为5cm。幼苗的生长高度受沙埋深度的影响显著,在同一时间,幼苗的最大生长高度并不在0cm表层,但红砂幼苗除外。泡泡刺、花棒和白刺在0—3cm的沙埋深度的幼苗生长高度大于5-8cm沙埋深度的生长高度,但沙拐枣幼苗在5cm深度的生长高度最大。5种荒漠植物幼苗的生物量受沙埋深度的影响不显著。在同一沙埋深度下,红砂的绝对高度生长率明显低于其余4种植物,沙拐枣的绝对高度生长率高于其余4种植物幼苗;5种植物的相对高度生长率对沙埋深度的响应并不敏感。绝对高度生长率与相对高度生长率并不能预示幼苗存活成功率。     

中国刺栲林的分类与分布初探

介绍了中国刺栲林的群落生态学特性及其分布特征等,根据刺栲在群落中的地位(优势种、共建种、伴生种或偶见种),将刺栲林分为三种主要的群落类型,每一大类中,又依据分布地的环境状况等,各分为几种不同的亚型。值得注意的是,在以刺栲为优势种的群落类型中,随着海拔的升高,其共建种表现出独特的替代规律。同时,进一步探讨了刺栲群落形成与维持机制,认为在刺栲自身生物学和生态学特性的基础上,生境异质性和环境及人为干扰导致刺栲形成了不同群落类型,但其内在机制的揭示还需进行深入的研究。最后,对其速生丰产林和混交林营造提出了一些建议。     

金佛山方竹经营对扁刺栲群落物种多样性和优势种种群结构的影响

为探讨金佛山方竹经营对扁刺栲群落物种多样性和优势种种群结构的影响,该研究以金佛山的扁刺栲自然群落和金佛山方竹经营群落为对象,分析了两类群落的物种组成特征、物种多样性及优势种种群结构。结果表明：(1)两种群落内共记录维管束植物84种,隶属于40科63属,以樟科、蔷薇科、壳斗科、山茶科物种为主;扁刺栲为群落优势种,中华木荷和灰柯为次优势种,金佛山方竹为灌木层优势种,扁刺栲群落组成与亚热带其他地区的扁刺栲群落组成相似。(2)金佛山方竹经营群落的灌木层物种丰富度显著低于自然群落,草本层Shannon-Wiener指数和Pielou指数均显著低于自然群落。(3)扁刺栲和灰柯在自然群落中为稳定型种群,而在金佛山方竹经营群落中为衰退型种群,中华木荷在两类群落中均为衰退型种群。(4)自然群落中扁刺栲、中华木荷、灰柯种群的萌枝率、有萌个体率和幼苗相对优势度均高于金佛山方竹经营群落。综上认为,金佛山方竹经营对金佛山扁刺栲群落灌木层和草本层物种多样性产生了负面影响,并显著影响扁刺栲群落优势种种群更新和维持。     

三七根腐病株根际土壤真菌群落组成与碳源利用特征研究

根腐病是药用植物三七Panax notoginseng的多发性病害,而土壤真菌群落组成与根腐病的发生存在一定的联系。利用末端限制性酶切片段长度多态性分析和Biolog技术研究了云南文山三七种植园健康和发病三七植株根际土壤真菌群落结构和碳源利用特征,结果表明健康和发病植株的根际土壤真菌多样性和代谢活性差异不显著,但是真菌群落组成存在差异。健康和发病植株根际土壤都以小茎点霉Phoma exigua及镰孢菌属Fusarium真菌为主要种群,而健康植株根际土壤中火丝菌属Pyronema和被孢霉属Mortierella等真菌类群的相对丰度显著高于发病植株根际土壤,尖孢镰孢菌F.ox‐ysporum和刺座霉属的Volutella colletotrichoides的相对丰度则显著低于发病植株。