无芒雀麦幼苗对温度变化的适应性策略

全球气温变化对植物形态、生理及分子调控产生不同程度的影响,改变了植物的生长状态。本研究为探究野生无芒雀麦(Bromus inermis)应对温度变化采取的适应对策,设置5个温度处理,分别为对照T_(1)(15/5℃)、增温T_(2)(17.5/7.5℃)、增温T_(3)(20/10℃)、增温T_(4)(22.5/12.5℃)和增温T_(5)(25/15℃),观测其幼苗的表型和解剖结构,测定生理特征,利用转录组测序技术进行分析。结果表明:增温显著提高叶长和叶生物量分配,降低了叶片厚度和表皮细胞厚度,部分增温处理(T_(3),T_(5))减少根生物量分配并减小根系直径(P<0.05);增温使叶片中的可溶性蛋白含量显著降低(P<0.05),过氧化氢酶和过氧化物酶活性更强,形态和生理指标间相关性较弱;T_(5)增温下叶片差异表达基因199个,根系484个。总体而言,无芒雀麦幼苗地上部分比地下部分对增温的响应更敏感。

乌鲁木齐市草地面积时空变化特征及驱动力

乌鲁木齐市是新疆维吾尔自治区的首府,具有丰富的草地资源。探寻其草地面积增减的规律和特点,摸清影响其发生变化的驱动因子,掌握不同草地类型面积动态变化,对该地区草地的合理开发利用及保护具有重要意义。本研究通过单一土地利用动态度和转移矩阵对1990-2020年乌鲁木齐市草地面积时空变化特征进行研究,采用相关性分析法探讨草地面积变化的驱动因素。结果表明,30年间乌鲁木齐市:1)草地面积整体呈减少趋势,动态度为-0.31%,草地净减少595.47 km^(2),主要转出为未利用地;2)不同类型草地面积均发生变化,除了温性草原化荒漠类、温性荒漠草原类和温性荒漠类草地面积呈减少趋势,其他类型均呈增加趋势,面积变化最大的是温性荒漠类草地,净减少787.07 km^(2),主要发生在中北部,变化最小的是高寒草原草地,净增加0.36 km^(2),主要发生在南部;3)总播种面积与大多数草地类型面积的关联度最大,关联度系数在0.995~0.998。可见,1990-2020年人为因素是导致乌鲁木齐市草地面积减少的主要原因。

基于UAV和CNN ResNet 18参数调节的伊犁绢蒿荒漠草地植物识别性能分析

【目的】基于UAV和CNN ResNet 18参数调节的伊犁绢蒿荒漠草地植物识别性能分析。【方法】以集中分布在新疆且受退化威胁较大的伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为对象,利用低空无人机遥感平台搭载多光谱成像仪采集该草地地物信息,选择卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)ResNet 18模型,设置40轮和80轮的2组训练轮数,8、16、32、64的4组批量规模,0.01、0.005、0.001、0.0005、0.0001的5组学习率3类超参数,对比分析不同参数设置下的模型分类性能,探究适合伊犁绢蒿荒漠草地群落主要物种识别的最佳参数组合。【结果】初始模型超参数设置为训练轮数40轮、批量规模8、学习率0.001时,伊犁绢蒿群落总体分类精度为83.65%,伊犁绢蒿种群分类精度为84.21%,角果藜(Ceratocarpus arenarius)种群精度为81.15%;通过调节模型超参数(超参数设置为练轮数40轮、批量规模32、学习率0.0005),伊犁绢蒿群落总体分类精度为83.73%,伊犁绢蒿种群精度为89.18%,角果藜种群精度为83.78%,较初始模型分别提高了0.08%、4.97%和2.63%。【结论】通过调节超参数可获得精度高、耗时短、性能稳定的伊犁绢蒿荒漠草地植物识别模型。

天山北坡醉马草群落种间关联分析

运用方差比率法、基于2×2列联表的χ2检验以及Spearman秩相关系数对天山北坡不同坡位和坡向的醉马草(Achnatherum inebrians)群落进行总体联结性和种对间的联结性分析,同时利用Ochiai指数测定各种对间的关联程度。结果表明:坡位及坡向对醉马草群落总体关联性无影响,各样地上群落主要植物种间总体表现为显著负相关,群落处在不稳定发展阶段;坡位及坡向对群落成对物种间的关联性影响较小,除了阳坡下段极显著、显著相关的种对数较多外,其他样地上极显著、显著相关的种对数都较少,所占比例很低。成对物种关联程度受坡向而不受坡位的影响,OI值显示沟底、阳坡主要物种间负联结关系松散,物种比较独立,阴坡负联结关系较强;所有样地上醉马草与大多数物种表现为负关联且具有较高的关联度。

伊犁绢蒿荒漠受损草地植物群落春季演变趋势分析

对伊犁绢蒿Seriphidium transillense荒漠受损草地植物群落春季数量特征、组分进行测定与分析。结果表明,在放牧胁迫下,植物群落组分由未退化阶段的伊犁绢蒿、叉毛蓬Petrosimonia sibirica、角果藜Ceratocarpus arenarius,转变为极度退化阶段的叉毛蓬、弯果胡芦巴Trigonella arcuata、串珠老鹳草Gera-nillm transversale;随着草地受损程度的增加,群落的植物种数、密度呈上升趋势;高度呈递减趋势;群落盖度从未退化至中度退化阶段呈下降趋势,中度至极度阶段呈上升趋势;地上生物量具有一定的波动性,但与未退化阶段相比较,其值明显下降;群落经历量变、量变与质变交互、质变的演替过程。

退化伊犁绢蒿荒漠草地主要植物生理生态适应性研究

为揭示退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地植物对放牧胁迫的抗逆生理机制,于2007年4月运用野外实地采样结合室内样品测定的方法,选取其3个层片的代表植物伊犁绢蒿、叉毛蓬(Petrosimonia sibiri-ca)和伊犁郁金香(Tulipa iliensis),从未退化、中度退化、重度退化和极度退化4个演替阶段分别进行植物生理特性的研究。结果表明:随着草地演替的增强,3种植物叶片各指标呈现一定的波动性,可溶性糖含量(WSS)总体表现出下降趋势,光合色素、可溶性蛋白质、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)总体表现出上升趋势;生理生态适应性均表现为未退化阶段与其他各退化阶段存在显著差异。不同强度的放牧胁迫下,3种植物表现出不同的生理响应机制,随草地放牧压力增大,伊犁绢蒿生理调节能力先增强后减弱,极度退化阶段其生理适应能力严重削弱;叉毛蓬生理调节能力较强,表现为适应放牧胁迫;伊犁郁金香生理调节能力逐渐减弱。

退化伊犁绢蒿荒漠草地特征植物光谱特征

分别对退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地上8种特征植物长势较好时期的原始光谱、包络线去除后光谱及一阶微分光谱曲线特征波段进行对比分析,发现在特定波段不同植物光谱反射率特征值与其他植物有明显不同;760-930 nm植物光谱强反射带波段间8种特征植物的反射率值最大相差近40%,反射率从大到小依次为伊犁绢蒿>萹蓄(Polygonum aviculare)>骆驼蓬(Peganum harmala)>画眉草(Eragrostis pilosa)>地肤(Kochia scoparia)>弯果胡卢巴(Trigonella arcuata)>角果藜(Ceratocarpus arenarius)>叉毛蓬(Petrosimonia sibirica);1 400 nm附近水分吸收带光谱反射率值最大,相差近27%,从大到小依次为伊犁绢蒿>地肤>角果藜>画眉草>叉毛蓬>萹蓄>弯果胡卢巴>骆驼蓬;从红边位置(P)、幅值(K)识别8种特征植物高光谱特征信息为:除萹蓄P为708 nm外,其他7种特征植物P值均集中在718 nm处;伊犁绢蒿K为0.925 4;叉毛蓬K为0.188 5;萹蓄K为0.685 4;骆驼蓬K为0.799 8;地肤K为0.183 9;弯果胡卢巴K为0.538 7;画眉草K为0.441 6;角果藜K为0.132 7。包络线去除后的光谱红边及峰谷特征与原始光谱曲线相比显得更为清晰、明显。一阶微分对于精确提取该类草地植物光谱特征的红边参数特征值有重要作用。

不同方法对醉马草防控效果的比较

以醉马草(Achnatherum inebrians)严重发生区域为研究对象,探究物理、化学和生物方法对醉马草的防控效果,以期获得适宜的防控方法。结果表明:不同防控方法在防控当年就对醉马草种群高度、盖度、密度和地上生物量表现为一定的抑制作用;对可食牧草盖度、密度,群落多样性指数、均匀度指数表现出一定程度的促进作用。综合评价其防控效果,使用10%浓度草甘膦+皂粉(点喷)(H2)对醉马草的防除效果较好;建议在醉马草零星分布区采用人工拔除(W1),成片分布区采用高频刈割(W2);若想建立有益植物群落,则可直接补播补紫花苜蓿(Medicago sativa)+无芒雀麦(Bromus inermis)+紫羊茅(Festuca vubra)(1∶1.5∶1)(S2);化学和物理防控后,也可辅助补播,以稳定防控效果。

绢蒿荒漠植物种子大小、形状变异及其生态适应特征

广布于北疆地区的绢蒿荒漠草地作为重要牧场蕴含着丰富的生物多样性。收集了绢蒿荒漠的88种植物种子,对种子大小、形状及物种生活型进行了测定和分析,利用系统比较的方法对不同种子的大小和形状两个主要性状进行了谱系信号分析,并对不同种子对荒漠、半荒漠环境条件的适应类型进行了归纳分类。结果表明,88种种子大小可划分为A型(0.01~0.10mg)、B型(0.10~1.00mg)、C型(1.00~10.00mg)和D型(10.00~50.00mg)4种类型,其中B和C型种子在数量上占优势地位。所涉及物种可分为6种生活型,以一年生、多年生及短命植物为主。种子形状指数为0.00~0.20,细长或扁平种子有42种,球形或接近球形种子有46种。种子大小和形状在不同科间、科内种间以及同种植物异型种子间均具有极显著差异。种子大小无明显的谱系信号,存在一定的可塑性。种子形状具有明显的谱系信号,表现出较强的稳定性。绝大多数植物种子能够通过种子多型性、产生种子粘液、具有助力传播结构、特殊生活型以及动物消化道传播等适应对策对特殊环境产生很强的适应性。

昭苏县草地资源景观格局现状分析与评价

依据景观生态学的理论和研究方法,运用遥感和地理信息系统技术,在草地资源分类的基础上,对昭苏县草地资源景观格局的斑块水平指数、斑块类型水平指数以及景观水平指数进行数量分析及评价,明确其草地资源类型空间分布特性。研究结果表明,研究区山前平缓地草地和低山丘陵草地受非草地类型及人为因素干扰强烈;随着时间的变迁,总体景观格局随着年度的推移出现景观破碎度、优势度和多样性增加,均匀性下降的趋势。

退化伊犁绢蒿荒漠草地群落特征与地面光谱反射率相关性分析

利用便携式光谱仪,采集围栏内外伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地群落的光谱反射率,并测定其群落数量特征,研究两者之间的相关性,围栏内外对比,并筛选出敏感波段进行回归分析,建立预测模型。结果表明:围封的退化伊犁绢蒿荒漠草地得到了一定恢复;一阶微分后的光谱数据与草地群落的相关性明显提高,归一化不但可以提高相关水平,更加突出了围栏内外的差异;根据筛选出的敏感波段做回归分析,比较显著性和相关性,确定预测模型,围栏外盖度以677.4~729.6nm波段建立,y=-232746x3+65081x2-5386.9x+165,相关系数达到0.82(P<0.01),围栏内盖度以622~754.3nm波段建立,y=-1040.5x2+526.78x-8.3912,相关系数为0.73(P<0.01);围栏外地上生物量以1 904nm和624.8~734.9nm波段建立,y=0.0773x2-6.5177x+159.41,y=10.46e8.7018x,相关系数分别为-0.86(P<0.01)和0.86(P<0.01);围栏内地上生物量以622~729.6nm波段建立,y=2875x2-328.02x+46.013,相关系数为0.82(P<0.05),而地面光谱反射率及两种处理方法与群落的平均高度、密度相关性较低。

不同退化阶段伊犁绢蒿荒漠草地群落生长季动态变化分析

[目的]研究退化伊犁绢蒿荒漠草地生长季群落变化及动态变化规律,为适时监测、生态恢复及合理利用提供现实依据.[方法]从4-10月逐月对中度、重度、极度3个退化阶段草地群落物种组成、地上生物量、高度、密度和盖度进行动态测定,统计分析退化草地群落在生长季的变化特征与规律.[结果]从春季到秋季同一退化阶段群落优势种始终保持一致;随着退化增强,群落物种组成受月季动态影响逐渐增大,并且多体现在春秋两季.各退化阶段群落数量特征随月份增加基本呈现峰谷交替的波动式下降趋势.4～6月群落数量特征差异显著且规律性强,基本为重度退化＞极度退化＞中度退化;7月后无明显规律性.[结论]生长季内,各退化阶段优势种相对稳定,其他数量特征波动性较大,4～6月较其他各月更能区分出群落的退化程度.

昭苏军马场草地资源利用优化格局的研究

在全面了解昭苏军马场草地资源现状的基础上 ,剖析其利用中存在的问题 ,以景观生态学、草地资源学和生态置换理论为指导 ,以变革传统的落后生产方式为前提 。

小尺度下醉马草与几种草原植物种间关联分析

【目的】研究醉马草与原生种(伊犁绢蒿、新疆针茅)、补播种(红豆草、紫花苜蓿、无芒雀麦)的种间关联,阐明其制约性,明确原生群落的优势种如何被取代、补播牧草能否定居成功。【方法】实地调查草地群落特征,采用Intertype’s K函数对种对进行种间关联分析。【结果】原生区内醉马草与伊犁绢蒿无关联,与新疆针茅在小尺度下成负关联,但各种对植物之间均是随着尺度的增加逐渐由趋向负关联转变为趋向正关联;补播区内醉马草与3种补播种的空间关联均表现为无关联,但具有一定的差异性,醉马草对红豆草、紫花苜蓿的制约能力随着尺度的增加而降低,而无芒雀麦与其相反。【结论】综合种间关联性和群落特征,新疆针茅制约醉马草蔓延的能力强于伊犁绢蒿,这是阴坡新疆针茅群落退化程度小于阳坡伊犁绢蒿的原因之一,而补播区内红豆草和无芒雀麦均对恢复退化草地有一定效果,为该类草地补播种。

MapInfo GIS在几种草地类型图数字化方法中的应用

数字化草地类型图给草地资源的管理及利用带来极大便利,具有重要的地位和作用。在介绍草地类型图数字化意义及MapInfo软件的基础上,分别阐述基于MapInfo GIS运用手扶跟踪数字化、扫描数字化和直接解译数字化3种方法进行草地类型图数字化的过程,对比分析了这3种方法的显著特点。并以新疆阿克陶县20世纪80年代草地类型图的数字化为例,详细介绍了扫描数字化的操作步骤,同时总结了Map-Info GIS在草地类型图数字化应用中的显著优点。

伊犁绢蒿荒漠草地退化等级的高光谱识别方法

本研究以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为研究对象,基于环境卫星HSI高光谱影像和群落冠层光谱,采用光谱角填图法和光谱信息散度法对草地退化等级进行识别。结果表明:以实地采集的冠层反射光谱为指导的HSI高光谱影像识别精度较差;基于HSI高光谱影像的退化等级识别结果较好,总体分类精度在76%以上,适合对伊犁绢蒿荒漠草地退化等级识别。

开花期醉马草对伴生种种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】研究醉马草对伴生种的化感作用,探讨其对伊犁绢蒿和针茅种子萌发特性和幼苗生长的影响。【方法】以毒草醉马草为供体植物,伴生种伊犁绢蒿和针茅为受体植物,采用培养皿滤纸法做种子萌发实验,探讨其化感作用。【结果】开花期醉马草水浸液处理伴生种种子后,对种子萌发和幼苗生长的影响总体均表现为抑制作用;不同部位的化感作用强度为叶>茎>根,且均为浓度越大抑制作用越显著。【结论】醉马草水浸液对伊犁绢蒿和针茅种子具有一定的抑制效应,这可能是造成伴生种大面积退化的原因之一。

补播对醉马草发生区防控效果的动态研究

【目的】研究补播不同牧草对醉马草(Achnatherum inebrians)发生区的规律及其稳定性,为筛选出有效的防控方法奠定基础。【方法】2013年在新疆昌吉市阿什里乡山地草甸进行补播试验,在补播后3年对醉马草和可食牧草进行实地监测。【结果】随着补播年限的增加,多数处理的醉马草高度呈下降趋势,盖度和地上生物量为2015年升高,2016年下降;密度具有一定的波动,无明显规律性;可食牧草的高度、盖度均与醉马草的变化呈负相关,密度也具有波动性,但地上生物量表现为持续上升趋势。B2(单播紫花苜蓿(Medicago sativa))处理对醉马草种群特征的抑制效果相对较强,同时对可食牧草的各指标有促进作用。【结论】在醉马草发生区单播紫花苜蓿,从而达到生态修复、长久控制醉马草的目标。

“草地资源调查规划学”课堂理论教学的实践化改革

为提高草业科学本科专业主干课程"草地资源调查规划学"课堂理论课授课效果,从分析其开课背景及学情特点入手,提出将课堂理论教学实践化的改革思路。在明确实施改革目标的基础上,科学设置授课方案,辅以多媒体、网络、课程实习作为支撑,进而建立多元化的考核体系检验授课效果,从而通过课堂理论教学真正达到从实践到理论再到实践的专业课程教学模式,提高了学生对知识的理解与应用能力。

论草地退化

在总结草地退化概念的基础上,从草地退化的成因,退化的表现形式和学科角度3个方面剖析了草地退化的内涵;将草地退化过程概括为量变阶段,量变与质变交互阶段和质变阶段3个时期,并阐述了每一退化过程的主要特征;以新疆为例,提出治理退化草地应首先对草地退化阶段进行科学诊断,以生态置换工程为依托,从落实转变思想观念、整合资源等方面从根本上遏止退化源,进而从补偿制度、农牧区畜牧业联营政策及人口政策等方面进行调控,从而推进退化草地治理的进程,达到草地资源的可持续发展。