古尔班通古特沙漠西部梭梭种群退化原因的对比分析

古尔班通古特沙漠植被的建群种梭梭在沙漠的低平地和小沙丘(高度<5 m)区域发生大面积退化死亡,而在大沙丘(高度>10 m)生境中梭梭却长势良好。对此分析了梭梭林枯死植株的空间分布、活株和死株的年龄结构,研究了地下水埋深以及对比低平地、小沙丘和大沙丘3种生境土壤理化性质对梭梭生存的影响。发现梭梭死亡植株在观测的19个样点中的15个呈显著的集群分布,表明梭梭植株死亡并非是种内自疏。梭梭各年龄级植株均在死亡,说明死亡与植株年龄关系不大。退化区地下水埋深过浅或过深均对梭梭生长不利,表明地下水埋深对梭梭生长产生显著影响。低平地和小沙丘区土壤电导率高,土壤水分入渗速率慢,且0—90 cm深度范围梭梭侧根数和成活的梭梭幼苗幼株数较少,与梭梭正常生长的大沙丘区明显不同。综合分析认为梭梭退化主要是由自身的根系分布特性,以及地下水位、土壤盐分、土壤水分入渗变化等综合作用,实质是梭梭水分利用受限和种群更新不良引起的。

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SO24-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。

例谈对学生“图—表—文字”交互式翻转能力的培养

本文结合具体高考题目,探究培养学生对图形、表格和文字进行转换的能力,为广大师生提供参考。

古尔班通古特沙漠土壤因素对退化梭梭更新局限的影响

古尔班通古特沙漠梭梭退化主要发生在平原和小沙丘(高度<5m)区域,而与其邻近的大沙丘(高度>10m)生境中梭梭却长势良好。本文对比分析了退化区和正常生长区小尺度范围梭梭种群年龄结构、不同盐分梯度下梭梭种子及其萌发特征、土壤理化性质及其对梭梭种群更新的影响。结果表明:退化区梭梭幼株缺乏,自然更新明显受阻。平原、小沙丘和大沙丘3种生境中梭梭种子的带果翅百粒重、无果翅百粒重和果翅直径差异显著,无盐胁迫条件下梭梭种子萌发率差异不显著,而在有盐胁迫条件下差异显著,且萌发率都随盐分浓度的增加而降低,说明退化区梭梭林更新不良与种子特征关系不大,与土壤盐分关系密切。3种生境土壤理化性质差异显著,平原和小沙丘土壤电导率明显高于大沙丘。梭梭活株密度与各土层土壤电导率、土壤含水量呈极显著负相关,梭梭幼株数(株高<40cm)与土壤表层(0～30cm)电导率极显著负相关。综上所述,退化区高的土壤盐分导致梭梭植株密度严重降低、抑制种子萌发和限制梭梭幼苗存活,进而使得梭梭林自然更新不良。

古尔班通古特沙漠梭梭与白梭梭利用降雨的差异

采用模拟降雨的方法,对梭梭和白梭梭的降雨再分配过程进行了研究,并对梭梭与白梭梭0～100cm的浅层根系分布进行了调查。回归分析发现,梭梭与白梭梭茎流率、穿透率、截留率与降雨量之间呈显著对数关系。在相同的降雨强度下,梭梭与白梭梭之间降雨分配无显著差异,但在不同降雨强度下梭梭和白梭梭各自的降雨再分配存在显著差异。20mm·h-1的降雨强度有利于产生更多的茎流,梭梭和白梭梭茎流率在降雨强度20mm·h-1的情况下是30mm·h-1的情况下的2.3倍和2.9倍。白梭梭根系主要分布在土壤表层,0～60cm的土壤深度内侧根数占0～100cm内总侧根数的86%。白梭梭在0～20、20～40、40～60cm土壤深度的水平侧根极显著高于梭梭,分别是梭梭的10.0倍、9.6倍和10.9倍。白梭梭水平侧根伸展距离极显著大于梭梭,白梭梭根系冠幅半径为7.1m,梭梭为2.3m。综上所述,白梭梭主要通过植株特殊形态结构增加茎流等降雨再分配和地下根系协同作用,来充分的利用降雨;梭梭浅层根系分布稀少,故其利用降雨的能力十分有限,而更趋向于利用地下水。

新疆北部拟南芥自然居群表型变异与协变

拟南芥(Arabidopsis thaliana)自然居群的表型特征代表其在自然环境下的适应状况,不同居群间特征的对比可以为了解拟南芥表型变化规律,进而分析其形成过程和机制提供重要线索。本研究以分布于新疆北部天山、塔尔巴哈台山和阿尔泰山的10个种群的9个表型性状为基础,对比分析了小尺度、局域尺度和区域尺度环境下原生境拟南芥种群表型性状的变化。结果发现,不同性状对环境变化的反应不同,其中株高、株重、根重、根长、单个果实重、果实开裂力度在3种环境尺度下种群间的差异均达到极显著水平,而分枝数、果实长度的种群间变化不显著,种群间的表型分化系数较低。不同环境尺度下株重、根重、单株果数均表现出一致的协变格局,反映了生理功能性状之间整合对拟南芥适应环境的重要性。同时,各种群间整体的性状协变差异性明显,根长、单个果实重、分枝数、果实长度、果实开裂力度等特征与其他特征协变具有明显的局部性,局域尺度和区域尺度环境之间的变化较大。聚类分析发现区域尺度上的不同种群聚合在一起的现象非常突出,进一步表明拟南芥的表型特征受微环境的强烈影响。Mantel检验表明,小尺度上10个种群株高、株重、根重、单个果实重、果实长度、果实开裂力度6个性状变化存在显著的空间相关性,而分枝数、根长的相关性却不显著。因此,我们认为拟南芥表型变化受小尺度环境的影响强烈,但在表型层面并非所有性状都与原生境气候存在遗传关联。

天山北部拟南芥自然居群表型变化的环境依赖特征

拟南芥(Arabidopsis thaliana)是植物生物学的模式植物,在分子遗传学方面已经积累了丰富的研究成果,但目前对拟南芥自然分布的生境特点、表型变化的环境依赖特征等研究很少,极大地限制了对拟南芥进化动力和机制的理解。为了了解在微环境下拟南芥种群分布和表型性状的变化特点,对天山北部分布于塔尔巴哈台山、阿尔泰山和天山的10个拟南芥种群的分布特征、表型的变化特点,以及与综合环境因子的相互关系进行了分析。结果表明:除分枝数外,株高、株重、根重、单个果实重量、单株果数、单株果重、果长、果实开裂力度、单株果重/总重9个特征在种群间变化显著,可塑性能力较强;但方差分析和变异系数结果显示,角果长度、果实开裂力度在种群内和种群间的变化相对较小。表型特征在山系间、经纬度和海拔间的变化规律不明显。拟南芥主要分布于pH值和HCO3–含量低,有机质丰富,且有一定坡度的沙土地块上。种群内拟南芥分布频度很低,在1.56%–10.69%之间,空间自相关距离在15.4–46.7cm之间变化较大,10个种群均呈现极显著集群分布,分布的集群性受果实开裂力度的影响显著,而果实开裂力度随环境胁迫而极显著增加。总结认为:天山北部拟南芥生长和分布主要受微环境的影响,在干旱环境下,拟南芥主要通过增加繁殖分配比例,产生难开裂的果实,促使种子短距离扩散于母株周围,确保子代利用原适宜生境来生存繁衍。