放牧对鄂尔多斯高原油蒿草场生物量及植被-土壤碳密度的影响

以围封保护和自由放牧油蒿草场为研究对象,通过野外调查与室内分析,研究了围封和放牧条件下沙地草场生物量和植被-土壤碳密度。结果表明:(1)自由放牧使油蒿群落中植物种类增加,但降低了植物群落盖度。自由放牧不仅导致油蒿草场地上、地下总生物量降低,也使得油蒿地上、地下生物量占群落地上、地下总生物量的比例减小。生长季自由放牧样地凋落物生物量显著大于围封保护样地(P0.05);(2)围封保护样地植被碳密度大于自由放牧样地,土壤碳密度却小于自由放牧样地,但两个样地间差异不显著(P0.05);(3)油蒿草场90%以上的碳储存于土壤中,围封保护样地和自由放牧样地油蒿草场土壤碳密度占植被-土壤系统碳密度的91%、93%;(4)围封保护油蒿草场碳密度为2.29 kg/m2,自由放牧油蒿草场碳密度为2.68 kg/m2,两个样地间差异不显著,自由放牧对油蒿草场碳密度影响不大。     

荒漠油蒿（Artemisia ordosica）根围AM真菌分布与土壤酶活性

于2007年10月在油蒿(Artemisia ordosica)集中分布区选取4个典型样地,分别从0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm和40～50cm土层采集根围土样,分离其丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌并测定了3种土壤酶活性.结果表明,在各样地0～50cm土层中油蒿根系AM真菌菌丝定殖率均很高,有典型的泡囊与丛枝结构.菌丝定殖率与泡囊定殖率呈显著正相关,但菌丝、泡囊和丛枝定殖率与AM真菌孢子密度和土壤酶活性之间都无相关性;孢子密度在不同样地及采样深度间差异明显,与土壤有机质、速效磷和速效氮含量都呈一定正相关关系.孢子密度与脲酶和酸性磷酸酶活性有显著或极显著相关关系,与碱性磷酸酶活性之间的相关性受到土壤pH的显著影响.孢子密度的峰值出现在0～10cm表层土,并随土壤剖面深度增加而降低.土壤酶活性在土壤垂直剖面显示与孢子密度同样的规律.不同样地间AM真菌分布及油蒿根系定殖率的差异表明,油蒿与AM真菌之间有良好共生性,对维护荒漠生态环境系统结构的完整性具有重要意义.     

野生与栽培黄花蒿净光合速率对光强和CO2浓度的响应

比较了相同种源的野生和栽培黄花蒿(Artemisia annua L.)净光合速率对光强和CO2浓度的响应特性。结果表明,野生和栽培黄花蒿的光饱和点(LSP)分别为1 183和1 564μmol m-2s-1,光补偿点(LCP)为17和18μmol m-2s-1,最大净光合速率(Pmax)为18.78和22.38μmol m-2s-1,表观量子效率(AQY)为0.08和0.075μmol m-2s-1,表明黄花蒿的光合能力强,能够利用很高的光强,且对弱光的适应性也较强。栽培黄花蒿的Pmax、LSP和最大羧化速率(Vcmax)显著高于野生黄花蒿,两者的LCP、不包括光下呼吸的CO2补偿点、AQY、光下呼吸速率和最大电子传递速率(Jmax)差异不显著。强光下栽培黄花蒿主要通过提高Vcmax和Jmax等来增强光合能力,强的光合能力有利于黄花蒿的生长,因此在人工栽培黄花蒿的过程中应选择阳光充足的开阔生境。     

毛乌素沙地油蒿叶性状对光能利用效率动态的影响

目前对于荒漠灌木光能利用效率（LUE）的季节变异及其调控因素,尤其是其生物调控因素的认识非常有限,导致了荒漠生态系统生产力模型的不确定性。拟验证假设：长期干旱环境下,典型荒漠灌木油蒿光能利用效率日均值（LUE_day）的动态变化与叶片性状的季节性调整有关。试验采用Li-6400便携式光合仪定期测量了油蒿生长季叶片LUE_day的季节动态及相关叶性状指标,探究叶性状对LUE_day的影响。结果表明：LUE_day的季节波动范围为0.003-0.017 mol/mol,整体变异系数（CV）为38.75%。完全展叶期LUE_day均值相比生长季平均值降低17.37%,相比展叶期和落叶期时降低30%;8个叶性状的季节变异幅度差异较大,其中总叶绿素含量（Chl）、类胡萝卜素含量（Car）和叶氮含量（LNC）均表现出较大的季节变异性（CV ≥ 20%）,叶碳含量（LCC）和叶片相对含水量（LRWC）的变异程度最低（CV<7%）。LRWC与所有叶片化学性状（Chl、Chl a/b、Car、LNC和LCC）均存在显著相关,表明其变化与叶片的养分吸收、光合色素合成以及碳同化的运输过程密切相关;油蒿LUE_day的相对变化与LRWC、Chl a/b和LNC显著正相关,而LRWC和LNC的季节动态受空气温度（T_a）和土壤含水量（VWC）的共同调节,Chl a/b的季节波动主要由浅层土壤含水量（10 cm VWC）控制。以上研究结果强调,在未来预计极端的气候事件（如极端干旱和持续热浪事件）发生更频繁的旱地场景中,时间尺度植物叶性状对于土壤干旱和高温的适应性调整应当被充分考虑到旱地生态系统的通量建模方案中。该结果将为构建叶片尺度的光合生理模型与厘清LUE的生物调控机制提供理论依据。     

中国三种常见蒿属植物潜在地理分布及其主导气候因子

裂叶蒿(Artemisia tanacetifolia)、大籽蒿(Artemisia sieversiana)和艾(Artemisia argyi)是我国常见的蒿属(Artemisia)植物,其分布区域遍布全国.本文利用MaxEnt模型预测3种蒿属植物在当前气候条件以及未来两种气候情景下的潜在分布区.采用受试者工作特征...     

损伤冷蒿挥发性有机化合物(VOCs)成分分析及其对牧草根系生长发育的影响

采用GC-MS测定损伤冷蒿VOCs的主要成分,并通过生物测定的方法研究损伤冷蒿VOCs对牧草幼苗根系生长发育的影响。结果表明:损伤冷蒿释放30种VOCs,包含萜烯类、醇类、酯类、醛类和酮类等5类化合物,其中相对含量高于1%的化合物共占VOCs总量的97.37%,桉树脑含量最高(22.43%)。损伤冷蒿释放的VOCs极显著(P0.01)的抑制草木樨、苏丹草、披碱草和冰草幼根的伸长,以及苏丹草侧根与冰草须根的发育,抑制率分别为51.55%、55.34%、37.57%、48.68%、93.04%和25.00%;同时也极显著抑制4种牧草幼根生物量的积累(P0.01)。损伤冷蒿VOCs影响牧草根部中柱组织结构的分化,使草木樨中柱内木质部、韧皮部与形成层不能正常分化;苏丹草、披碱草和冰草的凯氏带发育不完整。由此可见,损伤冷蒿VOCs对牧草根系生长发育具有明显的抑制作用。     

荒漠沙蒿根围AM真菌和DSE的空间分布

2009年7月在内蒙古黑城子北、多伦县城东和正蓝旗元上都遗址3个样地分别从0-10 cm、10-20 cm、20-30cm、30-40 cm和40-50 cm 5个土层采集沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根围土壤和根样,系统研究了沙蒿根围AM真菌和DSE(Dark septate endophytes)的空间分布及与土壤因子的相关性。结果表明,沙蒿根系能被AM真菌高度侵染形成典型的I-型(Intermediate type)丛枝菌根,并发育形成泡囊和丛枝结构, 并与DSE形成良好的共生关系,样地生态条件和采样深度对AM真菌分布和活动有显著影响。黑城子样地孢子密度最高,元上都样地泡囊定殖率最高,不同样地间丛枝、菌丝、总定殖率和DSE定殖率无显著差异。孢子密度峰值出现在0-10cm表层土,并随土壤剖面深度增加而降低;泡囊定殖率峰值出现在10-20cm土层;AM真菌其他结构定殖率及DSE定殖率在各土层间差异不显著或变化无规律。孢子密度与AM真菌不同结构定殖率无显著相关性,与各土壤因子极显著正相关。泡囊定殖率与脲酶和碱性磷酸酶极显著负相关,与酸性磷酸酶显著负相关。菌丝定殖率、总定殖率及DSE定殖率与各土壤因子均无显著相关性。土壤碱解N和有机C与脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶极显著正相关;土壤速效P与碱性磷酸酶极显著正相关,与脲酶显著正相关。对沙蒿根系AM真菌和DSE真菌分布和定殖规律的研究,可进一步明确AM真菌和DSE的生态功能,为利用菌根生物技术促进荒漠植被恢复和生态重建提供依据。     

云雾山铁杆蒿茎叶浸提液对封育草地四种优势植物的化感效应

为了揭示铁杆蒿群落在植被演替中的作用,通过研究铁杆蒿茎叶浸提液对铁杆蒿草地4种优势植物(百里香、大针茅、本氏针茅和赖草)的种子萌发及幼苗生长的干扰,结果表明:高浓度的铁杆蒿浸提液(甲醇浸提液和水浸提液)使得百里香、大针茅、本氏针茅和赖草的种子发芽指数降低,发芽率、芽长和根长低于对照,种子平均发芽时间延长达1.13-2.16 d。而低浓度浸提液(0.005 g/mL)使得百里香的发芽要高于对照11.63%(水浸提液)、15.12%(甲醇浸提液)。在幼苗生长期,铁杆蒿浸提液对4种受试植物幼苗芽和根的生长受到不同程度的抑制,不同浓度的浸提液对植物的化感作用强度不同,随浓度的增加,抑制作用越强,0.1 g/mL相对其他浓度有显著性差异;其中0.005 g/mL浸提液对本氏针茅和赖草的幼苗生长有促进作用,幼根生长高出对照19.00%、16.06%,水浸提液对幼芽促进了2.33%、9.06%,在0.1 g/mL浓度下,本氏针茅或大针茅的生长完全受到抑制,芽长和根长抑制率为100%;同一浓度下的不同浸提液对植物的抑制作用也不同,其中百里香对铁杆蒿浸提液的敏感度是最低的;甲醇浸提液的化感作用要强于水浸提液。在封育过程中,百里香群落向铁杆蒿群落的过渡,铁杆蒿的化感作用是该草地演替的一个重要影响因子。     

科尔沁草原主要牧草冷蒿和差不嘎蒿的生理生态学特性与竞争机制

一日内冷蒿和差不嘎蒿的光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）和水分利用效率（WUE）在早或晚出现了最高值,而其余时间则变化低缓,原因归结于沙地环境因子和植物内部因子的共同作用。冷蒿的Pn和WUE日均值高于差不嘎蒿,E的日均值却低于差不嘎蒿,说明冷蒿在干旱环境下具有较高的物质生产量和节约用水的能力。自然状态下冷蒿各生长季的水势（ψω）和充分膨胀时的渗透势（ψπ^100）远低于差不嘎蒿,水分相对亏缺（RWD）、束缚水含量（BWC)、缚水与自由水的比值（BWC／FWC）元高于差不嘎蒿,表明其具有更强的抗旱性;干旱和旱后复水条件下差不嘎蒿的RWD、BWC和BEW／FWC产生大幅度波动;长期极端干旱条件下两才RWD、EWC和ψω终极植相近;长期淹水对冷蒿生理过程的影响更大些。干旱使两种牧草蛋白质发生分解,脯氨酸和可溶性糖大量累,其中冷蒿的累积量远远超过差不嘎蒿,这种累积特征可能正是两种牧草竞争机制的本质所在。     

刈割强度对冷蒿可溶性碳水化合物的影响

通过对播种、移植于大小不同花盆的1年龄和多年龄冷蒿进行刈割实验。探讨冷蒿在不同刈割强度下可溶性碳水化合物含量和库的变化。结果表明。在不同的刈割强度下。冷蒿可溶性碳水化合物含量表现为：刈割1／4和刈割2／4比不进行刈割和刈割3／4高。可溶性碳水化合物库表现为：刈割1／4＞对照＞刈割2/4＞刈割3／4;刈割后在不同的资源与空间。冷蒿体内可溶性碳水化合物含量和可溶性碳水化合物库均表现为：大盆＞小盆＞移栽盆;在不同的刈割强度下生物量发生明显的变化,刈割1／4冷蒿生物量比对照增加,出现超补偿生长。别割3／4生物量降低。出现欠补偿生长。说明适度的干扰有利于冷蒿碳水化合物、生物量的积累;可利用资源、空间越多。可溶性碳水化合物含量越高。可溶性碳水化合物库的变化趋势与再生生长的趋势一致。说明可溶性碳水化合物库可以表征再生生长能力。