不同留茬高度对固沙植物梭梭光合特性和水分利用效率的影响

为了了解不同留茬高度梭梭(Haloxylon ammodendron)的光合特性、水分利用效率及其存在的差异,利用Li-6800便携式光合仪测定了不同光合有效辐射时,不同留茬高度(60、90、120 cm)梭梭的光响应曲线,分析不同留茬高度梭梭的光合特性和水分利用效率。结果表明:在光合有效辐射0~2 000μmol·m^(-2)·s^(-1)范围内,不同留茬高度梭梭的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度变化趋势相似,均随着光合有效辐射的增强而增加,胞间CO_(2)摩尔分数呈下降趋势。光合有效辐射大于600μmol·m^(-2)·s^(-1)时,净光合速率从大到小均表现为留茬高度90(14.313μmol·m^(-2)·s^(-1))、60(12.726μmol·m^(-2)·s^(-1))、120 cm(9.523μmol·m^(-2)·s^(-1))、未处理(6.184μmol·m^(-2)·s^(-1)),其差异显著(P<0.05)。不同留茬高度梭梭的水分利用效率随着光合有效辐射的增加呈非线性增加,从大到小依次为留茬高度90(3.093 mmol·mol^(-1))、60(2.329 mmol·mol^(-1))、120 cm(2.081 mmol·mol^(-1))、对照(1.583 mmol·mol^(-1))。留茬高度120 cm梭梭的水分利用效率最低,光合能力最弱;留茬高度60 cm梭梭的水分利用效率中等,光合能力中等;留茬高度90 cm梭梭的光合能力最高,通过降低蒸腾速率而提高水分利用效率,水分利用效率最高。

不同土壤结皮中水分和温度对梭梭种子萌发的影响

研究不同土壤结皮中水分和温度对梭梭种子萌发的影响,探讨适宜梭梭种子萌发的环境条件,为指导植被恢复建设提供理论依据。以裸沙为对照,利用控制试验研究不同土壤结皮(苔藓、地衣)中温度(10℃、25℃和35℃)和水分胁迫(重度、轻度和正常浇水)及其互作对梭梭种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:整体来看,在同一水分条件下,相比低温(10℃)和室温(25℃),高温(35℃)提高梭梭种子在苔藓结皮中的发芽率和发芽势并缩短萌发进程,相比低温和高温,室温提高其在地衣结皮中的发芽率和发芽势,且随着培养温度的升高梭梭幼苗胚根长均呈上升趋势。在同一温度条件下,裸沙和2种结皮中,随水分胁迫程度的增加,梭梭种子出苗进程均逐渐缓慢并且其发芽率和发芽势均降低,且梭梭幼苗胚根长和胚芽长均呈下降趋势。在裸沙和2种土壤结皮中,相比室温、高温和正常浇水,低温和水分胁迫(重度和轻度)均推迟了梭梭种子的发芽高峰期并降低最大峰值。在同一水分和温度条件下,梭梭种子在2种结皮中的发芽率和发芽势均高于裸沙。由此可得,相对于裸沙,土壤结皮的存在有益于梭梭种子的萌发,且在正常浇水条件下,对于苔藓结皮,高温条件下梭梭种子的萌发效果好于室温和低温,而对于地衣结皮,室温条件下的萌发效果好于高温和低温。

石羊河下游荒漠区雨养梭梭柠条人工林健康评价

梭梭和柠条作为石羊河下游荒漠区生态安全屏障建设的主要树种,分布面积大,在防风固沙、固碳增汇等方面发挥着重要的作用。近20年来,随着地下水位的下降和气候干旱化,梭梭柠条人工林已出现不同程度的衰败和死亡。选择20 a及以上林龄的梭梭、柠条、梭梭+柠条3种林分,对其生长指标、病态指标、更新指标及多样性指标调查,运用模糊判别法从优势种和林下植被两方面评价林分健康状况。结果表明:(1)石羊河下游梭梭柠条整体处于中等健康及以下水平。(2)梭梭柠条混交林健康状况相对优于柠条林、梭梭林,柠条的病虫害轻于梭梭,发芽指数高于梭梭。(3)土壤含水量与其健康序列有明显的正向相关性,健康序列越高含水量越高,全盐量、有机质、速效P分别明显影响着梭梭柠条的高生长、幼苗更新、盖度、枝条发芽和生活型。

基于机器学习的梭梭同化枝光合色素含量高光谱反演估算

基于民勤干旱荒漠区地面实测的人工梭梭同化枝高光谱反射率与光合色素数据,经光谱曲线处理和特征参数提取后,采用随机森林(RF)、反向传递人工神经网络(BP-ANN)、支持向量机(SVM)三种常见的机器学习模型模拟叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,确定梭梭同化枝光合色素含量的最优估算模型,揭示影响光合色素含量的光谱关键变量。结果表明,RF模型在模拟精度上表现最优,对三种光合色素的R^(2)值介于0.73至0.77,RMSE介于0.023至0.302 mg·g^(-1)。其中,RF对叶绿素b的预测精度最高,R^(2)为0.77,RMSE为0.023 mg·g^(-1)。不同光合色素对干旱胁迫的响应各异,导致影响它们的光谱变量也不同。叶绿素a与叶绿素b的最优模型受到吸收位置(Absorption position,AP)、红边位置(Red-edge position,REP)和红边拐点(Red-edge inflection point,REIP)的影响较多,而类胡萝卜素的最优模型更容易受REIP、Vogelmann红边指数(Vogelmann red-edge index 2,VOG2)与水波段指数(Water band index,WBI)的影响。该研究为基于高光谱遥感与机器学习模型反演梭梭同化枝光合色素含量提供依据,服务于人工梭梭林的旱情监测与抚育管理。

柴达木梭梭林自然保护区优树选择

梭梭作为荒漠地区的优质固沙树种,在青海省梭梭良种选育中具有显著实践意义和指导作用。本研究以柴达木梭梭林国家级自然保护区内的天然梭梭林为对象,通过林分调查确定梭梭优良林分,通过实地测量树高、冠幅、地径等指标,进行优良林分选择。初选阶段采用5株优势木对比法,筛选出8株初选优树。复选阶段则以树干圆满度、分枝角度、冠幅等8项形质指标为依据,进行综合评分,最终选定6株单因子评分高于3.5,且总计得分高于30分的梭梭优树。这些优树的选定不仅可用于良种繁育、遗传多样性分析等研究,还将为柴达木地区的梭梭种质资源保存和育种工作提供有力支撑,对当地生态环境修复和梭梭资源的合理利用具有重要意义。

乌拉特梭梭林--蒙古野驴国家级自然保护区两栖爬行动物调查与分析

为全面了解乌拉特梭梭林-蒙古野驴国家级自然保护区两栖爬行动物种类、区系和数量现状,笔者于2022年6-8月、2023年6-8月开展保护区两栖爬行动物资源调查工作,旨在推进自然保护区高水平管理与建设。结果表明:保护区现有两栖动物1目1科1属1种,为花背蟾蜍(Strauchbufo raddei),属于东北-华北型物种;爬行动物1目6科8属11种,地理区系以中亚型为主,其中,新疆沙虎(Teratoscincus przewalskii)、花条蛇(Psammophis lineolatus)和中介蝮(Gloydius intermedius)属于“近危(NT)”物种,也是本次调查发现的巴彦淖尔市新纪录物种,丰富了保护区两栖爬行动物资源。

梭梭树繁育栽培技术及管理方法

结合石羊河林业总场泉山分场退化林分修复工程,从苗圃地选择与处理、播种育苗、播后管理3个方面阐述了梭梭树繁育技术,从整地、苗木规格、梭梭树栽植、梭梭树管理方法4个方面提出了梭梭树栽培技术,旨在为该地区沙漠化治理及梭梭树栽培提供参考。

柽柳(Tamarix spp.)和梭梭(Haloxylon ammodendron)的“肥岛”效应

灌丛"肥岛"是全球干旱生态系统中的普遍现象,其发生和发展对干旱灌木、草原生态系统的结构和功能都具有重要影响,但其物种效应容易得到忽视。对准噶尔盆地南缘柽柳(Tamarix spp.)和梭梭(Haloxylon ammodendron)这两种不同地表形态灌木的冠下、冠缘和灌丛间地3种生境的土壤进行了采样、分析,结果表明:(1)柽柳和梭梭都存在"肥岛"现象,主要表现在土壤表层,其土壤性状与"岛"外土壤的差异随土壤深度增加而减弱;(2)生物性限制土壤养分由"岛"内向外梯度递减,而非生物性限制土壤要素可能高于、也可能低于"岛"外土壤,或者两者无显著差异;(3)从"肥岛"的空间尺度来看,柽柳"肥岛"的水平范围可能超出了本身冠幅覆盖区,而梭梭"肥岛"要小于本身冠幅覆盖区,其深度亦小于柽柳"肥岛";(4)相对于不同土壤要素而言,即使是同一物种,其"肥岛"也具有不同的空间范围。总的来看,研究区灌丛"肥岛"的发育具有明显的物种效应,相对梭梭而言,柽柳"肥岛"发育更广、更深,养分聚集更明显,其原因主要是柽柳的半球型树冠更利于保护和捕获凋落物,而较多的凋落物输入与土壤结构和土壤养分间的正反馈机制使柽柳冠下加速的生物地球化学循环能达到更广、更深的范围。灌丛"肥岛"的发育是干旱景观中生物过程与物理过程交互作用的产物,全面揭示其形成机理,探讨其对干旱生态系统结构、功能与动态的影响,需要更系统的研究。

塔克拉玛干沙漠腹地梭梭(Haloxylon ammodendron)蒸腾耗水规律

塔里木沙漠公路防护林生长于极端干旱的塔克拉玛干沙漠中，防护林植物的蒸腾耗水和灌溉管理是防护林可持续的核心问题。利用植物茎流计连续测定了塔里木沙漠公路塔中段防护林植物梭梭的茎干液流、蒸腾耗水量。结果表明：梭梭茎干液流具有明显昼夜节律性，液流的高峰值出现在白天10：00～15：00，最小值出现在0：00～03：00，夜间也保持较小的液流；茎干液流受环境因子影响而波动，太阳辐射、气温和风速与茎干液流有较明显的正相关关系，相对湿度和茎干液流呈负相关关系；滴灌条件下，防护林带内土壤含水量充足且在各个月份变化不大，土壤含水量对茎干液流影响不大；依据清晨和午后水势变化，梭梭体内水分在夜间得到了较好的恢复；在一个生长季内，3株直径为2．0、2．8、3．4cm的梭梭总的耗水量分别为295、436、616kg，日平均耗水量分别为1．48、2．18、3．08kg；现行灌溉模式提供了充足的水分供应，梭梭的水分状况良好；在充足水分条件下，梭梭有较大的蒸腾耗水量，干旱的环境条件和较为充足的水分供应是梭梭耗水量大的主要原因；依据梭梭的水分状况，当前水分管理为防护林提供了较充足的水分。

梭梭(Haloxylon ammodendron)生理与个体用水策略对降水改变的响应

随着全球变化的加剧,降水改变正导致荒漠生态系统中植物用水策略的适应性变化;对降水变化响应的种间差异性影响着荒漠植物群落组成。研究将生理生态与个体形态尺度相结合,调查中亚荒漠关键种梭梭Haloxylon ammodendron对降水变化导致的自然生境中水分条件改变的响应与适应。实验于2005年生长期开展,在古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠中设置3个降水梯度(自然、双倍和无降水);观测并比较不同降水条件下光合作用、蒸腾作用、叶水势、水分利用效率、地上生物量累积和根系分布的变化。结果表明,梭梭主要利用降水形成的浅层土壤水维持生存;有效的形态调节和较强的气孔控制是其维持光合能力以及适应降水变化的主要机制;降水增多对其产生正效应,预示着梭梭可能在未来种间竞争和群落演替中占有优势。

荒漠区固沙植物梭梭(Haloxylon ammodendron)耗水特征

利用SF-300热脉冲树干液流仪,连续观测了生长季节荒漠区固沙植物梭梭树干液流速率,研究了荒漠区固沙植物梭梭林木的耗水量及其与气象因子的关系。结果表明:在生长季节,梭梭树干液流速率昼夜变化小;不同的生长日,梭梭树干液流速率介于(5.9±0.7)～(14.5±3.6)gcm-2h-1;观测期间,梭梭平均日耗水量为(0.3±0.2)mm,生长季节单株木耗水量达49·4mm。树干液流速率对气象因子均有一定程度的响应,且在不同时间的影响程度不同。日耗水量与林冠投影面积、基径、基径的平方乘以树高的积、边材厚度和边材面积呈线性关系。

荒漠灌木梭梭(Haloxylon ammodendron)周围土壤微生物的空间分布

以古尔班通古特沙漠荒漠生态系统中主要优势种——梭梭(Haloxylon ammodendron)冠幅内外的土壤为研究对象,通过分析从树干基部向外水分和养分变化下土壤微生物生物量、多样性和群落组成的变化规律,试图揭示荒漠生态系统中土壤微生物空间分布的基本特征。微生物生物量和多样性采用磷脂脂肪酸进行测定。结果表明:从树干基部向外,土壤微生物总生物量、多样性以及不同微生物类群的生物量均随土壤水分和养分含量降低而逐渐降低,指示了土壤微生物从裸地向内集聚分布的特征。另外,在微生物群落组成中,不同类群微生物的生物量从树干基部向外的减少程度有所不同,例如,从树干基部附近5 cm处到冠外裸地200 cm处,真菌、细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的生物量分别减少了50.25%、84.06%、82.70%、92.57%,指示了细菌从裸地向内集聚分布的程度强于真菌,革兰氏阴性菌从裸地向内集聚分布的程度也较强于革兰氏阳性菌。研究表明,在资源稀缺的荒漠生态系统中,土壤微生物倾向于分布在冠内资源丰富的区域。土壤微生物的空间分布不仅与资源的丰富度有关,而且与微生物自身对环境变化的忍耐性或敏感性有关。

古尔班通古特沙漠南缘非灌溉条件下梭梭(Haloxylon ammodendron)蒸腾耗水特征

利用热平衡包裹式茎流计连续测定了古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭2010年5月6日～10月12日的茎干液流及气象因子数据,探究了非灌溉条件下不同直径梭梭在其蒸腾耗水特性及与气象因子相关性之间的差异。结果表明:(1)茎干液流昼夜变化规律明显,蒸腾日变化呈双峰或多峰趋势,夜间保持较小液流;午休现象多出现于14∶00～16∶00。相同环境因子影响下,直径越大,茎干液流速率越大,午休现象也越明显;(2)在生长季,不同直径梭梭液流的启动和停止时间存在差异,6～8月,直径越大,液流启动时间越早,停止时间越晚。同一植株液流在不同月份的启动和停止时间差异较大,生长初期,液流启动早,停止迟;生长季末期,液流启动迟,停止早;(3)5～8月,液流日累积过程呈明显的"S"型趋势;9～10月,呈斜率一致的一条直线。直径越大,日累积量和累积速率越大,第一拐点到达时刻越早,第二拐点到达时刻越晚;(4)液流速率与太阳辐射的相关性最好,其次为气温和相对湿度,风速最小;相关性在7月份最大,6月和8月次之,10月最小。相同环境条件下,直径越大,其液流速率对气象因子的响应越明显;(5)观测时段内,7月耗水最多,6月、8月、9月次之,5月和10月最少。直径越大耗水量越多,直径9.9、13.4、22.9 cm日均耗水量为0.570、0.595、0.694 mm,总耗水量为92.904、96.923、113.052 mm,液流通量为0.263、0.284、0.346 L.cm-2.d-1。与干旱区不同生境的梭梭相比,古尔班通古特沙漠原生梭梭的液流通量相对较小。不同地点和生境的梭梭在耗水数量、耗水日过程特性等方面差异明显,这为天然荒漠植被防护林的管理及沙漠区人工灌溉植物的水资源合理配置提供了一定的决策支持。

盐胁迫对梭梭(HaloxylonammodendzonBge.)幼苗体内保护酶系统活性的影响

分别用０、１％、２％、３％和４％ＮａＣｌ盐溶液处理梭梭幼苗１２ｈ．测定体内ＳＯＤ、ＣＡＴ和ＰＯＤ活性，ＭＤＡ和蛋白质含量，电导率．结果表明：梭梭幼苗在适当的ＮａＣｌ胁迫下，体内能维持较高的保护酶活性；较低的膜脂过氧化作用和细胞膜透性．说明梭梭具有较强的耐盐性．

梭梭(Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge)物候期的观察

梭梭是我国西北荒漠半荒漠地区的珍稀植物。通过对生长在内蒙古自治区阿拉善盟的天然梭梭林连续三年的观察测定 ,将其物候期划分为萌动期、营养枝扩展期、开花期、果实成熟期和营养枝脱落期五个主要物候期。对各个时期梭梭的形态特征进行了较为详尽的描述 。

果翅对梭梭属(Haloxylon)种子萌发行为的调控

种子萌发行为的受控机制是生殖生态学的重要研究内容。通过果翅存留实验研究了在不同贮藏时期果翅对梭梭和白梭梭种子萌发的影响。结果表明:①新成熟的梭梭种子具有高的萌发率(>90%)。梭梭果翅对秋天新成熟的种子萌发有显著的抑制作用(萌发率<50%),使种子处于强迫休眠状态;果翅对种子萌发的抑制作用随着贮藏时间的推移逐渐降低,到翌年春天(4月)这种抑制作用已完全解除,果翅对梭梭种子的抑制主要是化学抑制。果翅对梭梭种子萌发行为的调控作用确保了种子在合适的时间萌发与种群的成功定居,也正是梭梭在荒漠地区广泛分布的主要原因。②新成熟的白梭梭种子萌发率为59.5%,贮藏1个月后达到80%,表明种子存在短时期的生理后熟现象。白梭梭果翅在每一贮藏时期对其种子的萌发都具有显著的抑制作用,翅+种子(将果翅与种子剥离,一起放入培养皿中)也部分地抑制种子的萌发,因此,果翅对白梭梭种子萌发的抑制既有化学抑制也存在机械抑制。果翅对种子萌发的抑制,限制了白梭梭的分布。

梭梭(Haloxylon ammodendron)愈伤组织诱导及植株再生

以梭梭(Haloxylon ammodendron)无菌苗的茎尖、子叶、下胚轴为材料进行愈伤组织诱导,培养基中单独添加1～3mg/L的2,4-D或与0.5mg/L的6-BA配合使用,均能成功诱导出愈伤组织,但在愈伤组织诱导起始阶段,用含2,4-D 2.0mg/L、BA 0.5mg/L的培养基效果较好;在2,4-D1.0mg/L、BA 0.5mg/L的分化培养基上经过两次连续继代培养后,在含BA 0.5mg/L、IAA 1.0mg/L的培养基上愈伤组织生长状态最好,并从茎尖诱导的愈伤组织上获得了再生植株.

降水、土壤水分和结皮对人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林的影响

通过对石羊河下游沙井子地区不同立地类型、不同林龄人工梭梭林的大范围调查和定位观测研究,分析了主要生态因子降水、土壤水分和结皮对人工梭梭种群及其群落的影响。结果表明,梭梭对降水下限要求不严,但对降水上限有较为严格的要求,180mm降水量是建立人工梭梭林的上限;石羊河流域现存人工梭梭林基本依靠降水生存,但非连续同向的年际降水波动变化,对人工梭梭种群无明显影响,却显著影响梭梭林中草本植物物种组成、种群数量和生物产量。土壤水分是影响人工梭梭林最关键、最直接的生态因子,风沙土土壤含水率低于0.824%,梭梭死亡,介于0.824%～1.30%之间,处于退化状态,高于1.30%,生长正常;土壤水分限制梭梭生长,而梭梭生长又会进一步加剧土壤水分下降,梭梭造林8a后土壤含水率降低到1.30%,14a后降至土壤调萎系数之下,30a后又恢复到1.30%并保持稳定,残存梭梭种群生长趋于正常。结皮在起到固沙和保护梭梭免遭风蚀的同时,明显限制水分下渗并引起土壤干旱,加速了人工梭梭林的退化,破坏结皮后土壤含水率逐渐增加;同时,结皮还改变了1年生植物的种类组成及其数量。

梭梭(Haloxylon ammodend rom(C.A.Mey)Bunge)光合枝细胞组织学观察及其抗逆性特征

通过细胞组织学解剖方法 ,观察研究梭梭幼嫩光合枝显微结构的抗逆性特征 ,并结合 H2 O2 酶活性的测定 ,得出梭梭光合枝显微结构中有 3点与相关文献报道不同。 1是具有一层海棉组织 ,富含叶绿体 ,细胞体积相对较小 ,为不规则圆球状细胞层 ;2是退化的鳞片状叶表皮层下仍有一层细胞体积小 ,圆形 ,具有明显的细胞核 ,无叶绿体 ,排列紧密的细胞层 ;3是栅栏组织细胞具泌盐的功能 ,并有发育较好的盐结晶存在于细胞之间 ,显示出较强的抗逆特征。

梭梭(Haloxylon ammodendron)组织培养和快繁技术

为了优化梭梭分化苗生根的培养基配方和培养条件,以剪去幼根的梭梭无菌苗茎、叶部分作为外植体,通过芽生芽途径获得了梭梭再生苗,重点对生根培养基和培养条件进行了系统的研究,根据试验结果得出结论:梭梭腋芽诱导培养基为MS+6-BA 2 mg.L-1,壮苗培养基为MS+6-BA 1.5 mg.L-1+GA3 1.0 mg.L-1,生根培养基为1/4MS+5%蔗糖+IBA0.2 mg.L-1+NAA 0.8 mg.L-1,生根率为74%。