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。     

盐生荒漠土壤水稳定氢、氧同位素组成季节动态

对准噶尔盆地东南缘降水和土壤水稳定氢、氧同位素组成（δ¹⁸O和δD）进行了测定,分析了降水中δ¹⁸O和δD值的季节变化规律,表层土壤水中δ¹⁸O和δD值对降水脉冲的动态响应以及不同深度土壤水中δ¹⁸O和δD值的变化特征。结果表明：该区域大气降水线为δD=7.691δ¹⁸O+4.606;降水与表层土壤水中δ¹⁸O和δD值表现出明显的季节变化特征;表层土壤水中δ¹⁸O和δD值、质量含水量对降水脉冲响应显著,且不同量级的降水导致不同程度的响应。利用LSD法对0~300 cm土层内土壤水中δ¹⁸O和δD值进行多重比较分析,可将土壤在垂直方向上分为3层,表层（0~50 cm）土壤水分活跃,稳定同位素值随深度的增加而迅速减小;中间层（50~180 cm）土壤水分相对活跃,既受到降水入渗和蒸发作用的影响,也有地下水的补给;深层（180~300 cm）水分来源稳定,土壤水中δ¹⁸O和δD值基本不变。     

干旱区植物根际土壤养分状况的对比研究

利用根袋模拟实验方法,研究了古尔班通古特沙漠南缘5种常见植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、白梭梭(Haloxylon persicum)、刺沙蓬(Salsola ruathenica)、骆驼蓬(Peganum harmala)和骆驼刺(Alhagi sparsifolia)的根际和非根际土壤的pH...     

灌区间盐分变迁与耕地安全特征——以三工河流域农业绿洲为例

针对目前绿洲内部土壤盐渍化问题,以新疆三工河流域农业绿洲为研究区,运用遥感、GIS和地统计学相结合的方法研究了0~20 cm土层盐分动态特征与发展趋势。结果表明:流域空间上土壤盐分的理论变异函数拟合符合指数模型,F检验达到极显著水平。Kriging差值及其与同期的土地利用类型图叠加运算表明,整个绿洲区南部阜康灌区耕地土壤盐化面积及盐渍化作用小于北部绿洲阜北灌区,耕地土壤盐分具有显著的局地地带性分布特征,随绿洲耕地南北方向距离的增加土壤盐渍化作用增强。另外南部绿洲耕地农业灌溉具有明显的脱盐作用,随时间尺度的延长,盐渍化作用减弱;而北部绿洲土壤盐渍化作用加强,表现为积盐作用。绿洲受盐害作用的区域主要为北部(阜北灌区)绿洲,通过空间概率模型预测,在长时间范围内,土壤盐渍化依旧是制约北部绿洲耕地生产力的主要因素。通过联合运用变异函数分析、线性回归分析和空间概率分析方法的优势,有效识别了三工河流域农业绿洲空间土壤盐渍化的变化特征与变化趋势,对于认识流域空间单元土壤盐分的变迁具有重要意义。     

干旱区盐碱土剖面无机碳组分分布特征

通过分离土壤动态性无机碳,结合14C同位素技术,有效量化了盐碱土剖面无机碳组分的存储数量和年龄特征。结果表明：整个土壤剖面,盐土难溶性无机碳含量和可溶性无机碳含量明显高于碱土。无论是土壤难溶性无机碳储量还是可溶性无机碳储量,盐土和碱土中有近80%碳是存储在1 m以下,50%存储于3 m以下。相同土层,土壤可溶性无机碳储量约占土壤难溶性无机碳储量的30%。无论是盐土还是碱土,无机碳的年龄超过万年,而土壤可溶性无机碳的年龄明显低于土壤无机碳的年龄。研究结果证实尽管土壤可溶性无机碳储量较低,但其周转时间短,速率高,因此在参与现代碳循环的程度上明显要高于土壤无机碳。     

梭梭对降水的响应与适应机制——生理、个体与群落水平碳水平衡的整合研究

水是荒漠生态系统的首要限制因素.近20年来全球气候变化以及人类活动的加剧,导致古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠地区的降水与地下水位正在发生显著的改变;这些改变正导致荒漠植物用水策略的适应性变化,其种间差异性影响着荒漠植物群落组成与生态系统碳水平衡.本研究以中亚荒漠关键种梭梭Haloxylon ammodendron为对象,在生理生态、个体形态与群落尺度整合研究两个优势种对自然生境水分条件改变的响应与适应.实验于2005-2006年生长期开展,在地下水位于5.2-7.9 m之间波动的典型原始生境,追踪自然降水过程并设置人工降水梯度.观测生境水分条件变化时光合作用、蒸腾作用、叶水势和瞬时水分利用效率等生理活动的响应;研究根系分布和地上生物量累积等个体形态特征的适应性改变;利用涡度相关系统测定群落碳水通量,从而揭示不同尺度上梭梭的用水策略和碳同化维持机制.实验数据表明,梭梭主要利用降水形成的浅层土壤水维持生存;极为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;适量增多且在生长期内均匀分布的降水可对其产生明显正效应,这预示梭梭可能在未来种间竞争和群落演替中占有优势.本研究表明,应对环境水分胁迫与改变,荒漠植物具有高效的自我协调与适应能力,不同水平调节适应机制之间存在内在协调性;生理、个体、群落尺度整合研究是了解全球变化背景下生态系统过程与植物适应性的有效途径.     

分析含水层水位恢复数据的多次直线解析法

提出了一种分析含水层抽水试验中水位恢复数据的新方法。在方法的建立过程中,考虑了地下水位在上升和下降过程中,含水层的的释水系数和贮水系数之间可能存在着的差异。对表示水位恢复阶段降深变化表达式中的两个表达式都采用了相同的简化方式,即对由于持续抽水引起的降深项和停抽时刻开始的虚拟注水引起的降深项,均采用了保留Theis井函数的级数表达式中前三项作为其简化式,简化条件为无量纲时间 和 。在这样的简化条件下,建立了具有同时能够确定含水层导水系数、贮水系数和释水系数的方法。根据贮水系数和释水系数是否相等,可以判断含水层水位下降与水位恢复过程的形变是否可逆。最后,通过算例说明了方法的应用步骤。     

中国对虾眼柄神经分泌结构的超微结构研究

利用电镜技术并结合半薄切片对中国对虾眼柄神经分泌细胞和窦腺进行观察，依据神经分泌细胞的直径以及细胞核、细胞器、分泌颗粒的特征将其分成6种类型，依据神经分泌颗粒的直径、形态、密度特征将窦腺中的神经分泌颗粒分成6种类型。     

云贵高原东北部一次罕见冰雹超级单体结构特征与发展分析

利用常规高空探测、分钟级自动气象站观测、雷达探测和ERA-Interim再分析资料,以及WRF数值模式模拟结果,对2020年5月4日发生在云贵高原东北部的罕见大冰雹(直径70 mm,突破目前贵州可查询的有气象记录以来的冰雹历史记录)过程进行综合分析,探讨了冰雹过程影响天气系统的三维结构特征和发展机制。结果表明,此次罕见大冰雹天气发生在高空槽前暖区,较高的CAPE和合适的湿球温度0℃层高度等有利的环境条件背景下;影响天气系统为中-γ尺度孤立对流系统的超级单体风暴,该风暴在多普勒天气雷达上表现为经典超级单体风暴特征,出现高达105 kg·m^-2垂直累积液态水含量(Vertically Integrated Liquid,VIL);地面辐合线的激发和小涡旋的发展是超级单体风暴形成的触发原因;近地面冷池是超级单体风暴发展和增强的主要促进因素。数值模拟的结果表明,超级单体到达羊桥上空迅速增强,上升运动超过15 m·s^-1,云内出现深厚的涡度对,正涡度带(最大值达4×10^-3 s^-1)同强上升运动相对应,冰雹增...     

非保守示踪剂条件下的河流水质参数的确定

将描述示踪剂为非保守、瞬时投源条件下的一维河流水团示踪试验的解析表达式进行2次适当的变形,分别得到一个二元和一元线性方程。对二元线性方程应用相关系数极值法,可以推导出计算河流横断面平均流速的公式;利用直线图解法或一元线性回归法能够计算出一元线性方程中的2个常数值,据此可以计算河流的纵向离散系数D_L与示踪剂的一级反应速率常数k。与现有的数据分析方法相比较,该方法具有:(1)适用于示踪剂为非保守的情况;(2)利用一组野外试验数据可以同时计算河流离散系数D_L、河流横断面平均流速V与示踪剂的一级反应速率k常数3个参数值;(3)全部数据分析过程可以程序化,由计算机完成等特点。