2005-2017年中国干旱半干旱区典型生态系统土壤储水量数据集

土壤水是地球水体的重要组成部分之一,陆地上植被和作物所利用的水分主要是从土壤中直接汲取的。因此土壤水的存贮、补给、消耗、更新和平衡对全国尤其是干旱半干旱区域的农业、牧业、林业、自然生态环境和水资源平衡,有着极其重要的意义。本数据集选取中国生态系统研究网络(CERN)位于中国西北干旱半干旱区的8个生态系统观测研究站,收集整理了各站2005–2017年的土壤含水量长期观测数据,通过质量控制、开展剖面-样地尺度上层次及时间归一化统计计算,生成了相应的土壤储水量数据集,以期为中国干旱半干旱区典型生态系统土壤储水量分布及变化状况提供长时序的数据刻画和支撑。

2010–2020年塔里木盆地南部荒漠草地凋落物回收量月动态数据集

中国科学院新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称“策勒站”)地处塔里木盆地南缘,南依昆仑山,北临我国最大的塔克拉玛干沙漠。具有植被群落简单,土壤有机质积累缓慢等特点。凋落物是该区域重要的养分来源。基于对策勒站荒漠植物群落的长期定位观测,通过对不同植物凋落物器官(枝、叶、果)分组,本文整理统计得到2010–2020年塔里木盆地南部荒漠草地凋落物的回收量月动态数据,同时记载了观测场群落以及土壤养分的年度变化情况。数据的产生严格遵照CERN生物观测规范执行,数据的审核及质量控制由台站与分中心质控人员共同完成。本数据集以期为深入研究塔里木盆地南部荒漠草地凋落物动态变化提供基础数据,为了解和评估极端干旱荒漠生态系统养分循环过程提供理论支撑。

刈割对豆科和非豆科植物叶片内稳性及叶片土壤化学计量特征的影响

为了明确豆科和非豆科植物在生长发育过程中养分利用策略的差异。本试验以典型豆科植物苜蓿(Medicago sativa)和非豆科植物菊苣(Cichorium intybus)为研究对象。分别于2021年7月14日(播种后第60 d)、2021年8月3日(播种后第80 d)和2021年8月24日(播种后第100 d)采集地上部分和土壤样品,计算生态化学计量内稳性。结果表明:2种植物叶片氮钾比在播种后第80 d刈割显著高于播种后第100 d刈割,而叶片磷钾比表现相反趋势(P<0.05)。播种后第100 d刈割,苜蓿叶片全氮含量和氮磷比显著高于菊苣(P<0.05)。菊苣和苜蓿的叶片氮、磷和钾的内稳性指数均表现为H N>H K>H P,表明植物对氮元素的调控能力更强。这项研究发现叶片化学计量特征存在物种间差异,这种差异是物种对环境长期适应的结果,与自身遗传特征有关,具有相对稳定性,并非全部受制于土壤养分的影响。

水肥与覆膜对油莎豆产量及土壤性质的影响

为探究极端干旱区油莎豆(Cyperus esculentus)经济有效的水肥种植措施,本研究在和田地区沙漠-绿洲过渡带风沙土上设置了水肥和覆膜的双因素试验,设3个水肥处理(60%、80%和100%水肥),3个覆膜处理(无膜、液膜和白膜),共计9个处理,分析了不同水肥处理和覆膜方式对油莎豆干物质产量、土壤养分、土壤盐的影响。结果表明,不同水肥处理对油莎豆的生长与各部分产量均无显著影响(P>0.05),覆膜处理显著影响油莎豆株密度、块茎个数、千粒重及块茎产量(P<0.05)。油莎豆叶生物量与块茎产量均在覆盖白膜条件下最大,块茎产量在液膜处理下为最低。水肥与覆膜处理对土壤养分均有显著影响,水肥处理与覆膜处理对0-20 cm土层土壤有机质、水解性氮、速效钾,以及20-40 cm土层土壤水解性氮、有效磷、速效钾存在显著交互作用。种植油莎豆显著降低了土壤有机质含量,增加了其余养分含量,土壤有机质含量在白膜+60%水肥条件下为最高;并且显著降低了土壤深层盐分含量,但过量的水肥会导致表层土壤盐渍化。综上所知,在覆盖白膜的条件下,选择较低的水肥添加量能够在获得较高的油莎豆产量的同时,减少成本,获得最大的经济生态效益,因此,针对贫瘠缺水的沙化土地,推荐使用白膜+60%水肥的模式种植油莎豆。

不同刈割时间对南北疆油莎豆根际土壤养分和盐基离子含量的影响

【目的】探究不同刈割时间对南北疆油莎豆(Cyperus esculentus)根际土壤养分和盐基离子的影响。【方法】2021年5月15日在南疆莎车县北疆阜康市种植油莎豆,分别于播种后第78、91、106和124天采集油莎豆根际土壤样品进行养分和盐基离子分析测定。【结果】采样点和刈割时间显著影响了油莎豆根际土壤的pH(P<0.05);采样点和刈割时间的交互作用显著影响了油莎豆根际土壤的pH、全氮、全磷和全钾含量(P<0.05),对油莎豆根际土壤的离子含量均没有显著影响。北疆油莎豆根际土壤的全氮、全钾、速效磷和速效钾含量显著高于南疆(P<0.05),但北疆的阳离子(钠离子、钾离子、钙离子和镁离子)含量显著低于南疆(P<0.05)。在北疆地区,油莎豆根际土壤的pH与速效钾和氯离子含量呈显著负相关关系(P<0.05),与碳酸氢根离子含量呈显著正相关关系(P<0.05)。在南疆地区,油莎豆根际土壤的pH与速效钾含量呈显著负相关关系(P<0.05),与氯离子和钠离子含量呈正相关关系。【结论】刈割改变了南北疆种植油莎豆根际土壤全钾、速效钾和速效磷含量及pH值,改变了北疆油莎豆根际土壤氯离子含量,但刈割时间和采样点(北疆)的交互作用对土壤全氮和全磷的影响最大,为实际生产中在新疆区域推广种植油莎豆提供理论依据。

冬小麦根际细菌多样性及其促生活性

以分离自新疆冬小麦根际的36株细菌为研究对象,通过16S rRNA基因序列测定、系统进化分析研究其多样性,并检测其溶磷和固氮活性.结果发现:(1)36株菌分布于3门5纲11目14科14属,其中α-变形菌门和放线菌纲为优势菌门(各占总菌株数的47.2%),红球菌为最主要的优势菌属(占总菌株数的36.1%),并有一个潜在的新物种;(2)以磷酸钙为底物,定性检测表明待测菌株中50.0%具有溶磷活性,定量测定的5株优选菌中菌株57溶磷活性最高(11.5 mg/L);(3)66.7%菌株具有固氮活性,其中45.8%具有较强固氮活性.

土壤碳氮特征沿干旱梯度时空格局及对气候变化的响应——基于中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据

土壤碳氮含量及其化学计量特征是表征生态系统碳汇能力和土壤质量的重要指标,在支撑生态系统结构功能以及缓解气候变化中起着关键作用。利用中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据,分析了土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空规律及其对气候变化的响应。结果表明:空间上,典型荒漠草原生态系统随着干旱加剧,土壤有机碳和全氮含量减少,土壤有机碳对干旱响应的敏感性降低,而土壤全氮对干旱响应的敏感性增加,土壤有机碳随土壤全氮含量的增加而增加。时间上,2005—2018年,荒漠草原生态系统土壤有机碳和全氮含量变化速率沿干旱梯度表现出由负转正的增加趋势,其中,干旱区呈减少趋势,半干旱和半湿润地区呈增加趋势,鄂尔多斯站和沙坡头站呈显著增加趋势。从影响因素来看,土壤碳氮特征对降水量增加的敏感性沿干旱梯度呈现出先增强后减弱的“上凸”抛物线趋势,温度变化对土壤碳氮特征的调控没有表现出明显的干旱梯度效应。土壤碳氮比、土壤有机碳含量、土壤全氮含量对降水量和平均温度变化响应的敏感性均依次降低。不同干旱梯度土壤碳氮特征的变化规律为未来气候变化下生态系统结构与功能预测提供科学依据。

油莎豆不同器官在不同发育时期的养分变化特征研究

为探究块茎不同发育期油莎豆(Cyperus esculentus)地上植株、块茎和根系养分含量的变化特征,以油莎豆(品种为‘丰产2号’)为试验材料,在块茎生长中期、生长后期和成熟期分别收集地上植株、块茎和根系,分析其养分含量的变化。结果表明:地上植株的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量在块茎生长中期、生长后期和成熟期无显著差异。块茎的可溶性糖含量在块茎生长后期显著低于生长中期和成熟期(P<0.05),而粗脂肪含量在块茎成熟期显著高于生长中期(P<0.05)。根系的全氮和全磷含量在块茎生长中期显著高于生长后期和成熟期(P<0.05),全钾含量在块茎成熟期显著高于生长中期(P<0.05)。综上,由块茎的可溶性糖和粗脂肪及地上植株的中性和酸性洗涤纤维指标体现,最佳的收获时间有块茎生长后期和成熟期,以期为油莎豆的收益模式提供参考数据。

种植7种牧草对北疆盐碱地土壤改良效果的评价

荒漠土地盐碱化已成为荒漠绿洲可持续发展的限制性因素。本研究于2021年5月10日在新疆北部野马繁殖研究中心种植稗草(Echinochloa crusgalli)、燕麦(Avena sativa)、苏丹草(Sorghum sudanense)、高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)、墨西哥玉米草(Purus frumentum)、健宝(S.bicolor‘Jumbo’)和甜高粱(S.dochna)改良盐碱地,分别于2021年7月14日(第60天刈割)、2021年8月3日(第80天刈割)和2021年8月24日(第100天刈割)采收所有地上植物和并采集土壤样品测定分析,评价7种禾本科植物对土壤盐渍化的改良效果。结果表明,随着刈割时间的延长,稗草、燕麦、高丹草、墨西哥玉米草和甜高粱饲草的钾离子和钠离子含量无显著差异(P>0.05)。稗草的钙离子含量呈增加趋势,氯离子含量呈下降趋势;燕麦的硫酸根离子和镁离子含量呈下降趋势;苏丹草的钾离子含量呈显著先下降后增加趋势(P<0.05),氯离子和镁离子含量呈下降趋势;高丹草的钙离子含量呈显著先下降后增加趋势(P<0.05),硫酸根离子含量呈显著下降趋势;墨西哥玉米草的镁离子含量在第80天刈割显著最低;健宝的镁离子含量呈显著下降后增加趋势(P<0.05);甜高粱的钙离子含量呈下降趋势。除墨西哥玉米草外,其他6种饲草土壤的氯离子、钠离子和硫酸根离子含量呈下降趋势。稗草、燕麦、健宝和高丹草土壤的碳酸氢根离子含量呈增加趋势,甜高粱土壤碳酸氢根离子含量呈先增加后下降趋势,苏丹草和墨西哥玉米草土壤的碳酸氢根离子含量没有显著差异(P>0.05)。7种禾本科饲草离子含量的盐碱地改良效果排序为稗草>高丹草>燕麦>健宝>苏丹草>墨西哥玉米草>甜高粱;7种禾本科饲草土壤离子含量的盐碱地改良效果排序为健宝>高丹草>墨西哥玉米草>甜高粱>稗草>燕麦>苏丹草。综合考虑,健宝和高丹草适宜作为北疆风沙区盐碱地土壤改良的禾本科饲草。

干旱胁迫对疏叶骆驼刺幼苗生长和生理的影响

叶片和根系能通过形态、生理和生物量累积的变化响应干旱胁迫。以策勒绿洲-沙漠过渡带的优势植物疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)为研究对象,通过盆栽试验模拟3种水分条件(充分灌溉CK:土壤含水量占最大田间持水量的70%~75%;轻度胁迫W1:田间持水量的50%~55%;重度胁迫W2:田间持水量的25%~30%),分析一年生骆驼刺幼苗叶片和根系生长、生理的变化特征,揭示骆驼刺对干旱胁迫的适应策略。结果表明:(1)干旱显著抑制骆驼刺地上和地下各器官生长,主要表现为:叶面积、根长、根表面积、根组织密度以及叶和根的可溶性糖含量显著减小(P<0.05);叶组织密度、叶干物质含量、比根长以及叶和根的脯氨酸、丙二醛含量增大。(2)生长前期,各处理地上生物量均占比较大(CK、W_(1)、W_(2)下根冠比分别为0.43±0.14、0.59±0.1、0.83±0.83);而生长后期各处理地下生物量占比较大,其中重度胁迫下根冠比最大(3.12±0.32),表明骆驼刺在生长后期增强了地下部分的资源投入,且这种资源分配特征在重度干旱胁迫下更明显。(3)Pearson相关性分析表明,骆驼刺叶形态与根生理相关的核心性状存在显著的权衡关系(P<0.05),同时叶与根在生理代谢上能够协同变化。初步说明,骆驼刺幼苗在干旱下表现出干物质储存和防御能力高、水分消耗低的适应特征,能够协调叶片和根系的资源分配关系,随胁迫时间的增加逐步形成缓慢投资、保守生长的策略。该结果为该区域荒漠植被恢复和管理提供参考。

多枝柽柳和疏叶骆驼刺幼苗生物量分配及根系分布特征

以塔克拉玛干沙漠南缘荒漠-绿洲过渡带上两种主要建群种植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和疏叶骆驼刺(Alhagi.sparsifolia SHAP.)的一年生幼苗为研究对象,采用人工壕沟全根挖掘法,研究同一生境条件下两种植物幼苗在生物量分配、根冠比、根系分布特征对极端干旱环境的适应特征。结果表明:(1)两种植物幼苗生物量分配策略明显不同。多枝柽柳幼苗把更多的生物量分配到地上,其根冠比为0.75;而疏叶骆驼刺幼苗把更多的生物量分配到地下,其根冠比为1.73。(2)两种植物幼苗地上/地下生物量属于典型的幂函数异速生长关系,异速生长模型的相关系数都在0.83以上。(3)两种植物幼苗根系分布各异。多枝柽柳幼苗根系多由垂直的主根和水平扩展的侧根组成,根长在垂直剖面上近似"丰"字形分布;骆驼刺幼苗根系在土壤中呈网状分布,根长在垂直剖面上近"古"字形分布。

策勒绿洲多枝柽柳灌溉前后水分生理指标变化的初步研究

在位于塔克拉玛干沙漠南缘的策勒绿洲对引洪灌溉后多枝柽柳清晨叶水势、水势日变化和蒸腾速率的变化特点进行了研究 .结果表明 ,灌溉后柽柳的清晨水势值 (- 0 .93MPa)比灌溉前的清晨水势值(- 1.0 4MPa)有所增加 ,但幅度不大 .因此 ,灌溉对柽柳清晨水势的恢复有一定的作用 .灌溉后柽柳水势的日变化均值 (- 2 .2 9MPa)比灌溉前的水势日变化均值 (- 1.6 9MPa)有较大降低 .灌溉后柽柳蒸腾速率的日变化值 (0 .5 0 5mmol·m-2 s-1)比灌溉前的蒸腾速率日变化值 (0 .18mmol·m-2 s-1)有较大增加 .从灌溉前后样地土壤含水量的变化和柽柳的根系分布情况看 ,这是柽柳利用地下水的结果 .柽柳通过深根系和地下水相接 。

柽柳的水分生理特性研究进展

研究和了解柽柳的水分生理特性 ,是对柽柳合理利用和科学管理的重要前提 .在对柽柳水分生理特性多年综合研究 (P V曲线、清晨水势及水势日变化和蒸腾速率 )的基础上 ,对国内外研究柽柳水分生理特性的一些方法和手段进行了评述 ,以期尽快掌握柽柳的生态特性 ,为干旱。

骆驼刺幼苗氮素特征对不同灌溉量的响应

氮素在植物所有必需营养元素中是限制生长的首要元素。氮素的来源和分配不但影响氮素利用效率,而且与氮素的周转和内循环有密切关系。为了解极端干旱区深根系植物的氮素特征(生物固氮、氮素分配、氮素利用效率),在塔克拉玛干沙漠南缘的策勒绿洲,依托策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站,以骆驼刺幼苗为研究对象,采用15N稳定同位素法和分层分段挖根法,对3种灌溉量(CK、0.1、0.2m3/m2)下骆驼刺幼苗的氮素特征进行了1个生长季内的动态研究。结果表明:⑴灌溉提高生物固氮,但是灌溉量过多抑制生物固氮。在生长季末,3个灌溉量下的生物固氮比例分别为30.0%、42.8%、11.3%;生物固氮质量分别为0.4、0.8、0.2g/株。(2)灌溉使得分配到骆驼刺幼苗茎、叶中的氮素比例、氮素质量增加,根中氮素质量增加,在生长季初,分配到叶的氮素质量最大,分配到根中的氮素质量最小,在生长季末,3种灌溉量下根中氮素比例高达49.2%、44.5%、55.0%;灌溉有利于增加氮素利用效率,但是,灌溉量过多会降低氮素利用效率。在生长季末,3种灌溉量(CK、0.1、0.2m3/m2)下氮素利用效率分别是:77.9、104.3、84.5。(3)试验中,通过比较不同灌溉量对骆驼刺幼苗氮素特征的影响,发现0.1m3/m2灌溉量为较佳灌溉量。

骆驼刺植被及其资源保护与开发的意义

研究和了解骆驼刺的生物生态学特性 ,是对骆驼刺进行有效保护和合理利用的重要前提。在对塔克拉玛干沙漠南缘骆驼刺多年综合研究和查阅大量文献的基础上 ,对国内外研究骆驼刺的一些方法和手段进行了初步的评述 ,以期对骆驼刺的研究能在干旱、半干旱地区广泛深入地展开 。

塔克拉玛干沙漠南缘柽柳和胡杨水势季节变化研究

对塔克拉玛干沙漠南缘的柽柳和胡杨生长周期内的清晨水势和水势日变化的连续野外测定表明,两种植物在整个生长期内均未出现明显的水分亏缺.清晨水势的季节变化幅度不大,正午水势有不同程度的降低;一次性人工灌溉对植物水分状况没有明显影响.采伐利用方式不影响植物的水分状况.地下水是柽柳和胡杨生存与生长的先决条件.维持该区域地下水位的基本稳定是保证该区域柽柳和胡杨恢复重建的重要前提.

新疆绿洲杨树的生理生态学研究展望

绿洲是一类独特的生态系统 ,它具有独特的结构和功能 .杨树是构成新疆绿洲防护林体系的主要树种 .本文在对策勒绿洲杨树生理生态学特性研究的基础上 ,从水分生理和光合作用两方面对国内外研究杨树生理生态学特性的一些方法和手段进行了初步评述 ,以期这项工作在独特的绿洲系统内广泛开展 ,从而为优选绿洲防护林树种、优化防护林体系及确保绿洲的可持续发展提供一定的理论依据 .

美国图书馆前沿技术应用及启示

]美国乔治城大学图书馆及北卡罗莱纳州立大学图书馆利用前沿技术构建了用户新媒体中心和可视化技术体验中心,3D打印、高级多媒体、可视化为代表的前沿技术被逐步融合于图书馆服务过程中,国外的服务实践对国内图书馆的服务创新有较强的借鉴和指导意义。

策勒绿洲4种杨树的生理生态学特性的研究——P-V曲线和持水力的研究

通过对策勒绿洲的 4种杨树 (新疆杨、箭杆杨、胡杨和灰胡杨 )的P -V曲线和持水力的测定分析 ,得出了初步结论

医药类独立学院信息素质教育模式研究

随着社会信息化的程度越来越高,实施大学生信息素质教育是我国高等教育教学改革的当务之急。文章以广西中医药大学赛恩斯新医药学院学生为对象进行调查研究,了解当前医药类独立学院学生信息素质现状并分析当前存在的问题,提出建立一种适合医药类独立学院学生的信息素质教育教学模式,推动信息素质教育的广泛深入开展,全面提高独立学院学生的信息素质。