天然沙冬青器官生态化学计量特征对异质生境的响应

以我国重点保护的珍稀濒危植物且是西北荒漠地区唯一常绿阔叶灌木沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）为研究对象,分析异质性荒漠生境（固定沙地、半固定沙地、石质沙地、洪积砾石坡地和盐碱滩地）对沙冬青叶、茎、根、花和种子生态化学计量学特征的影响,了解其生长的适应机制和生存策略。结果表明：沙冬青各器官碳（C）含量表现为叶 > 茎 > 根 > 种子 > 花,而氮（N）、磷（P）、钾（K）营养元素含量均表现为种子 > 花 > 叶 > 根 > 茎,N、P、K三大营养元素在繁殖器官中的富集,可以促进沙冬青由营养生长向生殖生长的转变,反映了资源分配模式和植物生长策略。沙冬青各器官的碳氮磷钾含量和各元素化学计量比在不同生境条件下变化较复杂,其中在沙质土壤（固定和半固定沙地）具有更高的C、N、P储存能力,而K在砾质土壤（石质沙地和洪积砾石坡地）含量较高,且砾质荒漠沙冬青的C：N、C：P 及 N：P 均显著高于沙质土壤,表明沙冬青在石质沙地和洪积砾石坡地有更高的养分利用效率。各器官元素含量相关分析表明器官间的养分协同性远高于器官内部。化学计量比C：N、C：P、C：K均表现为：茎 > 根 > 叶 > 花 > 种子,N：P为根 > 叶 > 茎 > 花 > 种子,N：K为茎 > 根 > 叶 > 种子 > 花,K：P 为叶 > 根 > 种子 > 茎 > 花,各器官中的C：N和N：P比在各生境间相对较稳定,而K：P比变化巨大,N：P与P含量呈显著的负相关（P <0.05）,与N含量的相关性不显著（P >0.05）,说明P作为敏感性元素决定了沙冬青体内N：P比值的变化,且不同生境叶片N：P比值均大于16,说明沙冬青生长主要受P限制。器官与生境对沙冬青化学计量特征都有影响,生境对C含量和N：K、K：P的影响较大,器官对N、P、K含量及C：N、C：P、C：K、N：P的影响较大。除P元素外,各元素含量及其化学计量比均受器官和生境交互作用影响。了解植物根-茎-叶-花-种子的整体资源权衡和协变策略,为沙冬青物种资源的保护和开发提供理论依据。     

乌兰布和沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征

乌兰布和沙漠不同典型灌木群落类型对荒漠土壤质量的改善具有重要的作用,而土壤碳、氮、磷生态化学计量比是体现生态系统变化过程的重要依据。研究不同灌木植被类型对土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征的影响,对于深入认识乌兰布和沙漠典型灌木植被生长与修复对土壤质量的改良,准确评价植被生态环境效益具有重要的现实意义。在乌兰布和沙漠8个主要建群种天然植被类型灌木林地内设置10 m×10 m的标准样方进行调查,在灌丛边缘（东、南、西、北四个方向）进行土壤分层采样,取样深度分别为0-20、20-40、40-60、60-80、80-100 cm,共5层。将相同层次土壤样品充分混合,经四分法取样,风干,过0.15 mm筛用于土壤C、N、P含量的测量,分析不同灌木类型各土层碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的垂直分布特征,探寻各指标间的相关关系。结果表明：乌兰布和沙漠地区8种天然灌木林土壤有机C、全N、全P含量整体水平不高,分别为2.45、0.26、0.28 g/kg,均低于全国水平。由C、N、P含量的相关性分析可知三者间呈显著正相关（P < 0.05）,且C、N元素含量变化几乎同步,但P元素含量变化滞后于二者。各灌木类型表层（0-20cm）土壤C、N、P含量均较高,各灌木类型土壤有机C、全N含量随着土壤深度的增加呈下降趋势,而不同灌木类型土壤全P含量从上至下分布规律不同,且土层对P含量无显著差异（P > 0.05）。8种典型灌木群落土壤整体C：N、C：P、N：P值（9.41、8.70、0.93）低于全国水平,各灌木类型土壤N：P和C：P随土壤深度而递减,但不同灌木类型土壤C：N随土层深度的变化规律不同。乌兰布和沙漠典型灌木群落土壤碳、氮、磷化学计量特征值均低于全国水平,各灌木类型土壤C、N、N：P和C：P随土壤深度而递减,但不同灌木类型土壤P、C：N随土层深度的变化规律不同。有机C、全N、全P与其化学计量比之间具有非线性耦合关系。C：N和P含量具有较高的稳定性（CV=22.45%和24.39%）,C：P和N：P比值是研究区限制性养分判断的重要指标。     

黄河分洪对乌兰布和沙漠局地种子库特征影响

乌兰布和沙漠东北缘固定-半固定-流动沙地被黄河分洪区划分为:消落带水淹区段和未淹区段以及原生植被(对照)样带,通过萌发法对3个区段实地采样的土壤种子库物种组成、数量和分布特征进行分析,以探讨黄河分洪区消落带内土壤种子库对地上植被形成的保障能力和未来植物群落结构演替趋势,为黄河分洪区地表植被的恢复与重建提供理论依据。结果表明:(1)3个区段土壤种子库储量存在显著差异,种子库密度未淹区段(733粒·m~(-2))对照样带(609粒·m~(-2))水淹区段(176粒·m~(-2))。(2)随着土层深度的增加,土壤种子库密度呈现下降趋势;随着水淹干扰强度、水淹时间和水淹频率的增加,表层0～5cm土壤种子库密度呈减小的趋势。(3)水淹区段土壤种子库物种分属4科10属10种,未淹区段分属5科14属14种,对照样带分属5科15属15种;其中藜科、禾本科为优势科,且3个区段土壤种子库均以一年生、多年生草本植物为主,表明种子库对地表植物群落的灌木层片的繁衍、更新和演替的贡献率很小。(4)与对照样带相比,水淹区段土壤种子库的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均显著降低,但未淹区段表现出了升高的趋势,且水淹区段和未淹区段相似性指数最大。     

乌兰布和沙漠沙冬青群落特征的研究

基于对乌兰布和沙漠地区植被调查数据,采用物种多样性和种群联结性相结合的分析方法,对珍稀植物沙冬青群落生存状况进行分析评价,以揭示群落稳定性及更新演替趋势。结果表明:(1)研究区沙冬青群落的种类组成比较丰富,与沙冬青伴生的植物共有25种,其中灌木12种,草本植物13种。(2)灌木层物种多样性水平较草本层高,但无论是灌木层还是草本层,固定沙丘生境的沙冬青群落物种多样性均较大,物种均较为丰富;物种均匀度减小是群落草本层多样性下降的主要原因。(3)种间总体联结性测定结果显示,沙冬青群落中灌木层种间有轻微正关联;总体竞争性较弱,表明沙冬青在群落中处于优势地位。(4)从种间联结来看,大多数种对为正联结,或联结性较小且均不显著,说明沙冬青作为该群落的建群种,它的分布和存在似乎不受其他物种的影响或所受影响很小,有独立分布特征;但即使联结性不强的物种也可能有较高的相伴出现机率。研究认为,可通过保护和选择与之正联结较强的物种来保护和建立沙冬青生存环境,以维持沙冬青分布群落的稳定性,最终达到实效保护目的。