塔河胡杨林核心区退耕地初始年土壤及植被养分特征数值分析

【目的】研究塔河中下游胡杨林核心区退耕地初始年土壤和植被的养分特征,为胡杨林公益林核心区退耕地生态恢复提供基础支撑数据。【方法】以塔河中下游胡杨林核心区退耕地初始年的土壤和植被为研究对象,运用“S”形布点法、野外标准木全株收割法、多点混合方法分别采集植被和土壤样品,结合室内测定植被和土壤养分特征数值进行分析。【结果】(1)土壤养分含量和植被营养成分积累量均集中分布在Ⅳ区和Ⅴ区。(2)土壤垂直深度上,养分集中在表层土壤,且随着土层深度增加,土壤养分含量依次递减,但是在60~100 cm土层处,呈现小幅增加。不同样地与不同土层深度之间土壤养分含量差异显著(P<0.05)。(3)不同样地中残存棉花(棉秆、根系)及草本植物中全N、全P、全K、有机碳含量均有显著差异(P<0.05)。【结论】胡杨林自然保护区核心区退耕地初始年土壤养分含量较高,有利于荒漠植被群落的生长和发育,提高群落演替速率,有利于塔河胡杨林退耕地植被恢复与环境变化及其相互作用、生态过渡带植被恢复与区域生态稳定。

洪水漫溢对林窗微环境时空差异的影响--以塔里木河中游荒漠河岸林为例

林窗是森林生态系统中普遍存在的干扰形式。探究洪水漫溢对林窗内部微环境时空异质性的影响,对揭示荒漠河岸林物种多样性变化及其更新特征具有重要意义。在塔里木河中游非洪水和洪水漫溢区各选取一个大小相似的林窗样地,并使用便携式气象监测仪对林窗内不同方位的空气温湿度进行监测,对比分析不同水淹条件下林窗内微环境的时空分布差异,为深入探索荒漠河岸林植被更新机制奠定基础。结果表明:(1)非洪水漫溢区和洪水漫溢区林窗内空气温度均呈现先上升后下降的变化趋势,空气湿度均呈现先下降后上升的变化趋势,且同一个样地中温度与湿度之间存在明显的负相关关系,而洪水漫溢改变了森林微环境,使林窗内湿度升高,温度下降。(2)非洪水漫溢区和洪水漫溢区林窗内不同方位温度分布差异较小,洪水漫溢对温度变化影响不大;两个样地林窗内湿度变化过程较为复杂,差异明显,洪水漫溢区湿度变化梯度更为密集。(3)非洪水漫溢区和洪水漫溢区林窗内温度差界限明显,西南方向温度差较小,中心位置温度差最大,洪水漫溢并未改变不同方位温度变化趋势;湿度差以中心偏北方向较大,其中非洪水漫溢区湿度差在西北方向较小,而洪水漫溢区湿度差最小值出现在西南方向。研究结果表示荒漠河岸林林窗微环境时空差异具有干旱区独特性,同时阐明了林窗微环境对洪水漫溢的响应,为深入研究林窗干扰对荒漠河岸林更新与演替提供了科学依据。

林分郁闭度和龄级对防护林碳汇功能及固碳价值的影响

通过生物量换算因子法,以新疆伽师县"三北"防护林为研究对象,根据2008年底森林资源调查数据,研究了林分郁闭度和龄级对防护林碳汇功能及固碳价值的影响。结果表明:碳密度和生物量随龄级的增加呈上升趋势;生物量和碳密度也随郁闭度的增加呈波浪形上升趋势。幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林的年碳吸收率分别为3.0、2.8、3.6、3.2、3.2 t/(hm2.a),其中近熟林的年碳吸收率最大。在碳储量中,郁闭度为0.5的林分的碳储量占总碳储量的43.8%,近熟林和成熟林占82.3%。

微咸水灌溉下3种耐盐植物光合特性及水分利用效率比较研究

以微咸水灌溉下耐盐植物胡杨、柽柳和四翅滨藜为研究对象,采用Li-6400便携式光合测定系统对其主要光合参数及水分利用效率等进行了观测及比较分析。结果表明:(1)光强在0～2 000μmol.m-2.s-1范围内,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)随光强变化均表现为柽柳始终处于较高水平,胡杨次之,四翅滨藜较小;(2)光强为400～2 000μmol.m-2.s-1时,3种耐盐植物的蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)大小顺序为柽柳>胡杨>四翅滨藜,而水分利用效率(WUE)却表现为四翅滨藜>柽柳>胡杨;(3)光强在0～400μmol.m-2.s-1时,蒸腾速率(Tr)和水分利用效(WUE)表现为胡杨较高,柽柳次之,四翅滨藜较小,但是四翅滨藜的胞间CO2浓度(Ci)高于胡杨和柽柳。综合比较3种耐盐植物中,四翅滨藜的水分利用效率较高,蒸腾耗水较少,属于节水型树种;而胡杨和柽柳的水分利用效率较低,蒸腾耗水较高,属于相对耗水型树种。此外,四翅滨藜、胡杨和柽柳能适应高温、光照强烈和干旱的环境,在一定程度上表明其具有较强的逆境适应性。

塔河流域天然胡杨林不同林龄地上生物量及碳储量

[目的]探讨不同林龄单株胡杨地上部分生物量、林分的生物量及碳储量的分布特征,为进一步开展胡杨天然林生态系统碳循环、碳储量、固碳速率和潜力研究提供基础。[方法]以新疆维吾尔自治区轮台县天然胡杨林为研究对象,利用不同林龄下不同径阶的标准解析木样本数据,构建胡杨地上部分各器官的生物量回归模型,探讨不同林龄胡杨地上部分的生物量组成、分配以及各器官生物量随年龄的变化规律。[结果]随着林龄的增加,单株胡杨地上部分各器官生物量呈上升趋势,其中树干占主导地位。幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林的林分地上生物量分别为:4.91,7.95,19.47,61.95,47.64t/hm2,且随林龄的增加胡杨林地上部分生物量先增加后稍有降低;胡杨林地上部分不同器官平均含碳率从大到小依次为:树干(48.17%)>树枝(47.75%)>树皮(46.13%)>树叶(44.90%),且随林龄的增加不同器官含碳率先增加后降低,但各器官之间含碳率差异不显著;塔河流域胡杨林碳储量随林龄先增加后降低,大小顺序为成熟林(30.38t/hm2)>过熟林(23.26t/hm2)>近熟林(9.30t/hm2)>中龄林(3.69t/hm2)>幼龄林(2.20t/hm2)。[结论]地上部分各器官碳储量按依次排列为:树干>树枝>树皮>树叶,树干是胡杨林地上部分碳储量的主要器官。

莫索湾地区梭梭群落种间关联性的研究

采用2×2列联表,应用χ2检验方法研究了古尔班通古特沙漠南缘莫索湾地区梭梭群落15个种群的种间关联性。结果表明:1)15个主要种群间所联结的种对在1m×2m至4m×8m 5个样方尺度内,总体呈显著的负关联,随调查样方尺度的扩大,关联性减弱,但当扩大到一定尺度时(32m×32m),则开始总体出现正关联。2)选择的105个种对中,有50个种对分别在不同样方尺度中表现出显著或极显著的种间关联,约占总数的47.6%;其中27个种对为正关联,20个种对为负关联,3个种对在小样方时呈负关联,当样方尺度扩大到一定时开始呈现正关联。3)调查发现群落中种对间的关联性除与一定尺度下的关联系数有关外,还与调查样方尺度有关。一般说来,最小关联面积越小,关联系数越大种对间关联程度越强。

库尔勒香梨土壤主要养分与产量关系的研究

以综合管理水平较高的库尔勒香梨(Pyrus Bretschneideri Rehd,简称香梨)示范园为研究区域,通过测定香梨园土壤主要营养元素含量及标准株的产量,构建库尔勒香梨土壤主要营养元素与产量之间关系模型。结果表明:(1)不同土壤层次,0~20 cm土壤有机质含量和有效磷含量高于20~60 cm,0~20 cm碱解氮含量和速效钾含量低于20~60 cm;(2)0~20 cm和20~60 cm土壤层有机质含量与香梨产量关系显著,分别呈对数(P=0.021)和幂函数(P=0.034);0~20 cm土壤层碱解氮与产量关系不显著,而20~60 cm土壤层碱解氮与产量呈对数函数(P=0.053);0~20 cm和20~60 cm土壤层有效磷与产量关系极显著(P=0.014,0.002),相关模型均为对数函数;0~20 cm土壤层速效钾与产量呈幂函数(P=0.041)。总体而言,库尔勒香梨园20~60 cm土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量与库尔勒香梨产量显著相关,表明香梨施肥应深施为宜,施肥深度应≥20 cm;同时,构建土壤养分(x)和单株产量(y)关系模型,即有机质y=28.56x0.22、碱解氮y=16.02lnx+91.72、有效磷y=16.42lnx+110.11、速效钾y=75.96x0.28,达到通过库尔勒香梨目标产量进行定量推荐施肥的目的。

库尔勒香梨不同生长时期叶片营养特征

[目的]研究库尔勒香梨不同生长时期叶片营养特征。[方法]以3种土壤质地盛果期库尔勒香梨的叶片为试材,研究库尔勒香梨开花展叶期、花芽分化期、果实膨大期叶片的N、P、K、Ca、B、Mg等元素含量变化及其与标准株产量的关系。[结果]香梨叶片的N、B和Mg含量随生长期呈增加的趋势,P和K含量随生长期呈单峰曲线变化,Ca含量在开花展叶期最大,花芽分化期最小,不同生长时期对香梨叶片不同元素含量影响极显著(P<0.01)。香梨处于土壤环境不同,其叶片营养元素的组成及含量是有差异的。开花展叶期土壤质地对叶片N/P差异不显著(P>0.05),而在花芽分化期和果实膨大期土壤质地对叶片N/P影响差异显著(P<0.05),同一类型土壤的叶片N/P随生长时期呈增加趋势,生长时期均对叶片N/P影响差异显著(P<0.05)。[结论]该研究可为库尔勒香梨养分管理技术提供理论指导与科学依据。

植物生长调节剂对胡杨嫩枝扦插生根特性的影响

通过使用不同质量分数的ABT1号生根粉和引哚丁酸+萘乙酸等植物生长调节剂对胡杨嫩枝扦插生根进行了试验,结果表明:使用外源激素可以提高胡杨扦插的成活率,以质量分数为200×10-6的ABT1号生根粉和质量分数为100×10-6的引哚丁酸+萘乙酸(1∶1)对胡杨嫩枝进行处理对其生根率影响达到极显著,生根率最大,达到33.3%。

胡杨嫩枝不同嫁接技术效果分析

以胡杨为砧木,采用芽接和枝接方式就嫁接繁殖胡杨技术进行了试验研究,结果表明:选择2年生、地径0.7～1.2cm的胡杨是胡杨嫁接繁殖的优良砧木;而"T"型芽接是最佳的嫁接方式,其平均成活率可达90%以上;5月下旬、6月初为胡杨芽接的适宜时期,适时嫁接成活率高达95%,一般可保证成活率在80%以上。

胡杨嫩枝嫁接技术应用研究

以胡杨为砧木,采用芽接和枝接方式就嫁接繁殖胡杨技术进行了试验研究,确定以2年生,地径为0.7～1.2cm的胡杨是胡杨嫁接繁殖的优良砧木,而"T"型芽接是最佳的嫁接方式,其平均成活率可达90%以上。试验证明5月下旬、6月初为胡杨芽接的适宜时期,适时嫁接成活率高达95%,一般可保证成活率在80%以上。

准噶尔盆地南缘的生态环境及治理对策

针对准噶尔盆地南缘的水量与水盐平衡破坏、生物多样性严重受损、土地荒漠化不断扩大的生态环境,提出合理利用水资源、推广具有示范作用的治理模式、荒漠化治理及政府组织管理的治理对策。

新疆平原荒漠林生态系统服务功能评估

运用市场价值法、影子价格法对新疆荒漠林生态服务功能价值进行了评估,结果表明:新疆荒漠林生态系统每年产生7 265 003.34万元的服务功能价值。各生态服务功能中,防风固沙功能价值最高,占44.90%;固持水功能价值次之,占31.67%;生物多样性保育价值占10.44%;保育土壤功能价值占7.55%;固碳释氧功能占4.77%;净化大气环境和积累营养功能价值量较低,仅占0.32%。乔木林和灌木林生态服务功能价值量分别为141.75×10~8元 a^(-1)和921.82×10~8元 a^(-1)。从龄组来看,近熟林>成熟林>过熟林>中龄林>幼龄林;从不同盖度来分,低盖度>中盖度>高盖度。单位面积生态服务价值量,成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林>过熟林;不同盖度看,依次为高盖度>低盖度>中盖度。

NaCl胁迫对胡杨幼苗叶主要渗透调节物质的影响

以胡杨幼苗抗盐能力为研究目标,采用盆栽沙培,以2年生胡杨实生苗为试验材料,设置5个NaCl浓度0.3%、0.6%、0.9%、1.2%和2.0%进行盐胁迫试验,在盐处理后的1、5、10d和20d采叶样测定胡杨幼苗叶片中脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、Na+、K+和Cl-的含量。通过不同NaCl浓度胁迫下胡杨幼苗叶生理生化指标变化,探讨胡杨幼苗的耐盐生理机制,为胡杨造林与资源的合理利用提供理论依据。结果表明:1)盐胁迫下,胡杨幼苗叶片中Pro含量逐渐增加,在2%盐浓度胁迫下迅速积累,同时,胡杨幼苗叶Pro含量受盐浓度与胁迫时间影响非常显著。2)胡杨幼苗在中、低NaCl盐浓度处理下,SOD活性基本趋于降低的趋势,但2%NaCl盐浓度处理,SOD活性增加显著,胁迫时间对胡杨幼苗叶SOD活性的影响大于盐浓度。3)胡杨幼苗叶片中可溶性蛋白含量在不同胁迫时间下总体随盐浓度的增加呈先降低后增加的趋势。4)盐胁迫下,胡杨幼苗叶片中K+含量降低,Na+和Cl-含量增加。从浓度与胁迫时间效应分析,胡杨叶片中K+含量随着胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长呈降低趋势,总体K+含量的降低幅度不大。Na+含量在NaCl低浓度胁迫下,随时间效应不显著,在高浓度胁迫下,胁迫时间累积效应显著。盐胁迫下,胡杨叶片中的Cl-含量随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而增加,0.3%、0.6%NaCl低盐浓度胁迫时Cl-含量增加幅度较小,2%NaCl盐浓度处理下增加幅度较大。表明胡杨幼苗叶片生理生化过程对盐分具有一定的适应性,通过增加Pro、可溶性蛋白、SOD活性含量,保持较高的K+的吸收水平,增强了胡杨幼苗抵御盐胁迫的能力;在盐胁迫下,胁迫时间的延长会加重盐胁迫程度,具有累积效应。

银×新无性系二次选优及无性系的推广

对银白杨和新疆杨的杂交新无性系,经过14a区域化栽培试验,通过总体平均指标得到:该无性系具有抗寒、耐旱、抗病虫害,干形通直,速生性强,愈合能力强,无性繁殖成活率高的优点。经过二次选优,从8个无性系中确定了2个优良品种准噶尔1#、准噶尔2#,可作为防护林、用材林、城市园林绿化的白杨派杨树新品种。

塔里木河流域不同龄组胡杨林土壤理化性质及相关性

采用典型样地设置、野外调查和室内测定与分析相结合的方法,研究了不同林龄天然胡杨林土壤理化性质的变化特征及其相关性。结果表明：（1）随着林龄增加,土壤有机质、碱解N、速效P、速效K质量分数和土壤密度先增加后降低,土壤含水量降低,土壤总盐质量分数波动性较大,呈倒“W”型变化;土壤养分状况在近、成熟林阶段最佳;（2）随着土层深度的增加,各龄组土壤密度增加,总盐、碱解N、速效P、速效K质量分数和土壤含水量却随着土壤深度的增加而降低,土壤有机质质量分数仅在幼龄林中随着土壤深度的增加而降低;幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林土壤养分主要集中在0~20 cm土层,近熟林则主要集中在0~10 cm和≥20~40 cm土壤层次;（3）0~40 cm土层,各龄组土壤理化性质总体上差异显著,60 cm以下土层差异不显著,说明林龄对土壤碱解N、速效P、速效K质量分数的影响随着土壤深度的增加而降低;（4）土壤理化性质之间关系密切,土壤密度与土壤速效P和速效K呈显著正相关（P=0）,土壤水分与土壤盐分（P=0.011）、土壤速效K（P=0.028）呈显著负相关,土壤有机质、碱解N、速效P、速效K质量分数均呈显著正相关（P=0）。

NaCl胁迫对胡杨幼苗叶生理生化指标的影响

[目的]研究不同NaCl浓度胁迫下胡杨幼苗叶生理生化指标变化特征,探讨胡杨幼苗的耐盐生理机制,为胡杨造林与资源的合理利用提供理论依据。[方法]采用盆栽沙培,以2年生胡杨实生苗木为试验材料,设置5个NaCl浓度0.3%、0.6%、0.9%、1.2%和2%进行盐胁迫试验,测定胡杨幼苗叶片中脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、Na^+、K^+和Cl^-的含量。[结果]随着NaCI浓度的增加,胡杨幼苗叶片中脯氨酸、MDA、Na^+和Cl^-的含量增加,K^+含量和K^+/Na^+值降低,SOD活性和可溶性蛋白含量则呈先降低后上升的趋势。高盐处理对以上测定生理指标有较大影响。[结论]NaCl胁迫下,胡杨幼苗叶片生理生化过程对盐分具有一定的适应性:(1)盐胁迫下,脯氨酸含量显著增加,是胡杨幼苗抵御盐胁迫重要的渗透调节物质;(2)盐胁迫下,可溶性蛋白明显降低,对胡杨幼苗抗盐胁迫贡献较小;(3)较高盐分浓度胁迫下,叶片中SOD活性增加,增强了胡杨幼苗抵御盐胁迫的能力;(4)在较低盐胁迫下,胡杨幼苗仍保持较高的K^+的吸收水平,具有一定的抗盐胁迫能力。

塔里木河流域不同林龄天然胡杨林生物量及养分积累特征

以不同林龄的天然胡杨林为研究对象,采用野外标准木全株采伐及室内养分分析相结合的方法,探讨了不同林龄对生物量及养分特征的影响。结果表明:1)随着林龄的增加,胡杨单木生物量及各器官生物量均增加,林分生物量先增加后降低,根生物量分配比降低,干生物量分配比增加;林龄对生物量的影响极显著(P<0.01)。2)不同器官中平均N含量由高到低依次为叶>枝>根>干,P含量为根>叶>枝>干,K含量为叶>根>枝>干;各器官中均是N含量最高、K含量次之、P含量最低;林龄对干中各元素含量及枝中P含量影响显著(P<0.01/0.031、P=0.048)。3)林龄对胡杨养分积累影响显著(P<0.01),各林龄养分积累量由高到低依次为成熟林(660.83kg·hm^(-2))>近熟林(390.98kg·hm^(-2))>过熟林(312.08kg·hm^(-2))>中龄林(208.57kg·hm^(-2))>幼龄林(150.85kg·hm^(-2));各林龄养分积累速率由大到小依次为幼龄林(15.09kg·hm^(-2)·a^(-1))>成熟林(13.22kg·hm^(-2)·a^(-1))>近熟林(13.03kg·hm^(-2)·a^(-1))>中龄林(10.43kg·hm^(-2)·a^(-1))>过熟林(3.90kg·hm^(-2)·a^(-1))。由此可知,胡杨生长初期地下部分的快速生长、根部较高P含量以及各器官不断增加的养分含量是胡杨适应干旱瘠薄环境的生存策略。

不同土壤水分条件下幼龄中天杨叶生理参数的光响应

利用Li-6400便携式光合仪测定了不同土壤水分条件下2年生中天杨叶光合速率、蒸腾速率及水分利用效率等生理参数的光响应过程,探讨了幼龄中天杨(Populus×xiaozhuanica‘Zhongtian’)正常生长所需的土壤水分和光照条件。结果表明:幼龄中天杨叶的光合速率、蒸腾速率及水分利用效率对土壤水分和光照强度的变化具有明显的阈值响应,维持幼龄中天杨正常生长(同时具有较高光合速率和水分利用效率)的土壤湿度范围为:土壤质量含水量为13.23%～17.96%(相对含水量为60.6%～82.3%),最佳土壤湿度约为15.25%、相对含水量69.7%;土壤水分条件适宜时,光强在800～1 600μmol.m-2.s-1范围内,叶片都能维持较高的光合速率和水分利用效率水平;土壤质量含水量在8.48%～19.76%(相对含水量为38.8%～89.3%)水分梯度范围内,光合作用主要受气孔限制,受光照强度的影响较小。

塔里木河胡杨林生长过程土壤层碳氮磷化学计量变化特征及与其叶含量的相关性

【目的】研究天然胡杨林生长过程中不同层次土壤C、N、P化学计量变化特征及与叶片C、N、P含量的相关性,为胡杨林经营管理提供理论依据。【方法】在新疆轮台县轮南镇选取5种不同林龄胡杨林(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林)作为研究对象,测定和分析不同林龄胡杨林下土壤(0~10、10~20、20~40、40~60、60~100 cm)和叶片的C、N、P含量及化学计量特征。【结果】(1)胡杨林土壤C含量在0~100 cm层次垂直分布差异不显著,这与其他森林群落有显著的不同。土壤N含量均呈现随土壤深度增加而减小的趋势,土壤N含量具有表层聚集的特征。土壤P含量在各层次分布较为均匀,在0~100 cm层次垂直分布差异不显著。(2)龄级对土壤化学计量有显著影响(P<0.05),土层深度对土壤的C和P含量影响不显著,对土壤N含量和化学计量比影响差异显著,而龄级和土层深度的协同作用对土壤C和P含量的影响不显著,对土壤N含量和化学计量比影响显著。(3)叶N含量与土壤各层次的P含量呈显著正相关,叶P含量与土壤N含量呈现显著正相关,而叶N∶P与土壤C含量、N含量、C∶P、N∶P均呈现显著负相关。【结论】胡杨林土壤C含量垂直分布差异不显著,这与其他森林群落有显著的不同。土壤N含量具有表层聚集的特征。胡杨林生长过程对土壤N含量影响显著。土壤P含量在各层次分布较为均匀,但是,胡杨林生长过程对土壤P含量影响显著。近熟林和成熟林土壤的C∶N、C∶P和N∶P比在不同的土壤层次差异显著。