新疆荒漠中的梭梭和白梭梭（上）

在我国西北的荒漠地区,梭梭和白梭梭是两种非常著名的植物。它们具有超旱生的特性,又是荒漠中十分罕见的小乔木树种,因此成为建造荒漠植被的主要材料,是我国荒漠生态系统中个体最大,生物量和生产量最高的物种。 如何区别两种梭梭 梭梭和白梭梭同属于藜科梭梭属(Haloxylon),因此它们既具有许多相似的特征,又各具特色不难     

新疆荒漠中的梭梭和白梭梭（下）

生态地位和利用价值 梭梭和白梭梭适应干旱环境的能力很强,是荒漠地区防风固 沙和维护生态安全不可多得的优良树种。在实施西部大开发战略的生态环境保护和建设中,具有不可替代的生态地位和重要利用价值。它们所形成的天然植被,为许多荒漠动物提供了栖息环境,也是荒     

荒漠植物梭梭和沙拐枣光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了梭梭(Haloxylonammodendron)和沙拐枣(Calligonummongolicum)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)及水分利用效率(WUE)特征。结果表明:梭梭和沙拐枣在湿润状况下的Pn日变化呈单峰型,梭梭低于沙拐枣,日平均分别为19.60±0.12μmol·m-2·s-1和24.06±0.50μmol·m-2·s-1;E也是梭梭低于沙拐枣,日平均分别为5.53±0.08mmol·m-2·s-1和8.21±0.26mmol·m-2·s-1;WUE则不同,日平均梭梭高于沙拐枣,分别为3.28±0.05mmolCO2·mol-1H2O和2.84±0.06mmolCO2·mol-1H2O。WUE年均值也是梭梭高于沙拐枣,二者最高值都出现在9月,次高值出现在7月,WUE的高低变化与年降水量的高低分布一致。在湿润和干燥两种状况下,梭梭和沙拐枣Pn对光强的响应表明,水分条件好时Pn明显增大,光能利用率提高。从湿润状况时的净光合速率、光饱和点和CO2补偿点,以及干燥状况时也具有低CO2补偿点,确定梭梭和沙拐枣具有C4光合途径。     

黄土丘陵区延河流域潜在植被分布预测与制图

潜在植被的分布预测与制图对植被恢复规划具有重要的指导价值.利用广义相加模型（generalized additive model,GAM）,结合GIS空间分析技术和环境梯度分层采样技术,为延河流域24个地带性物种建立了分布模型,并在考虑群落内部物种种间关系及其分布概率的基础上,对物种分布进行运算,模拟预测了延河流域37种植物群落的分布状况和延河流域的潜在植被分布.结果表明: 研究区植被分布预测值与实际调查值间的差异不显著,预测的植被空间分布较好地反映了延河流域潜在的植被分布状况,表明该模型具有较好的预测能力,对于区域植被恢复的目标设定和恢复规划具有重要意义.     

安徽荒漠植被的多元分析

应用数量分类和排序方法分析了安西砾石戈壁荒漠植被、并应用逐步回归分析方法确定了群落和环境因素的关系方程。结果表明,该区砾石戈壁荒漠植被可分为６个主要群落类型。这些群落类型与土壤总含盐量、氯化物含量、硫酸盐含量及年降水量有密切的关系。     

荒漠植物梭梭和沙拐枣的花环结构及C4光合特征

 为了探讨梭梭（Haloxylon ammodendron）和沙拐枣（Calligonum mongolicum）适应高温强光荒漠环境的光合作用机构及特征,通过对其同化枝的解剖结构观察,δ13C值分析,以及气体交换测定表明：二者均具有花环结构(Kranz anatomy),肉细胞（Mesophyll cell）呈栅栏状,其内侧是维管束鞘细胞（Bundle sheath cell）,小维管束与维管束鞘细胞相接。在栅栏组织和贮水组织中,梭梭具有形状巨大的含晶细胞;沙拐枣具有大量的粘液细胞。梭梭和沙拐枣同化枝的δ13C值分别为-14.3‰和-14.8‰,在不同生长季节和土壤水分条件下,二者的δ13C值变化在-14‰到-16‰之间。梭梭和沙拐枣的CO2补偿点分别为2 μmol•mol－1和4 μmol•mol－1,光饱和点分别为1 660和1 756 μmol•m－2•s－1,表观光合量子效率分别为0.044和0.057 mol CO2•mol－1 photons。这表明,广泛分布于我国荒漠地区的木本植物梭梭和沙拐枣为C4植物,其光合途径不随生长季节和水分条件的变化而改变。     

中国潜在植被空间分布格局

潜在植被作为一种与所处立地达到平衡的演替终态,反映的是无人类干扰情况下,立地所能发育形成的最稳定成熟的一种顶极植被类型,是一个地区现状植被的发展趋势。潜在植被的研究能够真实反映气候条件对植被形态变化的影响,是植被-环境分类与关系研究的起点,也是全球变化与陆地生态系统研究的关键。以综合顺序分类法为基本理论基础,在GIS研究方法支持下,利用我国2348个气象台站1961～1990年30a的气候资料,对我国潜在植被类型进行了划分,得出以下结论：（1）分布在我国的潜在植被类型有41类,表现出了我国潜在植被的多样性特征;从面积相对比例来看,我国潜在植被在分布面积上很不均匀,面积最大的寒冷潮湿多雨冻原、高山草甸类分布面积达到1526188km^2,面积最小的炎热微干稀树草原类分布面积仅为13km^2。（2）海拔0～6800m之间,是我国潜在植被主要分布的海拔界限,并且此海拔段植被多样性随海拔变化呈现出一定的规律性,即随海拔增加植被多样性显著下降。（3）我国潜在植被的空间分布很好的体现了三向地带性规律,而决定这种分布的主要原因是太阳辐射的纬度性变化、距离海洋的远近引起水分条件变化以及由海拔高度引起的从基带向上热量和干湿变化。（4）我国潜在植被空间格局在重心分布上,主要表现为空间聚集（P1、P2、P3、P4、P5、P6）和空间线型邻接（L1、L2、L3）两个主要特征。     

安西荒漠植被的多元分析

应用数量分类(TWINSPAN)和排序(DCA)方法分析了安西砾石戈壁荒漠植被,并应用逐步回归分析方法确定了群落和环境因素的关系方程。结果表明,该区砾石戈壁荒漠植被可分为6个主要群落类型。这些群落类型与土壤总含盐量、氯化物含量、硫酸盐含量及年降水量有密切的关系。群落按低盐到高盐和干旱到极旱的环境梯度分布。60个样地在DCA排序第一轴的位置(X_1)与土壤含盐量(S)、氯化物含量(Cl)、硫酸盐含量(SO)显著相关,而第二轴的位置(X_2)与年降水量(R)有密切的关系,其关系式为:1/X_1=2.1992 0.0225/S-0.0188/Cl-0.0567/SO(R=0.797,P<0.01);X_2=-82.8561 117.9219logR(R=0.817,P<0.01)。     

中国梭梭属植物历史分布格局及其驱动机制

梭梭属(Haloxylon)植物是藜科的古老孑遗物种, 探究末次间冰期(last interglacial period, LIG)和末次盛冰期(last glacial maximum period, LGM)以来中国梭梭属植物的历史地理分布格局及其驱动机制, 对了解气候变化背景下旱生植物区系的发展与演化具有重要意义。本研究利用梭梭属85个自然分布点数据(60条梭梭(Haloxylon ammodendron)分布记录、25条白梭梭(H. persicum)分布记录)和2套环境因子数据, 整合GIS空间分析和9种物种分布模型, 分析了梭梭属末次间冰期以来的地理分布格局变化及其驱动机制。基于62个梭梭属种群的叶绿体基因测序数据, 利用最小成本路径方法, 模拟了末次间冰期以来梭梭属可能的扩散路径。利用R软件prcomp函数对影响梭梭属分布的环境变量进行主成分分析(principal component analysis, PCA), 评价了环境变量对梭梭属适宜分布的贡献, 并分析了关键变量与分布适宜性的相关性。结果表明: (1)集成模型的模拟精度较单一模型显著提升, 且对白梭梭的模拟精度高于梭梭; (2)末次间冰期以来, 梭梭属植物的分布均经历了显著收缩和冰后期扩张, 末次间冰期至末次盛冰期时期, 在准噶尔盆地、塔里木盆地西部广泛分布的梭梭大面积向西退缩至避难所(准噶尔盆地西北缘和塔里木盆地西北缘); 白梭梭从准噶尔盆地、塔里木盆地西端向南退缩至避难所(准噶尔盆地南缘); 末次盛冰期至今, 梭梭向东沿甘肃北部扩张直至内蒙古西部阿拉善荒漠, 白梭梭向东北方向小范围扩张, 占据了准噶尔盆地西部和南缘; (3)末次间冰期以来的气候波动对梭梭属植物的分布存在较大限制, 降水因子主导了梭梭属适宜分布面积的变化, 温度因子影响了梭梭属分布适宜性的高低。     

中国潜在植被NPP的空间分布模拟

在对1980年以来气候要素进行空间化的基础上,利用分类回归树模型CART计算中国的潜在归一化植被指数(NDVI),采用改进的光能利用率模型(CASA)和潜在NDVI数据对中国的潜在植被净初级生产力(NPP)进行模拟。结果表明:中国潜在NDVI和潜在NPP均呈现出南高北低、东高西低的格局,低值多分布在沙漠、戈壁等干旱地带,高值多出现在低、中山平原区; 400 mm等降水量线是潜在NDVI和潜在NPP高值与低值的分界线;全国潜在NDVI和潜在NPP的平均值分别为0.396和319.31 g C·m-2;夏季潜在NPP的平均值最大,其次是春季,冬季最小;依据潜在NPP与2015年现实NPP的差异,可将中国植被恢复区划分为西部高潜力区、北部低潜力区和南部非潜力区3部分;潜在NDVI和潜在NPP的空间模拟可以将人类活动对自然生态系统的直接影响与气候变化的影响分离,量化了外界压力下真实的生态状况和潜在生态状况的差异,为制定差别化的生态恢复对策提供了科学依据。     

荒漠区固沙植物梭梭(Haloxylon ammodendron)耗水特征

利用SF-300热脉冲树干液流仪,连续观测了生长季节荒漠区固沙植物梭梭树干液流速率,研究了荒漠区固沙植物梭梭林木的耗水量及其与气象因子的关系。结果表明：在生长季节,梭梭树干液流速率昼夜变化小;不同的生长日,梭梭树干液流速率介于（5．9±0．7）～（14．5±3．6）gcm^-2h^-1;观测期间,梭梭平均日耗水量为（0．3±0．2）mm,生长季节单株木耗水量达49．4mm。树干液流速率对气象因子均有一定程度的响应,且在不同时间的影响程度不同。日耗水量与林冠投影面积、基径、基径的平方乘以树高的积、边材厚度和边材面积呈线性关系。     

2000年以来中国潜在植被净初级生产力的时空分布模拟

潜在植被的净初级生产力(PNPP)是在无人类干扰情况下,立地所能发育形成最稳定成熟植被的净初级生产力,PNPP能够直接反映自然生态系统的质量状况,是分离人类活动对生态环境影响的重要指标。研究改进了CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型,引入潜在光合有效辐射吸收比例(PFPAR)模拟了2000—2020年中国植被PNPP的时空分布格局。结果表明：中国PNPP空间分布差异较大,东南沿海和东北大、小兴安岭地区PNPP较高,新疆、西藏等西部干旱、高寒地区PNPP较低,呈现以400 mm等降水量线为界的空间分异格局。2000—2020年,中国PNPP总体上呈现递增趋势,年际波动小,PNPP减少的区域与增加的区域面积基本相等。PNPP波动较大的地区主要位于青藏高原、四川盆地和贵州高原。研究结果量化了气候变化背景下真实的生态状况和潜在生态状况的差异,可分离出人类活动对自然生态系统的直接影响,为制定针对性的生态修复对策提供了科学依据。     

塔克拉玛干沙漠腹地梭梭(Haloxylon ammodendron)蒸腾耗水规律

塔里木沙漠公路防护林生长于极端干旱的塔克拉玛干沙漠中,防护林植物的蒸腾耗水和灌溉管理是防护林可持续的核心问题.利用植物茎流计连续测定了塔里木沙漠公路塔中段防护林植物梭梭的茎干液流、蒸腾耗水量.结果表明:梭梭茎干液流具有明显昼夜节律性,液流的高峰值出现在白天10:00～15:00,最小值出现在0:00～03:00,夜间也保持较小的液流;茎干液流受环境因子影响而波动,太阳辐射、气温和风速与茎干液流有较明显的正相关关系,相对湿度和茎干液流呈负相关关系;滴灌条件下,防护林带内土壤含水量充足且在各个月份变化不大,土壤含水量对茎干液流影响不大;依据清晨和午后水势变化,梭梭体内水分在夜间得到了较好的恢复;在一个生长季内,3株直径为2.0、2.8、3.4cm的梭梭总的耗水量分别为295、436、616kg,日平均耗水量分别为1.48、2.18、3.08kg;现行灌溉模式提供了充足的水分供应,梭梭的水分状况良好;在充足水分条件下,梭梭有较大的蒸腾耗水量,干旱的环境条件和较为充足的水分供应是梭梭耗水量大的主要原因;依据梭梭的水分状况,当前水分管理为防护林提供了较充足的水分.     

接种肉苁蓉对梭梭天然林的影响研究

在新疆准噶尔盆地东南缘广泛分布的平缓低洼地、平缓沙地和半流动沙丘等不同生境类型的梭梭天然林内,进行人工接种肉苁蓉对梭梭天然林影响的试验研究。结果表明,接种肉苁蓉对梭梭天然林林下植被的种类组成、植株数量、植被盖度、物种多样性、生物量以及天然更新的幼苗幼树等都将产生不同程度的影响。其中,在平缓低洼地的梭梭天然林内,因挖接种穴和回填,林下植被的个体数损失4.1×104株.hm-2,占接种前林下植被个体总数的18%;林下植被的生物量损失35.64kg.hm-2,占接种前林下植被生物总量的14.9%;梭梭幼苗幼树的个体数损失1320株.hm-2,占接种前梭梭幼苗幼树个体总数的24.2%。在平缓沙地的梭梭天然林内,林下植被的个体数损失2.6×104株.hm-2,占接种前林下植被个体总数的49%;林下植被的生物量损失39.87kg.hm-2,占接种前林下植被生物总量的19.0%;梭梭幼苗幼树损失345株.hm-2,占接种前梭梭幼苗幼树的18.8%。在半流动沙丘的梭梭天然林内,林下植被的个体数损失2000株.hm-2,占接种前林下植被个体总数的5%;林下植被的生物量损失9.98kg.hm-2,占接种前林下植被生物总量的6.0%;梭梭幼苗幼树损失256株.hm-2,占接种前梭梭幼苗幼树的3.8%。受挖接种穴和回填直接影响的调查样方内,植物个体数减少26%~53%,植被总盖度减少46%~52%,物种多样性下降5%~13%,生态优势度提高2%~6%,梭梭天然更新幼苗幼树减少40%~75%,林下植被地上和地下部分的生物量损失25.2%~55.7%。     

短命植物分布与沙垄表层土壤水分的关系——以古尔班通古特沙漠为例

于2002年3月至2002年8月,对古尔班通古特沙漠南部短命植物分布和沙垄表层30cm厚土壤水分间的关系进行了系统监测和研究．结果表明,早春表层土壤水分在个体沙丘表面的分异直接影响到短命植物的分布．4月下旬,垄间、两坡和垄顶土壤含水率依次为4．62％、3．98％和2．01％,相应的短命植物平均盖度于5月中上旬依次为51．8％、38．2％和4．4％．5月中旬后,短命植物的分布又改变了表层土壤水分分布,上述各地貌部位的土壤含水率依次为1．0096、1．9096和2．45％,形成垄顶最高、两坡次之、垄间最差的新的空间分布格局。     

库布齐东段不同植被恢复阶段荒漠生态系统碳氮储量及分配格局

为科学评价植被恢复促进沙漠化逆转对碳氮储量的影响,以流动沙地、半固定沙地、油蒿固定沙地、柠条固定沙地、沙柳固定沙地5个阶段荒漠生态系统为研究对象,采用时空替代法分析植被恢复过程中荒漠生态系统碳氮储量及分配格局。结果表明:不同恢复阶段碳氮储量均表现为:流动沙地(3320.97 kg C/hm~2、346.69 kg N/hm~2)半固定沙地(4371.46 kg C/hm~2、435.95 kg N/hm~2)油蒿固定沙地(6096.50 kg C/hm~2、513.76 kg N/hm~2)柠条固定沙地(9556.80 kg C/hm~2、926.31 kg N/hm~2)沙柳固定沙地(19488.54 kg C/hm~2、982.11 kg N/hm~2)。植被层碳氮储量均呈现随植被恢复逐渐增加的趋势,除流动沙地外,其他阶段碳氮储量均以灌木层为主,占比分别为66.65%—91.41%和52.94%—93.39%,草本和凋落物占比较小。灌木各器官生物量及碳储量分配均为:茎根叶,氮储量分配无明显规律,草本各器官生物量及碳氮储量分配均为地上部分高于地下部分。土壤层是荒漠生态系统碳氮储量的主体,碳储量占比为68.64%—99.62%,氮储量占比为89.26%—99.89%,同样呈现随植被恢复逐渐增加的趋势。碳氮储量随土层加深逐渐降低,具有明显的表层富集特征,且随植被恢复过程富集性显著加强。这说明人工建植促进植被演替实现沙漠化逆转可以显著增强荒漠生态系统的碳氮固存能力。     

荒漠生态系统鼠类对土壤和植被的扰动效应

干扰形成的斑块对荒漠生态系统时空异质性的维系和发展具有重要意义。鼠类作为生物干扰的重要代表,是荒漠生态系统斑块形成的主要来源,它们已从生理、形态、行为进化出一系列特点适应了荒漠生态系统的严酷环境,同时其挖掘、采食行为也深刻影响着荒漠生态系统的环境。本文主要从鼠类活动对土壤(包括土壤发生过程、土壤斑块的形成、土壤理化性质)和植物群落(包括物种多样性、生产力、植物种子)的扰动效应做了归纳总结,旨在阐明鼠类在荒漠生态系统中的作用。