几种荒漠植物地上生物量估算的初步研究

在调查植物样方的基础上,利用植株冠幅特征如冠幅长与宽、株高、基径、新生枝条数、总枝条数等作为变量建立了估算典型荒漠植物地上生物量的模型,利用植株冠幅长与宽所建拟合方程对估算琵琶柴灌丛生物量的精确度较高,经验证,预测值与实测值的相关系数为O．9989,相对误差在4．79％～10．12％之间利用植株株高、基径所建拟合方程对估算梭梭、多枝柽柳生物量计算值与实测值的相关系数在0.9418以上,显著性检验表明相关系数均为极显著经验证,预测值与实测值的相关系数分别为0．9902和0．9875．相对误差分别为6．87％～19．22％和7．49％～18．47％。研究表明,在大面积荒漠植物生物量研究中,利用植株冠幅特征作为变量来估算琵琶柴灌丛地上生物量方法简便可行,用来估算梭梭、多枝柽柳等灌木地上生物量时存在一定误差     

毛乌素沙地的生态背景及其草地建设的原则与优化模式

 本文全面分析了毛乌素沙地生态过渡带的自然环境、植被的现状和历史变迁过程,以定性和定量相结合的方法阐述了环境和植被之间的动态关系,在此基础上提出了该地区草地建设的原则及优化生态模式,其中包括：水分平衡原则,半固定沙丘持续发展原则,网带状种植原则,滩地草、农、林复合系统模式、软梁半人工草地复合系统模式和硬梁天然草地放牧系统模式。     

Woodchip and biochar amendments differentially influence microbial responses,but do not enhance plant recovery in disturbed semiarid soils

Restoration presents a global challenge in drylands (arid and semiarid ecosystems) where uses can range from exclusive conservation to open‐pit mining and restoration practices are constrained by scarce, unpredictable precipitation, and high ambient temperatures. Adding woodchip amendments to soils is a common strategy for mitigating soil degradation as amendments may enhance soil carbon and increase plant cover. We assessed the effect of surface or incorporated woodchip addition and incorporated wood‐derived biochar on soil carbon dynamics and microbial activities as well as plant cover in semiarid soils that had been removed and replaced. We found that woodchips at the soil surface increased soil organic carbon (SOC), and both surface and incorporated woodchips increased the dissolved organic carbon (DOC) content. The incorporation of woodchips inhibited plant cover yet increased soil CO₂ efflux and dissolved organic matter stoichiometry. Surface woodchips also significantly enhanced microbial activities but not plant cover. A significant amount of the soil efflux in response to incorporating woodchips was explained by plant cover and exoenzyme activities, but this was not the case for other amendment treatments. Biochar, thought to be more resistant to decomposition, neither stimulated nor reduced microbial activities or plant cover and did not influence SOC or DOC. Our findings demonstrate that the influence of woodchip amendments on microbial processes and soil carbon dynamics depends on the location of application and that coarse fast‐pyrolysis biochar has limited influence on soil processes over a 22‐month study in a water‐limited ecosystem.     

生物结皮对5种不同形态的荒漠植物种子萌发的影响

生物结皮广泛分布于干旱、半干旱区, 强烈影响着土壤表层理化特性, 进而对种子散布、萌发和定居产生影响。目前关于生物结皮与植物种子萌发关系的研究结论存在争议。该文通过室内人工控制实验, 研究了生物结皮对古尔班通古特沙漠5种具不同种子形态特征的荒漠植物白梭梭(Haloxylon persicum)、蛇麻黄(Ephedra distachya)、角果藜(Ceratocarpus arenaarius)、涩芥(Malcolmia africana)和狭果鹤虱(Lappula semiglabra)的种子萌发的影响。结果表明, 在干燥和湿润两种条件下, 生物结皮对不同形态植物种子萌发均具有不同的作用。在干燥条件下, 生物结皮显著抑制了角果藜和涩芥种子的萌发(p<0.05), 对其它3种植物无显著影响; 而湿润条件下, 生物结皮显著抑制了白梭梭、角果藜和狭果鹤虱种子的萌发(p<0.05), 对蛇麻黄、涩芥则无显著影响。     

腾格里沙漠晚更新世孢粉植物群与气候环境演变

根据腾格里沙漠断头梁人工开挖剖面距今约４２０００～２３０００ａＢＰ（晚更新世）的孢粉分析结果,可将该期植被和气候演化划分为５个阶段（组合带）：阶段Ⅰ,约４２０００～３８０００ａＢＰ,此段孢粉组合特征显示出,在现今为戈壁荒漠的山地丘陵上,当时发育着针阔混交林,在古湖边缘上发育着杨柳林和草原,气候较温暖湿润;阶段Ⅱ,约３８０００～３１０００ａＢＰ,气候温暖湿润,地带性植被为以温带、暖温带阔叶林为主的针阔混交林,湖畔河边发育着草甸植被;阶段Ⅲ,约３１０００～３００００ａＢＰ,为针叶林和寒温性高山柳丛大发展时期,气候寒温,为一冷期;阶段Ⅳ,约３００００～２８０００ａＢＰ,为冷期过后的升温期,也是湖面扩大期,孢粉组合中藻类含量高,为草甸和沼泽植被;阶段Ⅴ,２８０００～２３０００ａＢＰ,孢粉组合显示出丘陵山地上发育温带柏和桦为主的针阔混交林,平原上生长着草原植被,湖畔、河边有柳林分布,气候较温暖湿润,但较阶段Ⅰ略干。此剖面孢粉组合所反映的气候变化特征与古里雅及格陵兰冰芯δ１８Ｏ所记录的同期气候变化特征具有良好的可比性。     

模拟降水对古尔班通古特沙漠生物结皮表观土壤碳通量的影响

水分是控制干旱区生态过程的重要环境因素,在水分受限制的生态系统中,降水通过改变土壤的干湿状态直接控制地下生物过程。生物结皮作为干旱区主要的地表覆盖物,能利用空气中有限的水分进行光合作用,其自身的碳交换是干旱区土壤碳通量的重要组成部分。通过模拟0(对照)、2、5 mm和15 mm 4个降水梯度,利用红外气体分析仪,对古尔班通古特沙漠中部生物结皮以及裸地表观土壤碳通量进行测量,探讨不同强度降水条件下生物结皮对表观土壤碳通量的影响,结果表明:(1)降水增加了生物结皮表观土壤碳释放量,2、5 mm和15 mm 3种降水处理累积碳释放量分别是对照的151.48%、274.97%、306.44%,并且随着降水后时间的延长,表观土壤碳通量逐渐减小直至达到降水前的水平;(2)生物结皮与裸地的表观土壤碳通量对降水的响应不同,对照和最大降水量下,生物结皮表观土壤碳通量大于裸地,但是2 mm和5 mm降水后,生物结皮表观土壤碳通量小于裸地,并且二者在2 mm降水时差异显著(P<0.05),而在其它降水处理下无显著差异;(3)连续两次降水事件,活性碳在初级降水后的大量释放使得二次降水后释放量下降,其中裸地碳释放量下降速率与降水强度正相关。本研究说明,在探求荒漠地区土壤碳交换对降水的响应规律时,应该考虑生物结皮的影响以及连续降水事件的差异。     

塔克拉玛干沙漠南缘玉米对不同荒漠化环境的生理生态响应

为了研究玉米对不同荒漠化环境的适应性,以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围不同荒漠化程度下生长的玉米为试验材料,大田试验为手段,布置3个胁迫水平(轻度荒漠化、中度荒漠化、重度荒漠化),研究了玉米的土壤含水率、植株高度、生物量分配、脯氨酸(Proline)、丙二醛(MDA)、可溶性糖(Sugar)、叶绿素(Chl)、叶绿素荧光参数、比叶面积(SLA)等在不同胁迫梯度下的变化特征。结果显示:随着荒漠化程度的加剧,玉米生物量、脯氨酸、丙二醛、叶绿素、类胡萝卜素、Chl a/b、叶绿素荧光参数都有不同幅度的下降;中度荒漠化可溶性糖含量最低,重度最高,轻度介于两者之间;Car/Chl、比叶面积和地下生物量占总生物量的比重都随荒漠化程度的加剧,呈增加趋势。结果表明,荒漠化环境明显对玉米的生长产生了抑制作用;随着荒漠化程度的加剧,玉米植株的光合色素含量降低,PSⅡ受到影响,从而影响植株的光合作用,使玉米物质的积累受到影响;玉米自身通过在营养器官分配更多的能量和积累调控物质,并且在形态结构上也会发生某些改变以适应更恶劣的环境。随着胁迫程度的加剧,对其生长抑制愈严重。     

荒漠植物根际AM真菌的空间分布和定殖

 通过分析以色列荒漠地区Zygophyllum dumosum, Hammada scoparia, Artemisia herba-alba 和 Atriplex halimus 等4种灌木根际AM真菌的空间分布和定殖程度,研究了AM真菌分布和定殖与植物种类和土壤因子间的相关性。样品分别从0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm,30～40 cm和40～50 cm等5个土层中采取,土样过2 mm筛。收集的根样切成1 cm根段,经染色后,根据感染长度确定AM真菌不同结构的定殖率;用湿筛倾析法和蔗     

荒漠景观破碎化条件下啮齿动物群落beta 多样性变化特征

2002 ～2010 年,采用夹日法对内蒙古阿拉善荒漠区禁牧、轮牧、过牧和开垦4 种不同人为干扰生境中啮齿动物群落β 多样性进行了研究,同时分析不同生境的灌木植物群落特征来探讨人为干扰下的景观破碎化。依据人为干扰下景观破碎的情况将研究区域内生境梯度的变化按照:禁牧到轮牧、轮牧到过牧、过牧到开垦、禁牧到过牧、禁牧到开垦、轮牧到开垦进行划分,分别利用Jaccard 指数、Sorenson 指数和Cody 指数分析景观破碎化条件下啮齿动物群落β 多样性变化特征。结果表明,不同生境梯度间3 种β 多样性指数差异均显著(P <0. 05),禁牧到过牧梯度β 多样性差异最大。不同干扰生境间的灌木植物群落特征差异极显著(P < 0. 01),Shannon-Wiener 指数、Simpson 指数和物种数均表现为轮牧区> 过牧区> 禁牧区> 开垦区。环境变化程度与β 多样性变化的程度一致。人为干扰是该区域景观破碎化的主要原因,特别是放牧活动,导致环境异质性显著增加。在荒漠区,这种随环境梯度造成异质性加大而增加的β 多样性,并不是由物种增加较大导致,而是由啮齿动物群落物种组成差异和变化增大所致.     

古尔班通古特沙漠西部地下水位和水质变化对植被的影响

通过对比分析古尔班通古特沙漠西部3a地下水位和水质的变化特点,研究了地下水位和水质变化对地表土壤理化性质、植物多样性、及建群种梭梭种群生长与更新的影响。发现地下水位和土壤理化性质空间变异较大,最浅地下水位为3.3 m,最深可达24.2 m,主要集中在6-8 m;土壤电导率、pH值、Cl^-和SO₄^2-均在表层0-40 cm含量较高,变异系数随土层深度的增加而减小。在时间上地下水位受准噶尔盆地上游农田用水的影响,水位呈季节性波动。一年中最高水位出现在4月,最低水位在7月。玛纳斯河向下游输水对提高盆地地下水位具有明显作用,地下水位平均可升高4.3 cm,地下水矿化度平均增幅1 g/L。地下水位对退化区物种多样性影响不大,但对梭梭生长产生显著影响。梭梭生长的适宜地下水位为5-8 m,且地下水矿化度小于4 g/L。地下水位大于8 m导致梭梭种群衰退,而地下水位小于4 m时,地下水矿化度影响土壤表层积盐,进而显著地降低物种多样性,阻碍梭梭幼苗更新,导致梭梭种群衰败。总结认为准噶尔盆地上游的玛纳斯河断流和农业灌溉对古尔班通古特沙漠西部平原地区的地下水位和水质产生显著影响,梭梭退化与地下水位变化显著相关,必须引起高度重视。