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。     

毛乌素沙地景观的植被与土壤特征空间格局及其相关分析

以毛乌素沙地景观不同尺度和生境中的植被盖度、植物物种数、土壤有机碳和全氮含量的空间格局和相互关系进行了研究。结果表明：不同尺度和生境中的植被盖度与植物物种数之间,以及土壤有机碳含量与全氮含量之间都具有显著的相关。在50－5000m的尺度上,植被盖度与植物物种数之间,以及土壤有机碳含量与全氮含量之间具有相似的空间格局,但植被特征（植被盖度与植物物种数）与土壤特征（土壤有机碳含量与全氮含量）具有不同的空间变化格局,两者之间没有显著的相关关系;在小于50m的尺度上,固定沙丘中的植物物种数与土壤有机碳和全氮含量之间具有显著的正相关,半固定水丘中的植物物种数与土壤有机碳含量具有显著的负相关。这说明,在小于50m的尺度上土壤有机碳和全氮含量格局制约了植被格局,但在50－5000m的尺度上却没有。这一研究表明植被与土壤之间的相互关系依赖于不同的空间尺度。     

两种麻黄根与茎次生木质部的解剖与进化和干旱环境的关系

用光镜及扫描电镜对两种麻黄根、茎次生木质部进行了解剖研究,结果表明：轴向系统主要由导管和管胞组成。横向系统由细胞壁木质化了的射线薄壁组织细胞组成。导管直径甚小,多孔式穿孔板,并存在导管与管胞之间的管状分子类型,推断麻黄属是裸子植物中最早出现导管的类群;管胞中有一些两头尖、胞腔小、具缘纹孔含纹孔塞的长分子,可视作纤维状管胞,使管胞的输导作用被削弱,而支持功能被加强;射线异型多列,已不具备裸子植物具较窄射线的特点。导管与管胞并存,恰好起到了一般沙生被子植物具宽窄两种类型的导管、复孔率高等典型的对干旱环境的适应特征的作用,茎中导管分子的长度和宽度均小于根,这与茎部需要较强的机械支持力相一致。     

库姆塔格沙漠南缘荒漠植物群落多样性分析

 根据20个样地的调查资料,应用重要值计算多样性指数、均匀度指数、丰富度指数 、优势度指数,对库姆塔格沙漠南缘荒漠植物群落物种多样性进行分析。结果表明: 1）荒漠植物群落分布随其生境地貌不同而不同,山前戈壁上分布有合头草(Sympegma regelii)群落,冲积河道低地分布有荒漠林胡杨(Populus euphratica)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、胀果甘草（Glycyrrhiza inflata）群落,戈壁沙漠过渡带为梭梭(Haloxylon ammodendron)群落,低海拔的沙山上分布有沙拐枣(Calligonum mongolicum)群落、膜果麻黄(Ephedra rzewalskii)群落和梭梭群落。2）荒漠植物群落物种多样性水平较低,群落结构简单,物种组成单一。群落Shannon_Wiener物种多样性水平表现为合头草群落最高（1.706）,具有草原化荒漠植被类型的成分;梭梭群落、膜果麻黄群落居中（0.875～0.890）,荒漠植被类型特征明显;沙拐枣群落、胡杨群落、多枝 柽柳群落、胀果甘草群落较低（0.079～0.495）,荒漠林、盐地沙生灌丛及盐化草甸植被均有零星分布。3）荒漠植物群落结构层次中,灌木层占居主导地位,群落灌木层物种多样性水平（0.769～1.451）远远大于草本层（0.193～0.254）,且草本层物种多样性受灌木层影响较大。4）荒漠植物群落物种多样性分布格局表现为经向、纬向和海拔梯度的变化,经向、纬向变化为物种多样性水平较高的草原化植物合头草群落（1.706）向物种多样性水平较低的荒漠植物梭梭群落（1.379）和盐化植物多枝柽柳群落（0.376）的过渡,海拔梯度则 呈现低水平的沙拐枣群落（0.819）到高水平的膜果麻黄群落（0.890）向低水平的梭梭群落 （0.645）变化。荒漠植物群落过渡地带一般具有较高的物种多样性和较低的生态优势度。     

在古尔班通古特沙漠中柽柳（Tamarix spp.）群落的侵移与更新研究

 柽柳(Tamarix spp.)在荒漠的非河岸区自然侵移现象已被发现。生长季偶发大雨引起暂时性积水,在土层结构和种源的适当配合下,有可能引起柽柳的自然发生过程。这种机遇较少出现。故实生苗群数量较少,年龄结构亦非连续性。但植丛寿命长,在漫长生活周期中,这种机遇终将出现,如无人为因素干扰,这类植丛将能持续地补充幼体而实现更新。     

C4荒漠植物猪毛菜与木本猪毛菜的叶片解剖结构及光合生理特征

为了比较C₄荒漠植物猪毛菜(Salsola collina)和木本猪毛菜(S. arbuscula)的抗旱结构和适应环境的光合作用特征, 在二者混生的群落中, 选择代表性植株, 采集叶片进行叶片解剖结构分析, 在自然条件下测定了二者叶片的气体交换参数。研究结果表明：猪毛菜叶片具表皮毛, 具有更发达的薄壁贮水组织;木本猪毛菜叶片具有更厚的角质层, 表皮下有1层下皮细胞, 其栅栏组织细胞较长, 排列更紧密。猪毛菜的净光合速率明显高于木本猪毛菜, 日平均值分别为21.5和15.7 μmol CO₂·m^-2·s^-1。猪毛菜的蒸腾速率也明显高于木本猪毛菜, 日平均值分别为14.9和10.2 mmol·m^-2·s^-1。猪毛菜和木本猪毛菜的水分利用效率的日平均值分别为1.39和1.53 μmol CO₂·mmol^-1H₂O, 特别是在14:00时分别为1.61和2.30 μmol CO₂·mmol^-1H₂O, 木本猪毛菜高出猪毛菜约42%。猪毛菜的光补偿点低于木本猪毛菜, 而光饱和点和光量子效率较高, 具有更低的CO₂补偿点。这表明：二者的旱生结构不同, 木本猪毛菜具有更显著的荒漠植物特征;在适于二者混生的环境下, 猪毛菜比木本猪毛菜的光合能力更强, 而木本猪毛菜的水分利用效率更高。     

毛乌素沙地10种重要沙生植物叶的形态结构与环境的关系

10种重要沙生植物叶器官的比较解剖学研究表明其普遍特征是;叶片的表面积与体积比值小;叶表具表皮毛和厚的角质膜;气孔下陷、具孔下室;叶肉中栅栏组织发达;叶各类组织中普遍有含晶细胞和粘液细胞,具有发达的机械组织和输导组织。个别植物叶退化而由同比枝行使光合作用;部分植物具皮下层和异细胞层,以及具异常结构,以上特征是适应沙漠干旱环境的结果,反映出植物形态结构与环境的统一性。     

荒漠植物红砂叶片元素含量与气候因子的关系

 通过测定中国境内红砂(Reaumuria soongorica)主要分布区21个自然种群407个植株叶片氮(N)、磷(P)、钾(K)含量、叶片含水量和稳 定碳同位素组成等叶片特征, 分析不同自然种群红砂叶片特征与环境气候因子之间的关系。研究结果表明, 随着年平均最低温度的升高, 红砂 叶片N、P含量、叶片含水量和稳定碳同位素值显著升高。年平均温度和红砂叶片含水量、年平均最高温度和红砂叶片稳定碳同位素值显著正相 关。不同生长区年平均降雨量和平均湿度对红砂叶片特征的影响一致, 与红砂叶片P、K含量和叶片稳定碳同位素值显著负相关, 与叶片N含量和 叶片含水量显著正相关。不同生长区平均日照时数和蒸发量对红砂叶片特征的影响一致, 与红砂叶片P、K含量和叶片稳定碳同位素值显著正相 关, 与叶片含水量显著负相关。说明不同自然种群中红砂叶片特征受气候条件的影响显著, 不同气候因子对红砂叶片特征的贡献显著不同。不 同种群间红砂叶片N含量的变化是各气象因子均衡作用的结果, 年平均湿度是影响红砂叶片K含量和稳定碳同位素值的主要限制因子, 蒸发量是 影响红砂叶片P含量的关键因子, 平均日照时数是影响红砂叶片含水量的关键因子。红砂叶片特征对不同环境条件下气候因子的这种响应模式在 一定程度上反映和指示了以红砂为建群种荒漠生态系统的环境状况和稳定程度。     

C4荒漠植物猪毛菜与木本猪毛菜的叶片解剖结构及光合生理特征

 为了比较C₄荒漠植物猪毛菜(Salsola collina)和木本猪毛菜(S. arbuscula)的抗旱结构和适应环境的光合作用特征, 在二者混生的群落中, 选择代表性植株, 采集叶片进行叶片解剖结构分析, 在自然条件下测定了二者叶片的气体交换参数。研究结果表明：猪毛菜叶片具表皮毛, 具有更发达的薄壁贮水组织;木本猪毛菜叶片具有更厚的角质层, 表皮下有1层下皮细胞, 其栅栏组织细胞较长, 排列更紧密。猪毛菜的净光合速率明显高于木本猪毛菜, 日平均值分别为21.5和15.7 μmol CO₂·m^–2·s^–1。猪毛菜的蒸腾速率也明显高于木本猪毛菜, 日平均值分别为14.9和10.2 mmol·m^–2·s^–1。猪毛菜和木本猪毛菜的水分利用效率的日平均值分别为1.39和1.53 μmol CO₂·mmol^–1 H₂O, 特别是在14:00时分别为1.61和2.30 μmol CO₂·mmol^–1 H₂O, 木本猪毛菜高出猪毛菜约42%。猪毛菜的光补偿点低于木本猪毛菜, 而光饱和点和光量子效率较高, 具有更低的CO₂补偿点。这表明：二者的旱生结构不同, 木本猪毛菜具有更显著的荒漠植物特征;在适于二者混生的环境下, 猪毛菜比木本猪毛菜的光合能力更强, 而木本猪毛菜的水分利用效率更高。     

干旱沙区植被恢复中土壤碳氮变化规律

测定了干旱沙区不同年限植被恢复区土壤0~5(包括结皮层)、5~10和10~20 cm颗粒组成分布、土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)和全氮含量,并分析了土壤颗粒组成分布中沙粒和粘粉粒含量变化与土壤SOC和氮含量间的关系,探讨植被恢复过程中SOC和氮变化规律。研究表明,干旱沙区植被恢复过程中,SOC和全氮含量存在明显的固存效应,这种效应不仅表现在植被恢复的时间上,也表现在土壤垂直分布上。植被恢复区SOC和氮含量随恢复时间的延长呈增加趋势,在垂直方向上呈降低趋势。土壤极细沙(0.1~0.05 mm)和粘粉粒含量(<0.05 mm)的时间和空间变异与SOC和氮有着相似的趋势。而沙粒含量(0.5~0.1 mm)则随植被恢复时间增加和土层深度的增加呈降低趋势。土壤中极细沙粒(0.1~0.05 mm)和粘粉粒含量(<0.05 mm)分别与SOC和氮含量有显著正相关关系(p<0.01),而沙粒含量(0.5~0.1 mm)与SOC和氮含量呈显著负相关(p<0.01)。从植被恢复或者荒漠化逆转角度阐明了干旱沙区土地利用的变化导致的土壤保护性碳组分的增加是土壤碳储量汇功能增加的体现。在研究区域,有机碳和全氮因土壤粘粉粒和极细沙而积累的定量关系可以用线性方程很好地预测,从而为更好地估算荒漠化逆转过程中不同阶段碳汇量提供了依据。而植被恢复中土壤SOC和氮与土壤颗粒间的结论加深了荒漠化逆转过程中土地利用方式的改变对气候变化响应的陆地生态系统碳循环过程与机理的理解,明确了我国广泛在干旱沙区实施区域治理对全球大气CO₂汇的贡献。植被恢复过程中,表征土壤肥力特征的SOC和氮在时间和空间上的变异对植被演变的影响,以及土壤物理稳定性的增强对土壤抗风蚀能力的贡献。从另一个方面阐述了植被恢复过程中土壤和植被间的这种相互关系及其对生态环境改善的贡献,为探讨干旱沙区荒漠化逆转过程中植物种的选育和合理评价生态环境提供了参考。     

ADAPTATION AND CONSTRAINT IN THE EVOLUTION OF THE PHYSIOLOGY AND BEHAVIOR OF THE NAMIB DESERT TENEBRIONID BEETLE GENUS ONYMACRIS

A comparative phylogenetic approach was used to test the following adaptive hypotheses pertaining to the physiological abilities of the Namib desert tenebrionid beetle genus Onymacris to withstand the hot, dry desert environment: (1) Desert-interior species evolved longer legs (relative to body size) than beetles in the cooler coastal region to facilitate stilting, i.e., elevating their bodies out of the hot boundary layer of air close to the substrate. (2) Wax blooms on the exoskeleton, which reduce evaporative water loss, are more likely to evolve in desert-interior species than in coastal species. (3) The high costs of activity in the extreme climates select for perfect coadaptation of preferred body temperatures (i.e., optimal temperatures for activity) and those they achieve in the field. All three of these adaptive hypotheses were supported by the results of squared-change parsimony and independent-contrasts analyses. Additionally, a parsimony approach suggested that a novel means of obtaining water from periodic fogs, known as fog basking, has evolved independently on two occasions.     

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。     

民勤沙区几种果树水分生理和土壤水分的关系

通过对民勤沙区几种果树进行节水灌溉,研究了苹果梨、锦丰梨、金冠苹果、新红星苹果和毛里斯苹果,在控水和正常灌溉条件下的水分生理变化特征。结果表明：在民勤沙区对这5种果树实行节水灌溉是可行的,且在控水和对照条件下5种果树各项水分生理指标之间的关系略不相同。     

胡卢巴属4种短命植物个体大小依赖的繁殖输出与生活史对策

 对准噶尔荒漠中胡卢巴属(Trigonella)4种短命植物网脉胡卢巴（T． cancellata ）、单花胡卢巴（T. monantha）、直果胡卢巴（T. orthoceras）和弯果胡卢巴（T. arc uata）的物候特征及生物量分配进行了比较研究,结果表明：1）这4种植物的萌发对策多样,具有春 、夏、秋萌现象,但以春、秋季萌发为主。其萌发时间在种间差异不明显,而与温度、降水等环境因子密切相关;2）生长发育快,生活周期短,一次结实,在干热夏季来临前完成生活周期,因此属于典型的避旱型植物;3) 秋、春萌株在早春返青或种子萌发后,经过短暂的营养生长后很快进入生殖生长,通过物候期（尤其是营养生长与生殖生长阶段）的迅速转换来获得高的繁殖力,最后达到较高的繁殖产量;4）繁殖分配比率均较高,分别达62.3%、51.9 %、54.3%和58.3%,且其繁殖输出与植株大小呈正相关;5）萌发时间不同的植株（春、秋萌 株）在大小及繁殖输出上差异显著,但繁殖分配比率差异不显著,说明由萌发时间差异引起的繁殖输出差异归根结底是由植株大小差异引起的。最后探讨了胡卢巴属这4种短命植物的生活史对策以及因萌发时间不同产生的植株在个体大小、生存力和繁殖输出等方面的差异对准噶尔荒漠干旱环境的适应意义。     

The ants of the southern Sonoran desert: community structure and the role of trees

In contrast to other North American deserts, the southern Sonoran desert is dominated by trees that provide shaded microhabitats necessary for the establishment and survival of several plant species. Near the southern limit of the Sonoran desert in Sonora, Mexico, we evaluated the role that tree microhabitats may play in structuring ant communities. We recorded 39 species and 21 genera of ants from a 9.7-ha area. Total species richness was estimated to be between 47 and 49 species, a much greater species richness than that reported for other North American arid-zone habitats. Although species richness did not differ between open ground and tree-shaded microhabitats, species composition did. Opportunistic species, Camponotus species, Pheidole sciophila and P. titanis were more common near trees, whereas Pheidole sp. A and granivorous species were more active in open areas. The imperilment of trees in the Sonoran desert due to commercial cutting and the spread of buffelgrass Pennisetum ciliare may alter the existing composition of ant communities.     

30种新疆沙生植物的结构及其对沙漠环境的适应

新疆３０种沙生植物营养器官的解剖学研究表明,它们的形态结构为适应沙漠环境发生相应变化。叶片表面积／体积比普遍小于中生植物;表皮细胞外壁具厚的角质膜,并覆盖毛状体,气孔下陷,具有孔下室;按叶肉结构的差别,３０种沙生植物的叶片可归为正常型、全栅型、环栅型、不规则型、禾草型、退化型等６类。轴器官中普遍具有发达的机械组织,一些植物形成异常结构;根的周皮发达;茎中基本组织／半径比率较大;部分植物形成同化枝,有的茎、叶中存在粘液细胞或结晶。按其适应沙生环境的形态结构特点,可以分为薄叶植物、多浆植物、肉茎植物以及卷叶植物等４类。沙生植物以不同的旱生结构特征和不同的方式适应沙漠环境。     

双峰驼不同生态环境条件下组织中微量元素的分布研究

对砾石和沙质两种不同的荒漠区双峰驼组织中６种微量元素的含量及分布规律进行了研究。结果表明,Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｏ的丰度在肝脏最高,Ｓｅ和Ｚｎ则分别在肾脏和肌肉组织中最高。由于砾石荒漠区土壤和牧草中Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ含量极显著高于沙质荒漠区（Ｐ〈０．０１）,导致两地双峰驼肝脏和肾脏Ｃｕ含量差异极显著（Ｐ〈０．０１）．同时发现,上述两地区双峰驼组织中Ｍｎ含量显著低于其他反刍动物。     

阿拉善荒漠典型植物叶片碳、氮、磷化学计量特征

荒漠植物在水分限制、营养元素相对匮缺的条件下,经过长期的进化适应形成了自身独特的生理生态和生态化学计量特征。在阿拉善荒漠选择52个典型群落类型,分析和研究了54种荒漠植物叶片的碳、氮和磷的化学计量特征。结果表明:荒漠植物叶片的碳(C mg/g)、氮(N mg/g)和磷(P mg/g)含量变幅较大,分别为(379.01±55.42)mg/g、(10.65±7.91)mg/g和(1.04±0.81)mg/g,变异系数分别为0.15、0.74和0.78;C/N、C/P、和N/P分别为66.70±60.81、683.16±561.94、11.53±5.06。元素间相关性分析表明,叶片的C和N不相关(P0.05),C与P显著正相关(P0.05),N和P极显著正相关(P0.01)。从植物功能型的角度分析发现,灌木和1年生草本植物对C的存储能力较低;占整体67%的灌木叶片的N、P含量最低,导致总体N、P含量较低;多年生草本和1年生草本植物叶N含量与灌木植物叶片和整体N含量无差别,而P含量明显高于灌木植物叶片和整体P含量且N/P明显低于灌木植物叶片和总体N/P,导致总体N/P较低。该研究结果与全球和中国尺度的研究相比发现,荒漠植物叶片C、N、P含量和N/P明显偏低,N/P14说明阿拉善荒漠植物在受N、P共同作用的同时更易受N限制。     

浑善达克沙地小毛足鼠的生物学习性

小毛足鼠 (Ｐｈｏｄｏｐｕｓｒｏｂｏｒｏｖｓｋｉｉ)为内蒙古沙地生境中主要鼠种之一 ,在固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘上均有分布[2～ 4 ] 。小毛足鼠主要取食植物种子和昆虫 ,对沙丘植被的恢复与更新起重要作用 ,是沙地生态系统重要组成成员[1] 。近年来 ,位于内蒙古自治区锡林郭勒境内的浑善达克沙地已成为京津地区沙尘暴灾害的重要沙源地之一 ,各级政府及诸多研究人员日渐重视该地区的生态恢复与重建研究 ,有关浑善达克沙地植被重建与恢复过程中的鼠害防治问题开始引起人们的普遍关注。由于研究该地区小毛足鼠的生物学特性 ,对于进一…     

腾格里沙漠固定沙丘藓类植物结皮层的自然恢复及人工培养试验研究

 通过藓类结皮层的自然恢复和人工培养藓类植物促进结皮层形成试验,研究了腾格里沙漠固定沙丘生物结皮层形成过程中优势成分真藓 （Bryum argenteum） 的繁殖生物学特性,结果表明：藓类结皮层人工去除后在3～4年内70%的样方基本恢复,在此过程中真藓主要靠茎叶碎片传播和繁殖;通过分株法、撒茎叶法培养的真藓在1个月后长满整个样地, 主要通过如下方式繁殖——茎的碎片连续分枝可产生小植株,茎、叶均可产生原丝体,由原丝体发育产生小植株,小植株又可再生原丝体,如此反复产生新植物体,这一过程是野外人工促进生物结皮层形成过程中真藓主要的繁殖途径。与室内培养中真藓的繁殖特性相比较,野外培养的真藓在繁殖过程中产生的原丝体较粗壮,分枝多,但在两种条件下的繁殖特性相同,能够揭示该地区自然条件下藓类植物萌发和定居的繁殖机理。该研究为人工促进生物结皮层形成及治理受损结皮层提供了实验依据。