基于四种常用机器学习的梭梭(Haloxylon ammod-endron(C.A.Mey)Bunge)适宜生境分布研究

梭梭Haloxylon ammodendron (C.A.Mey) Bunge是适应中亚荒漠生境的耐寒、抗旱、耐盐碱C4植物,预测该物种地理分布范围以及未来不同气候变化情景下该物种适宜生境分布的变化,对于我国荒漠区生态环境保护具有重要意义。利用收集的梭梭分布数据与33个环境因子,基于四种常用的机器学习算法组成的组合模型对该物种适宜生境在我国西北干旱区的分布进行了预测。结果表明:(1)不同的模型算法的结果在空间上具有较高的一致性,但其分布细节具有一定的差异性。(2)梭梭在我国的适宜生境面积约为0.91×10^(6) km^(2),主要分布在新疆的准噶尔盆地和塔里木盆地边缘,甘肃河西走廊地区,内蒙古巴丹吉林、乌兰布和、腾格里沙漠和库布齐沙漠的西部,青海省柴达木盆地等地区。(3)未来气候变化对该物种适宜生境分布的影响取决于升温幅度,但是在大部分的增温情景中,该物种的适宜生境变化较小。(4)高适宜生境面积为0.19×10^(6) km^(2),应该作为梭梭原生产地保护以及人工种植的重点区域。(5)集成多模型结果的组合物种分布模型能够在一定程度上减少模型的不确定性,增加模型的精度。在环境条件限制性较高的干旱区,加入土壤因素能够有效提高物种分布模型的建模科学性和合理性。

Study on Surface Sterilization Method for Tissue Culture of Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.) Bunge Seeds

[ Objective ] The aim was to select appropriate sterilization methods and explants for tissue culture of Haloxylon ammodendron （ C. A. Mey. ）. [Method] H. ammodendron （C. A. Mey. ） seeds were used as experimental materials to investigate the sterilization results of different sterilization treatments and the effect of different seed sizes on the survival rate of aseptic seedlings. [ Result] Sterilization of H. ammodendron （ C.A. Mey. ） seeds achieved the best result by using 75% alcohol for 15 min and 0.1% mercuric chloride for 8 min. Seeds with diameter φ 〉 2.0 mm were used as explants and achieved relatively high surviv- al rate of aseptic seedlings, which reached above 65%. [ Conclusion] This study established a surface sterilization method for tissue culture of H. ammodendron （ C. A. Mey. ） Bunge seeds.

生境土壤水分变化下梭梭幼苗的生长特征

设置不同水分梯度,分析梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]幼苗根区不同土层土壤水分含量的变化以及梭梭幼苗生长的变化,探究梭梭幼苗在不同时期、不同干旱胁迫下的响应特征。结果表明,梭梭幼苗根区0~20 cm土层土壤水分含量小于20~40 cm土层,各时期土壤水分含量偏度系数和峰度系数均表现为0~20 cm土层大于20~40 cm土层;梭梭幼苗生长期(6月、8月、10月)各土层土壤水分含量变化在0.05的检验水平下符合正态分布。在不同干旱胁迫下,梭梭幼苗植株各形态指标(株高、冠幅面积、基径)的增幅随时间延长均呈递减趋势,6—8月,梭梭幼苗株高增幅表现为轻度干旱处理>中度干旱处理>重度干旱处理>CK,冠幅面积增幅表现为轻度干旱处理>CK>中度干旱处理>重度干旱处理,基径增幅表现为CK>轻度干旱处理>中度干旱处理>重度干旱处理;8—10月,梭梭幼苗株高、冠幅面积、基径增幅均表现为CK>轻度干旱处理>中度干旱处理>重度干旱处理。生长期梭梭幼苗生境不同土层深度土壤水分含量与植物的株高、冠幅和基径均呈负相关,相关系数分别为-0.088、-0.506和-0.711,其中与基径的相关性达显著水平(P<0.05)。

不同贮藏条件对梭梭种子萌发活力的影响

以吐鲁番梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]树体上的成熟种子为材料,研究贮藏时间、贮藏温度和贮藏种子含水量对梭梭种子萌发活力的影响。结果表明,室温和冰箱贮藏种子9个月,种子发芽率随着贮藏时间的延长呈下降趋势,下降幅度达46.50和35.50个百分点,各时期冰箱贮藏种子发芽率的下降幅度低于常温贮藏。不同温度下贮藏梭梭种子3个月的发芽率、发芽势、发芽指数和胚鲜重特征为-10℃>-18℃>-4℃>4℃>常温,且随着贮藏温度的降低呈先升高后降低,差异显著。不同梭梭种子含水量贮藏3个月的发芽率、发芽指数、胚根长和活力指数随着种子含水量的降低呈先升高后降低趋势,种子含水量为5.50%的降低幅度最小。贮藏温度与活力指数间呈极显著负相关,贮藏种子含水量与发芽指数和活力指数间呈极显著负相关,种子发芽率、活力指数与不同贮藏条件间的相关性高低顺序均为贮藏种子含水量>贮藏温度>贮藏时间,而发芽势、发芽指数与不同贮藏条件间的相关性高低顺序均为贮藏温度>贮藏种子含水量>贮藏时间。

梭梭幼苗对光照的形态响应与适应

在控制试验条件下,以自然光为基础设置4种透光率(分别为全光照的100%、75%、35%和5%),进行为期1个生长季的观测及形态指标和存活率的测定,探讨梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]在幼苗发育阶段对遮阴的响应。结果表明,不同遮阴条件下梭梭幼苗的分枝角度远高于全光照条件下,前者为后者的1.60、1.77和1.89倍,说明遮阴条件下,幼苗具有更高的分枝角,这是梭梭幼苗对于不同的光照条件在分枝形态上做出的适应性调整;随着光照度的减弱,梭梭幼苗的根、茎、侧枝和总生物量都明显降低,且各光照条件下存在显著差异(P<0.05),但是梭梭幼苗生物量分配参数在各个光照度下变化规律不明显;梭梭幼苗的平均形态可塑性存在差异。随着光照度的减弱,形态可塑性指数存在减小的趋势,但梭梭在幼苗阶段的形态可塑性指标较小。梭梭幼苗可以通过形态上的一系列可塑性变化来适应不同的光环境以获取最大的碳收益。