雅鲁藏布江巨柏种群分布格局及其对环境变化的响应

利用点格局分析、相关分析、逐步回归的方法研究巨柏(Cupressus gigantea)种群的空间分布格局,分析不同尺度上巨柏种群分布格局的差异及其影响因子.结果表明巨柏种群的空间分布格局总体上以随机分布或集群分布为主,随着海拔、土壤养分、土壤质地等条件变化而变化.半阴坡低海拔种群分布格局在0.9~10.0 m尺度呈随机分布(P<0.05),在其他尺度呈集群或随机分布;中等海拔种群在2.8~10.0 m尺度呈集群分布(P<0.05),在其他尺度呈随机分布.阳坡低海拔种群在0.6~10.0 m尺度呈集群分布(P<0.05),在其他尺度呈随机分布.阴坡低海拔种群在0~10.0 m尺度均呈随机分布(P<0.05).半阳坡中等海拔种群在0~10.0 m尺度上均呈随机分布(P<0.05).尺度<5.0 m时,随着海拔梯度的升高,巨柏种群的聚集程度逐渐减弱;尺度>5.0 m时,海拔对巨柏种群分布的影响逐渐降低,土壤养分、土壤质地等因素的影响逐渐占据主导地位.不同尺度上巨柏种群分布格局受多种环境因子的影响,海拔和地形改变导致的小环境变化会显著影响巨柏种群的分布格局.在未来的巨柏保护中,应综合考虑环境因子的影响.

雅鲁藏布江巨柏分布区植物群落特点、分布与环境解释

在植物群落和环境特征的野外调查观测基础上,通过双向指示种分析(TWINSPAN)聚类和典范对应分析(CCA)排序的方法,研究了巨柏(Cupressus gigantea)分布区植物群落分布及与环境的关系.结果表明:巨柏分布区植物群落结构简单,可分为3类,包括巨柏群落、巨柏-白莲蒿(Artemisia sacrorum)群落和高山松(Pinus densata)群落.CCA排序结果显示:第1排序轴与海拔和土壤含水量、密度、质地关系显著,主要反映水热和土壤条件的影响;第2排序轴与纬度、坡向和土壤磷含量、年降雨量、土壤全钾、土壤氮磷比相关,主要反映土壤营养、降水和光照条件的变化.影响该区域群落分布变化的主要原因是海拔和坡向变化造成的水热差异,以及土壤理化性质的不同.巨柏群落、巨柏-白莲蒿群落、高山松群落分布的主要海拔范围分别为3000~3400、>3400~3500、>3500~3600 m.研究结果为深入认识巨柏分布区的植物群落环境特征提供了科学参考,有助于更加有效地保护巨柏植物资源.

我国不同气候区油用牡丹生态系统服务价值评估

油用牡丹是重要的木本油料植物,但以往主要关注其经济价值,缺乏对其生态系统生态服务功能的认识。基于野外观察数据,采用单位服务功能价格法,从水源涵养、土壤保持、防风固土、固碳释氧、净化环境和生物多样性保护等方面,对不同气候区和地形条件下的油用牡丹生态系统服务价值进行评估,并与自然草地生态系统进行比较。结果表明,油用牡丹生态系统平均固碳释氧价值显著低于自然草地,其他平均服务价值在油用牡丹和草地之间无显著差异;佳县油用牡丹生态系统土壤保持价值和防风固土价值低于自然草地,洛宁县油用牡丹生态系统土壤保持价值和防风固土价值高于自然草地,建昌县油用牡丹生态系统土壤保持价值高于自然草地。结果有助于在综合考虑气候特征、地形条件等因素的基础上,权衡油用牡丹生态系统经济价值和生态服务价值,合理安排油用牡丹种植和管理措施,为促进油用牡丹产业的可持续发展提供理论依据。

水分梯度下黑河流域荒漠植物群落多样性特征

物种多样性对大尺度环境条件的响应是植物生态学的热点问题,干旱区内陆河流域的特殊环境条件如何影响物种多样性仍存在较大的不确定性。以黑河流域荒漠植物群落为对象,探讨了荒漠植物群落α多样性和β多样性对不同水分梯度的响应。结果表明:(1)荒漠植物群落随水分条件不同而变化,在区域降水梯度上,依次分布有梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)、毛瓣白刺(Nitraria praevisa Bobr.)、沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)、细枝盐爪爪(Kalidium gracile Fenzl)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina Bunge)和尖叶盐爪爪[Kalidium cuspidatum(Ung.Sternb.)Grub.]群落;随距黑河河道距离增加,主要分布有胡杨(Populus euphratica Oliv.)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Lebed.)、花花柴[Karelinia caspia(Pall.)Less.]和红砂[Reaumuria songarica(Pall.)Maxim.]群落。(2)荒漠植物群落物种多样性指数偏低,Margalef指数、Shannon-Weiner指数和Simpson指数最大值仅为0.985、1.641、0.596,群落结构简单,物种组成单一,单寡种优势群落现象极为明显,群落相对稳定。(3)在区域降水梯度上,α多样性指数大致呈先增加后降低的变化趋势,在珍珠猪毛菜群落(190 mm)达到峰值后迅速下降,Srensen相似指数在细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间达到最大值,Cody指数相对较小,表明珍珠猪毛菜群落(190 mm)物种丰富度最高,细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间β多样性最小,物种更替速率最慢,群落处于较稳定阶段。(4)随距黑河河道距离增加,α多样性指数大体呈"M"型变化,在多枝柽柳群落(1 km)和多枝柽柳群落(4.1 km)存在两个峰值,此处物种多样性相对较高,Srensen指数在1—1.5 km和4.1—4.8 km之间出现两个较小值,Cody指数出现两个峰值,两者之间β多样性最大,为物种更替速率相对较快的过渡地带。对荒漠植被,以重要值为指标计测多样性指数较为可行,荒漠植物群落的物种多样性并不是随水分的增加而直线增加,这对维持和管理荒漠植物群落的多样性具有重要意义。

狭叶红景天幼苗对水分及遮阴的生长及生理生化响应

研究植物对水分和遮阴胁迫的响应及其生理机制对制定合理的栽培管理措施十分必要。以红景天属植物为研究对象,设置土壤含水量分别为田间持水量的80%(过湿水分)、70%(正常水分)、60%(轻度干旱)、40%(中度干旱)、20%(重度干旱)5个水分梯度;设置2个遮阴处理,以全光照(遮阴率为0)为对照、黑色遮阴网遮阴(遮阴率为85%),研究狭叶红景天生长及生理生化指标的变化特征。结果表明:在不同水分处理下,与对照相比,叶绿素含量、茎干重和茎重比(SMR)显著增加(P<0.05),株高、总生物量、叶面积、叶干重、叶重比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)和叶面积根干重比(LARMR)增加,根冠比和根重比(RMR)减少;随着干旱程度加剧,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(Ss)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈先增加后减小的趋势。在遮阴处理下,株高、SMR、SLA、LAR和LARMR显著增加(P<0.05),叶绿素SPAD值和叶面积增加,总生物量、根干重、根冠比和LMR显著减少(P<0.05),茎干重和叶干重减少,MDA含量显著增加,Pro含量略有下降,Ss含量减少。在水分胁迫下,狭叶红景天中度干旱时通过增加酶活性抵御伤害,重度干旱超过其阈值,SOD活性下降,植物体受到伤害,Ss可能是主要的渗透调节物质。在遮阴处理下,狭叶红景天通过增加SLA避免遮阴伤害。狭叶红景天在受到环境胁迫时会通过形态改变、调节MDA含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质来保证自身正常的生长发育。

三工河流域琵琶柴群落特征与土壤因子的相关分析

琵琶柴(Reaumuria soongorica)是我国荒漠地区分布最广的地带性植被类型之一,对维系荒漠地区生态系统的稳定性具有重要作用。以三工河流域两个琵琶柴群落为对象,在2010年主要生长季节(6—10月),通过群落和土壤调查,采用土钻法、土柱法、地上收割法对两个琵琶柴群落的土壤性质、生物多样性、细根生物量、地上生物量、生物多样性与土壤性质的关系进行研究,结果表明:两个琵琶柴群落在冠幅、盖度、多度和物种多样性等方面均存在显著差异。在0—100 cm土壤层内,两个群落土壤电导率、pH值、容重、含水量存在显著差异。除土壤容重外,群落2各个土壤因子的值均大于群落1,并随土壤深度的增加表现出类似的趋势。两个群落物种多样性指数、地上生物量、细根生物量存在显著差异,从6月到10月呈现先下降再上升的趋势。由于7、8月群落1有大量夏雨型短命植物和类短命草本植物的出现,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数急剧降低,Simpson指数表现出相反的变化趋势。群落2土壤电导率和pH值较高,草本植物鲜有出现,多样性指数和均匀度指数变化均较为平缓。两个群落的Sorenson相似性系数较低,群落差异明显。相关和回归分析表明土壤环境因子是导致两个琵琶柴群落特征、生物多样性和生物量不同的主要因素。较高的土壤含水量可以增加琵琶群落的生物多样性,较高的土壤容重抑制琵琶柴群落细根的生长,轻度的干旱胁迫促进地上生物量的积累,一定浓度的土壤pH值和土壤盐分可以促进琵琶柴群落细根的生长。

我国中东部不同气候带成熟林凋落物生产和分解及其与环境因子的关系

在大尺度气候梯度上研究森林凋落物生产分解与气候因子的关系,对于了解森林生态系统碳循环有着重要的作用。在寒温带的黑龙江呼中、温带的吉林长白山、暖温带的北京东灵山、北亚热带的湖北神农架、中亚热带的四川都江堰和浙江古田山,选择典型地带性成熟林,设置72个样地。观测和研究各地点森林凋落物的产量、凋落动态和分解速率,分析三者与环境因子之间的关系,结果表明:不同气候带森林生态系统凋落物年产量为亚热带森林>暖温带森林>温带森林>寒温带森林。随纬度的增加,凋落物产量逐渐减少,凋落物产量与森林类型极显著相关,与年均温显著相关,而与年均降水关系不显著。凋落物生产动态表现为亚热带地区3个类型森林生态系统为双峰型,暖温带、温带、寒温带3个类型森林生态系统为单峰型。凋落物分解速率k表现出了与凋落物产量相似的变化趋势,即随着纬度的增加,分解速率k值逐渐降低,分解速率与年均温极显著相关,与年均降水显著相关。

荒漠化对毛乌素沙地土壤呼吸及生态系统碳固持的影响

荒漠化极大地影响着包括毛乌素沙地在内的干旱、半干旱区的土壤呼吸及碳固持潜力,因而,可能对区域或全球的碳循环造成一定影响。为揭示土壤呼吸的时间变化及其影响因子,理解荒漠化对毛乌素沙地土壤呼吸及碳固持的影响,根据毛乌素沙地荒漠化类型的研究结果,以毛乌素沙地固定沙地本氏针茅群落(FS)、固定沙地油蒿群落(FA)、半固定沙地油蒿群落(SFA)、流动沙地一年生植物群落(AL)等4个代表毛乌素沙地荒漠化主要阶段的植物群落为研究对象,采用LI-8100土壤碳通量测量系统测定了其土壤呼吸速率的日动态和月动态,结合植物群落生产力的野外调查,分析了荒漠化对土壤呼吸速率及碳固持的影响。结果表明:FA、FS、SFA、AL不同月份之间土壤呼吸速率日动态变化显著,4个群落5月份土壤呼吸最高、最低值分别出现在9:00-10:00和18:00,但6-9月份土壤呼吸最高、最低值却分别出现在12:00以后和7:00。FA、FS、SFA、AL在主要生长季(5-9月)的平均土壤呼吸速率分别为:99.79、88.13、47.95、13.82 mg.m-.2h-1。FS、FA和SFA土壤呼吸速率月变化显著,5月最低,7月最高,AL土壤呼吸速率月变化相对较小。FS、FA和SFA土壤呼吸速率月变化与土壤温度存在显著的指数相关关系,FS、FA、SFA和AL的Q10值依次为5.87、5.05、4.02、0.64。FS和FA的土壤呼吸速率月变化与土壤湿度显著正相关,而SFA和AL的土壤呼吸速率月变化与土壤湿度不存在显著线性关系。土壤呼吸与10 cm深度的土壤温度和湿度回归模型表明土壤温度和湿度可以解释不同群落土壤呼吸月变化的69%-87%。FS、FA、SF和AL的月土壤呼吸速率与根系生物量存在显著线性关系。在主要生长季(5-9月)平均根系呼吸速率和平均土壤微生物呼吸随荒漠化程度的加重而降低。FS、FA、SFA和AL根系呼吸与土壤呼吸的比率分别为51.40%、59.99%、70.85%、45.86%。在主要生长季(5-9月)净生态系统生产力分别为36.16、18.56、-11.29和-22.49 C g/m2。随荒漠化程度的加重,生态系统碳固持能力逐渐降低。因此,采取合理措施使荒漠化土地向以油蒿或本氏针茅为主的固定沙地演替,有助于毛乌素沙地生态系统碳固持能力的提高和植物群落的生长。

三工河流域两种琵琶柴群落细根生物量、分解与周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。利用连续土钻取样法和分解袋法,于2010年5—10月整个生长季节内,对三工河流域两处长势不同的琵琶柴群落的细根(φ<2mm)生物量、分解与周转规律及其与土壤环境的关系进行研究。结果表明,群落1和群落2土壤容重、土壤含水量、pH和电导率等土壤因子差异显著。两群落的细根生物量表现出相同的季节和垂直变化趋势,即在5—8月逐渐增加,8月达到最大值,9—10月份逐渐下降。平均月细根生物量分别为51.55g/m2和133.93 g/m2。群落1的活细根和死细根分别占总细根生物量的69.68%和30.32%,群落2活细根和死细根分别占总细根生物量的72.61%和27.39%。在垂直变化上,随土壤深度增加细根生物量先增加后逐渐降低,其中10—20cm土壤层次细根生物量比例最大,群落1和群落2分别占46.48%和29.15%。群落1和群落2的细根年分解率分别为34.82%、42.91%。达到半分解和95%分解时,群落1需要630 d和2933 d,群落2需要467 d和2238 d。群落1和群落2的细根净生产力分别为50.67 g/m2和178.15 g/m2,细根年周转率分别为1.41次、1.69次。逐步回归分析结果显示细根动态受土壤水分、pH值、电导度等土壤因子的显著影响,琵琶柴细根具有相对较低的分解速率和较高的周转速率。

新疆三工河流域柽柳群落细根生产与周转对土壤有机碳的贡献

在2010年整个生长季内,采用土钻法和内生长法,对新疆干旱区柽柳细根生物量、季节动态、分解与周转进行了研究.结果表明：柽柳群落土壤含水量随着土层深度的增加而增加.10～20 cm土层土壤有机碳储量最大,随后随着土壤深度的增加,有机碳含量逐渐降低.方差分析表明：不同土层有机碳含量差异显著.细根生物量的月平均值为54.51 g·m^-2,群落细根生产量为58.64 g·m^-2.细根生物量呈明显的季节变化趋势,即5-9月逐渐增加,9月达到最大值,9-10月逐渐下降;在土壤剖面垂直变化上,细根生物量随土层深度的增加呈先增加后降低的趋势,0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm各土层细根生物量所占比例分别为19.53％、30.05％、26.41％、12.01％、7.33％、4.67％.双因素方差分析表明：不同取样时间、不同土层之间的活细跟生物量、死细根生物量均差异极显著.柽柳群落细根年分解量、年死亡量、净生产力分别为17.41、33.75、83.60 g·m^-2 ·a^-1年周转率为1.98次·a^-1,通过细根死亡进入土壤中的有机碳为（42.68±5.40）g·m^-2·a^-1,占土壤有机碳含量的2.12％.这表明,尽管柽柳群落通过细根周转进入土壤中的有机碳仅占现存土壤有机碳的一小部分,但从较长的时间尺度来看,柽柳群落细根对干旱区生态系统地下有机碳的补充具有重要作用.

文冠果有性生殖特征的观察研究

该研究以文冠果花发育不同时期采集的花药和胚珠为材料,采用光学及电子显微技术对花的性系统特征、胚珠发育及自交败育等有性生殖特征进行观察分析,以揭示文冠果开花多、结果少的内在机理。结果显示:(1)文冠果植物产生大量雄花和很少的两性花,表现隐形雌雄同株的性系统类型。(2)文冠果花拥有5个独特的金黄色角状附属物;成熟花粉粒球形,3孔沟,沟在花粉极面不相连,花粉表面有疣状纹饰;花主要以风媒传粉。(3)柱头3裂,开花时柱头表面布满丝状乳突细胞,属于干燥型。(4)卵球形弯生胚珠内有一弯曲的长胚囊,胚囊被厚珠心包围。胚珠受精后,珠孔与合点之间的珠柄侧外珠被的局部细胞平周和垂周分裂产生一个径向突起,伸向胚囊,与胚囊纵轴略成直角;受精后水和可溶性物质不断进入膨大的胚囊;幼胚的两子叶从胚囊珠孔端的管状部位进入合点端大的腔室中。(5)在胚发育早期,两片子叶是对称的,但在授粉35d后,具有较大半径的一子叶比另一子叶的体积大;授粉后23d以前,胚囊内的液态内容物含有游离核胚乳和少量细胞化胚乳,这个时期的胚珠可以鲜食。(6)自交传粉后,胚珠与幼果在合子形成后的不同时期败育。研究表明,文冠果与无患子科的其它植物有很多相似的有性生殖特征,但文冠果也具有一些异常特征,如花存在附属物及每子房室中有较多的胚珠等。

三工河流域梭梭群落细根生长动态及周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。采用土柱法和分解袋法,于2010年5—10月整个生长季内,对三工河流域梭梭(Haloxylon ammodendron)群落的细根生物量以及分解和周转规律进行研究。结果表明,梭梭群落细根生物量呈现明显的季节变化,5—8月逐渐增加,8月达到最大,9—10月逐渐下降。细根生物量月平均值为183.76 g·m-2。活细根和死细根生物量分别占细根总生物量的72.59%和27.41%。梭梭群落细根生物量表现出明显的垂直变化,随土壤深度的增加而呈现先增加后逐渐降低的趋势,其中51.36%的活细根和51.81%的死细根生物量分布在>10～30 cm土层。梭梭群落细根年分解率为58.76%,达到50%和95%分解率所需时间为279和1 302 d。梭梭群落细根净生产力为110.73 g·m-2·a-1,年周转速率为1.25次。

红景天属植物生长及生理生化特征对遮阴的响应

为研究不同光照条件下植物生长及生理生化响应特征对栽培管理的重要性,以红景天属植物为研究对象,设置不同光照度的遮阴处理,研究红景天生长及生理生化指标的响应特征。结果表明,与全光照相比,不同遮阴处理下大花红景天株高显著增加;遮阴率为89%时,叶质量比显著减小;叶面积比和叶面积根干质量比先增加后减小;丙二醛含量显著下降;超氧化物歧化酶活性显著增加,可溶性糖含量显著下降,其他指标变化不显著。遮阴处理下,狭叶红景天株高、丙二醛含量显著增加,脯氨酸含量和可溶性糖含量指标变化不显著。与全光照相比,85%遮阴处理下长鞭红景天比叶面积、叶面积比和叶面积根干质量比显著增加,茎干质量、叶干质量和总生物量显著减小,其他指标变化不显著。红景天属植物在不同光照度下通过调整生物量分配格局,改变叶形态,调节丙二醛含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质保证自身正常的生长发育。大花红景天在全光照和过度遮阴条件下生长受到影响,65%的遮阴率较适宜其生长,因此栽培大花红景天时光照度应控制在41 952 lx左右。遮阴处理对狭叶红景天和长鞭红景天的生长造成一定程度的影响,应在全光照下进行栽培。

不同栽培条件对红景天叶绿素含量的影响

[目的]探讨不同栽培条件对红景天叶绿素含量的影响,为提高其产量提供理论依据。[方法]以红景天属植物为研究对象,设置5个水分处理,3个氮、磷、钾肥处理,以及不同的遮阴处理,研究不同处理红景天叶绿素含量的变化。[结果]不同水分处理狭叶红景天叶绿素含量均高于对照,且在重度干旱条件下达到最大值。氮肥处理狭叶红景天叶绿素含量增加,磷肥处理叶绿素含量减少,随着钾肥施肥量的增加,叶绿素含量呈先减少后增加的趋势。不同遮阴处理条件下,不同种的红景天叶绿素含量变化不同,与全光照相比,大花红景天和狭叶红景天叶绿素含量减少,长鞭红景天叶绿素含量显著增加。[结论]在不同环境中,红景天会通过调节叶绿素含量来保证光合作用的正常进行,在红景天栽培过程中,适当的水分胁迫、施肥及遮阴有利于红景天叶绿素的合成。

沙枣人工群落细根生物量和周转过程

细根是植物根系中直径<2 mm的部分,对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。人工林是森林的重要组成部分,在全球碳循环中扮演着重要的角色,但目前对人工林的研究相对较少。沙枣人工林是西部荒漠地区重要的人工林类型,目前对于其固碳能力的研究尚属空白。利用土柱法和分解袋法,于2010年5～10月整个生长季节内,对三工河流域人工沙枣群落的细根生物量、分解与周转规律进行了研究。结果表明:沙枣群落的细根生物量表现出明显的季节和垂直变化,即在5～8月逐渐增加,8月达到最大值,9～10月逐渐下降。平均月细根生物量为146.24 g/m2,活细根和死细根分别占总细根生物量的73%和27%。在垂直变化上,随土壤深度增加细根生物量逐渐降低,其中,0～10 cm土层细根生物量比例最大,占总生物量的44.63%。沙枣群落的细根年分解率为58.5%。达到半分解和95%分解时,分别需要277d和1093d。沙枣群落的细根净生产力分别为151.99 g·m-2·a-1,细根年周转率分别为1.43次。实验证明,沙枣人工群落地下根系具有较高的生产力,具有良好的固碳能力,是适合在荒漠地区大力推广的人工林树种。

鄂尔多斯高原不同年限弃耕农田土壤养分特征

植物群落演替和土壤养分变化相互影响,探讨弃耕农田演替过程中土壤养分的变化,对理解植物群落的演替过程十分必要。以鄂尔多斯高原不同年限弃耕农田(软梁农田弃耕年限为1、6、10、15和20年,硬梁农田弃耕年限为3、6、10、15和20年)为对象,分析弃耕演替过程中土壤养分的变化特征。结果表明:对于软梁弃耕农田,除土壤全碳质量分数和全钾质量分数变化存在一定程度波动外,随弃耕年限增加,土壤全氮质量分数和全磷质量分数基本呈增加趋势;随土层深度增加,土壤全氮质量分数和全磷质量分数基本呈下降趋势。对于硬梁弃耕农田,随弃耕年限增加,土壤养分质量分数变化趋势较为复杂,土壤全碳质量分数总体呈先增加后减小趋势;0~10 cm土层土壤全氮质量分数先减小后增加,其他土层先增加后减小;10~30 cm土层土壤全磷质量分数先增加后减小,其他土层先减小后增加;0~10 cm土层土壤全钾质量分数先增加后减小,其他土层减小。随着土层深度的增加,弃耕20年和自然植被的土壤全碳质量分数减小,其他弃耕年限的土壤全氮质量分数增加;弃耕6年的土壤全氮质量分数呈波动变化,其他弃耕年限的土壤全氮质量分数下降;弃耕10年和自然植被的土壤全磷质量分数先减小后增加,其他弃耕年限的土壤全磷质量分数下降;土壤全钾质量分数变化规律不明显。随弃耕年限增加,在软梁与硬梁弃耕农田中,土壤C/N均呈先减小后增加再减小的趋势。随着土层深度增加,软梁弃耕农田的土壤C/N在自然植被中呈下降趋势,在其他弃耕年限下呈增加趋势;硬梁弃耕农田的土壤C/N呈增加趋势。在弃耕演替过程中,弃耕年限与土壤深度对土壤养分质量分数存在显著影响,表层土壤养分质量分数较高。该研究可为鄂尔多斯高原弃耕农田的植被恢复提供科学依据。

一种模型模拟结果的统计检验方法

模拟结果的准确性是衡量生态学模型是否成功的关键,但采用统计学方法判别模型模拟结果与观察值相符程度的报道较少。根据两个直线回归方程能否合并为一个方程的统计学检验方法,提出了通过检验观察值与模拟值直线回归方程和1∶1直线方程截距与斜率是否相同,进而在统计显著水平上判断生态学模型模拟值与观察值一致性的统计学检验方法。数据检验表明,此方法可以较好解决判断生态学模型模拟结果准确性的问题。

长芒草(Stipa bungeana)种子萌发与出苗对关键环境因子的响应

种子萌发为植物生活史的关键阶段,对植物的定居、群落演替与动态起着决定作用。通过室内控制实验的方法,研究长芒草(Stipa bungeana)种子萌发对光照和温度,水势和温度,以及幼苗出土对沙埋深度和供水的响应。使用光照、温度和湿度自动控制的生长箱,设置光照、黑暗和持续黑暗3个光处理和5个变温处理(5℃:15℃、10℃:20℃、15℃:25℃、20℃:30℃和25℃:35℃)(夜:昼);设置11个水势处理(0、-0.2、-0.4、-0.6、-0.8、-1、-1.2、-1.4、-1.6、-1.8 MPa和-2 MPa)和5个恒温处理(10、15、20、25℃和30℃),研究长芒草种子萌发对光照和温度、水势和温度的响应。设置6个沙埋深度(0.5、1、1.5、2、3、5 cm)和10个供水处理(2.5、5、7.5、10、15、20 mm和30 mm 7个单次供水处理,2.5、5、7.5 mm/3d 3个多次供水处理),研究长芒草幼苗出土对沙埋和供水的响应。结果表明:光照对长芒草种子萌发具有促进作用,黑暗与持续黑暗条件下的最终萌发百分率无显著差异。在10:20℃—15:25℃温度范围内,长芒草种子萌发快速且集中,15:25℃为种子萌发最适温度,超过最适温度时,最终萌发百分率随温度升高而下降。水势低于-1 MPa时长芒草种子不能萌发,最终萌发百分率和萌发速率均随水势的降低而降低。当温度达到30℃时,种子基本不能萌发。单次供水条件下,长芒草的最终出苗百分率和出苗速率接近为零;5 mm/3d及7.5 mm/3d供水条件下,最终出苗百分率可达到50%。5 mm/3d及7.5 mm/3d的多次供水与单次供水及2.5 mm/3d的多次供水相比更有利于长芒草出苗。适宜出苗的沙埋深度为0.5—2 cm,沙埋深度超过3 cm时最终出苗百分率和出苗速率均率接近于零。长芒草种子出苗情况随沙埋深度增加而降低,在供水量为7.5 mm/3d,沙埋深度为0.5—2 cm时,出苗最好。降低人为干扰对表层土壤的破坏,提高表层土壤含水量,是促进长芒草种子萌发和幼苗出土的有效措施。

荒漠河岸多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征及其影响因素

为了解群落水平下荒漠河岸多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)灌丛的碳氮磷化学计量特征及其影响因素,在黑河下游荒漠河岸3800 m范围内,沿垂直河道方向上设置9个采样点,采用相关性分析、冗余分析(RDA)和偏冗余分析(p RDA)方法,对多枝柽柳群落的碳氮磷化学计量格局及其与环境因子的关系进行研究.结果表明:黑河下游荒漠河岸多枝柽柳群落TC、TN、TP含量平均值分别为380.27、30.42和1.54 mg/g,C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为12.98、257.09和20.04.与全球和区域尺度物种水平研究相比,黑河下游荒漠河岸多枝柽柳灌丛群落具有较低的TC含量、较高的TN含量和N∶P以及相对稳定的TP含量.多枝柽柳灌丛群落碳氮磷化学计量特征变异系数相对较小,内稳性较强,相对较高的N∶P(14.55~27.20)表明群落水平下多枝柽柳灌丛更倾向于受磷元素的限制.在沿河梯度上,多枝柽柳群落TC含量和TN含量均随沿河距离的增加呈显著下降的变化趋势,而C∶N随沿河距离的增加呈波动上升的变化趋势;TP含量呈先降后升的变化趋势,而C∶P和N∶P大致呈先上升后下降的变化趋势.多枝柽柳灌丛群落的碳氮磷化学计量特征与土壤理化属性存在一定相关性,土壤含水量、土壤容重和土壤pH是影响多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征变化的关键因子,三者共同解释了总变异的57.7%,其中土壤含水量解释了总变异的32.8%.研究显示,土壤水盐与多枝柽柳灌丛的碳氮磷化学计量特征关系密切,土壤含水量在解释多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征变化方面比土壤pH更为重要.

鄂尔多斯高原灌草群落土壤理化性质变化

土壤理化性质的变化对植物群落的演替起着决定作用,探讨灌丛化过程中不同阶段土壤理化性质的变化规律,可为草地生态系统的恢复提供理论依据。以鄂尔多斯高原天然分布的本氏针茅(Stipa bungeana)与油蒿(Artemisia ordosica)过渡区的不同植物群落为研究对象,通过野外调查,选择本氏针茅向油蒿群落过渡过程中不同演替阶段的代表性植物群落,采用环刀法采集土壤样品,分析6个不同群落0-50cm土层土壤理化性质的变化规律。结果表明,在本氏针茅向油蒿群落过渡的过程中,1)0-50cm土层土壤质地发生显著变化(P<0.05),由砂质壤土变为砂土,土壤砂粒含量由阶段Ⅰ的77.5%上升到阶段Ⅵ的89.2%,土壤黏粒、粉粒含量分别由阶段Ⅰ的0.59%和21.9%下降到阶段Ⅵ的0.21%和10.6%;表层土壤含水量由阶段Ⅰ的6%下降到阶段Ⅵ的4%,土壤容重由阶段Ⅰ的1.58g·m^(-3)上升到阶段Ⅵ的1.77g·m^(-3);2)土壤全氮、全碳、全磷总体上呈下降趋势,0-5cm表层土壤的全氮、全碳、全磷分别从阶段I的0.08%、0.77%、0.41%下降到阶段Ⅳ的0.03%、0.25%、0.23%,土壤全钾整体上波动较大。3)土壤表层肥力下降,质量降低,水分含量降低,限制了浅根系草本植物的生长,有利于深根系的半灌木植物油蒿的入侵。在鄂尔多斯高原灌丛化草地生态系统恢复中,应注重提高表层土壤质量,促进灌丛化草地的恢复。