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东北东部山区8个主要树种耐旱性评价研究

西北植物学报 2019年第1期39卷 156-163页

作者：段瑞兵孙慧珍中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 东北林业大学生态研究中心哈尔滨150040

耐旱性对于树木存亡具有一定的指示作用。该研究以东北东部山区野外自然生长的8个树种——白桦、黄菠萝、胡桃楸、水曲柳、蒙古栎、春榆、兴安落叶松和红松为研究对象,通过测定各树种PV曲线水分参数(7个),同时结合蒸腾速率、枝叶清晨和... 详细信息

耐旱性对于树木存亡具有一定的指示作用。该研究以东北东部山区野外自然生长的8个树种——白桦、黄菠萝、胡桃楸、水曲柳、蒙古栎、春榆、兴安落叶松和红松为研究对象,通过测定各树种PV曲线水分参数(7个),同时结合蒸腾速率、枝叶清晨和中午水势、初始致死含水率和持水力等5个实测水分指标,对比分析以单个水分指标、综合水分指标评价耐旱性的差异。结果表明:(1)分别以PV曲线水分参数ψ_(tlp)和ψ_(sat)等衡量8个树种的耐旱性,发现单个水分指标对8个树种的耐旱性强弱排序有所不同,有的甚至完全相反;但通过PV曲线获取的水分参数ψ_(sat)-ψ_(tlp)、RWC_(tlp)、ROWC_(tlp)、ε_(max)和b值排序基本一致,其耐旱性强弱依次为:红松>胡桃楸>黄菠萝>白桦>兴安落叶松>蒙古栎>春榆>水曲柳。(2)以PV曲线7个水分参数综合评价结果显示,8个树种的耐旱性强弱依次为:红松>胡桃楸>黄菠萝>兴安落叶松>蒙古栎>白桦>春榆>水曲柳;以实测5个水分指标综合评价结果显示,8个树种的耐旱性强弱依次为:红松>蒙古栎>兴安落叶松>黄菠萝>水曲柳>春榆>白桦>胡桃楸;两者之间存在一定差异,特别是胡桃楸、蒙古栎和水曲柳位置发生了较大变化。(3)采用12个指标进行综合评价,结果发现8个树种的耐旱性强弱依次为:红松>黄菠萝>蒙古栎>兴安落叶松>胡桃楸>春榆>白桦>水曲柳。研究认为,12个指标的综合评价结果比较符合东北东部山区8个树种天然分布的生态特征。

关键词：东北东部山区主要树种耐旱性综合评价

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确定P-V曲线中质壁分离点的方法比较

南京林业大学学报（自然科学版） 2016年第4期40卷 89-94页

作者：段瑞兵孙慧珍东北林业大学生态研究中心黑龙江哈尔滨150040

质壁分离渗透势（Ψtlp ）与质壁分离相对含水量（ CRW，tlp ）作为重要的水分生理参数，被认为是衡量树木耐旱性强弱的重要指标。为了验证不同方法确定质壁分离点的差异，笔者对比了Ⅰ型与Ⅱ型标绘P-V曲线类型，采用Ⅱ型标绘方式，利... 详细信息

质壁分离渗透势（Ψtlp ）与质壁分离相对含水量（ CRW，tlp ）作为重要的水分生理参数，被认为是衡量树木耐旱性强弱的重要指标。为了验证不同方法确定质壁分离点的差异，笔者对比了Ⅰ型与Ⅱ型标绘P-V曲线类型，采用Ⅱ型标绘方式，利用常见的数学法、图形法和程序法分析了东北东部山区主要树种的Ψtlp和CRW，tlp。结果表明：Ⅰ型8个树种Ψtlp和CRW，tlp平均值分别较Ⅱ型高出0．20 MPa和3．17％。其中两种标绘类型对针叶树兴安落叶松和红松参数求解影响大于阔叶树。不同标绘类型改变了树种间参数的对比关系。Ⅱ型中除了程序法求解春榆Ψtlp显著高于数学法外（P＜0．05），其他树种3种方法求解Ψtlp及CRW，tlp均无显著性差异（P＞0．05）。3种方法求解的同一参数间的线性方程决定系数在0．63～0．90之间（ P＜0．01）。其中，数学法与图形法线性关系最好，数学法与程序法、图形法与程序法线性关系次之。Ⅱ型标绘P-V曲线图形变化平缓，曲线部分与直线部分分界明显，可较好地估计水分参数。图形法在适用性上具有优势。

关键词： P-V曲线质壁分离渗透势质壁分离相对含水量质壁分离点确定方法

免耕覆盖提升土壤水分利用和马铃薯产量的协同效应

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水土保持学报 2024年

作者：韩固侯贤清段瑞兵马媛刘亚楠李荣宁夏大学农学院中国林业科学研究院沙漠林业试验中心

[目的]针对宁夏南部山区春旱与春寒并重、土壤有效耕层浅等问题,为探究免耕覆盖对提升土壤水分利用和马铃薯产量的协同效应。[方法]于2014 2016年连续3年在秋作物收获后设置免耕覆盖秸秆(NJ)、免耕覆盖地膜(ND)、免耕不覆盖(NB)3种不同... 详细信息

[目的]针对宁夏南部山区春旱与春寒并重、土壤有效耕层浅等问题,为探究免耕覆盖对提升土壤水分利用和马铃薯产量的协同效应。[方法]于2014 2016年连续3年在秋作物收获后设置免耕覆盖秸秆(NJ)、免耕覆盖地膜(ND)、免耕不覆盖(NB)3种不同免耕覆盖模式、以翻耕不覆盖为对照(CK)、分析休闲期免耕覆盖模式对宁南旱区土壤蓄水保墒效果、降水利用和马铃薯产量的影响。[结果]休闲期土壤蓄水量和蓄水效率均在相对枯水年以ND处理最高,分别较CK提高7.60%和140.35%;平水年和枯水年均以NJ处理最高,分别较CK显著提高11.18%、65.43%、28.42%和122.72%。NJ处理在平水年、枯水年苗期-收获期及相对枯水年蕾期-收获期土壤蓄水量最高,分别平均较CK提高10.51%、12.89%、20.04%;ND处理在相对枯水年苗期土壤蓄水量较CK显著提高11.42%。免耕覆盖秸秆处理对相对枯水年马铃薯现蕾-膨大期100～140 cm土层,平水年40～100 cm土层、枯水年0～40、100～160 cm土层土壤蓄水效果最佳,免耕覆盖地膜处理对平水年和枯水年180～200 cm土层土壤蓄水效果最佳。在相对枯水年生育前期(播种-现蕾期)和枯水年生育中期(现蕾-膨大期)ND处理耗水量分别较CK显著提高22.26%和36.57%;NJ处理在相对枯水年和枯水年生育后期(膨大-收获期)、平水年生育中后期(现蕾-收获期)耗水量分别平均较CK显著提高1.21、7.14倍和13.91%。马铃薯产量在相对枯水年以NJ处理最高,较CK显著提高51.80%;在平水年和枯水年ND处理分别较CK显著提高6.35%和71.36%。通过相关性分析发现,苗期-现蕾期耗水量对产量的形成起重要作用,块茎形成-收获期耗水量对提高产量和水分利用效率起至关作用。年降水利用效率、生育期降水利用效率及水分利用效率均在相对枯水年以NJ处理效果较佳,分别较CK显著提高51.79%、51.80%和50.52%;ND处理在平水年和枯水年平均分别较CK显著提高35.14%、36.14%和21.61%。[结论]免耕结合覆盖措施能有效改善休闲期和生育期土壤蓄水保墒效果,显著提高马铃薯产量及降水利用效率,以免耕覆盖秸秆模式可实现马铃薯持续增产和水分高效利用。

关键词：降水年型免耕覆盖土壤水分马铃薯产量水分利用效率

乌兰布和沙漠东北部不同下垫面的小气候变化特征

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农业工程学报 2020年第10期36卷 124-133页

作者：罗凤敏高君亮辛智鸣郝玉光段瑞兵李新乐内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200

研究沙区不同下垫面小气候特征对充分利用气候资源及保证林业和农业的正常发展具有实践意义。该研究基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站2018年1-12月监测的荒漠区、荒漠-绿洲过渡带和绿洲内部的气温、相对湿度、风速和风向... 详细信息

研究沙区不同下垫面小气候特征对充分利用气候资源及保证林业和农业的正常发展具有实践意义。该研究基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站2018年1-12月监测的荒漠区、荒漠-绿洲过渡带和绿洲内部的气温、相对湿度、风速和风向等气象资料,研究了3种下垫面的小气候特征并探讨了产生差异的原因。结果表明:1)荒漠区、荒漠-绿洲过渡带和绿洲内均为白天气温差异较小,夜间相差较大;由于近地层(0~50m)具有明显的逆温现象,使得植被在气温较高季节发挥降温增湿作用,而冬季发挥保温作用;2)绿洲使年均相对湿度增加1.31~2.57个百分点;就季节而言,夏、秋季,绿洲内的相对湿度较荒漠区和过渡带分别高4.04~6.17和0.93~1.94个百分点,春、冬季,由于近地层(0~50 m)存在明显的逆湿现象,因此绿洲内的相对湿度较荒漠区和过渡带分别低0.37~1.41和6.55~8.71个百分点;3)荒漠区、过渡带和绿洲内风向年变化特征均为以偏西风(W,WSW,SW,SSW)为主,荒漠区和过渡带的风向多变,绿洲内风向相对较为集中,绿洲能够使年均风速降低32.99%~37.05%。乌兰布和沙漠东北部过渡带植被和绿洲防护林体系对小气候具有很好的调节作用(降温、增湿、削减风速),研究区局地小气候主要体现在风速和夏秋季湿度上,而气温和冬春季湿度分别主要受逆温和逆湿的影响。

关键词：温度湿度小气候下垫面风速乌兰布和沙漠

白刺沙包浅层土壤水分动态及其对不同降雨量的响应

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生态学报 2019年第15期39卷 5701-5708页

作者：李新乐吴波张建平辛智鸣董雪段瑞兵中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站磴口015200

以乌兰布和沙漠典型白刺沙包为研究对象,使用EC?5土壤水分传感器对其浅层(0—50 cm)土壤水分进行长期连续监测,分析了白刺沙包不同深度土层对不同降雨量的响应及整个生长季的土壤水分动态特征。结果表明:降雨是乌兰布和沙漠白刺沙包土... 详细信息

以乌兰布和沙漠典型白刺沙包为研究对象,使用EC?5土壤水分传感器对其浅层(0—50 cm)土壤水分进行长期连续监测,分析了白刺沙包不同深度土层对不同降雨量的响应及整个生长季的土壤水分动态特征。结果表明:降雨是乌兰布和沙漠白刺沙包土壤水分的最重要补给源,降雨量大小是影响浅层土壤水分补给深度的决定因素。小于10 mm的降雨完全被表层(0—10 cm)土壤吸收,无法补给10 cm以下土壤水分;10—20 mm的降雨对土壤水分的补给深度达到20 cm;20—30 mm的降雨对土壤水分的补给深度达到40 cm,大于30 mm的降雨补给深度可达到50 cm,甚至更深土层。在研究区降雨量以小于20 mm降雨为主的情况下,20 cm以下土层土壤水分逐步恶化,久之将有利于浅根系草本植物的生长,不利于白刺的生长繁殖。因此,这种降雨格局将对浅层土壤水分及植被演替产生重要影响。

关键词：土壤水分垂直分布土壤水分动态降雨量白刺沙包

敦煌及马鬃山地区植物生活型及其海拔梯度特征

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林业科学 2022年第3期58卷 31-39页

作者：罗凤敏辛智鸣高君亮李永华董雪段瑞兵李新乐内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站乌兰布和沙漠综合治理国家长期科研基地中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 库姆塔格荒漠生态系统国家定位观测研究站敦煌736200 敦煌荒漠生态系统国家定位观测研究站敦煌736200

【目的】研究敦煌及马鬃山地区植被区系祖成、植物生活型及其对海拔梯度的响应,阐明植物群落生活型特征及其对气候生境的反映,为区域植物多样性保护及垂直格局研究提供理论依据和科学基础。【方法】在植物群落调查基础上,采用Raunkiaer... 详细信息

【目的】研究敦煌及马鬃山地区植被区系祖成、植物生活型及其对海拔梯度的响应,阐明植物群落生活型特征及其对气候生境的反映,为区域植物多样性保护及垂直格局研究提供理论依据和科学基础。【方法】在植物群落调查基础上,采用Raunkiaer生活型分类系统,统计敦煌及马鬃山地区维管束植物的生活型,编制生活型谱,并分析不同海拔梯度的植物生活型组成。【结果】1)研究区共记录217种植物,隶属34科122属,占中国干旱区总科数的41.46%,占全国总科数的10.09%。其中,裸子植物1科1属3种,双子叶植物28科96属175种,单子叶植物5科25属38种。2)研究区植物生活型主要以地上芽植物为主,占33.18%,在地上芽植物型的4个亚类群中,以半灌木地上芽植物最多;生活型大小序列为:地上芽植物型>地面芽植物型>一年生植物型>地下芽植物型>高位芽植物型。3)地上芽生活型物种在各海拔梯度都占重要地位,占研究区全部生活型物种的59.15%,随海拔升高呈先增后降的趋势,在海拔1700 m处达到最大值;地面芽植物生活型也表现为随海拔升高而先增后降的趋势;高位芽植物生活型和地下芽植物生活型所占比例很小;一年生植物在整个海拔范围内占10.00%以下,随海拔升高波动不大。【结论】敦煌及马鬃山地区地带性植被以灌木或半灌木建群的植被占优势,主要分布于1000~3000 m海拔内。群落生活型以地上芽植物和地面芽植物为主,并呈随海拔升高而先增后降的单峰分布格局。

关键词：敦煌马鬃山植被区系组成植物群落植物生活型海拔梯度

河西走廊西段荒漠戈壁灌木群落物种多样性的海拔格局

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林业科学 2021年第2期57卷 168-178页

作者：董雪李永华辛智鸣段瑞兵姚斌包岩峰张正国刘源中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 库姆塔格荒漠生态系统国家定位观测研究站敦煌736200 敦煌荒漠生态系统国家定位观测研究站敦煌736200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站磴口015200

【目的】分析河西走廊西段灌木群落结构特征在海拔梯度上的分布规律,探讨荒漠戈壁灌木群落物种多样性的空间分布格局。【方法】以甘肃荒漠戈壁灌木群落为对象,在800~3200 m的海拔范围内设置12个海拔梯度,探讨物种多样性沿海拔的变化特... 详细信息

【目的】分析河西走廊西段灌木群落结构特征在海拔梯度上的分布规律,探讨荒漠戈壁灌木群落物种多样性的空间分布格局。【方法】以甘肃荒漠戈壁灌木群落为对象,在800~3200 m的海拔范围内设置12个海拔梯度,探讨物种多样性沿海拔的变化特征。【结果】荒漠戈壁灌木群落类型沿海拔从低到高依次有沙拐枣+梭梭群落、泡泡刺群落、沙拐枣+泡泡刺群落、泡泡刺+红砂+沙拐枣+膜果麻黄群落、合头草+红砂群落、泡泡刺+红砂群落、合头草+盐爪爪+红砂群落、灌木亚菊+细枝盐爪爪群落、合头草群落、盐爪爪群落、盐爪爪+红砂群落、红砂群落,其中,红砂、合头草和泡泡刺等为分布范围较大的优势种;群落的α多样性指数沿海拔梯度从低到高呈先增加后降低的单峰型分布格局,最大值出现在海拔2000~2200 m内,其中,丰富度Gleason、Margalef指数和多样性Shannon-Wiener、Simpson指数随海拔上升表现出显著的单峰型格局(P0.05);群落物种多样性指数偏低,群落结构简单,物种组成稀少;大多数相邻海拔梯度间灌木群落的Jaccard相似水平较低。【结论】河西走廊西段荒漠戈壁以灌木为优势种的群落呈区域性的斑块状分布格局。不同海拔梯度内灌木群落的建群种都发生了变化。物种多样性在海拔梯度上呈先升后降的单峰分布格局。

关键词：荒漠戈壁灌木群落物种多样性海拔梯度环境因子

敦煌北山及马鬃山地区植物群落β多样性及其解释

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干旱区研究 2022年第5期39卷 1464-1472页

作者：李星辛智鸣董雪李永华段瑞兵马媛李星李宽中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古磴口015200 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 库姆塔格荒漠生态系统国家定位观测研究站甘肃敦煌736200 敦煌荒漠生态系统国家定位观测研究站甘肃敦煌736200 内蒙古大学生态与环境学院内蒙古呼和浩特010000

多样性反映了群落间物种组成差异。通过研究β多样性可以为区域的生物多样性保护提供科学依据。以敦煌北山及马鬃山地区为研究区域,采用系统布设样方法,共设置79个植物群落样地,探讨群落间β多样性及其组分,分析其与气候因素、土壤因素... 详细信息

多样性反映了群落间物种组成差异。通过研究β多样性可以为区域的生物多样性保护提供科学依据。以敦煌北山及马鬃山地区为研究区域,采用系统布设样方法,共设置79个植物群落样地,探讨群落间β多样性及其组分,分析其与气候因素、土壤因素和地理距离之间的相互关系。结果表明:(1)敦煌北山及马鬃山地区的植物群落存在地理衰减格局,群落间差异较大,β多样性以更替组分为主。(2)气候、土壤和地理距离对β多样性及其更替组分有显著影响,其中气候因素影响最大,地理距离影响最小。(3)通过多元回归分析(MRM)表明,气候因素、土壤因素与地理距离对β多样性及其更替组分作用存在差异,气候和土壤因素作用远大于地理距离。综上所述,敦煌北山及马鬃山地区植物群落β多样性及其更替组分是生境过滤和扩散限制共同作用的结果,生境过滤对其影响占有较大的比重,环境的异质性是影响该地区物种差异的重要因素。

关键词：植物群落 β多样性环境过滤扩散限制气候敦煌北山及马鬃山

沙冬青种子形态和比叶面积沿降水梯度的变化特征

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干旱区资源与环境 2019年第12期33卷 172-178页

作者：董雪辛智鸣张冉浩段瑞兵郝玉光李永华中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位监测研究站磴口015200

种子形态学性状对种子植物繁衍具有重要的调控作用,比叶面积反映植物截获光能的能力,这二大功能性状反映了植物对环境的适应策略及自身调控机制。以天然沙冬青种群为研究对象,沿270-50mm年降水梯度,测量分析了6个分布区内的标准株的种... 详细信息

种子形态学性状对种子植物繁衍具有重要的调控作用,比叶面积反映植物截获光能的能力,这二大功能性状反映了植物对环境的适应策略及自身调控机制。以天然沙冬青种群为研究对象,沿270-50mm年降水梯度,测量分析了6个分布区内的标准株的种子和叶片。结果表明:6个自然分布区的沙冬青种子长度、宽度、体积、表面积及千粒重均有显著性差异(P0.05)。其中种子体积变异程度最大,且种子多项形态指标的协同作用显著,说明种子通过调节大小和性状间的最优组合来适应环境的变化。不同区域的环境因子中仅年平均降雨量对沙冬青比叶面积的影响显著,且随着雨量的增加,比叶面积呈增大趋势,表现出显著的正相关性(P<0.05)。沙冬青种子各性状与比叶面积之间存在负相关关系,但仅种子长度与比叶面积的相关性显著,说明植物的资源营养生长和种子繁殖生长的时期本身不完全同步,两者间的权衡关系体现了沙冬青对外界环境变化的适应策略。

关键词：沙冬青降雨梯度种子形态比叶面积