人工藻结皮对库布齐沙地土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤内存在的具有生物活性的蛋白质,土壤是土壤酶的良好介质,为各种酶类提供酶促条件,且土壤成分与酶通过共价键、离子键或氢键等方式的吸附结合作用,能防止酶的钝化失活。目前已发现的土壤酶约60种,主要来自于土壤微生物,土壤酶的主要作用是参与C、N、P、S等重要营养元素的循环,在植物营养物质的转化中起着重要作用,它与土壤微生物一起共同推动土壤生物化学的全过程,土壤酶活性作为土壤质量的生物活性指标已被广泛接受。我国对土壤酶的研究始于20世纪60年代,20世纪80年代后,随着环境科学的发展,土壤酶研究越来越受重视。国内对农田生态系统的土壤酶研究较多,土壤酶在环境污染治理中的作用也进行了初步探讨,然而土壤酶在荒漠生态系统中的功能及其作用机制的探讨较少,更没有把土壤酶的研究成果用于荒漠生态系统的管理、恢复与重建工作。本实验中,采集库布齐沙地有代表性的流动沙丘和固定沙丘（三年前建立人工植被）1—5cm深度的沙土,首先测定了二者中转化酶、蛋白酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性,然后将荒漠藻接种到流沙表面,研究了人工微藻结皮对四种土壤酶活性的影响。结果表明：与内蒙古高原上广泛分布的栗钙土相比,沙地中的土壤酶活性很低;但固定沙丘中的土壤酶活性显著高于流动沙丘（p〈0.05）。将Microcoleus vaginatusGom。（具鞘微鞘藻）和Phormidium tenue（Menegh.）Gom.（纤细席藻）按0.5μgChl..a/cm2的接种量接种到沙表面时,30d后可形成明显的藻结皮,接种90d后,沙土中转化酶、蛋白酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性分别是对照的1.6—3.6倍、3.1—6.0倍、2.8—10.6倍、29—79倍。目前,荒漠化治理已成为全世界面临的重大课题,本实验研究结果揭示了不同沙地中土壤酶活性的差异,并从土壤酶的角度揭示了人工微藻结皮对土壤的改良作用。该成果对于利用微藻进行荒漠拓殖和荒漠化治理具有一定的指导意义。     

土壤水分胁迫下沙漠葳的光合生理特征

以从美国西部引进的沙生灌木——沙漠葳（Chilopsis linearis）的2年生实生苗为材料,通过盆栽试验于7-9份进行轻度、中度和重度土壤水分胁迫处理并分析其光合生理响应特征.结果显示：（1）60 d中度或重度土壤水分胁迫使沙漠葳的净光合速率（Pn）、水分利用效率（WUE）和光补偿点（LCP）显著降低,暗呼吸速率（DRR）减弱,而气孔导度（Cs）增大,气孔限制值（Ls）变小.（2）Pn日变化在7月份的轻度和中度土壤水分胁迫下表现为双峰曲线,其余月份的胁迫处理均为单峰曲线,同期内各胁迫处理Pn峰值出现的时间基本相同,而且8月份各水分胁迫的Pn值显著高于其它月份;WUE的日变化趋势和Pn日变化相似,而且土壤水分胁迫越严重,其水分利用效率越低;各水分胁迫处理的Pn和Tr光响应拟合曲线均基本呈抛物线形或倒抛物线形.（3）在轻度和中度土壤水分胁迫的初期,Pn降低主要受气孔限制因素的影响,随着胁迫期的延长和胁迫的加重,Pn降低由气孔限制为主逐步转向以非气孔限制为主.研究表明,沙漠葳对干旱胁迫具有一定的适应能力,但长期中度或重度干旱胁迫都会影响沙漠葳的正常生长发育,使其光合生产力大大降低.     

Vegetation Change and Soil Nutrient Distribution along an Oasis-Desert Transitional Zone in Northwestern China

Many studies have focused on soil nutrient heterogeneity and islands of fertility in arid ecosystems. However, few have been conducted on an oasis-desert transitional zone where there is a vegetation pattern changing from shrubs to annual herbs. The goal of the present study was to understand vegetation and soil nutrient heterogenity along an oasis-desert transitional zone in northwestern China. Three replicated sampling belts were selected at 200 m intervals along the transitional zone. Twenty-one quadrats （10 x 10m） at 50m intervals were located along each sampling belt. The vegetation cover was estimated through the quadrats, where both the soil under the canopy and the open soil were sampled simultaneously. The dominated shrub was Haloxylon ammodendron in the areas close to the oasis and Nitraria tangutorum dominated the areas close to the desert. In general, along the transitional zone the vegetation cover decreased within 660 m, increased above 660 m and decreased again above 1 020 m （close to the desert）. The soil nutrients （organic matter, total N, NO3^- and NH4^＋） showed significant differences along the zone. The soil nutrients except the soil NH4^＋ under the canopy were higher than those in open soil, confirming ＂islands of fertility＂ or nutrient enrichment. Only a slight downward trend of the level of ＂islands of fertility＂ for soil organic matter appeared in the area within 900 m. Soil organic matter both under canopy and in interspace showed a positive correlation with the total vegetation cover, however, there was no significant correlation between the other soil nutrients and the total vegetation cover. We also analyzed the relationship between the shrubs and annuals and the soil nutrients along the zone. Similarly, there was no significant correlation between them, except soil organic matter with the annuals. The results implied that annual plants played an important role in soil nutrient enrichment in arid ecosystem.     

河西走廊沙漠人工植被区土壤种子库特征

土壤种子库作为地上植被更新的重要的种源储备库,在植被自然恢复和演替过程以及生态系统建设中起着重要作用。以河西走廊不同区域沙漠人工植被为研究对象,研究了土壤种子库物种组成、时空分布和数量变化特征。结果表明：河西走廊沙漠人工林土壤种子库共出现27种植物,分属8科22属,以藜科植物最多,生活型以草本植物种子比例最高,占到90.6%—95.06%;土壤种子库密度介于19.29粒/m~2—858.57粒/m~2之间,从东到西呈水平地带性分布,土壤种子库分布主要集中在0—2cm土层中,不同样地土壤种子库密度均呈明显的垂直分布,在0—10cm土层内,随着土层深度增加,种子库密度先减小后增大;土壤种子库多样性(Simpson指数)在河西走廊东段沙漠人工植被区最高,在0.671—0.812之间,河西走廊中段沙漠人工植被区为0.417—0.809之间,河西走廊西段沙漠人工植被区为0.256—0.707之间,从东到西呈下降趋势,Shannon-Wiener指数、Margalett丰富度指数、Peilow均匀度指数也表现出相同的趋势,说明由于生境的植被的异质性程度高,使土壤种子库之间的差异性显著;河西走廊沙漠...     

吐鲁番沙漠植物园及其周围地区鼠类群落结构调查

2005年4月15日~2005年6月3日对中国科学院吐鲁番沙漠植物园及其周围地区的鼠类群落进行了调查,采用样线铗捕法,共捕获鼠类373只,隶属于3科3属4种。用种类(S)、多样性指数(H′)、均匀性指数(E)、优势度(D)等4个指标对灌木林、园林、沙地、废弃耕地、农田等5种不同生境类型的鼠类群落进行统计分析和对比。结果发现,不同生境类型的鼠类群落在群落组成、多样性、均匀性和优势度等方面存在着明显的差异;废弃耕地多样性和均匀性最高而优势度最低;园林多样性最低,农田均匀性最低,灌木林优势度最高。红尾沙鼠(Meriones libycus)和子午沙鼠(M.meridianus)分别占以上5种类型鼠类群落总生物量的59.5%和37.5%,可以确定为吐鲁番沙漠植物园及其周围地区鼠类群落的优势种。     

沙漠结皮中藻类生态的研究

笔者对宁夏中卫沙坡头干旱区沙漠表面结皮中藻类进行了为时１０个月（１９９１年５月－１９９２年２月）的定量和定性研究、结果表明：共出现１３个属的藻类,其中蓝藻５属,绿藻６属（包括１个未鉴定出的属）,硅藻２属。运用稀释平板法得到藻类生物量平均为８．１１７×１０￣４ｃｅｌｌｓ／ｇ　Ｄ．Ｓ．根据结皮土壤的理化性质（包括ｐＨ、含水量、电导率、水溶性Ｋ￣＋、Ｎａ￣＋、Ｃａ￣（２＋）和Ｍｇ￣（２＋）的量、交换性盐基总量、全磷量、有机质和凯氏氮）及气候条件（气温、降雨量和土壤温度）分别与藻类生物量的简单相关系数可知影响生物量比较显著的因子有交换性盐基总量（ｒ＝０．６８３）、降雨量（ｒ＝０．７１２）、有机质含量（ｒ＝０．５８４）和水溶性Ｎａ￣＋（ｒ＝０．５８６）。进一步运用逐步回归分析的方法,结果表明影响藻类生物量最显著的相关因子是水溶性Ｍｇ￣（２＋）和降雨量（Ｒ￣２＝７８．７４％）。     

沙漠地区沙冬青的气体交换特征研究

研究了在沙漠地区典型的高温低湿条件下,沙冬青的气体交换特征。结果表明：沙冬青叶片具有典型的以峰净光合速率曲线,即在中午表现出气孔关闭半伴随着光合速率的大幅度下降。,但中午光合速率下降期间,沙冬青叶片胞间ＣＯ２浓度不但没有下降,反而大幅度增加,继而保护相对稳定。     

库布其沙漠及其毗邻地区鼠类群落的结构分析

根据库布其沙漠及其毗邻地区生境和鼠类分布的差异,应用系统聚类法,将该地区的鼠类划分为５个群落：（１）沙漠鼠类群落;（２）半荒漠区沙地鼠类群落;（３）荒漠鼠类群落;（４）荒漠化草原鼠类群落;（５）干草原鼠类群落。５个群落可聚为３个群落组。（１）沙地群落组;（２）半荒漠和荒漠群落组;（３）干草原群落组。同时对鼠类群落的多样性、均匀度等进行了初步分析。     

多尺度上的多物种多格局——以莫索湾沙漠四种灌木及其生境为例

植物的生长固然与自身特性有关,也与其生境中环境要素及其它物种相互作用相互影响,牵涉到生物格局、环境格局和景观格局的相互作用,已有研究表明,这种作用具有多尺度特性.量化这3种格局的某些重要特征,将有利于理解这种尺度行为对格局的影响,甚至量化格局在多尺度上的一些特性.在古尔班通古特沙漠南缘莫索湾沙地选取相隔15km的两个200m×200m样地,以心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、琵琶柴(Perosimonia soongorica)和沙拐枣(Calligonum mongolicum)及其生境地形和土壤理化性质为研究对象,联合小波分析(WAA)、点格局分析(PPA)和典范对应分析(CCA)研究莫索湾沙漠4种灌木种内的聚集性(成丛性)及其周期性、种间相互作用、边缘效应及其与生境地形和土壤理化性质的关系,发现表观上沙生植物分布非连续,但是可形成25～80m尺度范围的成丛性分布,且周期性出现,心叶驼绒藜周期为115～125m、梭梭周期为130～140m,研究表明,周期为110m的地形基频是植物成丛性周期形成的主因.琵琶柴和沙拐枣虽成丛分布,但未发现其周期,其周期可能在更大的幅度上存在;其次,东西方向的边缘量化检测结果表明:东西方向也存在功能边缘和结构边缘,不像南北边缘的位置是受到太阳辐射和遮阴作用影响,东西边缘的位置却是受到了垄状沙丘大小和地形的影响;再次,种间关系研究发现:4种灌木相互都是负相关,且在大多数尺度上是显著负相关.结果表明:荒漠植物通过成丛或聚集分布可以形成适合本物种生存的局部微生境.     

生物多样性与森林生态系统健康的几个关键问题

生物多样性和生态系统健康问的关系,是生态学领域的一个重大科学问题,近年来已成为关注的热点.首先,生物多样性在复杂的时空尺度上维持着生态系统过程的运行,是生态系统功能得以维持的生物基础;其次,生物多样性是生态系统抗干扰能力、恢复能力及适应环境变化能力的物质基础.生态系统健康的维持取决于系统的生物多样性、可再生能力和生产力,维护生物多样性是生态系统管理计划中不可缺少的部分;第三,对生态系统健康程度的评价,很大程度上依赖于对生态过程的认识,而生物多样性及其生态系统功能又是认识和了解生态过程的基础.本文通过对森林生态系统异质性、种间关系及关键种、外来物种入侵、"绿色沙漠"等问题的论述,阐述了生物多样性与森林生态系统健康之间的关系,提出了我国所面临的问题和相应的对策.