检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2024年第8期60卷 95-108页

作者：王一君陈立欣陈左司南张志强许行姚飞陈胜楠北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站临汾042299 国家林业和草原局水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083 北京市共青林场北京101300

【目的】以杨树人工林生态系统为研究对象,研究环境因子与内源性昼夜节律对树木叶片水分生理和树干液流的生物物理调控机制,旨在揭示树木水分生理过程(叶片气孔导度、叶片蒸腾、叶片水势和树干液流)在夜间对不同环境稳定性条件的响应模... 详细信息

【目的】以杨树人工林生态系统为研究对象,研究环境因子与内源性昼夜节律对树木叶片水分生理和树干液流的生物物理调控机制,旨在揭示树木水分生理过程(叶片气孔导度、叶片蒸腾、叶片水势和树干液流)在夜间对不同环境稳定性条件的响应模式和影响因素。【方法】对位于北京市顺义区潮白河沿岸的欧美杨人工林,在生长季期间选定7个晴朗的昼夜,连续监测3棵样树的叶片气体交换和叶片水势。同时,使用热扩散探针技术监测样树的树干液流密度变化,同步记录环境因子变化,并使用日落后历时量化昼夜节律的影响。【结果】1)夜间出现树木气孔开放的现象,叶片蒸腾和液流同步发生。夜间环境稳定(v=0且ΔVPD≤0.1 kPa)条件下,树木水分生理指标主要受大气和土壤温度影响(P<0.05),且较弱。夜间液流与叶片气孔导度显著负相关(P<0.01),表明液流主要用于茎干补水。2)夜间环境波动(v>0或ΔVPD≥0.1 kPa)条件下,叶片气孔导度和树干液流密度受大气温度(T_(a))和VPD的正向调控,与空气湿度(RH)显著负相关(P<0.05),且T_(a)为主导影响因素。叶水势主要受T_(a)、土壤含水量(SWC)和温度(ST)的共同影响。夜间液流与叶片气孔导度、蒸腾速率和水势显著正相关(R^(2)=0.67)。3)日间环境波动较强,叶片水分生理指标与树干液流密度的相关性显著高于夜间,但叶片气孔导度与VPD呈负相关,且气孔导度与液流密度之间表现出解耦现象(P=0.078)。4)以日落后历时为表征的昼夜节律对树木水分生理指标的作用方式随夜间环境稳定性变化而不同。在夜间环境稳定条件下,日落后历时显著影响叶片气孔导度、叶片水势和叶片蒸腾(P<0.01);而在夜间环境波动条件下,该因子对叶片水分生理指标的影响程度均有所降低且对气孔导度和叶片水势的影响不显著(P_(1)=0.066,P_(2)=0.08),说明夜间环境波动影响了昼夜节律对树木水分生理过程的作用方式和程度。【结论】在夜间不同环境稳定性条件下,树木水分生理的生物物理过程和调控机制有显著差异,当环境因子波动较小时,树木水分生理过程受昼夜节律调控形成了显著的夜间模式,此时应考虑其对植物水分的影响。本研究强调了昼夜节律在调控林木水利用中的关键作用,并建议制定基于时间和环境稳定性的灌溉策略,以优化水分管理和应对气候变化。

关键词：环境稳定性昼夜差异树干液流叶片水分生理昼夜节律

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基于代表体元法的根土复合体本构计算与验证

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中国水土保持科学 2023年第2期21卷 107-116页

作者：李绍领黄建坤及金楠陈丽华山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京林业大学山西吉县041000 北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学水土保持学院北京100083

传统的根系固土计算方法没有考虑根系的存在对根土复合体弹性参数的影响,难以针对坡面数量庞大的根系进行高效地建模和计算。为研究植被根系对土体的增强作用和对边坡稳定性的影响,将根土复合体视为天然根系纤维增强复合材料,通过引入... 详细信息

传统的根系固土计算方法没有考虑根系的存在对根土复合体弹性参数的影响,难以针对坡面数量庞大的根系进行高效地建模和计算。为研究植被根系对土体的增强作用和对边坡稳定性的影响,将根土复合体视为天然根系纤维增强复合材料,通过引入代表体元(RVE)法,直接建立根土复合体三维本构关系,量化根系对土体的增强作用;现场采集山西吉县刺槐根系及土壤,通过不同埋根方式的直剪试验及反复剪切试验验证RVE法理论结果;最后通过数值模拟验证,RVE法获得的根土复合体等效力学参数用于评价边坡稳定性的可行性。研究表明:RVE法能预测根土复合体的等效弹性参数,其剪切弹性模量提升率与反复剪试验结果相比,相差仅为0.24%。RVE法理论计算得到的强度参数黏聚力c和内摩擦角φ与试验结果仅分别相差2.45 kPa和3°,而Wu模型计算的黏聚力c比试验结果高估约5倍。与素土边坡相比,根土复合体试验结果计算得到的边坡安全系数提高7.20%,RVE模型边坡提高9.78%,而Wu模型边坡安全系数提高29.33%。相比于RVE模型,Wu模型存在高估边坡稳定性的风险;因此,RVE法能准确预测根土复合体的弹性参数和强度参数c和φ的变化,根系对土体的增强作用,不仅体现在黏聚力的增强上,内摩擦角和等效弹性参数同样有变化。代表体元结合数值仿真的方式,为实现含大量根系边坡的稳定计算提供了新的方法和技术手段。

关键词：代表体元法根系固土直剪试验边坡稳定性等效力学参数

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北方土石山区冻融与水力复合作用对土壤侵蚀的影响

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水土保持学报 2024年第5期38卷 92-101页

作者：杨浩宇马岚陈仕媛北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学国家林业和草原局水土保持重点实验室北京100083 北京林业大学山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083

[目的]揭示冻融与水力作用在不同条件下对北方土石山区土壤侵蚀的影响。[方法]以北京市鹫峰地区土壤为研究对象,采用室内径流冲刷及冻融设备进行模拟试验,探讨在冻融与水力作用下冻融循环次数、坡度、流量、土壤初始含水率和冻融温差这... 详细信息

[目的]揭示冻融与水力作用在不同条件下对北方土石山区土壤侵蚀的影响。[方法]以北京市鹫峰地区土壤为研究对象,采用室内径流冲刷及冻融设备进行模拟试验,探讨在冻融与水力作用下冻融循环次数、坡度、流量、土壤初始含水率和冻融温差这5个影响因素对土壤产沙量与抗冲性的影响。[结果](1)土壤抗冲系数对各因素敏感程度大小为坡度>流量>冻融温差>冻融循环次数>初始含水率,其中坡度与流量对其具有显著影响(p<0.05);土壤产沙量对各因素敏感程度大小为流量>坡度>冻融温差>土壤含水率>冻融循环次数,其中流量对其具有极显著影响(p<0.01),坡度与冻融温差对土壤产沙量具有显著影响(p<0.05)。(2)冻融循环次数、坡度及流量的大小与土壤抗冲系数呈负相关,冻融温差大小却与其呈正相关,而抗冲系数随土壤初始含水率的增加呈先减小后增大的趋势。(3)土壤产沙量随流量、坡度和冻融循环次数的增大而增大,随着冻融温差整体温度的增大而减小;随着土壤含水率的增加,土壤产沙量呈先增大后减小的趋势;在冻融循环次数为7,10次时,土壤产沙率在径流冲刷中期(3~6 min)有峰值出现(96.7~99.7 g/min),随后趋于平稳。[结论]北方土石山区土壤在冻融与水力复合作用下受多种因素影响密切,研究结果有助对该地区复合侵蚀防治及合理配置水土保持措施提供理论支持。

关键词：冻融作用水力作用侵蚀规律抗冲性产沙量产沙率

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饱和黄绵土坡面细沟侵蚀微地形变化及其对水力学特征参数的响应

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土壤学报 2024年

作者：谭青芳陈峰庭黄钰涵赵明全常志勇吴嫡余新晓黄子轩韦娟广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室北京林业大学水土保持学院北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室广西水利电力职业技术学院

细沟侵蚀水力学特征参数与侵蚀后微地形变化间的关系是深入探究细沟侵蚀的重要机理。本文以黄绵土为研究对象，设置4个坡度5°、10°、15°、20°，4个流量2、4、8、16 L·min-1，采用宽0.10 m的限定性细沟模拟冲... 详细信息

细沟侵蚀水力学特征参数与侵蚀后微地形变化间的关系是深入探究细沟侵蚀的重要机理。本文以黄绵土为研究对象，设置4个坡度5°、10°、15°、20°，4个流量2、4、8、16 L·min-1，采用宽0.10 m的限定性细沟模拟冲刷试验，结合运动恢复结构摄影测量法，分析了坡面细沟水力学特征参数与微地形变化间的关系。结果表明：试验条件下，流速的变化范围为0.23～0.92 m·s-1，坡度较流量对流速的影响大；雷诺数和弗劳德数的变化范围分别为255～2 358和1.89～5.90，上述水力学特征参数均随坡度和流量增大而增大（P<0.05），阻力系数则相反。地表粗糙度、地形起伏度和地表切割深度的变化范围分别为0.33～2.35、0.47～4.35和0.53～2.53cm,3个微地形因子与流速、雷诺数、弗劳德数之间呈正相关性，与阻力系数呈负相关性，且随流速和雷诺数的增加分别呈线性和幂函数增加的趋势。综上，随着坡度和流量的增大地表微地形因子均有不同程度的增大，标志着坡面微地形向着有利于侵蚀发生的方向进行。水流的水力学特征参数（如流速、雷诺数）对地表微地形变化具有显著影响，地表粗糙度、地形起伏度和地表切割深度对流速和雷诺数变化的响应遵循线性和幂函数关系，小流量时地表粗糙度变幅最大，随着流量增大，地表起伏度和地表切割深度变幅逐渐增大，表明侵蚀过程中径流下切作用强烈，细沟侵蚀深度不断增大。研究结果可为黄绵土坡耕地水土流失治理工作以及区域生态修复研究提供理论支撑。

关键词：细沟侵蚀水力学特性饱和地表糙度地表切割深度

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刺槐根系和根际土对7种乔灌草植物的化感潜力

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生态环境学报 2024年第9期33卷 1406-1415页

作者：朱玲魏天兴于欢王仙范德卉赵雨琪北京林业大学地理系/山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站/北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京100083

刺槐(Robiniapseudoacacia)抗干旱胁迫能力、生长速率和适应性较强,是黄土丘陵区主要造林树种之一。为探究刺槐根系和根际土对该区常见乔木、灌木和草本植物的化感潜力,以刺槐根系和根际土为实验材料,采用生物测定法,设定根系和根际土... 详细信息

刺槐(Robiniapseudoacacia)抗干旱胁迫能力、生长速率和适应性较强,是黄土丘陵区主要造林树种之一。为探究刺槐根系和根际土对该区常见乔木、灌木和草本植物的化感潜力,以刺槐根系和根际土为实验材料,采用生物测定法,设定根系和根际土浸提液质量浓度为0.5、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0mg·mL^(-1),测定不同质量浓度浸提液对冰草(Agropyroncristatum)、侧柏(Platycladusorientalis)、刺槐、胡枝子(Lespedezabicolor)、绣线菊(Spiraea salicifolia)、油松(Pinustabuliformis)、紫花苜蓿(Medicagosativa)种子萌发和幼苗生长的影响,分析其化感作用。结果表明,刺槐根系和根际土对受体植物各指标的化感作用受到质量浓度、受体植物种类和化感物质来源,及两两之间交互作用的显著影响。1)刺槐根系和根际土浸提液促进刺槐和绣线菊的种子萌发,促进作用随浸提液质量浓度增加而加强,对绣线菊的促进作用强于刺槐;根际土对刺槐种子萌发的促进作用强于根系,对绣线菊来说则相反。刺槐根系和根际土浸提液对冰草、侧柏、胡枝子、油松、紫花苜蓿种子萌发的化感作用规律一致,呈现“低促高抑”的效应。2)刺槐根系和根际土浸提液对胡枝子、冰草、侧柏、油松、绣线菊和刺槐幼苗生长的化感作用一致,其中根系和根际土浸提液促进胡枝子幼苗生长,促进作用随浸提液质量浓度的增加先增强后减弱,且根系的促进作用强于根际土;对其他5种受体植物均表现为“低促高抑”的效应。刺槐根系和根际土浸提液对紫花苜蓿幼苗生长的化感作用不一致,根系浸提液抑制紫花苜蓿的幼苗生长,根际土浸提液对其呈现“低促高抑”的效应。该研究可为刺槐林的乔灌草复合搭配提供科学依据。

关键词：刺槐根系根际土化感潜力种子萌发幼苗生长人工林

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贺兰山不同坡向和海拔梯度土壤团聚体组成和稳定性变化特征及其影响因素

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生态学报 2024年第17期44卷 7770-7785页

作者：秦崧悦吴新亮褚保森张智勇郑成浩刘峰张帅发周金星北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 广东省科学院生态环境与土壤研究所广州510650

认识山地土壤团聚体稳定性的空间分异规律,对山地生态系统功能评估与土壤侵蚀防治具有重要意义。为探究干旱区山地土壤团聚体稳定性空间变化特征及其影响因素,选取贺兰山不同坡向(西北、东南、东北和西南)和海拔梯度(1300—2800 m)的表... 详细信息

认识山地土壤团聚体稳定性的空间分异规律,对山地生态系统功能评估与土壤侵蚀防治具有重要意义。为探究干旱区山地土壤团聚体稳定性空间变化特征及其影响因素,选取贺兰山不同坡向(西北、东南、东北和西南)和海拔梯度(1300—2800 m)的表层(0—10 cm)和表下层(10—20 cm)土壤为研究对象,测定了土壤水稳性大团聚体和微团聚体组成,分析了土壤团聚体稳定性的空间分异特征,揭示了土壤团聚体稳定性与地形,植被和土壤性质之间的关系。结果表明:研究区土壤以>2 mm和0.25—0.05 mm粒级团聚体为主。综合土壤粘粒分散系数(CDC)和粘粒分散率(CDR)分析,东北坡和西南坡土壤微团聚体稳定性较优于西北坡和东南坡。对于土壤水稳性大团聚体稳定性指数,东北坡团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)最低,分别为1.56 mm和0.44mm,土壤水稳性团聚体稳定性最差。随海拔升高,土壤CDC和CDR减小,团聚度(DOA)增大,表层土壤GMD呈上升的趋势,而表下层土壤MWD和GMD值减小。冗余分析表明土壤理化性质是影响不同海拔和坡向下土壤团聚体稳定性的主要因素,其中土壤容重、毛管孔隙度、粘粒含量和交换性Mg2+是主要影响因子。

关键词：坡向海拔土壤团聚体团聚体稳定性山地生态系统

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1990—2020年黄土高原典型县域植被覆盖变化及影响因素

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干旱区研究 2024年第1期41卷 147-156页

作者：赵雨琪魏天兴北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业局重点实验室林业生态工程教育部工程研究中心山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083

为探究吉县近30 a植被动态演变规律及其影响因素,本研究基于Landsat影像,结合气象、土地利用、夜间灯光等数据,采用趋势分析、偏相关分析、随机森林、残差分析等方法探究吉县植被覆盖度时空变化特征及气候和人为因素对植被变化的影响。... 详细信息

为探究吉县近30 a植被动态演变规律及其影响因素,本研究基于Landsat影像,结合气象、土地利用、夜间灯光等数据,采用趋势分析、偏相关分析、随机森林、残差分析等方法探究吉县植被覆盖度时空变化特征及气候和人为因素对植被变化的影响。结果显示:(1)1990—2020年研究区植被覆盖度(FVC)整体呈显著上升趋势,FVC年均增长速率约为0.49%,植被质量明显改善。(2)吉县FVC具有明显的“低值-高值”交错分布的空间特征。1990—2020年FVC显著增加区占51%,FVC显著减少区占7%。(3)气候因素对部分FVC高值区和建筑区植被生长起抑制作用,对其余地区植被覆盖起促进作用。将人类活动作为全域影响因素考虑时气候和人类活动对植被动态的贡献率分别为53.43%、46.57%,将其作为局域变量时相对贡献率减少至13.07%。人类活动在特定地区如吉县中部和东部是植被退化的重要影响因素,西侧和南部的植被恢复也与之相关。研究结果可为区域生态修复工作进一步开展提供科学依据。

关键词：植被覆盖度 Google Earth Engine 气候变化人类活动黄土高原

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金沙江流域气象干旱与农业干旱的时空演变特征

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水土保持研究 2025年第4期32卷 176-188页

作者：安妮张会兰许杨柳宏才孙嘉宁北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 重庆缙云三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站重庆400711

[目的]金沙江流域作为西南高山峡谷区的重要生态区域,近年来干旱事件频发,研究其干旱的时空变化特征及传播规律对流域水资源管理、农业生产安全和生态保护具有重要的理论与实践意义。[方法]气象干旱是由于某一区域长期缺乏降水而导致的... 详细信息

[目的]金沙江流域作为西南高山峡谷区的重要生态区域,近年来干旱事件频发,研究其干旱的时空变化特征及传播规律对流域水资源管理、农业生产安全和生态保护具有重要的理论与实践意义。[方法]气象干旱是由于某一区域长期缺乏降水而导致的一种异常现象,而农业干旱是指土壤水分不能满足植物不同生长阶段需水量的一种不良现象。采用金沙江流域1985—2015年40个站点的气象数据及CCI土壤数据集,基于标准化降水指数(SPI)和标准化土壤湿度指数(SSMI)以及Morlet小波分析等方法探究流域内气象干旱和农业干旱多尺度时空特征、周期性变化及传播规律。[结果](1)年尺度上,流域在气象和农业方面均存在干旱化趋势。在季节尺度上,SPI的变化趋势在4个季节存在较大差异,秋季干旱化趋势最为严重;SSMI的变化趋势没有显著的季节差异,干旱化和湿润化的趋势并不明显。在空间上,气象和农业分别在41.0%和38.5%的区域有干旱化的趋势,均分布在流域南部;41.4%和43.4%的区域有湿润化趋势,均分布在流域北部,呈现“北湿润化南干旱化”的分布格局,干旱的发生有明显的空间性和季节性差异。(2)1985至2015年间,该流域气象干旱主要表现出9a的主周期,而农业干旱则表现为18a的主周期;2000年后干旱频率和强度增加,气象和农业均呈现出向干旱化发展的趋势。(3)从干旱发生频率上看,气象干旱主要集中在流域北部和南部,农业干旱没有明显的空间分布特性。气象干旱在春夏季高发,无旱和轻旱发生频率最高。农业干旱在夏秋两季高发,轻旱发生频率最高。(4)气象干旱向农业干旱的传播时间主要集中在1~2个月,流域高海拔地区(上游)两种干旱之间的传播时间较长,而低海拔地区(下游)的传播时间较短。传播强度具有一定的时空差异性,时间上春、夏季节干旱传播强度最大,DPI>1的区域分别占43.0%和51.0%。空间上流域北部和南部传播强度最大,农业干旱对气象变化的响应更为敏感。[结论]金沙江流域不同地区不同季节气象干旱与农业干旱发生的特征差异明显,未来应更多关注下游地区夏、秋季节的干旱变化,提高该地区的抗旱减灾能力。

关键词：金沙江流域气象干旱农业干旱干旱指数时空特征干旱传播

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科尔沁沙地南缘典型林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究

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干旱区资源与环境 2023年第9期37卷 144-153页

作者：王旭贾国栋岳永杰孟君牛云明北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 内蒙古农业大学林学院呼和浩特010010

研究科尔沁沙地南缘人工林枯落物层与土壤层对该地区水文效应的影响,为该地区之后人工林的经营与恢复提供理论依据。以不同配置模式的人工林为研究对象,利用熵权法对不同配置模式的人工林水源涵养能力进行评估。对于不同配置模式中的枯... 详细信息

研究科尔沁沙地南缘人工林枯落物层与土壤层对该地区水文效应的影响,为该地区之后人工林的经营与恢复提供理论依据。以不同配置模式的人工林为研究对象,利用熵权法对不同配置模式的人工林水源涵养能力进行评估。对于不同配置模式中的枯落物持水量与浸水时间、枯落物吸水速率与浸水时间以及土壤入渗时间与入渗速率进行拟合,均呈现出显著的函数关系;针阔混交林模式在枯落物有效拦蓄量、土壤最大持水量、土壤有效持水量和毛管持水量中均为最大,灌木纯林最小,其它的配置模式在枯落物层和土壤层的水文过程中表现有所差异;运用相关性分析和主成分分析对林地涵养水源指标进行分析和因子筛选,最终筛选出9个指标对6种不同的配置模式进行枯落物层和土壤层水文效应进行综合评价,表明水源涵养能力最强的针阔混交林模式,并且不同配置模式中混交林在枯落物层与土壤层的整体表现都优于纯林。

关键词：人工林枯落物层土壤层水文效应

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氮水添加对黑沙蒿种子功能性状的影响

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植物生态学报 2024年第12期48卷 1637-1649页

作者：马斌佘维维秦欢宣瑞智宋春阳袁新月苗春刘靓冯薇秦树高张宇清北京林业大学水土保持学院宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 北京林业大学林业生态工程教育部工程中心北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京林业大学林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

种子性状对植物种群繁殖更新具有重要影响,了解黑沙蒿(Artemisiaordosica)种子性状对氮沉降及降水变化的响应,可为预测未来气候变化背景下荒漠植物群落演替方向提供理论基础。该研究以宁夏毛乌素沙地连续8年(2015–2022)的野外氮、水控... 详细信息

种子性状对植物种群繁殖更新具有重要影响,了解黑沙蒿(Artemisiaordosica)种子性状对氮沉降及降水变化的响应,可为预测未来气候变化背景下荒漠植物群落演替方向提供理论基础。该研究以宁夏毛乌素沙地连续8年(2015–2022)的野外氮、水控制实验(自然降雨、增水20%、增水40%和0、20、60 kg N·hm^(–2)·a^(–1)全因子交互)平台为依托,测定了氮、水添加对黑沙蒿种子形态、生理和化学性状的影响;采用培养皿萌发实验并通过观测萌发种子数量计算各萌发指标,探究了各处理种子在两种培养温度下(25℃/15℃、20℃/10℃)的萌发特性。结果表明:(1)氮、水添加及其交互作用均显著改变了黑沙蒿种子质量、长度、宽度、曲率、体积、形状系数等形态性状,增水使种子变小,氮添加使种子变大,增水20%削弱了氮添加对种子变大的作用,增水40%时,氮添加使种子变小;(2)常温(25℃/15℃)下种子萌发率总体高于低温(20℃/10℃),低温下,种子萌发性状受亲本氮、水添加影响更大,且仅增水20%、40%处理下,种子萌发率更高;(3)氮、水添加处理下,种子长、宽、质量等形态大小性状调节扩散和幼苗建立功能,种子形状系数、2 h吸水率、萌发率和萌发速率共同调节种子萌发时间,单独增水或氮添加使黑沙蒿种子只倾向于单一功能(扩散建立或萌发)的变异,而同时增水与氮添加使黑沙蒿种子两类功能均发生变异。研究结果表明,黑沙蒿种群繁殖更新策略在全球气候变化中有较大的可塑性,可通过种子性状变异改变在氮沉降及降雨增多情形下的种子扩散建立与萌发功能策略。

关键词：氮沉降降雨增多黑沙蒿种子性状萌发繁殖

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