宁夏东部杨柴生态修复区短期水氮添加对草本植物群落的影响

为研究短期水氮添加对杨柴生态修复区草本植物群落数量特征及其多样性的影响,在宁夏白芨滩国家级自然保护区杨柴生态修复区进行水氮添加试验,采用随机区组设计试验,每个区组设置4个水添加梯度(W0:未添加水分;W1:添加多年平均降水量的33%;W2:添加多年平均降水量的66%;W3:添加多年平均降水量的100%)和4个氮添加梯度(氮添加量分别为N0:未添加氮素;N1:5 g·m^(-2)·a^(-1);N2:10 g·m^(-2)·a^(-1);N3:20 g·m^(-2)·a^(-1))两两随机组合的16个水氮添加处理,共4个区组。结果表明:(1)不同水氮添加使植物群落结构发生了显著变化,与对照(W0N0)相比,草本层优势种狗尾草的重要值在中氮不施水(W0N2)、低水耦合高氮(W1N3)、中水不施氮(W2N0)、中水耦合中氮(W2N2)几种处理下达到最大值,其峰值为0.46,狗尾草集群分布明显,表明在中度水平的单一水、氮或中度水平的水氮耦合措施下群落聚集效应明显。(2)在不同水氮添加处理下,从不施氮(N0)到高氮水平(N3),草本植物群落物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数以及Pielou均匀度指数均随着氮水平的增加呈先增大后减小的趋势,且都在中水耦合低氮(W2N1)处理下有最大值。(3)氮添加对于生态修复区植物的物种丰富度、Simpson优势度指数以及Shannon-Wiener多样性指数均有显著影响(P<0.05)。综上,适量的水和氮添加更有利于生态修复区植被恢复,W2N1处理能够最好地改善杨柴生态修复区草本层植物群落物种多样性,从而有效地促进了沙漠化逆转进程。

杨柴对高CO_2浓度和土壤干旱胁迫的响应

毛乌素优势植物杨柴 (HedysarummongolicumTurcz.)对高CO2 浓度和土壤干旱胁迫响应的研究结果表明 :干旱胁迫可使杨柴根系伸长 ,根生物量、地径、主茎高和茎生物量下降 ;高CO2 浓度使杨柴根和茎生物量明显增加 ,CO2 的“施肥效应”显著 ,干旱使CO2 的“施肥效应”减弱。同时 ,土壤干旱胁迫使杨柴的根 /冠比增加 ,说明在土壤干旱胁迫情况下根的生长比地上部分 (茎 )的生长更活跃 ,有利于提高杨柴在干旱沙漠地区的固沙作用 ;CO2 浓度升高和土壤干旱胁迫均使杨柴叶片的水势下降 ,叶片水势的下降使叶片细胞对水分的束缚力增强 ,从而减少植物蒸腾耗水 。

毛乌素沙地油蒿与杨柴异速生长模式及个体大小的种内竞争调节

通过对油蒿与杨柴种群在不同密度下个体大小与异速生长变化模式的比较研究,初步得出以下结论:①油蒿种群的个体平均大小、高径比平均值及静态异速生长指数均未随着密度的增加而发生明显的变化,其静态异速生长曲线都符合"简单的"异速生长类型。②杨柴种群的个体平均大小随着密度的增加则不断减小,且其自疏指数小于-3/2,这主要是由于种群在高密度时冠层未达到密接的缘故,而且可以将种群内个体的总植冠投影面积和是否达到最大值作为判断冠层密接的标准。③杨柴种群的高径比平均值及静态异速生长指数随着密度的增加也未发生明显变化,其静态异速生长曲线也符合"简单的"异速生长类型,表明杨柴的异速生长特性并未随着光竞争强度的增加而发生变化,这可能是因为杨柴能通过根状茎繁殖产生新枝来寻找更合适的生境从而避免了光竞争。

Arkadolith土壤改良剂对杨柴生长状况及沙土改良效果研究

为探讨Arkadolith土壤改良剂对沙土理化性质以及沙生植物生长状况的改良效果,采用异地温室人工模拟试验的方法研究了改良剂不同施用率处理（CK：0%;A1：4%;A2：8%;A3：12%;A4：16%）对库布齐沙漠沙生植物群落优势种杨柴生长状况以及土壤理化性质的影响。试验结果表明,施用Arkadolith土壤改良剂能显著提高杨柴生长状况,施加改良剂4种处理新梢生长高比对照增加了4.35%-43.5%,植被叶片数呈：A4〉A2〉A3〉A1〉CK,杨柴地上生物量比对照增加了36.8%-168.5%,同时减小了植株的根冠比;施用Arkadolith土壤改良剂改善了植物体内的水分状况,增加了植株的吸水量,提高了杨柴在全天各时段的叶水势;施用Arkadolith土壤改良剂能改善土壤物理性状,降低土壤容重、提高土壤孔隙度、降低土壤渗透速度、增加田间持水量;并且能增加土壤养分储备,提高速效养分,缓解养分失衡。

干旱胁迫下杨柴的抗氧化防御系统研究

研究了不同程度干旱胁迫下杨柴苗抗氧化防御系统的多种重要保护酶及物质的变化。结果显示:中度干旱胁迫下30 d时,杨柴苗POD、CAT及APX活性升高,ASA、GSH含量增加,未受到氧化伤害,至60~90 d,仍具有较高的CAT、APX活性及ASA、GSH含量,虽然此期已发生了氧化伤害,基本保持稳定。重度干旱胁迫下30 d起,杨柴苗就已发生了氧化伤害,此期POD、CAT及APX活性升高,ASA、GSH含量增加,表现出较强的抗氧化能力,使胁迫至60 d时氧化伤害未继续扩大,但至90 d时,持续重度干旱造成抗氧化防御机构的损伤。旱逆境下杨柴苗的POD、CAT、APX、ASA及GSH在抗氧化防御中显示出重要作用。

毛乌素沙地杨柴液流变化对气象因子的响应

采用FLOW32-1K (Thermal Dissipation Probe)热平衡包裹式液流仪对毛乌素沙地杨柴(Hedysarum leave)植株液流速率进行了连续监测,同步监测灌木林地内气温、太阳辐射、相对湿度和饱和水汽压差(VPD)等气象因子,探讨了在不同时间尺度下杨柴植株液流特征及其与气象因子的关系。结果表明:(1)不同径级(3—4 mm、4—6 mm和>6 mm)杨柴植株的日平均液流速率分别为5.61 g/h、9.29 g/h、35.30 g/h,平均日液流量分别为(134.72±82.48)g/d、(223.06±152.20)g/d、(847.23±403.38)g/d。不同天气条件下的树干液流速率晴天>阴天,液流速率变化呈“昼高夜低”,不同月份表现为8月>7月>9月。(2)影响晴天和雨天杨柴植株液流的首要气象因子都是太阳辐射,小时尺度下,太阳辐射、气温、相对湿度和饱和水汽压共同解释杨柴液流的75%以上,在日尺度下,气象因子可以共同解释其80.8%以上;且随着时间尺度增大,进入回归方程的气象因子个数呈减小趋势,但气象因子对杨柴液流变化的解释度呈增加趋势。研究在未来不能进行连续观测的条件下,通过气象因子和预测模型来估算杨柴液流变化,进而可指导毛乌素沙地植被恢复与水资源管理。

库布齐沙地杨柴叶水势的研究

采用PSYPRO水势仪,测定了库布齐沙地4年生杨柴林林木的叶水势状况,据此,对杨柴叶水势的日变化、月变化进行了动态研究,并分析了其的影响因子。结果表明:杨柴叶水势的日进程在5月、6月、9月表现为单峰曲线变化,7月和8月则呈现双峰曲线规律,12∶00时左右通常是一天中杨柴叶水势最低值的出现时间,7月是杨柴生长需水的最关键时期;杨柴叶水势的日变化与气温、光量子通量密度成显著负相关,与大气相对湿度成显著正相关,且与三者的综合因子相关性显著;盆栽杨柴苗株的清晨叶水势与其土壤含水量的关系密切。研究所获的相关性均拟合出相应的相关方程。

锈寄生菌对杨柴锈病菌的寄生及控病作用

杨柴锈病(Uromyceshedysari-mongoliciYuan.)是毛乌素沙地先锋固沙树种杨柴(HedysarummongolicumTurcz.)的重要病害。由于受其危害,使杨柴提早落叶、枝条枯死,严重影响了杨柴的生长发育,给治沙造林生产带来很大损失。锈寄生菌(Sphaerellopsisfilum(Biv.-Bern.exFr.)Sutto...

锈寄生菌控制杨柴锈病的研究 Ⅰ锈寄生菌的形态鉴定及培养性状

杨柴锈病的重寄生菌，经鉴定为锈寄生菌（Ｓｐｈａｅｒｅｌｏｐｓｉｓｆｉｌｕｍ（Ｂｉｖ．－Ｂｅｒｎ．ｅｘＦｒ．）Ｓｕｔｏｎ），寄生在杨柴锈病菌的冬孢子堆和夏孢子堆上．在人工培养基上，锈寄生菌生长最适温度是１５～２０℃．在室温下培养至１１ｄ，供试７种培养基有３种（葡萄糖、甘露醇、淀粉）产生分生孢子器．在２０℃下，ＰＤＡ培养基上，１０ｄ即可形成分生孢子器，１２ｄ可见溢出淡黄白色孢子角．葡萄糖、甘露醇、淀粉、麦芽糖均为该菌适宜的碳源．相对湿度９３％～１００％孢子均能萌发，在水滴中萌发率最高，散射光下萌发最好．

植物延缓剂对杨柴抗旱性的调控作用

以通过盆栽试验获得的一年生杨柴幼苗为试材,利用叶绿荧光参数分析不同浓度多效唑(0、150、300、450、600mg·L^(-1))对杨柴幼苗抗旱性的影响,以期筛选出提高杨柴抗旱性的最佳多效唑浓度。结果表明:轻度干旱条件下,150~600mg·L^(-1)多效唑处理对杨柴的ETR、Yield、Fv/Fm、Fv′/Fm′、Fv/Fo表现为促进作用,且促进作用随多效唑浓度升高先加强后减弱,多效唑浓度过高则会显著抑制qN(P<0.05)。采用隶属函数法对杨柴各项荧光指标进行综合评价,得出300mg·L^(-1)的多效唑对一年生杨柴幼苗抗旱性的增强效果最佳。

毛乌素沙地不同林龄杨柴灌木林土壤剖面水分变化特征

以毛乌素沙地不同林龄杨柴灌木林为研究对象，采用TRIME—TDR土壤水分测定系统，测定了不同林龄杨柴灌木林的土壤体积含水量，分析了其空间变化特征。结果表明：（1）在0—180am范围内，林龄为38年的样地土壤体积含水量显著高于30年和15年样地，30年和15年样地差异不显著。（2）随着土层深度的增加，林龄为38年和30年的样地土壤体积含水量分别在80—100cm和20-40cm间达到最大值，为8．21％和7．85％，15年样地则呈现降低的趋势。土壤体积含水量最大值随着林龄的增加有向深层次运移的趋势，并且最小值均出现在140～180cm范围内。（3）随着杨柴灌木林林龄的增加，0—20cm土壤层水分呈现减小趋势，20～100cm土壤层水分基本呈现增大趋势，100—180cm土壤层水分出现先减小后增大的趋势。

毛乌素沙地飞播杨柴林平茬复壮成效分析

以毛乌素沙地飞播杨柴林为研究对象,对杨柴林的平茬方式、预留盖度、平茬周期进行了试验研究。结果表明:带状平茬可降低林分的枯枝率,提高单位面积内株丛数量,其单位面积内活枝数量是平茬前的1.51倍;预留30%~40%盖度单位面积内具有较高的株丛数量、活枝数量和生物量,同时具有较低的枯枝率,可在生产中选择此范围预留盖度进行作业;通过连年监测,平茬第3 a枯枝率可达到24.21%~49.89%,杨柴林表现为衰退,在生产中可选择3 a作为飞播杨柴林的平茬周期。

科尔沁沙地杨柴生物沙障平茬复壮技术研究

针对科尔沁沙地杨柴生物沙障的生存现状和生长动态规律,分析了经过不同预留盖度和留茬高度的平茬处理后杨柴生物沙障和林间草本植被的恢复情况及其防风固沙效益,结果表明:平茬对杨柴及其林间草本的生长均有极大的促进作用;在平茬后的第1年内,预留盖度10%和留茬高度0 cm(齐地刈割)对杨柴生长最为有利;综合风速和风蚀量的测定分析发现,在全面围封、林间草本较好的情况下,留茬盖度在10%已经完全能够满足生物沙障的生态防护功能。

适沙植物——杨柴生理生态学特征研究进展

杨柴作为重要的沙地适生植物,广泛分布于我国的内蒙古、陕西和宁夏境内半干旱、干旱地区。杨柴根系比较发达,长有地下茎,克隆生殖极强,是防风固沙和治理水土流失的理想植物,同时也是一种适口性好的优良饲料。本文从种苗生物学、生理生化特征及用水策略、克隆生长、种群分布格局与竞争关系和群落演替过程等方面简要介绍了杨柴的研究进展,并提出了今后的研究建议。

杨柴木材的构造、纤维形态及其化学成分的分析研究

本文对杨柴木材的显微构造、纤维形态和化学成分进行了测定与分析，研究结果表明，杨柴材木纤维所占比率较多，纤维形态好，综纤维素含量高，是替代针、阔叶乔木树材制造刨花板和纤维板的优良原料。

基于微地形的毛乌素沙地飞播杨柴生长特征空间异质性研究

以毛乌素沙地2002年飞播杨柴灌木林为研究对象,选择一个典型的迎风坡——丘间低地——背风坡连续体,调查了杨柴的生长指标,分析了其基于微地形的空间异质性,结果表明:(1)杨柴株高、冠幅和地径均随着坡位的下降呈明显的减小趋势,并且杨柴个体大小的顺序为背风坡>迎风坡>丘间低地。(2)杨柴单位面积分株数有沿迎风坡——丘间低地——背风坡连续体呈下降的趋势。整体上,杨柴单位面积分株数背风坡最少,而盖度则是迎风坡>背风坡>丘间低地。(3)丘间低地拥有较低的枯枝数、最高的活枝数以及最低的枯枝率,种群活力最高;迎风坡拥有最高的枯枝数、较高的活枝数以及相比背风坡低的枯枝率,种群活力次之;背风坡拥有最低的枯枝数、最低的活枝数以及最高的枯枝率,种群活力最差。(4)单位面积生物量丘间低地>迎风坡>背风坡,并且坡中部杨柴的单位面积生物量在各自的坡向中均是最大。

复合生物菌肥对杨柴的生长及土壤理化性质的影响

研发适宜沙漠环境的生物菌肥,对提高土地生产力水平具有重要意义。本研究以泥炭为载体,选取固氮菌、溶磷菌和溶钾菌为菌种材料制成复合生物菌肥,并以纯沙土、泥炭和复合肥为对照,研究复合生物菌肥对杨柴生长和土壤肥力改善中的作用。结果表明,营养杯和沟施2种施肥方式中,N2P2肥料处理的杨柴地上部分生物量比对照分别提高5.0倍和7.8倍,根干重分别提高1.9倍和2.5倍;N2P2和N3P2K2肥料处理对土壤养分提高均较为明显,与对照相比,其土壤速效氮分别提高了4.7倍和3.8倍;速效磷分别提高1.7倍和2.4倍;速效钾分别提高1.4倍和1.4倍;有机质分别提高6.2倍和5.6倍。复合生物菌肥应用于沙漠环境能够明显促进杨柴生长,提高土壤肥力水平。

沙地优良饲料灌木—杨柴

杨柴(Hedysarum mongolicum Tur(Z)),又称踏郎、蒙古岩黄芪。豆科,落叶灌木;灌丛大,一般高1.5米左右,最高达3米;枝条灰色,枝叶稠密,羽状复叶,叶轴长15厘米左右,小叶披针形,小而厚;蝶形花,粉红色,总状叶生花序;荚果扁平,含种子1～3粒。杨柴分布于内蒙、陕西、甘肃等省区沙质荒漠和半荒漠上,宁夏沙地上也有零星分布。1984年引入盐池沙地旱生灌木园。

毛乌素沙地杨柴灌木林土壤水分对不同降雨格局的响应

[目的]研究不同降雨格局下,土壤水分的动态变化特征,对判断群落结构的稳定性和为群落结构进行优化调控提供理论依据。[方法]选择毛乌素沙地典型飞播杨柴灌木林地不同深度土壤为研究对象,使用Watchdog自动水分监测系统连续监测不同深度土壤水分含量动态变化,研究不同降雨事件下10,30,50,70,90和110 cm土层水分的时空变化,分析土壤水分入渗、再分配及水分补给特征。[结果]①杨柴群落0—110 cm深度土壤水分含量变化受降雨的影响具有明显的垂直特征,10 cm深度土层为变化剧烈层,30 cm深度土层为弱变化层,50 cm以下深度土层为稳定层。②10 cm深度土壤水分对降雨和温度的响应明显,降雨强度和土壤初始含水量对浅层土壤的补给影响较大同时对入渗的深度有一定影响。30 cm以下土层随着深度的增加对降雨的响应滞后,30—50 cm土层主要受初始含水量和降雨量影响较大,50 cm以下深度水分变化主要受降雨量的影响。③>8.8 mm的降雨对10 cm及以下土层具有补给作用,>40 mm的降雨量可通过降水再分配至少达到110 cm深度土层。[结论]杨柴群落根系主要分布在0—40 cm深度处,>8.8 mm降雨可供杨柴群落有效利用,>40 mm的降雨量可有效对地下水进行补给,有利于群落结构的稳定性和应对下一年度植被生长初期需水时降雨量较小的干旱月份。