疏林草原榆树种子-幼苗更新过程研究进展

榆树疏林草原曾广泛分布于我国北方农牧交错区,是科尔沁沙地、浑善达克沙地和呼伦贝尔沙地特有的原始景观,景观特征类似于热带稀树草原——萨瓦纳,乔木种类单一,草灌木植被发达,是遏制沙漠扩张的重要屏障。但目前榆树疏林的生长状况大都不良,树龄老化,自然消亡长期得不到更新,特别是种子-幼苗时期更新过程受到人为因素和自然环境的影响,使得榆树疏林生态系统处于崩溃边缘。本文基于国内主要的榆树疏林草原分布区榆树种子-幼苗更新过程研究,列举了榆树疏林种子-幼苗的分布特征以及影响其生长发育的主要因素,并且提出进行榆树种源保护、长期定位观测,开展多学科交叉研究和榆树固沙效果分析的展望,对于榆树疏林植被恢复和重建具有重要的理论价值。     

贺兰山榆跳象幼虫空间分布特征及影响因子分析

【目的】明确贺兰山榆跳象Orchestesalni幼虫空间分布型及其形成机制,分析影响榆跳象幼虫空间分布的因子,以期为榆跳象的预测预报及防控措施提供参考。【方法】对贺兰山灰榆林榆跳象幼虫平均密度进行调查,应用6种聚集度指标法和2种回归模型法分析榆跳象幼虫的空间分布型。【结果】贺兰山中部沟道灰榆榆跳象幼虫密度明显高于南北沟道。半阴坡和阴坡榆跳象幼虫平均密度显著高于阳坡和沟道。灰榆树冠不同方向的幼虫平均密度差异不显著,以树冠中下层最大。榆跳象幼虫密度与树干高呈显著正相关。榆跳象幼虫在贺兰山灰榆林中呈聚集分布,基本成分是个体群,个体间相互吸引,并随种群密度升高,聚集程度增大。聚集分布是由昆虫行为或环境条件引起。灰榆林海拔和坡度显著影响榆跳象幼虫密度,榆跳象幼虫主要聚集在海拔1 800 m以上(29.00%)和急坡(24.08%)的灰榆林。【结论】贺兰山中部沟道的中海拔区域是榆跳象发生的重点监测区域,背风且水分条件好的坡向密度大,榆跳象幼虫聚集分布容易造成局部区域密度较高。     

地上竞争与地下竞争对科尔沁沙地榆树幼苗生长的影响

榆树疏林草原对科尔沁沙地植被恢复和景观保护有着重要意义.本文采用双因素两水平控制试验,从幼苗生物量、地下/地上生物量、茎高、根茎比、叶片数等方面,研究了草-树地上、地下竞争对科尔沁沙地榆树幼苗生长的影响.结果表明:对于1年生榆树幼苗,单株平均生物量表现为无竞争＞地上竞争＞全竞争＞地下竞争;地下/地上生物量表现为地下竞争＞全竞争＞无竞争＞地上竞争;幼苗高度表现为地上竞争＞无竞争＞全竞争＞地下竞争;根茎比表现为地下竞争＞全竞争＞无竞争＞地上竞争;叶片数表现为地上竞争＞无竞争＞地下竞争＞全竞争.地下竞争对1年生榆树幼苗生长影响显著,而地上竞争对榆树幼苗生长无显著影响.地上竞争与地下竞争对2年生榆树幼苗生长的影响均不显著.科尔沁沙地草本植物对榆树幼苗生长的影响主要通过地下竞争的方式实现,但地下竞争并没有改变榆树幼苗的资源分配方式.随榆树幼苗龄级的增长,草本植物竞争作用的影响逐渐减弱.     

不同生育期榆树净光合速率对生态因子和生理因子的响应

利用Li-6400便携式光合作用系统,观测了内蒙古浑善达克沙地榆树(Ulmus pumila)的净光合速率(Pn)、上表皮气孔导度(Gs-u)、下表皮气孔导度(Gs-l)等生理因子及大气温度(Ta)、光合有效辐射(PAR)、大气二氧化碳浓度(Ca)和空气相对湿度(RH)等生态因子,应用相关分析、通径分析、决策系数分析及灰色关联分析,系统的研究了榆树Pn在不同生育期的日变化特征及其与生态因子和生理因子间的关系,为深入揭示其生理特征及浑善达克沙地榆树规范化种植提供理论依据。研究表明:1榆树Pn日变化在各生育期均呈双峰型曲线,表现出不同程度的光合"午休"。2榆树Pn在各生育期大小顺序为8月7月9月,其值分别为8.18、7.92μmol CO2m-2s-1和6.52μmol CO2m-2s-1。37、8、9月份PAR、Gs-u与榆树Pn呈显著正相关,且PAR的直接作用和决策系数均最大,Gs-u的直接作用大于其他因子的间接作用,且决策系数仅次于PAR,其他因子在各生育期也表现出对榆树Pn不同程度的影响。4不同生育期榆树对各生态因子和生理因子的响应有所不同,7月份Ta为Pn主要限制变量,8月份RH为Pn主要限制变量,9月份各因子均起增进作用。5不同生育期榆树Pn的变化主要受PAR和Gs-u的影响,但不存在简单的线性相关关系,是所有因子综合影响的结果。     

人为干扰对浑善达克沙地榆树疏林的影响

 榆树（Ulmus pumila）疏林灌丛草原是浑善达克沙地植被演替的顶极群落。但近年来,榆树数量减少、树龄老化严重。2001～2002年,在浑善达克沙地榆树疏林集中分布地区,选取了轻度（LD）、中度（MD）和过度（HD）3个不同干扰强度的地点进行实地调查。分析了浑善达克沙地榆树数量     

榆林沙蜥的生态观测

榆林沙蜥(Phrynocephalus frontdis)是毛乌素沙漠南部,榆林地区的优势种。当地群众叫“沙虎“、“沙和尚”。1983年6—10月,笔者在神木、榆林、定边等县调查时,釆到榆林沙蜥标本771号,对它的栖境、洞穴、气候(光照、温度、风)对它活动的影响、光照与它体色变化的关系以及种群组成等观测资料,现整理记述如下:     

短期封育对科尔沁沙地榆树疏林土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物群落结构变化及其与土壤养分和酶活性相互作用的研究能够客观认识短期封育对沙地退化榆树疏林生态系统功能恢复的影响。本研究以短期封育和自由放牧的榆树疏林为对象,采用16S rRNA基因和ITS基因高通量测序技术研究了短期封育和自由放牧对科尔沁沙地榆树疏林土壤微生物群落组成变化特征及其与土壤养分和酶活性的相互关系。结果表明,沙地榆树疏林土壤中最优势细菌和真菌类群分别为放线菌门和子囊菌门,其在封育区和放牧区占有比例分别为40.63%和43.02%,76.19%和66.42%;封育后的沙地榆树疏林土壤细菌由缓慢生长型细菌主导转变为快速生长型细菌主导;封育不仅明显增加了土壤细菌和真菌的特有OTU数量,而且降低了土壤细菌/真菌比值,同时封育使土壤真菌的α-多样性和丰度分别比放牧区提高77.89%和70.78%,说明封育改善了土壤真菌栖息环境,有利于真菌的生长;土壤养分和酶活性与土壤细菌和真菌的相互作用在封育区更显著,表明短期封育能够显著影响沙地榆树疏林土壤微生物的群落组成。     

用榆树皮制无固相冲洗液和钻井液添加剂

将榆树皮干燥后磨制成粉。测得榆树皮粉内含29％木素,17％多糖等。未经提取,直接对榆树皮粉进行糊化、交联、磺甲基化等处理,分别研制出性能良好的无固相冲洗液(无粘土冲洗液)及钻井液添加剂SME-Fe。文章讨论了影响产品性能的因素。列举出两种产品的一些主要性能。     

风力驱动的榆树疏林种子扩散模拟

种子扩散是榆树疏林天然更新研究的重要内容,榆树种子扩散主要为风力驱动。为探究风力对种子扩散的影响,本研究建立个体模型,模拟风力驱动的科尔沁沙地疏林榆树种子扩散。研究发现:各风向上种子扩散呈现单峰分布的特征,其峰值在距离种子源3~4个单位处;种子扩散距离与种子累积数量在各风向上差别不大。这一结果与野外观测结果一致。本研究表明,个体模型是研究种子扩散过程及其影响因素的有力工具。研究结果有助于理解科尔沁沙地榆树疏林天然更新过程,为植被恢复提供依据。     

榆树转录组EST-SSR引物开发及遗传多样性分析

目前榆树已有的分子标记资源匮乏,无法满足榆树种质资源评价及分子标记辅助育种等相关研究需要。本研究对白榆叶片转录组数据进行EST-SSR标记的检测和开发,检测引物在不同榆树资源中的可用性,并对不同榆树资源的多样性进行分析。本研究共检测到8828个精确型和569个复合型SSR位点,SSR序列长度主要以10~22 bp的短序列为主。SSR重复单元比例最大的为A/T(3330,40.18%),其次为AG/CT(1211,14.61%)和AAG/CTT(568,6.85%)。随机挑选90对EST-SSR引物进行验证,有效扩增率为51.11%(46对),其中有63.04%的引物(29对)为高多态性引物,多态性信息含量PIC在0.054~0.683间变化,极大地丰富了榆树的SSR引物资源。聚类分析表明,绝大部分榆树无性系均按其起源聚类,从侧面也证明了本研究开发的EST-SSR引物的有效性。本研究开发的SSR引物可将绝大部分榆树资源进行区分,与传统分类学相吻合,为榆科植物的分类提供了分子依据。     

羊草草原土壤微生物的数量和生物量

羊草原原土壤微生物数量特征是,细菌数量在名生境中分布的顺序为：拂子茅群落〉杂类草〉榆树疏林〉羊草群落〉碱蓬群落;真菌的分布：榆树疏林〉羊草群落〉杂类草群落〉指子茅群落〉碱茅群落〉碱蓬群落,放线菌为：羊草群落〉发类草群落〉碱茅群落〉碱蓬群落〉指子茅群落〉榆树疏林。土壤微生物生物量在６个植物群落中的大小顺序为：羊草群落〉杂类草群落〉榆树疏林〉拂水茅群落〉碱茅群落〉碱蓬群落,土壤微生物数量在土壤剖面中的     

浑善达克沙地榆树疏林幼苗更新空间格局

榆树疏林广泛分布于浑善达克沙地,是适应半干旱、半湿润气候的沙地植被类型.采用Ripley的K函数统计方法,分析了浑善达克沙地固定沙丘与丘间低地封育状态下的榆树幼苗空间分布及更新格局.结果表明:两种生境下榆树幼苗密度分别为88株/hm2和77株/hm2,丘间低地更适合幼苗的生长.固定沙丘和丘间低地榆树幼苗均呈聚集分布,但丘间低地的幼苗聚集强度更高.固定沙丘上榆树幼苗与成熟树种群在小尺度上呈负关联,而丘间低地幼苗与成熟树种群呈现较显著的正关联,但二者在大尺度上均无关联性.研究对揭示浑善达克沙地榆树幼苗分布、更新空间格局及其恢复保护具有重要意义.     

吉林榆树周家油坊旧石器文化遗址

<正> 周家油坊在榆树县西南18公里,地理座标北纬44°43.5′,东经126°21′。这一带盛产第四纪哺乳动物化石。周明镇教授等曾经根据这里的大量化石材料编著《东北第四纪哺乳动物化石志》一书。记录了35种化石,并命名为“榆树动物群”或称猛犸象披毛犀动物群。但化石层位不清,都是从河中拣的,群众手里收集的或药店里买来的。另外,还有人类化石的发现,称为“榆树人”。也因层位不明和含氟量较低而被否定为古人类化石。此外,还有一件人工打击的石片发现,层位也是不清。为解决“榆树动物群”的层位问题和探索有关古人类活动的遗迹,我们于1977年10月在这里进行了小规模发掘。先后共发掘七个地点(图1)。除第三地点未获化石外,其它六个地点都出土相当数量的化石,共十二种。其中除虎(Panthera tigris Linaeus)外,其余皆不超出前人的记录。同时在第一、二、     

近17年陕西榆林植被指数的时空变化及影响因素

植被指数是研究区域植被变化的重要手段。基于MODIS/Terra NDVI遥感影像数据,对陕西榆林市2000—2016年8月份NDVI进行像元尺度的时空变化及影响因素分析。结果表明,榆林有96.44%的区域植被指数是增加的,增加值在0—0.02/a区域面积占榆林的93.63%,呈显著增加趋势的面积占榆林的80.72%。复直线回归分析显示,气象因素对植被生长、演化起到了促进作用,人类活动使得植被指数等级变得更加均匀。人类活动抑制植被生长演化的区域占榆林总面积的45.04%,主要分布在榆林市最北部的府谷县、榆林市南部及西部的大部分区域;人类活动促使植被指数增加的区域占榆林总面积的54.96%,说明有一半以上的区域,人类活动对植被生长起到了促进作用,这些地区的封山育林、退耕还林、退牧还草等措施的实施效果较好。     

松嫩草原榆树疏林对不同干扰的响应

榆树疏林是中国东北松嫩草原沙地植被演替的顶极群落,其对维持物种多样性,保持水土,涵养水源等都发挥着重要的功能。过去20a间,榆树疏林在人为干扰(农耕和放牧)下,其群落结构和物种组成发生了巨大变化。在1983年和2004年,对松嫩草原不同人为干扰下榆树疏林群落结构和物种组成等进行调查,结果显示:农耕和放牧一方面使松嫩草原榆树疏林群落多物种消失、生物量和多样性显著下降、植被结构简单化;另一方面,也是导致建群种——家榆低矮化,灌木化的主要因素。     

浑善达克沙地四种生境中榆树天然更新幼苗发育的比较

对浑善达克沙地腹地风蚀低地、覆沙草地、平坦流动沙地和流动沙丘阴坡 4种类型生境中植物群落和榆树幼苗生长的比较研究结果表明 :(1)尽管单个样方内植物种数生境间没有差异 ,但群落总盖度覆沙草地的最低 ,流动沙丘阴坡上的居中 ,风蚀低地和流沙平地的最高。榆树幼苗的分盖度风蚀低地的最高 ,在流沙平地的次之 ,在覆沙草地的最低 ,流动沙丘阴坡的介于流沙平地和覆沙草地的中间 ,但与二者没有显著性差异 ;(2 )风蚀低洼地的幼苗生长的最好 ,平均高度、主根长度、叶片数和叶面积均显著大于生长在覆沙草地和流沙平地的幼苗的。生长在流动沙丘阴坡上幼苗的植株高度、叶片数目和叶面积介于它们之间 ,主根长度与风蚀低地的没有显著差异 ;(3)风蚀低洼地榆树幼苗根、茎、叶各部分生物量都明显地高于生长在其它 3种生境中幼苗的 ,流动沙丘阴坡上榆树幼苗的生物量还明显高于生长在覆沙草地和流沙平地上的 ,生长在覆沙草地和流沙平地的榆树幼苗的生物量基本上没有差异。该结果说明 ,榆树幼苗在风蚀低地生长最好 ,其次是在流动沙丘阴坡 ,这两种生境可能是浑善达克沙地榆树更新的主要地方。     

地下水位下降对浑善达克沙地榆树光合及抗逆性的影响

以浑善达克沙地优势树种榆树(Ulmus pumila)幼苗为研究对象, 在半控制试验中设置4个地下水位梯度(U1、U2、U3和U4, 地下水位分别为距离土壤表面1、2、3和4 m)研究了不同地下水位处理对榆树光合特征及抗逆性的影响。结果表明: 1)随着地下水位下降, 榆树对强、弱光的利用能力下降, 最大光合能力降低。随着地下水位的下降, 榆树叶片光饱和点、表观量子效率及暗呼吸速率均显著下降(p < 0.05), U1最大净光合速率可达(10.81 ± 0.28) μmol·m^-2·s^-1, 而U4最大净光合速率降至(8.98 ± 0.08) μmol·m ^-2·s^-1, 下降了16.9%; 2)地下水位下降使榆树的光能转化效率下降。与U1相比, U2、U3和U4的Rubisco最大羧化效率、光呼吸速率、最大电子传递效率和磷酸丙糖利用率均显著下降(p < 0.05), 而CO₂补偿点显著升高(p < 0.05); 3)地下水位越低, 榆树受到的胁迫越严重。U2、U3和U4的可溶性糖及脯氨酸含量较之U1均显著升高(p < 0.05)。因此, 地下水位下降会显著降低浑善达克沙地榆树的光合性能, 造成干旱胁迫。在实践中应加强地下水管理, 这对浑善达克沙地稀树疏林生态系统的可持续发展具有重要意义。     

基于无人机和决策树算法的榆树疏林草原植被类型划分和覆盖度生长季动态估计

植被覆盖度是评估生态环境质量与植被生长的重要指标,也是全球众多陆面过程模型和生态系统模型中表达植被动态的重要参数。卫星遥感和地面测量是估算植被覆盖度的常见方法。然而,如何精确估计榆树疏林草原上木本、草本不同类型植被的覆盖度仍然具有挑战性。无人机飞行系统有效的补充了区域尺度低空间分辨率的卫星遥感影像与样地尺度实地调查之间的缺口,为精确的监测、评估疏林草原的植被动态提供了新途径。利用无人机监测平台和决策树算法构建了一套快速、准确、自动获取景观尺度植被类型和估算植被覆盖度的自动化工具,以浑善达克沙地榆树疏林草原为对象,应用无人机监测平台对榆树疏林草原长期定位监测大样地2017年生长季植被状况进行7次监测。结果表明:1)无人机植被监测平台数据飞行高度100 m,获取的样地数字正射影像空间分辨率为2.67 cm/像元,远高于高分卫星影像,利用决策树算法基于数字正射影像可以实现自动划分榆树疏林草原木本和草本植被类型和估算植被覆盖度; 2)生长季内榆树疏林草原木本植被覆盖度为(19±2)%,草本植被覆盖度为(50±8)%,植被总覆盖度为(69±9)%,相对于木本植被,草本植被生长季内盖度变幅较大; 3)在整个生长季中,木本植被和草本植被对植被总覆盖度的平均贡献率分别为27%和73%,草本植被对植被总盖度的贡献远大于木本植被,榆树疏林草原植被的盖度主要受草本植被的影响。本研究证明无人机监测平台是一种高效、准确的植被监测工具,结合机器学习算法,实现了景观尺度植被类型的自动划分和不同类型植被覆盖度快速获取;在浑善达克沙地榆树疏林草原地区首次获取了木本植被和草本植被覆盖度的生长季动态。该平台未来可应用于各种类型生态系统植被类型划分、监测和评估。     

浑善达克沙地榆树疏林和小叶杨人工林碳密度特征及其与林龄的关系北大核心CSCD

榆树(Ulmus pumila)疏林是浑善达克沙地的地带性隐域植被,小叶杨(Populus simonii)是该区域主要的防风固沙造林树种。该文通过测定两种森林生态系统乔木层(叶、枝、干、根)、草本层(地上植被和地下根系)和土壤层(0–100 cm)的碳含量,比较了两种森林生态系统的碳密度及其分配特征,并运用空间代替时间的方法,阐明了乔木层、土壤层和总碳密度随林龄增加的变化特征,估算了两种森林生态系统的固碳速率。结果表明,榆树疏林乔木层和土壤层平均碳含量都低于小叶杨人工林,榆树疏林生态系统总碳密度是小叶杨人工林的1/2。两种森林生态系统的总碳密度中,乔木层碳密度和土壤层碳密度总占比98%以上;土壤层与植被层碳密度的比值随林龄的增加而降低,过熟林时该比值分别为1.66(榆树疏林)和1.87(小叶杨人工林);榆树疏林和小叶杨人工林的乔木层、土壤层和生态系统的总碳密度随林龄的增加而增加,其中乔木层碳密度及榆树疏林总碳密度与林龄均呈现出显著的线性正相关关系。小叶杨人工林乔木层的固碳速率约为榆树疏林的5倍,榆树疏林生态系统和小叶杨人工林生态系统的总固碳速率分别为0.81 Mg C·hm^(–2)·a^(–1)和5.35 Mg C·hm^(–2)·a^(–1)。这一研究结果有利于估算沙地森林生态系统的碳储量,为区域生态环境恢复和增加碳汇的政策制定提供依据。     

人类活动对榆树疏林土壤环境和植物多样性的影响

人类活动已成为地球上生物多样性的主要影响因素,而生物多样性的变化是目前主要的全球变化问题之一。榆树疏林是分布于温带草原地带的沙地生境顶级群落,其生态环境脆弱,极易遭到人类活动的破坏。研究结果表明,各种人类活动（包括人工林的建造）对原生榆树疏林土壤环境和植物多样性有很大的影响,其中人工樟子松林和重牧干扰影响最大,其次是人工杨树林。在沙地环境治理中应充分地考虑自然规律和系统的短期与长期生态过程的统一。