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刈割对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)阻沙能力和土壤性质的影响

中国沙漠 2015年第4期35卷 874-881页

作者：郭自春曾凡江李尝君刘波张波高欢欢中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室/中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室/新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测试验站新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046

刈割是策勒绿洲-荒漠过渡带疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)利用最主要的方式之一。对疏叶骆驼刺刈割干扰4年后植被的恢复能力、阻沙能力和土壤性质进行了研究。结果表明:秋季刈割下的植被恢复能力和阻沙能力都强于春季刈割;与对照相比... 详细信息

刈割是策勒绿洲-荒漠过渡带疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)利用最主要的方式之一。对疏叶骆驼刺刈割干扰4年后植被的恢复能力、阻沙能力和土壤性质进行了研究。结果表明:秋季刈割下的植被恢复能力和阻沙能力都强于春季刈割;与对照相比,春季刈割和秋季刈割都使表层土壤容重下降,秋季刈割下表层土壤孔隙度比春季刈割下提高了2.5%;秋季刈割和春季刈割使灌丛下表层土壤有机质、全氮都增加,而全磷、全钾没有明显的影响;相比较而言,刈割4年以后秋季刈割更容易形成"肥岛",更加有利于荒漠草地生态系统功能的恢复。

关键词：疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia) 刈割干扰阻沙能力土壤理化性质养分富集率

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古尔班通古特沙漠南缘梭梭水分利用动态

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植物生态学报 2014年第11期38卷 1214-1225页

作者：戴岳郑新军唐立松李彦中国科学院新疆生态与地理研究所阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站新疆阜康831500 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

植物的水分来源是荒漠地区植物水分关系研究的重要方面,有助于理解荒漠植物对干旱环境的适应。为了研究古尔班通古特沙漠主要建群种梭梭(Haloxylon ammodendron)生长季的水分利用动态,以及其对发生在不同时期相似量级降水脉冲的响应,利... 详细信息

植物的水分来源是荒漠地区植物水分关系研究的重要方面,有助于理解荒漠植物对干旱环境的适应。为了研究古尔班通古特沙漠主要建群种梭梭(Haloxylon ammodendron)生长季的水分利用动态,以及其对发生在不同时期相似量级降水脉冲的响应,利用稳定性同位素技术测量了梭梭小枝木质部水、降水、0–300 cm不同土层的土壤水和地下水的δ18O值。水源依据深度划分为4个:浅层土壤水(0–40 cm),中层土壤水(40–100 cm),深层土壤水(100–300 cm)和地下水。然后,应用Iso Source模型计算了梭梭对潜在水源的利用比例。结果表明:4月份,梭梭主要利用浅层土壤水,利用比例为62%–95%;5–9月份梭梭主要利用地下水,利用比例为68%–100%。梭梭对不同时期发生的两场相似量级的降水具有不同程度的响应。5月22日,6.7 mm降水后第1天,梭梭对土壤水的吸收达到最大值,由降水前的9.8%增长为降水后的40.4%,同时降低了对地下水的吸收,由降水前的83%–98%下降为42%–81%。8月31日7 mm降水后,梭梭对土壤水的吸收没有增加,仍然保持对地下水的高比例利用,达71%–98%。低的土壤含水量可能抑制了表层根系的活性,导致梭梭对降水不敏感。由冬季融雪和春季降水补给的浅层土壤水和地下水是梭梭种群可利用的两个重要水源。梭梭的水分利用动态反映了其对干旱环境的适应。

关键词：地下水 Iso Source模型降水脉冲稳定性同位素水分来源

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盐生荒漠土壤水稳定氢、氧同位素组成季节动态

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中国沙漠 2014年第1期34卷 162-169页

作者：周海郑新军唐立松李彦中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室/新疆阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

对准噶尔盆地东南缘降水和土壤水稳定氢、氧同位素组成(δ18 O和δD)进行了测定,分析了降水中δ18 O和δD值的季节变化规律、表层土壤水中δ18 O和δD值对降水脉冲的动态响应以及不同深度土壤水中δ18 O和δD值的变化特征。结果表明:该... 详细信息

对准噶尔盆地东南缘降水和土壤水稳定氢、氧同位素组成(δ18 O和δD)进行了测定,分析了降水中δ18 O和δD值的季节变化规律、表层土壤水中δ18 O和δD值对降水脉冲的动态响应以及不同深度土壤水中δ18 O和δD值的变化特征。结果表明:该区域大气降水线为δD=7.691δ18 O+4.606;降水与表层土壤水中δ18 O和δD值表现出明显的季节变化特征;表层土壤水中δ18 O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0~300cm土层内土壤水中δ18 O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(0~50cm)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(50~180cm)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(180~300cm)水分来源稳定,土壤水中δ18 O和δD值基本不变。

关键词：准噶尔盆地土壤水分稳定氢氧同位素l降水脉冲

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表皮环割对花花柴(Karelinia caspica)水势及光合参数的短期影响

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中国沙漠 2014年第6期34卷 1527-1536页

作者：唐钢梁李向义林丽莎李磊鲁建荣中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室/新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

生长在塔克拉玛干沙漠南缘的植物在生长季常遭受虫害和放牧的影响,频繁的干扰在很大程度上限制了该地区植物的生存和生长。以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围花花柴(Karelinia caspica)为试验材料,模拟干扰对于花花柴生理状况的短期影响... 详细信息

生长在塔克拉玛干沙漠南缘的植物在生长季常遭受虫害和放牧的影响,频繁的干扰在很大程度上限制了该地区植物的生存和生长。以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围花花柴(Karelinia caspica)为试验材料,模拟干扰对于花花柴生理状况的短期影响,设置了对照(正常枝条)、中度环割(表皮环割50%)、重度环割(表皮环割100%),观测了环割后10d内花花柴气孔导度、水势、光合色素、叶绿素荧光等在不同环割条件下的变化特征。结果显示:(1)除了类胡萝卜素(Car)含量外,中度环割对花花柴各项生理参数的影响不明显;(2)重度环割能够明显降低花花柴气孔导度、清晨水势和正午水势、叶绿素(Cal)含量和类胡萝卜素(Car)含量;(3)重度环割使得花花柴的光合原初反应遭到抑制,光系统Ⅱ(PSⅡ)结构和功能遭到损害,活性降低,光合器官对光能的吸收、传递、转化和电子捕获等过程也遭到抑制,用于耗散的能量显著增多。整体来看,重度环割下的花花柴短期内各项生理参数均出现显著降低,而中度环割下花花柴各项生理参数短期内变化不大。当人为或者昆虫、野兔等对花花柴表皮产生机械损伤时,表皮部分损伤的植物也许可以通过自身修复,使得各项生理机能恢复正常,而表皮遭受重度破坏的植物会随着时间的推移趋向于死亡。在荒漠化防治过程中,我们应该尽量避免花花柴的表皮被全部剥蚀。

关键词：叶绿素荧光花花柴(Karelinia caspica) 光合色素气孔导度水势

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灌溉量对2种灌木光合特性和水分利用效率的影响

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中国沙漠 2014年第2期34卷 448-455页

作者：郭自春曾凡江刘波罗维成宋聪王会提郭京衡中国科学院新疆生态与地理研究所新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测试验站/干旱区地理与生物资源重点实验室/荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

采用野外试验,研究了灌溉量对新疆策勒绿洲木沙拐枣(Calligonum mongolicum)和花棒(Hedysarum scoparium)光合特性和水分利用效率的影响。结果表明:(1)随着灌溉量的增加,沙拐枣和花棒的净光合速率均增加,但是蒸腾速率、气孔导度、胞间CO... 详细信息

采用野外试验,研究了灌溉量对新疆策勒绿洲木沙拐枣(Calligonum mongolicum)和花棒(Hedysarum scoparium)光合特性和水分利用效率的影响。结果表明:(1)随着灌溉量的增加,沙拐枣和花棒的净光合速率均增加,但是蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度没有明显增加;(2)灌溉增加了沙拐枣的清晨水势和正午水势,并且只有灌溉和无灌溉处理的正午水势差异显著(p<0.05);而灌溉只增加了花棒的清晨水势,并且只有充分灌溉和无灌溉的条件下差异显著(p<0.05);(3)在不同的灌溉条件下,沙拐枣和花棒的稳定碳同位素比率δ13 C变化不大,沙拐枣在无灌溉、适度灌溉、充分灌溉下δ13 C的平均值分别为-12.267、-12.147、-11.958,花棒的δ13 C分别为-27.928、-28.068、-27.166;(4)沙拐枣和花棒的水分利用效率均在无灌溉条件下明显高于灌溉条件下,而且一次性的灌溉不会改变其水分利用效率。

关键词：灌溉沙拐枣(Calligonum mongolicum) 花棒(Hedysarum scoparium) 光合特性水分利用效率

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潜水埋深对疏叶骆驼刺(Alhagisparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响

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中国沙漠 2014年第2期34卷 396-404页

作者：彭守兰曾凡江王会提郭京衡高欢欢罗维成宋聪中国科学院新疆生态与地理研究所新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测试验研究站/中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室/荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

研究了潜水埋深(40、80、120、180、220cm)处理对一年生疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响。结果表明:随着潜水埋深的增加,疏叶骆驼刺幼苗叶片厚度逐渐增加,叶片厚度在220cm埋深下最大,长度和宽度在120cm埋深下最... 详细信息

研究了潜水埋深(40、80、120、180、220cm)处理对一年生疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响。结果表明:随着潜水埋深的增加,疏叶骆驼刺幼苗叶片厚度逐渐增加,叶片厚度在220cm埋深下最大,长度和宽度在120cm埋深下最大,且叶片长度呈优先减小的趋势;潜水埋深变化对疏叶骆驼刺株高生长影响不大,但对冠幅和分枝数的生长影响显著(p<0.05);除40cm埋深处理中根系以平均1.24cm·d-1的速率扎入地下水层外,其他4个处理根系生长速率随潜水埋深的增加而增加,且180cm和220cm埋深下根系生长速率明显高于其他3个处理;根系到达220cm潜水埋深的时间为123d;幼苗生物量积累随着潜水埋深变化先增加后减小,茎叶生物量在120cm埋深处理中达到最大值,而根系生物量在180cm埋深下最大。潜水埋深变化对疏叶骆驼刺地上部分和根系生长的影响不同,潜水埋深增加有利于根系生长和根系生物量增加;以120cm为拐点,潜水埋深过浅或过深都会抑制地上部分生长;220cm潜水埋深条件下,疏叶骆驼刺生长缓慢且生物量的累积最小,表明若潜水埋深大于220cm则对幼苗生长不利。

关键词：疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli) 叶形态根系生长生物量分配潜水埋深

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塔克拉玛干沙漠南缘三种防护林植物根系构型及其生态适应策略

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植物生态学报 2014年第1期38卷 36-44页

作者：郭京衡曾凡江李尝君张波中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站新疆策勒848300 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

采用全根挖掘法挖取塔克拉玛干沙漠南缘3种主要防护林植物种——多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、梭梭(Haloxylon ammodendron)和新疆杨(Populus alba ***)成年植株根系,测定并分析了根系构型及其拓扑结构。结果表明:1)多枝柽柳和梭梭... 详细信息

采用全根挖掘法挖取塔克拉玛干沙漠南缘3种主要防护林植物种——多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、梭梭(Haloxylon ammodendron)和新疆杨(Populus alba ***)成年植株根系,测定并分析了根系构型及其拓扑结构。结果表明:1)多枝柽柳和梭梭的根系趋向于鱼尾状分支结构,新疆杨根系为叉状分支结构,根系分支结构的差异使其资源获取能力和对环境的适应能力有所差异;2)三种植物最小的根系平均连接长度为33.67 cm,多枝柽柳和梭梭的根系连接长度大于新疆杨,增加连接长度对植物在资源贫瘠的沙质土壤环境的生存有利;3)新疆杨的根系分支率显著高于多枝柽柳和梭梭,但其对干旱的适应性不如多枝柽柳和梭梭。4)三种植物根系分支均遵循Leonardo da Vinci法则,且不受根系直径的约束。三种防护林植物在水、养资源获取与土壤空间拓展方面具有差异性,表明在相似的极端干旱环境中3种植物采取了不同的生态适应策略。

关键词：生态适应策略 Leonardo da Vinci法则根系构型分支率根系连接长度拓扑指数

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策勒绿洲外围6种优势防护林植物对不同灌溉量的光合及水分生理响应

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西北植物学报 2014年第7期34卷 1457-1466页

作者：郭自春桂东伟曾凡江刘波李尝君赵生龙中国科学院新疆生态与地理研究所/新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测试验站/中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室/中国科学院荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046

以策勒绿洲外围6种人工栽培的优势防护林植物为研究对象,在绿洲外围设置A(0m3·m-2)、B(0.1m3·m-2)、C(0.2m3·m-2)3个不同灌水量处理实验,探讨优势防护林植物对不同灌溉量的光合以及水分生理响应特征。结果显示:(1)在不... 详细信息

以策勒绿洲外围6种人工栽培的优势防护林植物为研究对象,在绿洲外围设置A(0m3·m-2)、B(0.1m3·m-2)、C(0.2m3·m-2)3个不同灌水量处理实验,探讨优势防护林植物对不同灌溉量的光合以及水分生理响应特征。结果显示:(1)在不同灌溉量下6种优势防护林植物净光合速率的日变化趋势一致,均为典型的单峰型变化,除红枣以外,其它植物的净光合速率均表现为C>B>A。(2)随着灌溉量的增加,植物的蒸腾速率也在逐渐增大,灌木日蒸腾速率呈不规则的M型变化趋势。(3)除核桃外,其它植物清晨水势和正午水势均随着灌溉量的增加而增大,且均表现为B>C>A。(4)6种优势防护林植物在不同的灌溉量下的瞬时水分利用效率日进程基本上一致,且均表现为B>C>A。研究表明,从水分利用和灌溉量大小的角度来说,在防护林树种的选择中应该优先选用核桃、红枣、桑树和沙拐枣;综合考虑节水和植物生长的情况下,对红枣进行适量灌溉显然比核桃、桑树、柽柳、花棒和沙拐枣更为有效,所以红枣比其余5种植物更适于在策勒绿洲地区节水生长。

关键词：灌溉防护林植物光合特性水分生理

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古尔班通古特沙漠树枝状沙丘土壤水分时空变异特征

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水科学进展 2013年第6期24卷 771-777页

作者：周宏飞肖祖炎姚海娇李莉李原理中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 新疆阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站新疆阜康831505 中国科学院大学北京100049

认识沙漠土壤水分的时空变异性，是揭示沙漠生态系统生态一水文格局的基础。利用中子土壤水分仪的实测数据，对古尔班通古特沙漠树枝状沙丘土壤水分时空变异进行了系统分析。研究表明：①沙丘不同部位土壤水分随时间具有一致性变化规律... 详细信息

认识沙漠土壤水分的时空变异性，是揭示沙漠生态系统生态一水文格局的基础。利用中子土壤水分仪的实测数据，对古尔班通古特沙漠树枝状沙丘土壤水分时空变异进行了系统分析。研究表明：①沙丘不同部位土壤水分随时间具有一致性变化规律，上层土壤和下层土壤的变化趋势有所不同。0～1m土层坡顶〉坡中〉坡脚，1～2m土层坡脚〉坡中〉坡顶。②土壤水分具有明显的季节变化和分层变化特征。春季是古尔班通古特沙漠土壤水分最丰富、变化最迅速的时期；0～40cm、40～140cm、140～200cm土层土壤水分变异系数分别为13．56％、5．35％和0．80％，与不同土层水分来源和消耗以及植物根系分布相对应；不同土层土壤水分的变异强度要大于不同部位土壤水分的变异强度。③植被和地形对土壤水分的空间分异作用明显，沙丘坡脚处以及荒漠灌木梭梭根区始终存在土壤水分相对富集区。

关键词：土壤水分时空变异沙丘古尔班通古特沙漠干旱区

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高温对花花柴(Karelinia caspica)光系统Ⅱ的影响

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中国沙漠 2013年第5期33卷 1371-1376页

作者：陈凤丽靳正忠李生宇徐新文李磊中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测试验站新疆策勒848300

生长在沙漠地区的植物经常遭受夏季正午短时间的高温胁迫,这在很大程度上限制了荒漠植物的光合作用。为了研究不同温度处理对塔克拉玛干沙漠南缘本土植物花花柴(Karelinia caspica)光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,分别在35、38、42、45、48、52℃... 详细信息

生长在沙漠地区的植物经常遭受夏季正午短时间的高温胁迫,这在很大程度上限制了荒漠植物的光合作用。为了研究不同温度处理对塔克拉玛干沙漠南缘本土植物花花柴(Karelinia caspica)光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,分别在35、38、42、45、48、52℃和55℃下胁迫15min后,测定其叶绿素荧光诱导曲线。结果表明:(1)叶片温度超过42℃后,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、单位面积上反应中心的数量(RC/CSo)、叶功能指数(PIABS)等PSⅡ荧光指标分别出现明显的升高或降低。(2)在45℃时,Fv/Fm、RC/CSo、PIABS等PSⅡ荧光指标出现大幅的升高或降低。(3)大于52℃时各指数出现极值。因此,42℃为花花柴正常生长的热阈值,超过此温度,会对花花柴的生长造成抑制;45℃为花花柴的PSⅡ的结构和功能受到伤害的阈值;52℃为失活的阈值,超过52℃,花花柴的PSⅡ反应中心将发生不可逆失活。

关键词：光系统Ⅱ 叶绿素荧光高温胁迫花花柴（Karelinia caspica）塔克拉玛干沙漠

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