河西走廊绿洲–荒漠过渡带湿生与盐生生态型芦苇种群空间分布格局分析

河西走廊绿洲–荒漠过渡带植被生长与健康状况对绿洲的稳定性起决定性作用。本研究选取有芦苇(Phragmites australis)天然分布的湿地和盐碱生境设置样地,调查湿生芦苇和盐生芦苇种群空间分布格局,采用6种聚集指标和Iwao模型,综合分析不同取样尺度及不同高度级芦苇种群的分布格局与聚集强度,为研究种群个体行为、种群扩散型提供一定信息。结果表明:湿生芦苇和盐生芦苇种群在取样面积为4、8、16、20、40和100 m2的6个尺度上均为集群分布,其中湿生芦苇聚集程度大于盐生芦苇,盐生芦苇有一定的随机分布趋势,表明湿生生境较盐碱生境更有利于增加芦苇种群聚集强度。湿生芦苇和盐生芦苇各自在不同取样尺度间聚集程度相当。湿生芦苇种群各高度级聚集程度均大于盐生芦苇,且尤以Ⅴ级和Ⅵ级湿生芦苇老龄阶段聚集强度最大。盐生芦苇Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ高度级有一定的随机趋势,但在Ⅰ、Ⅴ高度级无随机趋势。湿生生境水分不再是芦苇生长的限制因子,种群聚集度比较高;盐生生境由于水盐胁迫,土壤水分亏缺和较高的含盐量成为芦苇种群发展的限制因子,芦苇为了满足自身对水分、养分的需求,有随机分布的倾向,进而获得较大的空间及资源来维持其生存和发展。

松土及自然生草促进文冠果生长发育的生理机制

在文冠果田间设置松土、自然生草和清耕3种土壤管理模式,通过文冠果根际土壤理化性质、土壤肥力相关酶活性、土壤微生物数量、文冠果抗性生理、根系发育的比较,从文冠果根际土壤性质及根系生理的角度,探讨松土和自然生草促进文冠果生长发育的生理机制。结果表明:(1)相比于清耕,松土和自然生草处理增加了0~10 cm和10~20 cm两个土层文冠果根际土壤含水量、田间持水量以及碱解氮、速效磷、有机质质量分数,降低了文冠果根际土壤密度、pH值及电导率,提高了文冠果根际土壤肥力相关酶(碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶及过氧化氢酶)活性,增加了根际土壤细菌、真菌、放线菌数量;可见松土和自然生草处理均在一定程度上改善了文冠果根际土壤质量。(2)松土和自然生草处理相比于清耕处理,增加了文冠果根系抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,降低了根系MDA质量摩尔浓度及超氧阴离子产生速率,增加了渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白)质量分数,表明松土和自然生草处理能增强文冠果幼苗根系渗透调节能力,较为有效清除文冠果根系产生的活性氧,降低根系脂质过氧化,这对于文冠果适应干旱等环境逆境具有积极的作用。(3)松土及自然生草处理增加了文冠果总根长、根表面积、根体积、根平均直径及根尖数,提高了根系活力,促进了根系生长;松土及自然生草还显著提高了文冠果叶片含水量、叶绿素及类胡萝卜素质量分数;显著增加文冠果幼苗株高、茎粗、地上及地下部分生物量,促进了文冠果整个植株的生长发育,这也对应了松土和自然生草这两种处理改善土壤性质,进而提高土壤肥力的作用。(4)对比松土和自然生草这两种田间土壤管理措施,松土对文冠果根际土壤肥力的提高较为显著,而自然生草对土壤微生物数量和有机质质量分数的提高较为明显,二者皆可通过改善根际土壤微环境,促进文冠果生长发育。从整体情况来看,松土对文冠果生长发育的促进效果最佳,显著优于自然生草和清耕。

不同生境芦苇根茎生长发育与根际微环境的比较研究

以临泽县4种生境(沙丘生境、盐渍生境、盐渍-沙丘过渡生境、沼泽生境)芦苇根茎和芦苇根际土壤为研究对象,测定不同生境下芦苇根茎生长发育指标、根际土壤微生物数量及水分、盐分含量,分析了不同生境下根茎生长发育与根际土壤微生物数量、土壤含水量及含盐量的关系。结果表明:(1)对比4种生境下芦苇根茎发育,从盐渍生境,到盐渍-沙丘过渡生境、沙丘生境,再到沼泽生境,根茎节间距呈缩短趋势,而节直径、根茎长度及不定芽数呈增长趋势,根茎含水量和根茎生物量、株高、基径也呈增加趋势。(2)根际土壤微生物数量在4种生境之间差异显著,盐渍生境下芦苇根际土壤真菌数量最多,细菌、放线菌数量最少;沼泽生境芦苇根际土壤真菌数量最少,细菌、放线菌数量最多。(3)相关性分析表明,芦苇根际土壤微生物数量对芦苇根茎数量特征的驱动作用不同。土壤细菌、放线菌数量、B/F值是芦苇根茎长度、根茎节直径、根茎生物量、根茎含水量、株高、基径的主要影响因子,土壤真菌是芦苇根茎节间距的主要影响因子。土壤细菌、真菌、放线菌、B/F是芦苇根茎不定芽数的主要影响因子。土壤细菌、放线菌、B/F值为正向驱动,真菌为负向驱动。

不同生境芦苇根际土壤性质与根系生理的比较研究

通过测定4种生境(沙丘生境、盐渍-沙丘过渡生境、盐渍生境、沼泽生境)下芦苇根际土壤化学性质、土壤肥力相关酶活性和根系生理指标,从根系生理的角度阐述不同生境下芦苇的环境适应策略。结果表明:(1)沙丘生境、盐渍-沙丘过渡生境、盐渍生境、沼泽生境芦苇根际土壤含水量依次增加;除了沼泽生境,其土壤含盐量也呈递增趋势。随着盐渍生境向沙丘生境过渡,再到沼泽生境,芦苇根际土壤有机质、碱解氮、速效磷含量和蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性逐渐升高;(2)盐渍生境芦苇根系生物量最低,活力最弱,相应的超氧阴离子产生速率以及丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量显著高于其他生境(P<0.05);芦苇根系抗氧化酶活性表现为沙丘生境最高,其次依次是盐渍生境、盐渍-沙丘过渡生境、沼泽生境。总之,在上述4种生境下,芦苇根际土壤含水量的下降及含盐量的升高伴随着芦苇根系活力的下降以及膜脂质化程度的加重,这与土壤化学性质的变化和肥力相关酶活性的下降是相对应的;不同生境下芦苇可以通过调节根系抗氧化酶活性及渗透物质含量,积极适应不同的根际土壤环境。