古尔班通古特沙漠中4种荒漠草本植物的生物量与化学计量特征

对于荒漠植物不同生长期生物量分配和化学计量比的研究有助于深入了解荒漠植物的功能结构,更好掌握环境对植物的生存影响。本研究选取古尔班通古特沙漠4种一年生荒漠草本植物沙蓬（Agriophyllum sqarrosum（L.）Moq.）、雾冰藜（Bassssia dasyphylla（Fisch.et Mey.）O.Kuntze）、角果藜（Ceratocarpus arenarius L.）和碱蓬（Suaeda glauca（Bge.）Bge.）对比研究了4种生物量分配与N、P化学计量学随植物生长的变化。结果显示：（1）4种荒漠植物生物量积累配过程中,根冠比随生长季的延长逐渐降低。地上、地上生物量相关生长关系表明,角果藜为等速→异速的变化过程,沙蓬从采样初期至末期的变化过程为异速→等速生长,而沙蓬和碱蓬的相关生长指数相反,分别为异速→等速→异速、等速→异速→等速的变化格局;（2）4种植物N、P含量随生长期的延长逐步降低。在整个生长季节4种植物的N与P含量的变化趋势均为相似。（3）植物N、P含量间达到正相关显著,除沙蓬和雾冰藜的N：P之外其余指标分别与植物的地上、地下生物量及总生物量间呈负相关显著,而根冠比、相关生长指数与化学计量特征间未达到显著水平,表明了二者较弱的相关性。研究表明,4种荒漠草本植物生物量与化学计量特征的相关性不大,说明化学计量比并不是影响植物生物量及生活策略的主要因素,而更多是受植物自身遗传特性的影响。同时也体现了荒漠草本植物在养分匮乏的条件下,形成了自身独特的生理生态特征,且具有相对稳定的适应特性。     

温度和水分及盐分胁迫对银沙槐种子萌发的影响

利用控制实验研究了温度、湿度、干旱和盐分胁迫等生态因子对银沙槐种子萌发的影响,以探索银沙槐种子对各种生态因子的适应性。结果显示:(1)银沙槐种子在20℃、25℃恒温和15℃/25℃、20℃/30℃、10℃/20℃变温环境中的发芽率较高且无显著差异,其在20℃恒温、15℃/25℃、20℃/30℃变温条件下的发芽指数较高,但差异不显著。(2)土壤含水量在1%～5%之间,各水分处理间种子发芽率差异显著(P<0.05),而在5%～25%间种子发芽率变化不显著。(3)盐胁迫和水分胁迫对银沙槐种子的萌发均有明显的抑制作用,可显著降低种子萌发率(P<0.05);种子发芽指数和活力指数均随渗透势和NaCl浓度增大而显著减小(P<0.05);恢复萌发率随渗透势和NaCl浓度的增加而显著增加(P<0.05)。研究发现,银沙槐种子萌发最适温度为20℃恒温和15℃/25℃变温,最适土壤含水量为10%～25%;种子萌发对盐分和干旱胁迫表现出不同程度的耐受性,萌发过程中主导抑制因素为渗透胁迫,离子毒害作用甚微;银沙槐种子休眠机制和萌发特征表现出它对生境的良好适应性。     

古尔班通古特沙漠四种草本植物不同生长期C、N、P化学计量比的动态变化分析

以古尔班通古特沙漠地区广泛分布的4种荒漠草本植物沙蓬(Agriophyllum squarrosum (L.) Moq.)、雾冰藜(Bassia dasyphylla (Fisch. et Mey.) O. Kuntze)、角果藜(Ceratocarpus arenarius L.)和碱蓬(Suaeda glauca (Bge.) Bge.)为对象,对他们在不同生长期的C、N、P含量及计量比的动态变化进行研究。结果显示:4种植物的C、N、P含量以及C:N、C:P、N:P在整个生长期的变化趋势不同,不同生长期各个指标的变异系数在物种间存在明显差异; 4种植物的C、N、P含量及计量比的季节性变异分析结果表明,N、P含量及C:N、N:P的季节性变异幅度较大,相反,C含量和C:P的变异幅度较小; 4种植物C含量和C:P由季节变化所引起的变异系数范围分别为2.43%～15.80%和6.77%～18.67%,而N、P含量和C:N、N:P的变异系数范围分别为21.26%～34.38%、11.18%～30.26%、18.52%～27.11%、14.90%～25.91%;整个生长季内,4种植物C、N、P含量及计量比的变异系数依次为:N(30.00%) C:N(22.87%) N:P(20.12%)P(17.76%) C:P(11.72%) C(9.02%)。研究结果表明4种植物在不同生长周期的C、N、P含量及计量比的变化规律与他们的生长周期和植物种类存在显著相关性。     

生物结皮对古尔班通古特沙漠3种荒漠草本植物生长特性与元素吸收的影响

生物结皮有可能通过物理、水文、养分循环影响与之相邻的维管植物,但二者相互关系尚存在着争议。本文以新疆古尔班通古特沙漠广泛分布的地衣结皮为研究对象,分析了生物结皮对3种荒漠草本植物：尖喙牻牛儿苗（Erodium oxyrrhynchum）、条叶庭芥（Alyssum linifolium）和琉苞菊（Hyalea pulchella）的生长及其对元素吸收的影响。研究结果表明：（1）生物结皮对3种荒漠草本植物生长的影响在生长期不同阶段存在差异。在前期,生物结皮的存在促进了植物生物量的累积;而后期,生物结皮却抑制了植物生长。生物结皮的存在显著影响了荒漠草本植物生物量的累积和冠根比。（2）生物结皮的存在显著增加了3种荒漠草本植物对N和K的吸收,而对P的吸收没有显著影响。生物结皮对3种植物Cu、Ca、Mg、Na、Cl的吸收存在种间差异。本研究结果将为该荒漠生态系统潜在的植被演替方向提供重要的科学根据。     

古尔班通古特沙漠水热梯度变化对短命植物生态化学计量特征影响

以古尔班通古特沙漠2种优势短命植物尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrhinchum M. Bieb.)和东方旱麦草(Eremopyrum orientale(L.) Jaubert&Spach)为研究对象,通过盆栽控制实验,设定2个温度梯度以及3个水分梯度,对它们在不同温、湿度处理下的C、N、P含量及其化学计量比的变化特点进行分析。结果显示：(1)温度显著影响尖喙牻牛儿苗的N、P、C∶P、N∶P以及东方旱麦草的C、N、P、C∶N、N∶P;水分显著影响2种短命植物的N、P、C∶N、C∶P以及东方旱麦草的N∶P,其中N含量随温度的变化符合温度-生物地球化学假说,而P含量随温度的变化符合温度-植物生理假说。(2)温度和水分的交互作用对2种植物的影响表现为：在高温处理时,随着水分梯度的增加,2种植物的N、P含量先升高再下降,C∶N、C∶P、N∶P先下降再升高;在低温处理时,尖喙牻牛儿苗的N、P含量变化与水分梯度呈反比,C∶P变化与水分梯度呈正比,而东方旱麦草化学计量变化差异不显著。(3)相关性分析结果表明,温度和水分显著影响2种短命植物各元素之间的相关关系,植物的生长速率和养分限制...     

增加水分对古尔班通古特沙漠4种短命植物生物量及氮素形态吸收的影响

为明确土壤水分含量对荒漠生态系统短命植物生长及氮素吸收偏好性的影响,该研究以古尔班通古特沙漠4种优势短命植物东方旱麦草(Eremopyrum orientale)、尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrhinchum)、琉苞菊(Centaurea pulchella)和卵果鹤虱(Lappula patula)为研究对象,通过盆栽控水实验,设定3个水分梯度分别为：干旱处理(W₁,土壤含水量2％)、正常水分处理(W₂,土壤含水量8％)和湿润处理(W₃,土壤含水量14％),利用¹⁵N同位素示踪法研究水分对4种植物生物量及不同形态氮素的吸收策略的影响。结果表明：(1)随着土壤含水量的增加,4种短命植物的地上、地下、总生物量呈递增趋势,在正常水分处理时增速最快,且同一生活型不同物种之间的生物量累积速率不同;而4种短命植物的根冠比随土壤水分含量的增加呈显著下降趋势。(2)在不同水分处理下,4种短命植物对不同形态的¹⁵N吸收速率表现为：硝态氮＞铵态氮＞甘氨酸,对3种形态氮素以及总氮的吸收速率均随着水分梯度的增加呈增大趋势。(3)在干旱处理时,硝态氮是4种短命植物最偏好吸收的氮形态,随着土壤含水量的增加东方旱麦草、琉苞菊的氮素形态偏好性不会改变,而在水分持续增大至湿润处理时,铵态氮对尖喙牻牛儿苗和卵果鹤虱的氮素吸收的贡献率超过硝态氮,成为这2种植物最偏好吸收的氮形态。     

古尔班通古特沙漠四种草本植物不同生长期C、N、P化学计量比的动态变化分析

以古尔班通古特沙漠地区广泛分布的4种荒漠草本植物沙蓬（Agriophyllum squarrosum（L.） Moq.）、雾冰藜（Bassia dasyphylla（Fisch.et Mey.） O.Kuntze）、角果藜（Ceratocarpus arenarius L.）和碱蓬（Suaeda glauca（Bge.） Bge.）为对象,对他们在不同生长期的C、N、P含量及计量比的动态变化进行研究。结果显示：4种植物的C、N、P含量以及C：N、C：P、N：P在整个生长期的变化趋势不同,不同生长期各个指标的变异系数在物种间存在明显差异;4种植物的C、N、P含量及计量比的季节性变异分析结果表明,N、P含量及C：N、N：P的季节性变异幅度较大,相反,C含量和C：P的变异幅度较小;4种植物C含量和C：P由季节变化所引起的变异系数范围分别为2.43%~15.80%和6.77%~18.67%,而N、P含量和C：N、N：P的变异系数范围分别为21.26%~34.38%、11.18%~30.26%、18.52%~27.11%、14.90%~25.91%;整个生长季内,4种植物C、N、P含量及计量比的变异系数依次为：N（30.00%） > C：N（22.87%） > N：P （20.12%） > P（17.76%） > C：P（11.72%） > C（9.02%）。研究结果表明4种植物在不同生长周期的C、N、P含量及计量比的变化规律与他们的生长周期和植物种类存在显著相关性。     

荒漠冻融期积雪变化对生物结皮甲烷通量的影响

温带荒漠积雪覆盖是土壤含水量增加的重要方式,在冻融期带来丰富的水分变化。全球气候变化导致温带荒漠积雪深度时空格局发生改变,从而影响荒漠生态系统温室气体的通量。生物结皮在维持荒漠生态系统结构和功能的稳定具有非常重要的作用,但对环境的变化较为敏感,尤其是降水变化。然而,目前有关冻融期不同积雪条件下生物结皮温室气体通量的研究十分匮乏。CH₄是重要的温室气体,选择古尔班通古特沙漠藓和地衣2种类型生物结皮为研究对象,以裸沙为对照,设置增雪、自然降雪(对照)和除雪三种处理,通过静态箱-气相色谱法,探究CH₄通量在冻融期的变化特征。结果表明：冻融期多数情况下积雪处理和结皮类型对CH₄通量影响不显著。荒漠生物结皮对CH₄整体表现为吸收作用,是荒漠生态系统CH₄重要的“汇”。两种结皮类型及裸沙CH₄的吸收速率呈现为地衣结皮(-10.12μg m^-2 h^-1)>藓结皮(-1.73μg m^-2 h^...     

荒漠地区8种草本植物营养元素含量的比较分析

为深入了解荒漠植物营养元素计量特征,认识元素间的交互作用,揭示不同生长期、不同沙丘部位植物元素含量差异。以古尔班通古特沙漠8种优势草本植物(4种1年生植物,4种短命植物)为研究对象,采集不同生长期(旺盛期、枯萎期)、不同沙丘部位(坡上、腹地)的植株,测定全株植物的10种营养元素(C、N、P、K、Na、Mg、Al、Mn、Cu、Zn)。结果表明：(1)8种植物元素含量存在显著差异,体现了植物因遗传特性不同而对元素选择吸收的特点,含量为：C(230.19～401.82 mg·g^-1)、N(11.31～18.85 mg·g^-1)、P(0.95～2.08 mg·g^-1)、K(16.12～29.79mg·g^-1)、Na(0.88～3.31 mg·g^-1)、Mg(3.38～5.31 mg·g^-1)、Al(0.33～1.99 mg·g^-1)、Mn(51.35～105.32 mg·kg^-1)、Cu(4.14～6.38 mg·kg<...     

3种苔藓植物对模拟大气氮沉降的生理响应

苔藓植物是地表生态系统的重要组分，研究苔藓植物对氮沉降的生理响应可以在机理机制上探讨如何科学合理利用苔藓指示大气氮沉降。以西北地区3种苔藓植物——齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)，真藓(Bryum argenteum)和尖叶匐灯藓(Plagiomnium acutum)为研究对象，设置0、2、4、6 g·m^-2 4个不同氮素处理梯度(分别计为N₀、N₂、N₄、N₆)，研究氮素增加对不同苔藓植物叶绿素、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明(：1)4个氮素处理水平均能促进尖叶匐灯藓的叶绿素a和叶绿素b合成，尤以N₄处理的促进作用最佳，而N₂处理对齿肋赤藓和真藓的叶绿素a和叶绿素b具有明显的抑制作用(对齿肋赤藓的抑制作用更强)。(2)苔藓体内可以产生脯氨酸(Pro)，可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)来调节细胞渗透平衡。不同氮素处理均促进了真藓和尖叶匐灯藓Pro,SS和SP的含量，但N₂