科尔沁沙地黄柳和小叶锦鸡儿茎流及蒸腾特征

利用Dynamax茎流测量系统、Li-6400光合作用仪和自动气象站分别对科尔沁沙地两种灌木树种黄柳和小叶锦鸡儿的液流变化、蒸腾速率及其周围的环境因子进行检测.研究结果表明：（1）黄柳、小叶锦鸡儿茎干液流通量密度日变化趋势基本相同,呈多峰曲线;液流启动时间分别为4：30、5：30,在13：00左右到达各自液流峰值,峰值大小为81.2～91.7mg/h、17.3～27.1mg/h,20：30降为最低,晚间均具有明显的液流活动现象.（2）灌木的茎流日变化曲线与蒸腾速率日变化曲线并不吻合,实验测得的叶片蒸腾速率不能同步反映茎干液流的动态变化特征;黄柳的叶片蒸腾速率和单枝蒸腾耗水量均大于小叶锦鸡儿,耐旱性相对较低.（3）黄柳、小叶锦鸡儿白天液流通量密度变化趋势与环境因子变化趋势相吻合.相关性分析表明,影响灌木液流变化的主要因子依次是太阳有效辐射、相对湿度、大气温度、风速、10cm和20cm土壤温度.     

小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿的光合特性及保护酶系统比较

对锦鸡儿属羽状叶类群的代表植物--小叶锦鸡儿(Carag ana microphylla)和假掌状叶类群的代表植物--狭叶锦鸡儿(Caragana stenophyll a)的光合特性和保护酶系统进行了比较研究.小叶锦鸡儿的光补偿点(217 μmol photo n/(m2·s))、光饱和点(1107μmol photon/(m2·s))、光合最适温度(25.65℃) 均低于狭叶锦鸡儿(光补偿点,342μmol photon/(m2·s);光饱和点,1444μmol phot on/(m2·s);光合最适温度,32.89℃),前者在低温、低光强下表现出更高的光合速率 .小叶锦鸡儿净光合速率表现出随空气相对湿度增大而升高趋势,而狭叶锦鸡儿则在空气相对湿度为80%～90%时,净光合速率达到最大.这说明狭叶锦鸡儿光合系统对强辐射、高温和干旱环境的适应能力大于小叶锦鸡儿,小叶锦鸡儿对低辐射的利用能力高于狭叶锦鸡儿.狭叶锦鸡儿净光合速率和光能利用效率日进程午后高于小叶锦鸡儿,表明狭叶锦鸡儿的保水能力好于小叶锦鸡儿.小叶锦鸡儿LUE日平均值(8.17mmolCO2/mol photon)大于狭叶锦鸡儿(7.08 mmolCO2/mol photon),表明小叶锦鸡儿对低光强环境适应能力强.这些光合特性正好与它们分布区的光、温、湿条件相适应.从光合特性来看,狭叶锦鸡儿比小叶锦鸡儿更适于在光辐射充足、气温较高、降水更少的环境下生长.狭叶锦鸡儿有较高的POD和S OD活性,导致其自由基含量、MDA含量和细胞膜相对透性小于小叶锦鸡儿,这是狭叶锦鸡儿适应其干旱、高温、强辐射环境的重要特性.狭叶锦鸡儿叶细胞游离脯氨酸含量小于小叶锦鸡儿,也说明狭叶锦鸡儿对干旱的适应性强.结果表明(1)锦鸡儿属植物是以光合特性和抗氧化系统的变异来适应它们的光、温、湿环境的.(2)假掌状叶的代表植物--狭叶锦鸡儿比羽状叶的代表植物--小叶锦鸡儿对干旱、高温、强辐射的适应性强.这一研究结果似可以作为羽状叶是原始类群、假掌状叶是较进化类群观点的证据.     

不同作物在不同土壤水分条件下的耗水特性

本文系用盆裁法,对在干旱半干旱地区种植的八种主要作物——玉米、高粱、谷子、糜子、春麦、扁豆、胡麻、苜蓿等在适宜水分,轻度干旱、中度干旱、严重干旱、极严重干旱等五种土壤水分条件下的耗水特性进行了系统研究,比较了它们在耗水特性上的差异,并寻找了这种差异与需水日变化的关系,为其在干旱半干旱地区的合理布局与结构及其提高水分利用效率、旱作栽培提供了科学依据。     

不同降水条件下科尔沁沙地小叶锦鸡儿和盐蒿的水分利用动态

植物水分来源的判定是干旱半干旱区土壤-植物水分关系研究的重要方面,有助于理解沙地植物对干旱环境的适应机制。该文研究了不同降水条件下科尔沁沙地典型灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和盐蒿(Artemisia halodendron)的水分利用过程。试验采用增减雨装置模拟自然降水方法,设置增雨(+50%)、对照和减雨(–50%)3个处理,利用稳定性同位素技术测量了两种植物木质部水、降水、0–120 cm不同土层土壤水的稳定氢同位素比率(δD)和稳定氧同位素比率(δ~(18)O)值,最后利用Iso Source模型计算了两种灌木对潜在水源的利用比例。结果表明:1)增减雨处理主要影响表层(0–30 cm)土壤水分,增雨处理显著提高了两种灌木地上和地下生物量,且δ~(18)O值随土壤深度增加而降低;而减雨处理δ~(18)O值随土壤深度增加而降低的趋势更加明显;2)在增雨处理下,盐蒿增加了对浅层0–40 cm土壤水的利用比例,而小叶锦鸡儿对各土层水分的利用程度较为平均;在减雨处理下,由于表层土壤含水量较低,两种植物均提高了对深层土壤水的利用比例,其中盐蒿主要用水层次为60–80 cm,而小叶锦鸡儿为60–120 cm;3)就不同降水季节而言,湿季(5–6月)由于降水迅速补给浅层土壤水分,两种植物主要利用0–60 cm的土壤水;旱季(9月)由于降水偏少,小叶锦鸡儿对浅层水分利用急剧减少,转而利用更深层次的土壤水分;而盐蒿对各层次水分利用程度较为均匀。由此可见,同小叶锦鸡儿相比,盐蒿具有更强的抗旱能力及适应性。     

植物提取物和药剂对蔬菜蚜虫实验和自然种群的联合控制作用

研究白蝴蝶（Syngonium podophyllum ）乙醇提取物、苍耳（Xanthium sibiricum ）乙醇提取物、机油乳剂和0.3%印楝素乳油对桃蚜（Myzus persicae）和萝卜蚜（Lipaphis erysimi）的控制效果.室内四因子（1/2实施）二次正交回归旋转组合设计测试对有翅蚜的忌避作用,结果表明,对有翅桃蚜的主要忌避作用物为苍耳乙醇提取物,当苍耳提取物与白蝴蝶乙醇提取物混用,以及机油乳剂和印楝素混用时,对桃蚜有翅蚜的忌避效果提高;而对萝卜蚜有翅蚜的忌避作用主要受苍耳提取物和白蝴蝶提取物的影响.这些干扰作用均是非线性的.田间试验结果,单独使用白蝴蝶提取物对有翅成蚜有较强的驱避作用;对萝卜蚜自然种群的干扰控制作用以4种植物提取物和药剂混配效果最好,达95.7%;对桃蚜自然种群干扰控制效果最好的则是白蝴蝶提取物,控制效果达87%;同时,白蝴蝶提取物与印楝素乳油混配以及苍耳提取物与印楝素乳油混配,对两种蚜虫的控制效果均达80%以上.     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿固沙群落土壤微生物功能多样性

为探讨科尔沁沙地流动沙丘上建立小叶锦鸡儿固沙植被后土壤微生物群落代谢功能的变化,采用Biolog-ECO微平板检测法,研究了9、16和26年生人工群落以及流动沙丘和天然小叶锦鸡儿群落土壤微生物碳源代谢的多样性变化特征.结果表明:在培养的264 h内,流动沙丘土壤微生物平均颜色变化率,以及对羧酸类、糖类、多聚物类、氨基酸类、胺类和芳香类化合物类的代谢能力明显高于人工群落;随着人工群落年龄的增加,土壤微生物代谢碳源种类增加,26年生人工群落土壤微生物的碳源代谢模式已接近天然群落.流动沙丘建立小叶锦鸡儿植被后,土壤微生物群落碳源代谢功能多样性和均匀度指数下降;随着植物群落发育年龄的增长,微生物功能多样性逐渐提高.     

科尔沁沙地不同地形小叶锦鸡儿灌丛土壤水分动态

根据科尔沁沙地广泛分布的小叶锦鸡儿灌丛的植被调查和土壤水分监测数据,分析了沙地人工固沙灌丛的土壤水分时空动态和土壤储水量变化,并应用水量平衡法测定了灌丛蒸散发.结果表明:丘间地的土壤水分条件最好,丘中次之,丘上最低;灌丛区的土壤水分含量随深度增加而增加,在生长季内不会发生水分胁迫.灌丛区土壤水分与降雨过程高度相关,深层(50～180 cm)土壤水分同降雨的相关性高于表层(0～50 cm)土壤,并且深层土壤水分的变异也大于表层.整个生长期内,小叶锦鸡儿灌丛土壤储水量增加,土壤水分处于积累中,估算蒸散量占同期降雨量的64%以上.     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性Ⅱ.光合特性和水分代谢特性

研究了不同地区(117.6°～105.7°E,44.6°～38.8°N)分布的小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla Lam.)、中间锦鸡儿(Caraganadavazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom.)种群的光合特性和水分代谢特性.结果发现:(1)由东向西小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿净光合速率对光合有效辐射的响应增强;净光合速率达到最大值时所对应的空气湿度依次下降;净光合速率达到最大值时所对应的气温依次增加.光合日进程午前优势逐渐升高,光合速率逐渐升高,光能利用率逐渐升高,蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率显著升高,叶含水量逐渐降低,植株逐渐采取低蒸腾、高光合的节水对策.这些生理变化与它们分布区的光、温、湿条件相适应.这是小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿发生地理替代分布的生物学基础.(2)小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿光合系统对光合有效辐射、空气湿度和气温的适应都表现出连续性,而且这种连续性与环境的梯度变化相一致.不同种、不同地点光合日进程、日净同化积累值、蒸腾日进程、日蒸腾积累值、水分利用效率以及叶含水量日变化也随经度自东向西呈连续变化.光合特性和水分代谢特性表明小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的地理替代分布是连续过渡的,是一个连续地理渐变群.     

三种苗木在不同供水条件下生理适应性及耗水特性研究

选用君迁子、臭椿、白榆三个树种苗木,在盆栽条件下,控制三种土壤含水量,研究其适应性和耗水特性。结果表明,白榆适应能力最强,其次为臭椿,而君迁子最弱,在耗水量上基本接近,但耗水系数差异明显,主要是由于三个树种在不同水分条件下物质累积量不同。     

科尔沁沙地不同密度小叶锦鸡儿灌丛水量平衡研究

根据沙地水分平衡理论推算了不同栽植密度下小叶锦鸡儿灌丛的蒸散量.结果表明,小叶锦鸡儿灌丛生长期土壤水分含量随着植被密度增加而降低,0.5 m×1 m、1 m×2 m密度植被区平均土壤含水量低于凋萎湿度(1.55%),2 m×2 m密度植被和天然小叶锦鸡儿植被平均土壤含水量保持在1.60%以上,能够满足植被生存和生长的水分需求.蒸散量随着植被密度增加而增大,以0.5 m×1 m密度灌丛区最高,为297.81 mm,占同期降水量的97.90%;2 m×2 m密度灌丛区最低,为279.71 mm,生长期末期土壤水分节余为24.49 mm.依据生长期土壤水分状况和水分平衡要求,科尔沁沙地小叶锦鸡儿灌丛适宜密度应为2 m×2 m.     

科尔沁沙地不同生境土壤凝结水的试验研究

2007年8月采用称量法研究了科尔沁沙地4种生境（流动沙地、固定沙地、农田和樟子松林）土壤凝结水形成的时间以及凝结水的数量.结果表明：20:00-22:00间,研究区土壤凝结水开始逐渐形成,22:00-4:00时段的土壤凝结水波动增大,4:00之后土壤凝结水开始逐渐蒸发损失;科尔沁沙地4种生境0～9 cm土层是土壤凝结水的主要形成层,其中,0～3 cm土层所占比例最大,约占总凝结水量的40%,9～30 cm土层仍有凝结水形成,但凝结水量较少;4种生境0～3 cm土层的凝结水量在时间上存在较大差异,0～3 cm土层日均凝结水量大小依次为固定沙地>流动沙地>农田>樟子松林,说明植被条件较好的生境反而不利于土壤凝结水的形成;0～30 cm土层日均凝结水量以固定沙地最多（约0.172 mm）,以农田最少（为0.110 mm）,流动沙地和樟子松林地分别为0.120和0.128 mm.     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿地上-地下生物量分配格局

以科尔沁沙地18年生(成龄)和4年生(幼龄)人工小叶锦鸡儿以及天然小叶锦鸡儿灌丛为研究对象,采用分层挖取根系法调查不同植被区小叶锦鸡儿的根系分布特点,研究其在生物量分配、根冠比、根系分布等方面对干旱环境的响应.结果表明:1)小叶锦鸡儿倾向于把更多的生物量分配于地下,其中天然植被地下生物量比重最大,4年生植被地下生物量比重最小.2)小叶锦鸡儿灌丛根系生物量随着土层深度的增加而逐渐减少,其根系主要分布在0 ～ 100 cm土层中.3)4年生小叶锦鸡儿吸收根呈现浅层分布特性,在地下O～50 cm吸收根生物量显著高于18年生和天然植被(P＜0.05);18年生和天然植被吸收根更多分布于50 ～ 100 cm土层中.天然小叶锦鸡儿输导根生物量在50 ～ 100 cm土层中显著高于4年生和18年生植被(P＜0.05).4)小叶锦鸡儿灌丛地上-地下生物量符合异速生长模型的幂函数.     

降雨对高寒沙地不同林龄中间锦鸡儿水分利用特征的影响

为明确不同林龄中间锦鸡儿水分来源对降雨的响应,利用稳定同位素技术测定青海共和盆地不同林龄的中间锦鸡儿(4a、9 a、17 a和31 a)在降雨前后土壤水、木质部水、地下水和雨水的δ2H、δ18O组成,运用Iso-Source模型计算植物对各潜在水源的利用比例.结果 表明:各林龄中间锦鸡儿的浅层(0～40 cm)土壤水δ...     

科尔沁沙地生态环境及其可持续管理--科尔沁沙地生态考察报告

中国科学院沈阳应用生态研究所和中央电视台于 2 0 0 3年 8月联合对科尔沁沙地进行了生态科学考察。草地退化仍呈加剧态势。大面积开垦荒地造成科尔沁草地退化和面积减少的主要原因之一。科尔沁水资源目前存在的主要环境问题是水资源呈现明显减少趋势、主要河流供水量减少、沙地内部水体明显减少、部分地区地下水位明显下降。科尔沁沙地的沙地面积在近些年呈减小的趋势 ,人工植被恢复力度日益加大效果显著但分布在科尔沁沙地的沙丘面积还很大 ,且未治沙丘的治理难度相对更大。     

Effects of environmental factors on genetic diversity of Caragana microphylla in Horqin Sandy Land,northeast China

Caragana microphylla (Leguminosae) is a dominant climax semishrub species in northern China. We evaluated genetic variation within and among populations sampled from three different environmental gradients in Horqin Sandy Land in northern China using intersimple sequence repeats markers and investigated the possible existence of relationships between genetic diversity and environmental factors. The results showed that C. microphylla have high genetic diversity, and environmental gradients affected genetic diversity of C. microphylla populations. Genetic diversity of all populations was affected by many environmental factors and as well correlated with warm index and soil Olsen phosphorus (SOP) concentration. These results have important implications for restoration and management of these degraded ecosystems in arid and semi‐arid areas.     

科尔沁沙地人工小叶锦鸡儿植被水分入渗动态研究

通过对科尔沁沙地不同年龄人工小叶锦鸡儿固沙植被降雨入渗的研究 ,阐明植被对沙地水分入渗的影响。结果表明 ,在降雨量 4 3 4mm ,降雨强度 3 9mm·h-1时 ,降雨后 12 0h内流动沙丘和 5年生人工小叶锦鸡儿植被的水分入渗深度分别为 180cm和 15 0cm ,15年生人工小叶锦鸡儿植被降雨入渗深度为 10 0cm。流动沙丘降雨后土壤水分变化剧烈 ;有植被沙地降雨后土壤水分变化平缓 ,水分下渗浅 .随着植被年龄的增加 ,浅层土壤截留降雨能力不断加强 ,最终形成不透水土层。降雨后短期内流动沙丘浅层土壤中含水量高 ,后期有植被沙丘深层土壤含水量高     

塔克拉玛干沙漠腹地多枝柽柳茎干液流及耗水量

2005年4—11月,利用植物茎流计研究了塔克拉玛干沙漠腹地沙漠公路防护林植物多枝柽柳的茎干液流特性和耗水量.结果表明:在极端干旱的沙漠腹地,土壤水分充足时,直径为3.5和2.0 cm的多枝柽柳在整个生长季的日平均耗水量分别为6.322和1.179 kg;多枝柽柳的茎干液流呈单峰曲线型,有明显的昼夜变化规律,茎干液流随环境因子变化而波动;在土壤水分充足的条件下,总辐射、风速、温度是影响茎干液流变化的主要环境因子,可以用总辐射和风速的线性回归模型预测茎干液流的变化.沙漠腹地多枝柽柳的蒸腾耗水量相对较高,是因为在较为充足的水分供应条件下,多枝柽柳通过大量的水分消耗来抵御干燥高温的沙漠环境.     

营养液不同磷浓度对柠条苗期植株生长发育的影响

在室内营养液培养条件下,研究了不同磷浓度对柠条苗期植株生长发育的影响.结果表明,不同磷浓度对植株主根长度、侧根数、株高、根冠比、鲜重、干重、茎叶中含磷量、吸收量和磷的利用效率等都产生显著的影响.通过不同的磷浓度对植株生长发育的影响和综合植株主要生长发育性状指标,发现柠条苗期营养液培养的适宜磷浓度为10～500μmol·L-1,最适宜磷浓度为100μmol·L-1,缺磷的临界浓度在1～10μmol·L-1间.柠条苗期植株地上部含磷量随外界营养液中磷浓度的增加呈现先增加后减少的趋势,当外界磷浓度达到1000μmol·L-1时对植株生长产生一定程度的抑制作用.