中国沙棘(Hippophae rhamnoides L．ssp．sinensis Rousi)的开花特性及风媒传粉距离的检测

连续两年对雌雄异株的中国沙棘（Hippophae rhamnoides L．ssp．sinensis Rousi）的花期物候、开花式样进行了观察，检测了柱头可授性、花粉活力和花粉一胚珠比，并进行厂人工授粉、套袋实验，检测结实率。结果显示中国沙棘风媒传粉发生在4月下旬或5月上旬，单花花期约7d；传粉盛期在第3天到第5大，柱头的可授性从第2天到第4天或第5天。中国沙棘花先叶开放、花小、无花冠、花药成熟时萼片从两个侧向的纵缝中裂开，形成有利于化粉散布的对流风洞。花粉活力和花粉．胚珠比都很高，具有典型的适应风媒传粉的花部特征和性状。中国沙棘花粉的传播距离受外界环境影响较大，通过重力玻片法检测可以看出，在风速小于3m／s时，主要集中在15-25m之间，当风速大于3m／s时，顺风向可超过85m以外。传粉效率对结实率的影响较大。

中国沙棘(Hippophae rhamnoides ssp. Sinensis)根瘤内Frankia菌的遗传多样性

为了研究中国沙棘亚种共生菌Frankia的遗传多样性,利用PCR-RFLP分子标记方法,对从青海西宁到内蒙古库伦17个地点采集的106个中国沙棘根瘤样品进行遗传多样性分析。供试样品nifD-nifK基因间隔区（IGS）扩增产物分别用3种内切酶（HinfⅠ、HaeⅢ和MboⅠ）酶切,共产生21条酶切谱带,其中17条为多态性条带,多态位点百分比（PPL）为80.99%,所有样品可被划分为9个基因型。结果表明中国沙棘根瘤内的Frankia菌有丰富的遗传多样性,土壤质量较好地点的丰富度高于土壤质量较差地点,海拔较高地区的丰富度高于海拔较低地区,多数地点至少有2种不同基因型的Frankia菌。聚类分析显示Frankia菌不同基因型间的遗传距离在4.88%～55.96%之间,它们在不同地点的分布是不均匀的,没有发现不同基因型菌间的亲缘关系与地点有相关性。中国沙棘根瘤中Frankia菌可分为两个基因型组,组内基因型分布比较一致,而组间有明显差异。

不同土壤水分条件下中国沙棘雌雄株光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

采用LI-6400便携式光合系统对野外不同生境(沟底、坡面)和田间不同土壤水分条件下中国沙棘雌雄株的净光合速率和蒸腾速率及水分利用效率特征进行了观测,结果表明,中国沙棘雌雄株在水分条件较好的生境中均表现较强的生活力,净光合速率和蒸腾速率主要受光照强度和大气温度的影响,雄株表现出更高的光合、蒸腾、水分利用效率;在水分条件较差的生境中,雌雄株均通过降低蒸腾和提高水分利用效率来适应逆境,净光合速率和蒸腾速率的影响因子增多,雄株的光合速率大幅度下降,雌株仍保持较高的光合速率,雌株的水分利用效率高于雄株。可见,在反映植物瞬时生理变化的性状方面,雌株对土壤水分减少表现出了更强的适应性,雄株对土壤水分变化表现出了更大的敏感性。

黄土高原油松、侧柏与沙棘人工混交林生长及土壤特性研究

对混交林生长和土壤特性进行了研究,结果表明:油松、侧柏是主根型树种,垂直根系主要分布在40～80 cm,沙棘为侧根型树种,根系主要分布在10～40 cm,二者分布协调,种间根系生长无排斥现象。混交林平均高度、胸径、蓄积量、生物量较纯林高14.5%、27.4%、62.2%、42.1%;油松、侧柏、沙棘混交林的叶量分别比纯林高14.9%、13.5%、6.3%,叶绿素含量高21.0%、36.8%、3.1%,叶子中N、K2O、CaO含量较纯林高;混交林土壤容重和坚实度比纯林低9.6%和18.0%,孔隙度、通气度、持水量和含水量比油松纯林分别提高13.8%、20.1%、15.7%、4.8%,比侧柏纯林分别提高7.9%、11.6%、5.7%、12.7%。不同土层土壤容重和坚实度由上到下逐渐增大,土壤中层持水量、含水量最高,低层次之,表层最低;孔隙度和通气度表层较高,向下逐渐减少。混交林有机质、全N、P2O5、速效P、速效K高于纯林。

黄土丘陵沟壑区沙棘人工林不同恢复阶段物种多样性与土壤肥力的关系研究

对黄土高原丘陵沟壑区沙棘人工林不同恢复阶段物种多样性与土壤肥力的关系进行了研究。结果表明,在沙棘人工林恢复的初、中期阶段,α-多样性指数和土壤肥力(有机质含量和氮含量)的增加正相关较明显,在恢复的中期β-多样性指数变化较强烈,且土壤有机质含量变化较大,表现出在沙棘人工林恢复的同时,土壤有机质含量也会有所增加,二者基本上是同步的。对土壤肥力与沙棘人工林植物组成性状的关系进行多元回归分析后发现,土壤全氮与木本植物种数、植物种数和物种多样性等因素有关;全磷与物种多样性等因素有关;土壤全钾和pH值的变化比较复杂,与植物组成性状的关系不明显。

祁连山两侧中国沙棘不同居群的遗传多样性研究

应用RAPD技术研究了祁连山中段中国沙棘(Hippophae rhamnoidoes ssp．sinensis)4个居群和1个对照居群的遗传多样性水平,探讨中国沙棘边缘居群的遗传变异以及天然屏障祁连山对中国沙棘居群遗传结构的影响。结果显示,祁连山地区中国沙棘居群水平的Nei’基因多样度(h)和Shannon多态信息指数(I)分别为0．2070和 0．297 4,基因分化系数(Gst)为0．319 3,均高于中国沙棘整个分布区的平均值,表明该地中国沙棘边缘居群遗传多样性水平及居群间的遗传分化都有增加的趋势;居群间每代迁移数(Nm=1．065 9)显著低于异交风媒植物(Nm= 5．380),表明祁连山的隔离对中国沙棘居群间的基因交流有限制作用,造成了该地中国沙棘边缘居群间较高的遗传分化。

棱果沙棘及其亲本cpDNA trnS-G片段的序列变异分析

对自然杂交种棱果沙棘(Hippophae goniocarpa)及其亲本中国沙棘(H.rhamnoides ssp.sinensis)和肋果沙棘(H.neurocarpa)的共6个个体的叶绿体基因组的trnS-G片段进行了序列测定.所测样品序列长度为646～654 bp,排序后为656 bp.所测序列共有51个变异位点,占整个序列长度的7.77%,其中有14个变异位点属于碱基的插入或缺失类型,37个变异位点属于碱基的替换类型,各占变异位点总数的27%、73%和序列总长度的2.13%、5.64%.分析序列结果表明,所测样品在trnS-G间隔区序列长度变化不大,但提供了较多的变异位点,并且碱基变换类型丰富,碱基变异位点来源于中国沙棘和肋果沙棘的种间序列的差异.棱果沙棘的2个个体分别与中国沙棘和肋果沙棘的其中1个个体的序列完全一致,说明在自然杂交种棱果沙棘的起源中,中国沙棘和肋果沙棘均可作为母本.

黄土高原丘陵区沙棘人工林土壤微生物群落演变特征研究

采用时空互代法,以不同林龄(8、13、18a)的沙棘人工林为研究对象,分析沙棘人工林在不同生长发育进程中土壤微生物种群结构及土壤养分特性的变化规律。结果表明,1)沙棘人工林磷脂脂肪酸总量、细菌特征脂肪酸总量、真菌特征脂肪酸总量均随着林龄的增长而增加。磷脂脂肪酸总量、细菌总量在成熟林时达到最大值。真菌总量在中龄林时出现最大值,在进入成熟林后略有下降;2)不同林龄的沙棘人工林地土壤养分含量存在明显差异。土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮及速效磷含量随着林龄增加呈显著上升趋势,并于成熟林时达到最大值;3)土壤微生物总PLFA量、土壤细菌PLFA量与土壤有机碳、全氮、碳氮比、全磷、碱解氮、速效磷呈显著正相关关系。真菌PLFA量与土壤全氮、碱解氮呈显著正相关关系,与土壤速效钾呈极显著负相关关系。由此可见,林龄对土壤微生物种群结构和养分特性有显著影响。

铁尾矿区沙棘-桑树人工混交林的养分分配状况

为了评估铁尾矿区废弃地的植被恢复中,利用沙棘-桑树人工混交林提高林地养分总体水平的可行性,测定混交林中沙棘、桑树和草本植物的地上部分、根系及枯枝落叶中的N、P、K、Ca、Mg含量与贮量,测定沙棘、桑树根系周围土壤中的养分含量。结果表明:沙棘的根、干、枝、叶、皮中的N含量明显高于桑树,尤其是不同土层根系中的N含量可达到桑树根系的3.03～4.33倍,沙棘根系中的Ca、Mg含量高于桑树,P含量与桑树相近,而桑树地上部分的P、K、Ca、Mg含量以及各土层根系中的K含量大多高于沙棘;沙棘根系周围土壤中的全N含量高于桑树根系周围土壤,其平均含量为桑树的1.88倍,根系周围表层0～20 cm土壤的全N含量为桑树的3.18倍;混交林中乔木、草本、枯落物的总养分贮量大小为:沙棘>枯枝落叶>桑树>草本植物,其中沙棘的养分贮量占混交林系统养分总贮量的56.10%。研究结果提示:沙棘在整个混交林系统的养分分配中起到支配性作用,可为桑树的正常生长发育提供良好的养分空间,沙棘-桑树混交林是生态效益与经济效益双赢的混交模式。

干旱条件下皇甫川流域4种灌木蒸腾特征比较研究

准格尔丘陵区位于鄂尔多斯高原的最西端,是黄河中游水土流失治理、生态环境建设的重点区域.2001年是该区域连续干旱的第3年,在植物生长旺季的8月中下旬,在自然条件下,对准格尔丘陵区主要人工种植灌木中间锦鸡儿、沙柳、羊柴和沙棘的蒸腾耗水特征应用LI-1600稳态气孔计进行野外测定.结果表明:沙棘的蒸腾速率无午休现象,在12:00～16:00时间段内都呈较高的蒸腾速率,其它3种植物的蒸腾速率日变化曲线则呈双峰型.以上4种植物日蒸腾速率从大到小的排列顺序为羊柴>沙棘>沙柳>中间锦鸡儿.在连续3年干旱和人为原因致使沙棘灌木林长势不好的情况下,沙棘单株叶片日蒸腾累计失水量为1169.57g.中间锦鸡儿、沙柳和羊柴的单株叶片日蒸腾累计失水量为分别为887.69g,3739.30g,1907.57g.该研究结果可为农牧交错带准格尔丘陵区水土保持、区域生态系统平衡需水分析以及生态系统恢复与重建提供基础数据.

二倍体杂交种棱果沙棘双向杂交起源及其母本主要来源于中国沙棘的分子证据

棱果沙棘为同域分布的中国沙棘和肋果沙棘同倍化自然杂交形成的。本文利用母系遗传的cpDNA trnS-G序列检测青海祁连棱果沙棘及其亲本中国沙棘和肋果沙棘同域分布的两个地区(拱北湾、八宝河滩)共93个个体的遗传关系。结果表明棱果沙棘及其亲本在拱北湾和八宝河滩分别有12个和7个单倍型,两地区的棱果沙棘都与其亲本共享单倍型,其中拱北湾棱果沙棘共36个个体中有28个与中国沙棘共享3个单倍型(H2,H4,H5),有2个个体与肋果沙棘共享单倍型(H11),八宝河滩的棱果沙棘共10个个体中有7个与中国沙棘共享一个单倍型(H4),3个与肋果沙棘共享单倍型(H7)。应用最大简约法(MP)分别对两地区的棱果沙棘及其亲本trnS-G序列构建的系统发育树中棱果沙棘的大部分个体都与中国沙棘聚在一起,另外,棱果沙棘4种特有单倍型(H3、H7、H8、H9)的6个个体在系统树上也与中国沙棘聚为一支。以上结果进一步证明了二倍体自然杂交种棱果沙棘为双向杂交起源,但其主要母本来源应为中国沙棘。

黄土丘陵区沙棘人工林天然化发育过程中的种间联结性研究

采用样地调查法,并通过方差分析、X2检验及共同出现百分率PC计算,对黄土高原丘陵沟壑区经过3a、8 a、13a、25a发育的沙棘群落中主要种群间联结性进行了比较研究。结果表明,灌木层的4个发育阶段,总体关联性都表现出轻微正相关。草本层中,发育3a的群落,总体联结性表现出极显著正相关,但种间关系不够稳定;发育8a 的群落,总体关联性表现出轻微正相关,种间关系不稳定;发育13a的群落,总体关联性表现出极显著正相关,负关联种对减少,种间关系逐步趋于稳定;发育25a的群落,种间关系相对稳定。表明沙棘在黄土高原丘陵区人工林天然化发育的过程中,已实现了自我更新。说明人工林只有经天然化发育过程才能实现持续利用,达到普通生态系统的服务功能。

皇甫川流域中国沙棘光合特征分析

通过对中国沙棘光合特征及热值的分析发现:在干旱胁迫条件下,中国沙棘的光合作用受到了严重的气孔和非气孔限制;在水分条件好转后,气孔导度不再受干旱的影响,但是光合能力无法恢复。热值分析证明了在水分胁迫后,中国沙棘在生长季结束不能完成能量积累,影响其下一年度生长发育,进而导致死亡。

黄土高原沟壑区油松侧柏与沙棘混交的人工林的水文影响

采用国家标准森林分析方法进行了沙棘与油松、侧柏人工混交林的水文影响研究，结果表明：混交林内年均降水量较林外减少了20．1％；林内月降水量的季节变化以夏、秋、春、冬依次递减；年均气温比纯林内低0．1℃，相对湿度高4．5％；乔木层年均截留量较纯林提高了56．6％，灌木层提高了395．7％；年均地表径流量105．8L，径流摸数为10．58m^3·km^-2·a^-1，纯林分别为1349．05L和134．9m^3·km^-2·a^-1，土壤侵蚀模数为0．65t·hm^-2·a^-1，纯林为9．2t·hm^-2·a^-1；枯枝落叶层现存量增加了200％；平均容水量为自身质量的3．1倍；土壤密度和土粒密度分别减少了6．3％和17．7％，含水量、孔隙度和通气度分别提高了6．1％、13．9％、20．3％。不同土层土壤密度和土粒密度由上到下逐渐增大。孔隙度和通气度表层较高，向下逐渐减少；底层、中层和表层土壤非毛管孔隙度分别提高了113．3％、38．6％和32．6％；最大持水量、最小持水量、毛管持水量分别较纯林平均高11．0％、9．8％、10．5％，较荒地高36．0％、16．0％、25．6％；储水量和0～40cm储水量分别较纯林和荒地提高了12．4％、22．7％，排水能力也较强。

人工沙棘林灯下蛾类群落结构及时间生态位

为了给人工沙棘林(Hippophae rhamnoides Linn.)的害虫防治和健康管理提供重要资料,选择山西农业大学林业站12年生人工沙棘林进行灯下蛾类群落连续调查,分析了人工沙棘林灯下蛾类的群落结构及时间格局。2013—2014年共采集灯下蛾类标本2 948头,隶属22科100种,卷蛾科、螟蛾科、夜蛾科、菜蛾科、尺蛾科为优势科,螟蛾科的物种数最多,为20种,卷蛾科的个体数最多,为655头。灯下蛾类无论是在科数、物种数还是在个体数上由高到低依次为8月份、7月份、6月份、5月份、9月份、10月份;Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数在一年中的不同时期没有明显差异,而Margalef丰富度指数与各月平均气温的变化趋势一致;7月份和8月份蛾类群落相似性最大,与10月份的群落相似性最小。人工沙棘林灯下蛾类优势科的时间生态位分析显示:卷蛾科、螟蛾科、夜蛾科、尺蛾科的时间生态位宽度均较大(>0.70),菜蛾科的时间生态位宽度较小(<0.50);卷蛾科、螟蛾科、夜蛾科、尺蛾科两两之间的时间生态位重叠指数均高于0.90,它们分别与菜蛾科的生态位重叠指数均小于0.85,说明菜蛾科物种的发生时间短于其他4科,较其他4科易于集中防治。

中国沙棘人工林持久性对土壤水分状况的响应

在黄土高原丘陵沟壑区,土壤含水量是决定中国沙棘种群演替方向的主导因子。为探讨中国沙棘人工林持久性对土壤水分状况的响应规律及其克隆繁殖调节机制,采用不同土壤含水率梯度的样地数据,分析克隆繁殖能力与种群特征关系。结果表明:子株数量、克隆器官延伸能力和分枝强度与土壤含水率呈正相关,子株数量与克隆器官延伸能力、分枝强度呈正相关,种群增长率和稳定性随着子株数量的减少而下降。可以表明:土壤水分的减少,使中国沙棘的克隆繁殖和克隆扩散能力减弱,人工林的持久性也相应地下降。

黄土高原沟壑区沙棘人工混交林改土效应研究

为了解沙棘人工混交林的改土效应,实验采用国家标准森林分析方法进行研究,结果表明:沙棘人工混交林增强了土壤稳定性,改善了土壤理化性质,具有良好的改土效应。土壤的水稳性团聚体比油松纯林提高了20.8%,而表征土壤团聚体稳定程度的破坏率却比油松纯林低40.76%;土壤容重和坚实度分别较油松林低5.9%和15.1%,孔隙度和通气度分别高12.16%和16.9%,持水量和含水量高13.6%和5.9%;有机质、全N、P2O5、速效P、速效K较油松纯林分别增长了10.5%、22.6%、20.2%、25.4%和12.6%;林内蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶分别比纯林平均提高了17.5%、89.6%、2.9%、39.1%;沙棘-油松混交林改土效果优于沙棘-侧柏混交林;随着林龄增加,改土效果越佳。

沙棘林改土培肥作用的研究

通过对沙棘林土壤及枯枝落叶营养状况的测定 ,结果表明 :不同地区、不同林龄沙棘林地土壤和枯枝落叶营养元素含量差异不大 ,林地土壤中 N全 、P全 、K全 、Ca+ +、Mg+ +的含量分别为0 .0 30 6 %— 0 .2 90 2 %、0 .0 84 3%— 0 .1779%、2 .12 74 %— 2 .82 0 7%、0 .0 0 2 6 %— 0 .0 182 %、1.3375%× 10 -4— 6 . 9385%× 10 -4 ;N速 、P速 、K速 、CEC值分别为 :15. 16 7%— 52 . 2 6 7%、 2 . 574 7%—14 .1980 %、78.8735%— 331.4 135%、8.186 0— 2 5.2 595mg/ kg。枯枝落叶的 N全 、P全 、K全 、Ca+ +、Mg+ + 分别为 :1.2 6 96 %— 11.6 6 94 %、 0 .0 576 %— 0 .12 83%、 0 .6 2 50 %— 0 .982 3%、 2 .0 6 4 3%—3.882 1%、0 .2 187%— 0 .314 3% ,且不同土层和林龄表现出不同的规律性 ;沙棘林地土壤中有机质与 N、P、K相关性最为密切。沙棘林地营养含量比相应的农田和草地的高得多 。

砒砂岩区沙棘人工林雌雄分异规律

雌雄分异规律的研究对于晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程的建设具有十分重要的意义。通过对36块沙棘人工林标准地的调查统计发现：这一地区沙棘人工林雌雄比例平均为1：2．6；低龄时雄株比例很高，其数量甚至可达雌株的10倍；而在5～8年生时，雌雄比例变化渐趋平缓，基本上在1：2左右波动；冲积土、风沙土（盖沙黄土）、黄土基质上生长的沙棘人工林，其雌雄比例约为1：2．2～2．4，而砒砂岩上的沙棘雌雄比例为1：3．4。严酷的自然生态环境条件，是当地人工林中雄株比例明显居多的主要原因。以采果为主要经营目标的“经济型”或“生态经济型”沙棘林，应当建立在生态条件相对较好的沟谷川滩地段，适度追求经济效益；条件严酷立地应当建设“生态型”沙棘林，采取切实措施加以保护，充分发挥其水土保持、涵养水源和防风固沙等效益。

沙棘人工林衰败对林地土壤氮矿化速率的影响

通过测定和比较不同生长发育阶段(8、131、8 a)沙棘人工林土壤氮矿化速率,结合林分结构和天然更新能力,研究了沙棘林衰败对土壤氮矿化速率的影响,期望为该区沙棘人工林的健康评价和科学经营提供理论依据。结果显示,沙棘人工林健康状况随林龄的增长呈正态曲线变化;土壤氮矿化速率与土层深度呈负相关,与全氮含量和碱解氮含量呈极显著相关;不同发育阶段沙棘人工林土壤氮矿化速率与其健康状况相呼应,且都随林龄的增长呈正态曲线变化;不同林龄土壤氮矿化速率大小依次为:13 a>18 a>8 a。