不同防护措施对梭梭幼苗生长和土壤水分的影响

在策勒绿洲-荒漠过渡带流动沙地对种植的梭梭幼苗采取了不同的处理措施（凋落物防护、固沙剂防护、防沙网防护和裸沙地,其中裸沙地作为对照）,研究不同防护措施对梭梭幼苗生长状况及地表100 cm内土壤含水率的影响,对恢复和重建绿洲-荒漠过渡带防护林体系具有重要意义。研究结果表明：（1）初春采用滴灌一次性供水135 L·m^-2,可以确保梭梭幼苗当年的生长需求。（2）不同防护措施下梭梭幼苗的株高、冠幅、基径、新枝长度均表现为：凋落物防护 > 固沙剂防护 > 防沙网防护 > 裸沙地,在生长末期凋落物防护下梭梭的株高、冠幅、基径、新枝长度分别达到115.7 cm、131.8 dm²、22.5 mm、73 cm。（3）不同防护措施对土壤含水率的影响比较明显,土壤含水率表现为：凋落物防护 > 固沙剂防护 > 防沙网防护 > 裸沙地,其中凋落物防护、固沙剂防护土壤含水率分别是裸沙地的1.31倍和1.16倍。因此,在极端干旱的绿洲-荒漠交错带,采用凋落物防护和固沙剂防护措施对提高沙地蓄水保墒能力和促进梭梭幼苗生长均有积极作用。     

不同供水条件下梭梭幼苗生长动态的研究

 在自然条件下,以梭梭幼苗为研究对象,设计单次供水10、20、40、60 mm和80 mm 5个水分梯度,模拟不同融雪量对幼苗在生长季节内影响变化的情况。结果表明,供水量显著影响了梭梭的幼苗高、根长、苗干重、根干重、基径。在整个生长季的一些阶段,对苗高、根长、苗干重、根干重、基径生长率影响显著,对其根冠比也有显著的影响。在实验供水范围内,供水越多,越有利于梭梭幼苗存活与生长。梭梭幼苗垂直根长大约是株高的3～5倍,梭梭垂直根长增加的速率明显大于高度增长的速率（一般为2～6倍,最大甚至超过10倍）,因此,在干旱期来临之前,幼苗根系的快速生长对其成活起着决定性作用。     

荒漠灌木梭梭同化枝相对生长速率对温度升高响应的不确定性

近地表大气和陆表温度的升高已经成为一个不争的事实,同时这种趋势还将持续下去。全球变暖不仅改变了热量条件,还改变了水分条件。水热条件可以综合地反映为潜在蒸散量,进而影响植被生产力,而同化组织是植物对环境变化最为敏感的部位。本研究跟踪梭梭同化枝在2010年6-9月的生长动态,测定同化枝的光响应曲线以计算同化枝潜在同化速率,并利用气象数据及Hargreaves公式计算潜在蒸散量。通过分析梭梭同化枝相对生长速率与潜在同化速率,潜在蒸散量与潜在同化速率之间的数量关系,建立了仅仅需要日最低、最高和平均温度,以及太阳总辐射数据,就可以估算梭梭同化枝相对生长速率的简单方法,经统计检验基本可行（P=0.016）。应用该种方法和1960-2000年6-9月本地月平均气象数据,讨论了在全球变暖背景不同的升温模式下,梭梭同化枝相对生长速率变幅的方向和大小的不确定性,由此表明了荒漠生态系统对全球变化响应的复杂性。     

入夏前梭梭实生苗生长动态与生境的关系

  以新疆准噶尔盆地南缘当年生梭梭实生苗为研究对象,采用定性和定量相结合的研究途径,分析在气候变化的背景下,实生苗从萌发到入夏前的动态。梭梭种子依赖融雪水为萌发水源,其时地表湿润状况将影响当年幼苗的出土;含清明节为中点的一周内,气温高低及其变化缓急是决定梭梭实生苗存活与否的关键时期。实生苗从子叶到3对真叶期表土5 cm内的含水状况是其存活的制约因素;微地形、地被物或枯落物及在适度覆沙下的淤积土似有助于实生苗的存活,可能通过有关因子削弱气象因素对立地的影响,特别是减缓浅土层水分的波动,从而提高实生苗入夏前的存活率。     

梭梭幼苗死亡与土壤和大气干旱的关系研究

以古尔班通古特沙漠南缘沙漠中的一年生梭梭幼苗为研究对象,对环境气象因子、土壤含水率、幼苗根系垂直伸展状况、幼苗死亡动态进行了全生长期的连续监测研究。结果表明,尽管梭梭幼苗根系伸展迅速,当年可达1.5 m,幼苗死亡率动态变化仍然与土壤表层含水率显著相关,而与根区或深层含水率不显著相关。但统计分析结果显示,土壤表层含水率并不总是梭梭幼苗死亡率波动的主导因素。当土壤含水率低至0.82%时,无论大气干旱程度如何,幼苗死亡率都急剧升高;而当土壤含水率高于1.25%时,幼苗可以耐受大气干旱,幼苗死亡只与土壤表层含水率显著相关;当土壤含水率在0.82~1.25%之间时,幼苗死亡率与大气干旱程度（空气饱和差）显著相关。据此我们推测,当土壤表层含水率低于1.25%时,大气干旱主导死亡率的变化;反之,则土壤水分主导。     

梭梭和白梭梭主根周围土壤养分的梯度分布

采用野外原位分层取样的方法,研究了古尔班通古特沙漠两个主要建群种——生长于丘间低地的梭梭(Haloxylon ammodendron)和生长于沙丘顶部流沙地上的白梭梭(Haloxylon persicum)——主根周围土壤的pH值、电导率及养分的梯度变化状况。结果显示,梭梭和白梭梭根际微区(0～1 cm)pH值均较土体(1～10 cm)低,电导率和各养分在根际微区均出现了聚集现象,最大聚集率在0～0.2 cm圈层,梭梭、白梭梭的最大根际效应R/S分别为电导率1.17、1.23,有机质2.00、2.41,全N 2.64、2.86,有效N 2.42、3.26,有效P 2.14、1.71,全P 1.14、1.12(在两种植物根围土壤变化不是很大,但也存在正的根际效应),这说明梭梭和白梭梭根际微区均有显著的养分聚集的现象。结果还显示,梭梭根围土壤各因子均较白梭梭高,这可能是梭梭和白梭梭生活在不同生境所致。R/S分析表明,除有效磷外,白梭梭根际的“肥岛”效应均较梭梭明显,这说明了越是在养分胁迫的土壤环境,荒漠灌木的“肥岛”效应越显著。     

盐胁迫下梭梭幼苗膜脂过氧化和保护酶活性

使用0、50、100、200、350、500 mmol/L NaCl处理梭梭幼苗,分三次取样,并测其相应指标,结果表明梭梭幼苗细胞膜透性在10天时保持稳定;当胁迫到20天、30天时,同化枝膜透性随盐浓度的增加及胁迫时间的延长逐渐增加.整个试验过程中,丙二醛含量逐渐增加,但前期增加幅度不大,后期梭梭幼苗同化枝的丙二醛含量在NaCl胁迫30天时为2.569 μmol·g-1.SOD和POD活性在整个试验过程中相对于对照而言整体呈增加趋势,但在前期增加得较快,后期较慢.CAT活性在整个过程中则一直呈增加趋势.     

不同生境梭梭对降水变化的生理响应及形态调节

以中亚荒漠关键种梭梭为研究对象,对比2006年生长季土壤水分状况和生长在沙土及黏土中梭梭对3个降水处理的生理响应与同化枝面积的累积变化,分析不同质地土壤生长的梭梭在生长季对降水变化的生理响应及其形态调节。结果表明,沙土中生长梭梭对降水响应明显,生长季同化枝水势较高,且不同降水处理下蒸腾速率和瞬时水分利用效率差异显著,同化枝形态调节幅度不大。黏土不利于降水入渗,梭梭同化枝水势、蒸腾速率和瞬时水分利用效率对降水变化的响应不敏感,同化枝面积和生长速率在不同降水处理间差异显著,同化枝脱落较早。生理响应与形态调节的综合研究表明,不同质地土壤生长的梭梭通过有效的同化枝形态调节保证了其在降水处理下稳定的光合碳同化作用。在全球气候变化的背景下,沙土更有利于梭梭的生长。     

两种梭梭属幼苗在土壤N和P梯度下的竞争能力研究

梭梭（Haloxylon ammodendron）和白梭梭（H.persicum）是古尔班通古特沙漠两个优势树种。两个物种形态相似,但梭梭主要分布在丘间地,而白梭梭主要分布在丘顶。两种梭梭属植物的典型分布格局受到了植物地理或生物地理学家长期关注。但是,我们还远远不能完全理解这种分布格局形成的原因。在本研究中,通过一个竞争实验,试图确定这两个物种在宽幅土壤养分供应处理下的竞争能力,以及检测这两个物种在古尔班通古特沙漠丘顶/丘间地分布格局的潜在原因。结果表明：（1）在幼苗期,高养分条件下梭梭竞争强度大于白梭梭,梭梭为优势竞争者;相反,在低养分条件下白梭梭竞争强度大于梭梭,白梭梭为优势竞争者。在混种盆中相对丰富度指数也展示了同样的结果。实验结果类似于我们在野外观察到的物种分布格局。（2）这两种梭梭截然相反的竞争表现依赖于它们养分生理差异。梭梭高养分吸收能力使自己在高养分条件下具有优势,但在低养分下成了劣势。因为在低养分条件下,养分从土壤到根表面扩散是植物从土壤获取养分的限速步骤,因此,高养分吸收潜力反而对养分获取总量贡献微弱。白梭梭低养分吸收能力暗示着高养分保留率（例如：低流出）。因此,拥有高养分保留率的白梭梭能够在低养分条件下,通过竞争替换拥有高养分吸收能力的梭梭。在土壤贫瘠的地区（如沙漠）,关于种间竞争机制仍不是很清楚。通常认为,植物保留资源能力要比从土壤获取资源能力更重要。但是,结果表明了在养分贫瘠地区养分吸收和养分保留都重要,其中一个关键结果是贫瘠地区种间竞争决定了植物在小尺度上的分布格局。     

梭梭幼苗干物质积累和叶绿素荧光对NaCl胁迫的响应

以生长在荒漠地区的典型植物梭梭(Haloxylon ammodendron)幼苗为实验材料,研究了它在不同浓度NaCl处理后30 d和50 d时的叶绿素荧光参数、地上/地下干物质重量及叶片数量变化特征.结果表明,在NaCl处理后30 d时,随着NaCl浓度的增加.梭梭幼苗地上部分十重、地下部分干重、总十重及叶片数量显著...     

免灌人工梭梭林生长与土壤水分变化的耦合关系

为了研究古尔班通古特沙漠荒漠-绿洲过渡带区域龟裂土立地条件下免灌人工梭梭林生态特征,探讨林分的最佳建植密度,对莫索湾1983—2021年38 a集水造林地初始种植梭梭、梭梭自然更新苗及不同坡位的土壤水分进行了调查,研究了梭梭生长对密度差异的响应,同时分析了各林地土壤水分的变化特征,探讨了梭梭生长与土壤水分的关系,以期为人工梭梭林的营建与可持续性提供科学依据。结果表明：（1） 当梭梭造林密度为6 m×3.5 m时（480 株·hm^-2）,母树存活率最高。随造林密度增大,母树保存率与梭梭自然更新比逐渐下降;母树保留密度越大的林地,其长势越差、生物量越低;盖度、郁闭度越高的林地,阻碍浅层土壤水分的补给,导致梭梭更新苗长势及生物量越差。（2） 梭梭母树的林木生长与其根部140~280 cm深度土壤含水量之间均呈显著负相关（P<0.05）,且主要利用根部140~240 cm土壤水分,对比3个林地可知该层土壤水分含量越高的林地,其母树的长势越好、生物量越高。（3） 当母树保留密度为360株·hm^-2（株行距4 m×7 m）时,梭梭长势较好、整体生物量最高,林下植被更为丰富,林地土壤水分条件相对较好。综上所述,在该地区进行集水造林时,保持该密度更有利于免灌人工梭梭林结构稳定、持续发挥防风固沙效益。     

古尔班通古特沙漠南缘丘间地梭梭群落蒸散特征

根据2016年古尔班通古特沙漠南缘丘间地梭梭生育期定点观测的土壤水分、气象要素等资料,基于水量平衡原理估算了梭梭生育期蒸散量,分析了蒸散变化规律。结果表明：（1）在梭梭生长季,降雨量为206.7 mm,降雨分布不均,梭梭萌发期,降雨量最多;梭梭生长旺盛期,月降雨量逐月减少;梭梭枯落期,降雨量最少。（2）在梭梭生长季,梭梭群落0~400 cm土壤贮水量变化整体呈下降趋势,梭梭萌发期是土壤贮水量盈余期,生长旺盛期和枯落期为土壤贮水量亏损期;梭梭群落发挥土壤水库效应,依靠生长季前土壤蓄水来弥补梭梭群落生长季需水缺额。（3）在梭梭生长季,蒸散量变化特征为多峰曲线,峰值主要出现在降雨集中期,最低值出现在土壤贮水量亏损期。（4）在梭梭生长季,梭梭群落累积蒸散量增幅始终高于累积降雨量增幅,累积蒸散量大于累积降雨量。     

多枝柽柳与梭梭光合器官形态解剖结构的生态适应性

多枝柽柳与梭梭是准噶尔盆地南缘荒漠的建群植物。对克拉玛依市农业综合开发区外围荒漠4种不同生境下多枝柽柳与梭梭光合器官的形态解剖特征进行比较,结果表明,多枝柽柳主要依靠其系统演化性状,角质层厚度、栅栏组织厚度及叶表皮细胞厚度等生态适应性状以及特殊适应性结构适应荒漠环境;梭梭主要依靠其系统演化性状和特殊适应性结构实现对荒漠的适应。对比多枝柽柳与梭梭光合器官的可塑性发现,多枝柽柳与梭梭对适宜生境水、盐的要求不同,梭梭较多枝柽柳具有更宽的生态幅和更好的耐受性。多枝柽柳适宜生境土壤含水量范围为3.55%~9.4%,土壤电导率为948.47~1 759.64 μs·cm-1;梭梭适宜生境土壤含水量范围为0~3.93%、8.02%~9.4%,土壤电导率为657.48~4 380.0 μs·cm-1。     

艾比湖地区冻融作用对梭梭群落土壤酶活性及微生物数量的影响

冻融作用对酶和微生物活性具有重要影响,进而影响植物群落的生长发育。为深入了解荒漠优势种梭梭群落冬季土壤生态过程,于2012年10月~2013年10月,对土壤冻融期、冻结期、融冻期和生长季的艾比湖典型样地进行野外实地观测、采样和室内分析。通过对比分析不同冻融阶段土壤含水量、pH值、有机质、全氮、酶活性和微生物数量的变化特征。结果表明:(1)土壤含水量,融冻期 >冻结期 >冻融期 >生长季,土壤pH值,生长季 >融冻期 >冻融期 >冻结期,各土层土壤含水量以浅层土表现最为显著(P <0.05),不同冻融阶段各土层pH值差异性较大,冻融期、冻结期和生长季表层土壤pH值较大,融冻期浅层土壤pH值较大。(2)土壤有机质和全氮含量的波动状况相似,分别在融冻期和生长季呈现波峰和波谷,不同土层间全氮和有机质含量差异性较小,以冻融期和生长季表现最为显著(P <0.05)。(3)土壤酶活性的变化中,过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶在融冻期含量最大,冻融期次之,蔗糖酶在冻结期活性最大,土壤微生物数量的变化以融冻期最大,除此之外,各冻融阶段细菌和放线菌占主导,真菌含量相对较少。(4)冻融循环次数分布于冻融期和融冻期,对土壤酶活性和微生物数量具有一定的影响,致使融冻期土壤各因子大于冻融期。