三工河流域琵琶柴群落凋落物对土壤有机碳固定的影响

土壤有机碳是土壤碳库的重要组成部分,对生态系统生产力和全球碳循环有着重要作用。采用凋落物收集器和DIRT法(添加和去除凋落物法)研究三工河流域两处不同琵琶柴群落凋落物的产量、现存量、凋落物处理对土壤有机碳的影响。结果表明:群落1和群落2的凋落物产量季节变化趋势相同,均呈"N"型变化,在10月份达到最大值,7月或8月份达到次大值。凋落物现存量随季节均呈现"W"型变化,在10月份达到最大值,最大值分别为30.65 g/m~2和57.87 g/m~2。土壤有机碳随土壤深度的增加均逐渐降低,群落1和群落2分别下降了61.73%—62.39%和18.24%—25.84%。与对照处理相比,去除凋落物处理(NL)的群落1和群落2土壤有机碳分别降低了6.97%和18.38%;添加凋落物处理(DL)的土壤有机碳分别增加了19.64%和13.66%;去除凋落物处理(NL)的群落1和群落2土壤有机碳储量分别为1007.36 kg/hm~2和709.30 kg/hm~2,添加凋落物处理(DL)的土壤有机碳储量分别为1197.88 kg/hm~2和1010.78 kg/hm~2。双因素方差分析表明群落1的土层深度和三种处理对土壤有机碳的交互作用不显著,群落2的交互作用显著。回归分析显示:土壤水分、电导率、pH、容重和温度是导致两琵琶柴群落土壤有机碳不同的主要生态因子。相对较高的土壤pH和盐分含量抑制了凋落物的分解,导致凋落物现存量较高、土壤有机碳含量低;相对较高的土壤含水量和较小的容重,有利于土壤生物的活性和土壤有机碳的矿化,导致土壤有机碳含量降低。     

新疆呼图壁绿洲外缘琵琶柴生物生态学特性研究

琵琶柴为半灌木株丛高平均为２４．３ｃｍ,冠幅和高与地上生物量的复相关系数为０．９２１,在０．００１水平上相关主根随株龄的增加不断胀裂,下端逐渐枯萎,腐烂,侧根发达,几乎与地面平行伸展,长达１－２ｍ,有的在２ｍ以上。本区记载有９个琵琶柴群丛,群落种类组成贫乏,分布稀疏,结构简单,总覆盖率一般为１０％－１５％,有的达到３０％;生物量低。     

新疆琵琶柴属一新种

报道了柽柳科琵琶柴属一新种,即民丰琵琶柴Ｒｅａｕｍｕｒｉａ ｍｉｎｆｅｎｇｅｎｓｉｓ Ｄ．Ｆ．ＣｕｉｅｔＭ．Ｊ．Ｚｈｏｎｇ。     

干旱区琵琶柴群落细根周转对土壤有机碳循环的贡献

尽管干旱区生态系统的脆弱性受到了广泛的关注, 但目前关于干旱区植物细根有机碳与土壤碳循环关系的研究还比较少见。在2010年整个生长季节内, 采用土钻法和内生长法, 对新疆干旱区的琵琶柴(Reaumuria soongorica)群落土壤特性、细根的生物量月动态、生产量和周转进行了研究。结果表明: 琵琶柴群落表层土壤含水量最低, 土壤含水量表现出从浅层到深层逐渐增加的趋势; 而表层土壤的有机碳含量最高, 随着土壤深度的加深, 有机碳含量逐渐降低。细根生物量的月平均值为54.51 g·m^-2, 群落细根生产量在82.76-136.21 g·m^-2·a^-1之间, 琵琶柴群落的细根周转率为2.08 times·a^-1, 通过细根死亡进入土壤中的有机碳为17 g·m^-2·a^-1。这些结果表明: 由于灌丛细根高的周转速率, 细根是干旱区土壤有机碳输入的重要部分。     

卡拉麦里南部工业区梭梭和琵琶柴重金属空间分布及污染评价

对五彩湾工业区周边21个采样点的梭梭(Hadoxylon)和琵琶柴(Reaummuria soongorica)的Zn、Cu、Cr、Pb、As、Hg 6种重金属元素含量测定,运用统计学方法和地统计插值法分析其茎叶和根部重金属含量变化情况和空间分布特征,并综合评价其污染程度和潜在生态危害性。结果表明:梭梭和琵琶柴植株Hg含量的最大值和均值都超出新疆土壤背景值0.017 mg/kg,除梭梭根部的均值0.060 mg/kg未超出国家土壤背景值0.065 mg/kg,在二者其他部位的最大值和均值都已超出;琵琶柴整株中Cr最大值72.62 mg/kg和Zn最大值97.61 mg/kg均超出新疆土壤背景值49.3 mg/kg和国家土壤背景值61 mg/kg,Pb元素未被检出。插值精度方面,Hg、As的RMSE较小,分别为0.263和0.443,预测模型中Hg的R~2为0.72,Cu的R~2为0.67,能较好地估计预测样点的重金属含量,Zn的R~2为0.31,精度较低;插值结果,琵琶柴中的Zn、Cr、As、Hg含量较高的区域均在工业园区内部及周围,受人为扰动程度较大。梭梭和琵琶柴中Hg元素分别为中度污染和重度污染;Hg元素为中等潜在危害程度高于其他4种元素。     

三工河流域琵琶柴群落特征与土壤因子的相关分析

琵琶柴(Reaumuria soongorica)是我国荒漠地区分布最广的地带性植被类型之一,对维系荒漠地区生态系统的稳定性具有重要作用。以三工河流域两个琵琶柴群落为对象,在2010年主要生长季节(6—10月),通过群落和土壤调查,采用土钻法、土柱法、地上收割法对两个琵琶柴群落的土壤性质、生物多样性、细根生物量、地上生物量、生物多样性与土壤性质的关系进行研究,结果表明:两个琵琶柴群落在冠幅、盖度、多度和物种多样性等方面均存在显著差异。在0—100 cm土壤层内,两个群落土壤电导率、pH值、容重、含水量存在显著差异。除土壤容重外,群落2各个土壤因子的值均大于群落1,并随土壤深度的增加表现出类似的趋势。两个群落物种多样性指数、地上生物量、细根生物量存在显著差异,从6月到10月呈现先下降再上升的趋势。由于7、8月群落1有大量夏雨型短命植物和类短命草本植物的出现,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数急剧降低,Simpson指数表现出相反的变化趋势。群落2土壤电导率和pH值较高,草本植物鲜有出现,多样性指数和均匀度指数变化均较为平缓。两个群落的Sorenson相似性系数较低,群落差异明显。相关和回归分析表明土壤环境因子是导致两个琵琶柴群落特征、生物多样性和生物量不同的主要因素。较高的土壤含水量可以增加琵琶群落的生物多样性,较高的土壤容重抑制琵琶柴群落细根的生长,轻度的干旱胁迫促进地上生物量的积累,一定浓度的土壤pH值和土壤盐分可以促进琵琶柴群落细根的生长。     

新疆呼图壁绿洲外缘的琵琶柴生物生态学特性研究

琵琶柴（Ｒｅａｕｍｕｒｉａｓｏｏｎｇｏｒｉｃａ）为半灌木,株丛高平均为２４．３ｃｍ,冠幅和高与地上生物量的复相关系数为０．９２１,在０．００１水平上相关。主根随株龄的增加不断胀裂,下端逐渐枯萎、腐烂。侧根发达,几乎与地面平行伸展,长达１～２ｍ,有的在２ｍ以上。本区记载有９个琵琶柴群丛,群落种类组成贫乏,分布稀疏,结构简单;总覆盖度一般为１０％～１５％,有的达到３０％;生物量低。植株不同部位元素含量差异较大,叶中的Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ含量较高,老枝中的Ｆｅ、Ａｌ含量较高,而Ｃｕ、Ｚｎ在根中含量最高;不同地点的琵琶柴叶中Ｂａ的含量变化较大,变异系数为１０９．７８％。元素含量的季节变化,Ｐ、Ｓ、Ｋ呈下降趋势;Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ的季节变化随部位的不同而有所差异。琵琶柴叶中全盐量平均为２７．９１％,具有较高的Ｃｌ－和ＳＯ２－４含量;脯氨酸含量高达０．３２％;ｐＨ值为６．０４～７．０９。琵琶柴群落广泛分布于绿洲外缘的盐渍土和盐化灰漠土上,对荒漠的生态保护,防风固沙,牲畜冬春放牧等方面具有重要的生态经济意义。     

三工河流域两种琵琶柴群落细根生物量、分解与周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。利用连续土钻取样法和分解袋法,于2010年5—10月整个生长季节内,对三工河流域两处长势不同的琵琶柴群落的细根(φ2mm)生物量、分解与周转规律及其与土壤环境的关系进行研究。结果表明,群落1和群落2土壤容重、土壤含水量、pH和电导率等土壤因子差异显著。两群落的细根生物量表现出相同的季节和垂直变化趋势,即在5—8月逐渐增加,8月达到最大值,9—10月份逐渐下降。平均月细根生物量分别为51.55g/m2和133.93 g/m2。群落1的活细根和死细根分别占总细根生物量的69.68%和30.32%,群落2活细根和死细根分别占总细根生物量的72.61%和27.39%。在垂直变化上,随土壤深度增加细根生物量先增加后逐渐降低,其中10—20cm土壤层次细根生物量比例最大,群落1和群落2分别占46.48%和29.15%。群落1和群落2的细根年分解率分别为34.82%、42.91%。达到半分解和95%分解时,群落1需要630 d和2933 d,群落2需要467 d和2238 d。群落1和群落2的细根净生产力分别为50.67 g/m2和178.15 g/m2,细根年周转率分别为1.41次、1.69次。逐步回归分析结果显示细根动态受土壤水分、pH值、电导度等土壤因子的显著影响,琵琶柴细根具有相对较低的分解速率和较高的周转速率。     

广州市汽车尾气污染对居民肺功能影响的研究

对位于广州市交通要道旁两所小学学生、商店女售货员以及执勤的民警进行了肺功能的测定.结果表明:两所小学的肺功能指标均值低于对照组学生,且 FEF25%-57%,PEFR,V_(75)的异常率显著高于对照组(P<0.01).这种小学生的小气道损害与家庭成员吸烟、燃煤无关,而与汽车尾气污染有关.女售货员中 FEF25%-75%,FEV_1,V_(75)亦明显低于对照组(P<0.01).民警中 MVV,FVC,PEFR 的均值明显低于对照组(P<0.05),且 FVC,MVV,FEVl,PEFR,V_(75),V_(50),V_(25)异常率高于对照组(P<0.05或 P<0.01),其大气道和小气道均受到损害,吸烟可以加重这种损害.     

红砂灌丛对土壤和草本植物特征的影响

研究了黄土高原西部荒漠草原区天然红砂灌丛内外土壤水分、养分的差异及植物萌动期红砂灌丛对草本植物生长和植被组成的影响.结果表明:红砂灌丛下土壤水分状况明显好于灌丛外空地,尤其是在30～110 cm土层最为显著;灌丛内土壤粘粒和粉粒含量明显高于灌丛外,而沙粒含量低于灌丛外,尤其是0～10 cm土层;土壤有机质、全效氮、磷、钾及速效氮、磷、钾均在灌丛下富集,富集率分别达到1.40、1.25、1.04、1.05、1.37、1.77和1.49;从灌丛内到灌丛外草本植物的盖度和高度逐渐减小,而植物丰富度增大;红砂灌丛对草本植物密度、盖度和高度的相互作用强度均呈现正值,而植物丰富度的相互作用强度为负值.说明红砂灌丛具有明显的沃岛效应,并对草本植物的生长有促进作用.     

红砂3个地理种群的光合特性及其影响因素

在自然条件下对分布于兰州九州台(LZJ)、张掖临泽(ZYL)和武威民勤(WWM)3个地理种群的红砂(Reaumuria soongorica)的光合特性进行了研究,并对其影响因素进行了分析。结果表明,红砂3个地理种群叶片的光合速率和蒸腾速率日变化规律相似,均为双峰型,光合有明显的"午休"现象。影响红砂光合的因素既有环境因子又有自身因素。在环境因子中,无论是对光合速率还是蒸腾速率,光照强度都是最重要的主导因子,其次是气温,大气湿度则与植物的蒸腾速率成负相关。各因素的影响程度因不同地理种群所处土壤含水量不同而有所不同。内在因素中气孔导度下降是光合速率下降的主要原因,外界因素又通过气孔调节来影响蒸腾速率。光抑制是影响红砂光合午休的非气孔因素之一,且干旱加重了光抑制。在干旱胁迫下,叶绿素含量也是影响光合速率的主要原因。所有这些因素协同作用于红砂的光合作用,处于极端干旱环境中的红砂则通过降低蒸腾,提高水分利用率和稳定性碳同位素等途径来响应环境胁迫,从而提高对环境的适应性。     

不同退化红砂荒漠草地的水分分配格局

研究了内蒙古阿拉善盟不同过牧退化红砂草地的土壤 植物 大气系统的水分分配格局、不同退化草地和主要植物种的水分利用效率 .2 0 0 1年降雨量 12 4 .3mm ,其中试验期 119.4mm .1m深土壤水分结果表明 ,10～ 4 0cm土层受蒸散影响最大 ;由于主要共存种红砂和无芒隐子草根系分布和蒸腾强度不同等 ,含水量在 10～ 2 0cm土层以中度退化区显著低于其它样区 (P <0 .0 5 ) ,而 2 0～ 4 0cm土层以轻度退化区较低 .样地年均蒸发量为 30 .6mm ,红砂种群的年均蒸腾量为 11.9mm .随着草地退化加剧 ,裸地的蒸发量和退化指示种匍根骆驼蓬种群的蒸腾量增加 ,而红砂种群的蒸腾量降低 .与较轻度退化区比 ,中度和重度退化区的水分利用率分别下降了 14 .6 %和 4 6 .1% ,红砂水分利用率分别下降了 37.8%和 73.8% .     

氮添加与降雨变化对红砂幼苗非结构性碳水化合物的影响

非结构性碳水化合物(NSC)在植物体内的含量及分配对植物生长和存活至关重要。开展氮沉降和降雨变化对幼苗NSC影响的研究,为揭示干旱导致幼苗死亡机理及预测气候变化背景下幼苗自然更新及培育提供依据。本研究以1年生红砂幼苗为对象,测定了不同降雨(降雨减少(W-)、自然降水(W)和降雨增多(W+))和氮添加(N0(0 g N·m-2·a-1)、N1(4.6 g N·m-2·a-1)、N2(9.2 g N·m-2·a-1)、N3(13.8 g N·m-2·a-1))条件下红砂幼苗各器官NSC及其组分含量。结果表明:红砂幼苗各器官NSC含量为28.8～71.8mg·g-1,叶片含量最高,茎含量最低。氮添加和降雨变化对红砂幼苗叶片和根系淀粉及总NSC含量有显著影响,而对茎无显著影响。各降雨条件下,氮添加均促进了红砂幼苗叶片淀粉和总NSC累积,在降雨增加30%的条件下氮的促进效应更显著,中高氮(N2和N3)叶片淀粉与总NSC含量显著高于低氮水平(N1和N0);在低氮降雨减少30%(N1W-)处理下,红砂叶片淀粉和NSC含量最小,而根系淀粉和NSC含量最大,即低氮干旱胁迫下红砂可通过NSC在不同器官的重...     

盐分生境下长叶红砂和红砂内源激素含量及其生境差异性

运用酶联免疫吸附法比较分析了盐分生境下长叶红砂及其近缘种红砂叶片中4种内源激素的含量差异,并对其在不同生境间的差异性进行了研究.结果表明:同一生境下长叶红砂的促进生长型激素吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)和玉米素核苷(ZR)含量均低于红砂,抑制性激素脱落酸(ABA)含量高于红砂,这可能是长叶红砂的生态适应性弱于红砂的重要内在原因之一.长叶红砂的内源激素在不同生境间存在差异,(IAA+ZR+GA3)/ABA表现为:盐渍土>非盐渍土>重盐土,这与盐渍土的长叶红砂种群密度和盖度最大、非盐渍土次之、重盐土最小的结果一致,反映出长期生长在盐生环境下的长叶红砂已经进化出相应的内在适应机制,盐胁迫下内源激素的综合调控对长叶红砂的生长发育起到至关重要的作用.     

Correlations Between Foliar Stable Carbon Isotope Composition and Environ-mental Factors in Desert Plant Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim.

Leaves of 407 individuals of Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim. collected from the major distribution areas were measured to investigate the distribution characteristics of the stable carbon isotope in this desert plant, as well as correlations between δ13C values and environmental factors. Results showed that δ13C values in R. soongorica ranged from-22.77‰. to-29.85‰. and that the mean δ13C value (-26.52‰)was higher than a previously reported δ13C value for a different desert ecosystem. This indicates that R.soongorica belongs to the C3 photosynthetic pathway and has higher water use efficiency than other species. The correlations between δ13C values and environmental factors demonstrated that the foliar δ13C values in R. soongorica increased significantly with decreasing mean annual precipitation and mean relative humidity, and decreased with decreasing duration of sunshine and evaporation. The spatial distribution trend of δ13C values in R. soongorica was not obvious and there was no significant correlation between the δ13C values and mean annual temperature. We conclude that different distribution trends in δ13C values for R. soongorica were likely caused by stomatal limitation rather than by nutrient-related changes in photosynthetic efficiency and that precipitation played an important role in the wide distribution range of R.soongorica. This pattern of δ13C values for R. soongorica reinforced that it is a super-xerophil in terms of its adaptive strategies to a desert environment.     

新疆阜康荒漠红砂种群遗传结构及其与生态因子的耦合关系

Genetic structure and differentiation of Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim population from the desert of Fukang, Xinjiang, were assessed by means of random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. High genetic diversity and differentiation were revealed in the population of R. soongorica by 15 random primers. One hundred and thirty-six individuals from seven subpopulations were sampled in the study. Seventy-one loci have been detected, and among them 69 were polymorphic. The mean proportion of polymorphic loci (PPB) was 97.18%. The analyses of Shannon information index (0.307 5), Nei抯 gene diversity (0.312 7) and GST (0.312 0) indicated that there were more genetic variations within the subpopu-lations than those among the subpopulations. The results of AMOVA analysis showed that 61.58% of the genetic variations existed within subpopulations, and 38.02% among the subpopulations. The gene flow among the subpopulations of R. soongorica (Nm = 1.102 8) was much less than that of the common anemophytes (Nm = 5.24), so genetic differentiation among the subpopulations occurred to some extent. Additionally, through the use of clustering and the correlation analyses, we found that the genetic struc-ture of natural population of R. soongorica was related to some ecological factors (soil factors mainly) of the oasis-desert transition zone. The genetic diversity level of R. soongorica had negative correlation with the content of total soil P and Cl- significantly (P＜0.05). On the contrary, it had significant positive correlation with CO32- (P＜0.05), showing that the distribution of the individuals of R. soongorica in the sampled areas correlates with certain soluble salt. Furthermore, the genetic diversity of the natural population of R. soongorica increased with the decreasing of the content of soil organic matters, water, total N and total P in soil. The paper concluded that the microenvironment ecological factors played an important role in the adaptive evolution of R. soongorica population.     

新疆阜康荒漠红砂种群遗传结构及其与生态因子的耦合关系

应用RAPD标记技术对分布于新疆阜康荒漠的重要植物红砂(Reaumuria soongorica(Pall.)Maxim)种群遗传结构和遗传多样性进行了分析。15条随机引物对红砂7个亚种群的136个个体进行扩增,共检测71个位点,其中多态位点69个。研究结果表明:红砂种群的多态位点比率(PPB)为97.18％,显示出分布于过渡带的红砂种群内存在较高的遗传多样性。Shannon多样性指数(0.307 5)、Nei基因多样性指数(0.312 7)和基因分化系数(G_(ST)=0.312 0)揭示了红砂种群遗传变异多存在于亚种群内,而亚种群间的遗传分化则较小。红砂业种群间的基因流Nm=1.102 8,Nm>1但低于一般风媒传粉植物(Nm=5.24)的基因流水平,处于分化的临界状态。AMOVA分析说明红砂种群变异的61.58％存在于亚种群内,而亚种群间的变异占总变异的38.02％。另外,通过RAPD资料的聚类分析及相关性分析研究,发现红砂自然种群的遗传结构与绿洲荒漠过渡带的微生境生态因子(主要是土壤因子)相关,其中红砂亚种群遗传多样性水平与土壤中全磷和CI含量呈显著负相关,与CO_3~2含量呈显著正相关。而其它土壤生态因子则与红砂的遗传多样性指数的相关性均不显著(P>0.05)。表明红砂个体的分布可能与过渡带土壤的某些易溶性盐分相关。研究还发现,随着土壤中有机质、水分、全氮和全磷含量的减     

红砂不同株型在干旱盐碱胁迫下脯氨酸、丙二醛及抗氧化酶含量的研究

以阿拉善左旗红砂(Reaumuria soongorica)群落为研究对象,通过氧化酶（POD、SOD、CAT）活性、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量、地上部分含水率测定及模糊数学函数分析,探讨了不同株型红砂在干旱盐碱环境下的生理适应能力,得出如下结果：红砂地上部分株型越大含水率越大;不同株型的红砂植株在不同株型间MDA、SOD、POD、Pro的含量均无显著差异;红砂适应性综合评价结果均属于中抗型,具体为中株>大株>小株。