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1. chinaXiv:201909.00059 [pdf]

春玉米叶片光合生理参数对土壤水分的阈值响应及其生产力分级

任丽雯; 王兴涛; 赵鸿; 王润元
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

试验设正常灌水处理和干旱胁迫处理,讨论春玉米叶片的光合生理参数对土壤水分的阈值响应并进行生产力分级。结果表明:正常灌水处理的叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)呈单峰曲线变化,胞间CO2浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)对水分变化具有相反的响应变化。干旱胁迫处理下叶片的Pn、Tr在进行控水后明显下降,灌浆以前Pn下降主要是由气孔限制引起的。随着水分胁迫的加剧,光合结构受损,Pn下降,主要受非气孔因素限制。短期干旱胁迫会适当降低玉米的水分利用效率(WUE),但是下降程度不显著,WUE能达到中等水平。长期严重的水分胁迫后,WUE下降明显,与正常灌水处理相比差异极显著。以光合生理参数为指标对玉米土壤水分有效性及生产力进行分级与评价,确定当36.8%<土壤相对湿度(RWC)<42.7%时为低产低效水;42.7%

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2. chinaXiv:201909.00060 [pdf]

土壤水分胁迫对紫花苜蓿光合特性及其生物量的影响

刘军; 齐广平; 康燕霞; 马彦麟; 栗志
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

紫花苜蓿是我国重要的豆科牧草,具有较强的抗旱能力,而水分亏缺是影响其产量的主要逆境因子之一。通过大田试验对不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性及产量进行研究,结果表明:① 土壤水分胁迫对紫花苜蓿光响应参数影响显著(P<0.05),随着水分胁迫的加剧,最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点逐渐降低,暗呼吸速率、光补偿点逐渐升高,从而直接影响紫花苜蓿光合作用对弱光的吸收和转化效率。② 随着水分胁迫的加剧紫花苜蓿叶片的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)呈显著的下降趋势,气孔导度(Gs)呈先下降后上升的趋势,表明轻度水分胁迫下气孔因素是Pn下降的主要因素,中度和重度水分胁迫下非气孔因素是Pn降低的主要因素。③ 当光合有效辐射(PAR)为1 200 μmol·m-2·s-1时,轻度水分胁迫的水分利用效率(WUE)显著大于充分灌溉的WUE (P<0.05),表明适度水分胁迫可提高紫花苜蓿叶片的水分利用效率。④ 轻度水分胁迫与充分灌溉干草产量之间无显著差异,表明轻度水分胁迫能达到高产节水的目的。

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3. chinaXiv:201909.00061 [pdf]

塔克拉玛干沙漠西南部的短命植物及其新记录种

艾沙江·阿不都沙拉木; 帕太木·依明; 卡迪尔·阿布都热西提; 张凯
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

本文采用野外实地调查、标本整理及资料查阅的方法,研究塔克拉玛干沙漠西南部荒漠环境的短命植物,分析其种类组成、生活型特征(物候特性)和植物区系类型。结果:① 研究区的短命植物种类有十字花科、禾本科、菊科、紫草科、茄科、车前科、罂粟科及牻牛儿苗科等8科21属的27种,其中十字花科有15种。新记录种有卷果涩荠、大蒜芥、蝎尾菊、偏穗雀麦、旱麦草、中亚天仙子、牻牛儿苗、垂果大蒜芥及砂蓝刺头等10种,占该区域短命植物的37%。② 该区域短命植物生活史特征有夏性、冬性及春性。③ 该区域短命植物分别属于北温带分布、地中海-西亚至中亚分布、旧世界温带分布、世界分布及中亚分布,其中北温带分布及地中海-西亚至中亚分布的植物有15种,占研究区统计种类的51.86%。该研究结果丰富了新疆南部特殊生境下的短命植物类群,为开发和保护该地区植物种质资源及揭示短命植物对不同生态环境的响应具有重要意义。

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4. chinaXiv:201909.00062 [pdf]

盐旱耦合胁迫对费尔干猪毛菜种子萌发及其幼苗生长的影响

塔伊尔·买买提江; 马亚丽; 兰海燕
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

本研究采用双因素组合实验,探讨盐(NaCl)、干旱(PEG 6000)对费尔干猪毛菜(Salsola ferganica)种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示:① 费尔干猪毛菜种子萌发能耐受较高浓度NaCl和PEG胁迫。低浓度NaCl或PEG胁迫下,费尔干猪毛菜去翅种子和具翅种子萌发率与对照无显著差异,高浓度NaCl或PEG处理下,去翅种子萌发率35%以上,显示较强的耐盐、耐旱性;盐旱耦合处理下,不同低浓度PEG能够显著缓解中浓度NaCl对种子萌发的抑制作用。② 随NaCl浓度升高,具翅种子恢复萌发率逐渐上升,而去翅种子则维持较低水平;随着PEG浓度的升高,2种种子恢复萌发能力显著降低;盐旱耦合处理下2种种子的恢复萌发率与NaCl胁迫具有相同趋势。③ NaCl或PEG对去翅种子幼苗的影响比具翅种子强,特别是PEG处理;随NaCl或PEG浓度升高,2种种子幼苗的株高和根长均降低;盐旱耦合处理下低浓度NaCl对去翅种子幼苗的影响比具翅种子小(除了100 mmol·L-1 NaCl+25 g·L-1 PEG处理),中浓度NaCl对去翅种子幼苗的影响比具翅种子强,高浓度NaCl处理下随PEG浓度升高,2种种子幼苗的株高和根长均降低。以上结果显示,费尔干猪毛菜在萌发期和幼苗期具有较强的耐盐耐旱性,盐旱耦合在一定程度上能够缓解盐离子毒害效应,这对其度过早期恶劣环境具有重要的生态学意义;果翅对种子在胁迫下进入次级休眠,从而补充土壤种子库起到重要作用。

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5. chinaXiv:201909.00063 [pdf]

沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应

孙姗姗; 刘新平; 魏水莲; 张铜会; 何玉惠; 车力木格; 吕朋; 王明明
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

为研究沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应过程,于2016年4月中旬利用40个2 m×2 m×2 m的混凝土样方池,通过人工增雨及遮风网降低风速的方法开展模拟控制实验。结果表明:① 风速、降水以及两者的协同作用对萌发物种数无显著影响 (P>0.05)。风速降低20%和降水增加60%使种子萌发物种数与对照相比分别增加4.9%和1.3%;风速降低20%条件下,自然降水和降水增加60%均可使种子萌发物种数增加7.2%。② 不同降水处理会使植物幼苗密度大幅度降低、高度波动变化;风速降低可以较显著地促进沙地植物幼苗生长高度,特别是优势植物猪毛菜(Salsola collina)、大果虫实(Corispermum macrocarpum)的生长高度(P<0.01)。在自然风速条件下,降水增加30%明显促进猪毛菜幼苗高度生长,降水增加60%则相反;风速降低20%条件下,降水增加60%可以大幅度的促进雾冰黎(Bassia dasyphylla)幼苗的生长高度;风速降低40%与降水增加30%和60%的协同作用使雾冰黎、猪毛菜和大果虫实幼苗的生长高度均明显降低。③ 不同风速和降水处理对植被的Simpson优势度指数(D)、香浓–威纳多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)无显著影响(P>0.05)。以上研究结果表明:降水增加30%对种子萌发阶段物种丰富度的抑制作用较大;与降水相比,风速是沙地植物幼苗生长高度的主要影响因素,并且自然降水条件下,风速降低40%可以使沙地植物幼苗生长高度最大限度地增加;沙地植被物种多样性指数对降水及风速的变化不敏感,这说明科尔沁沙地生态系统群落结构相对较为稳定。

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6. chinaXiv:201909.00064 [pdf]

基于神经网络的玛纳斯河流域植被地上生物量反演

张媛; 王玲; 包安明; 刘海隆
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

植被生物量反映了生态系统获取能量的能力,分析其分布特征对了解生态系统结构和功能具有十分重要的意义。传统的反演植被地上生物量的方法往往由于样本的缺少,以及影响因子的不确定性而导致预估精度不高。本文选用ELM对105块实测样本的遥感因子(TM影像灰度值和植被因子等10个因子)进行训练,用余下34块样地进行验证,结果表明:ELM反演植被地上生物量,可以获得较高的精度,模型预测结果与实测结果的曲线拟合决定系数R2达0.89。此外,对2010—2015年玛纳斯河流域的植被地上生物量进行反演,认为流域内上游山区生物量大部分较为稳定,中游平原区生物量呈现增加趋势,下游荒漠区生物量则呈现退化趋势。

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7. chinaXiv:201909.00065 [pdf]

中间锦鸡儿冠层降雨再分配特征

田娜; 古君龙; 杨新国; 王磊; 王兴; 陈林; 宋乃平
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

以荒漠草原人工中间锦鸡儿(Caragana intermedia)灌丛为对象,研究降雨量及降雨强度对两类形态灌丛(健康组和退化组)穿透雨、树干茎流和冠层截留的影响。结果表明:① 试验期间共观测到有效降雨33次,以中小降雨事件为主,总降雨量为251 mm,次平均降雨量和平均降雨强度分别为7.6 mm和1.14 mm·h-1,其中降雨量<2 mm,降雨强度<1 mm·h-1的降雨事件出现次数最多。② 健康组和退化组中间锦鸡儿平均穿透雨率、树干茎流率和冠层截留率分别为66.7%、8.5%、24.8%和75.4%、8.7%、16.0%,两类形态灌丛之间穿透雨和截留存在显著差异(P<0.05)。③ 两类形态灌丛的穿透雨量、树干茎流量、截留量与降雨量成线性函数、对数函数和幂函数关系,且其穿透雨率、树干茎流率和截留率与降雨量、降雨强度之间成对数函数和幂函数关系。灌丛形态退化显著改变了冠层降雨再分配格局,冠层截留显著降低,穿透雨显著增加,潜在提高了降水对土壤水分的直接补充,一定程度上有利于人工中间锦鸡儿稳定性的维持。

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8. chinaXiv:201909.00066 [pdf]

新疆伊犁与哈萨克斯坦新疆野苹果〔Malus sieversii (Ledeb.) Roem.〕种群年龄结构

张苹; 吕昭智; 张鑫; 赵想平; 张永光; Gulzhanat Tanabekova; Maisupova Bagila; Adilbayeva Zhanera; 崔志军
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

人类活动和自然环境的胁迫加速了中亚地区新疆野苹果〔Malus sieversii (Ledeb.)Roem.〕种群栖息环境的丧失,新疆野苹果种群面积和生存力趋于下降。本文以第三纪孑遗植物新疆野苹果为研究对象,野外系统调查新疆野苹果种群的生存现状,比较新疆伊犁和哈萨克斯坦分布的新疆野苹果种群年龄结构及果实产量,对两地当前新疆野苹果种群变化进行了分析。研究结果显示:当前伊犁地区和20世纪70年代哈萨克斯坦新疆野苹果种群的龄级结构主要以中龄(15~50 cm)树为主,而幼龄(0~15 cm)与老龄(50~75 cm)树较少。1969年和1970年哈萨克斯坦的新疆野苹果种群生存力最弱,种群为衰退型(Deevey Ⅲ),但其产量较高;2016年和2017年伊犁的新疆野苹果种群生存力相对较弱,种群趋于衰退(Deevey Ⅲ),产量较低;2013年哈萨克斯坦新疆野苹果种群生存力相对最强,种群最稳定(Deevey Ⅱ);幼龄个体的缺乏是新疆野苹果种群趋于衰退的关键因子。目前,在哈萨克斯坦新疆野苹果保护区内需进行适当放牧干扰,以扩大种子的传播,提高种子的萌发;新疆地区以建立保护区为主,杜绝新疆野苹果的采收和降低野果林内的割草强度,以保护幼苗的生存数量,提高新疆野苹果的种子库,加快新疆野苹果种群更新。

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9. chinaXiv:201909.00067 [pdf]

陕北固沙林恢复过程中土壤碳氮组分库特征与固存效应

哈斯尔; 郑嗣蕊; 涂伊南; 万家鸣; 杨咪咪; 黄悦; 余可; 佟小刚
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选取陕北毛乌素沙地从半固定沙地到恢复23~54 a的灌木和乔木固沙林地,采用密度分组法分析表层土壤轻、重组分碳氮含量、C/N的演变及累积速率、固定碳氮贡献率特征。结果表明:固沙林从恢复23~54 a,乔木和灌木林土壤轻组碳分别增加了14.0~40.6倍和8.8~19.2倍,显著高于对应重组碳3.2~7.7倍和3.5~8.1倍的增幅;对应轻组氮分别增加了14.5~40.9倍和11.8~29.1倍,也显著高于重组氮4.6~8.5倍和4.4~12.6倍的增幅,说明轻组碳氮相对重组碳氮对固沙林恢复更加敏感。土壤轻重组碳氮含量增加使得乔木和灌木林轻组碳密度增速分别达0.57 mg·hm-2·a-1和0.26 mg·hm-2·a-1,重组碳密度增速则仅为0.18 mg·hm-2·a-1和0.20 mg·hm-2·a-1;同时,轻组氮密度增速分别达0.03 mg·hm-2·a-1和0.02 mg·hm-2·a-1,重组氮密度增速则分别达0.02 mg·hm-2·a-1和0.04 mg·hm-2·a-1。按此碳氮组分增速,到固沙林恢复54 a时,乔木林和灌木林土壤轻组碳可分别贡献75.9%和59.4%的全有机碳增量;土壤重组氮则可贡献44.6%和63.9%的全氮增量。另外,恢复54 a两种林地土壤重组C/N分别比半固定沙地降低11.4%和38.5%。但轻组C/N在乔木林并无显著变化,在灌木林恢复23~54 a土壤轻组C/N降低了21.7%~31.0%,显著改变了土壤碳库性质。表明陕北固沙林恢复土壤表现出显著的固定碳氮效应,并且乔木林有更好的固碳能力,灌木林则有较好的固氮效应。

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10. chinaXiv:201909.00068 [pdf]

新疆准噶尔盆地未开垦盐碱地土壤重金属评价及其来源

米晓军; 任雯; 雒琼; 马健
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

为了解新疆准噶尔盆地未开垦盐碱地土壤中重金属的污染状况,在未开垦盐碱地采集土壤样品,测定汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)和硒(Se) 7种重金属元素的含量。运用多元统计分析方法、污染指数评价方法,并结合新疆土壤背景值(Se采用乌鲁木齐市背景值)对不同土层(0~20 cm,20~40 cm)进行调查和评价,并对重金属的来源进行分析。结果表明:研究区土壤中Hg、Cd、Pb、Cr、Ni、As、Se 7种重金属元素在0~20 cm土层平均值为0.023、0.165、17.999、62.587、29.928、16.325 mg·kg-1和0.696 mg·kg-1;在20~40 cm土层土壤中平均值为0.021、0.148、17.497、61.091、29.995、17.384 mg·kg-1和0.634 mg·kg-1。除Pb元素外,其他元素均不同程度超过对应的新疆土壤背景值,7种元素在2个土层中无污染、轻度污染样点所占比例分别为66.2%~100%和74.7%~100%;内梅罗综合污染指数评价结果以轻度污染为主,2个土层轻度污染样点占比均为78.4%。Cd、As、Se重金属元素的来源以自然因素为主,主要与土壤母质的组成和性质有关,影响因素包括山地岩石风化和季节性洪水搬运等;Cr、Pb、Hg元素的来源主要受人为因素的影响,工业开发、交通运输、煤炭燃烧产生的烟气中所携带的重金属沉降到土壤中,是造成未被开垦和破坏的自然盐碱地土壤背景值升高的主要原因;而Ni元素的来源可能是人为因素和自然因素共同作用的结果。

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