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西鄂尔多斯绵刺及周边群落种间关联性研究

内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2024年第1期53卷 61-68页

作者：李晓田王铁娟张丽刘晓婷刘雅洁内蒙古师范大学生命科学与技术学院内蒙古呼和浩特010022

珍稀濒危植物绵刺在西鄂尔多斯地区常形成优势群落,呈小斑块状与其他群落相间分布。为了解其他植物对绵刺的影响,进而探讨种间以及群落间的关系,调查绵刺及其周边共7个群系类型14个样地,采用χ2检验、Pearson相关检验、Spearman秩相关... 详细信息

珍稀濒危植物绵刺在西鄂尔多斯地区常形成优势群落,呈小斑块状与其他群落相间分布。为了解其他植物对绵刺的影响,进而探讨种间以及群落间的关系,调查绵刺及其周边共7个群系类型14个样地,采用χ2检验、Pearson相关检验、Spearman秩相关检验对其主要物种的种间关联进行研究。结果表明:36个种组成630个种对,其中χ2检验的正负关联比为0.96;Pearson相关系数检验正负关联比为0.4;Spearman秩相关系数检验正负关联比为0.85,其检验显著率分别为35.7%、10%、31.7%,表现出种间关系较为松散。3种方法共同显示,绵刺和草本植物冠芒草呈极显著正关联(P<0.01),而与灌木霸王、小半灌木猫头刺以及草本植物刺沙蓬和画眉草呈极显著或显著负关联。

关键词：西鄂尔多斯绵刺群落种间关联样方法

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西鄂尔多斯主要荒漠灌木高光谱特征识别研究

西鄂尔多斯主要荒漠灌木高光谱特征识别研究

作者：赵向苗内蒙古农业大学

学位级别：硕士

荒漠植物作为荒漠生境中不可或缺的部分,对环境改善有着重要作用。了解其光谱特征不仅为荒漠植物高光谱遥感识别提供基础依据,对荒漠区植物多样性保护及生长状况监测具有重要作用。本研究选取西鄂尔多斯国家级自然保护区内自然条件下生... 详细信息

荒漠植物作为荒漠生境中不可或缺的部分,对环境改善有着重要作用。了解其光谱特征不仅为荒漠植物高光谱遥感识别提供基础依据,对荒漠区植物多样性保护及生长状况监测具有重要作用。本研究选取西鄂尔多斯国家级自然保护区内自然条件下生长的蒙古扁桃、沙冬青、霸王、半日花、四合木,实测其冠层光谱数据结合叶绿素含量测定,研究5种灌木光谱共性及差异性,分析其适应环境特异性;运用马氏距离法选取特征差异波段,识别不同荒漠灌木;分析光谱特征与叶绿素相关性,选取敏感参数预测叶绿素回归方程,了解其生长状况;分析保护区唯一常绿阔叶灌木沙冬青春夏秋冬四季光谱特征,测定保护区不同龄级沙冬青光谱特征,进行龄级识别,得出不同龄级沙冬青生长状况与龄级关系。期望对保护区荒漠植物光谱特征识别、生长状况监测及遥感解译提供基础数据。主要研究结论如下:(1)保护区5种荒漠灌木光谱曲线经预处理后仍然具有一般植物的光谱曲线走向,但在可见光波长范围里表现出较强差异性。差异显著波段主要集中在可见光及近红外波段(550～654nm,750nm-1070nm,1180nm-1270nm,1650nm-1790nm)附近。(2)五种荒漠灌木原始光谱、一二阶微分、包络线去除光谱经马氏距离法识别后,运用逐步判别法进行精度分析,结果显示马氏距离法选取的差异波段对五种荒漠灌木能够有效区分,所选波段均为荒漠植物特征波段。其中,二阶微分变换处理后的光谱识别精度最高。(3)5种荒漠灌木反射率与叶绿素相关性较好,选取敏感波段进行回归方程构建,对叶绿素含量预测结果较为准确。两者相比较而言,一阶微分光谱对叶绿素预测精度最高(95.94%),回归方程效果最优。可通过其与叶绿素关系的研究,进一步监测其生长状况。(4)不同季节沙冬青光谱曲线表明:1)冬季沙冬青光谱曲线在680～750nm反射率差异显著,表现出显著的“红边”效应,明显高于其他三个季节。2)红边参数的变换能够用来表示沙冬青在不同阶段的生长状态,可通过红边参数结合遥感数据进行光谱识别。3)RVI指数较其他值更能明显表现出沙冬青生长状态,与沙冬青在不同季节生长状态达到一致性,可结合RVI指数对其叶绿素含量进行估算,进一步掌握其生长状况。(5)不同龄级沙冬青光谱曲线表明:1)沙冬青光谱曲线在整个波长范围基本相同,由于沙冬青(幼龄)生长较好,与其它龄级反射率差异较大。2)经马氏距离法计算,选取沙冬青3个龄级差异波段均为特征光谱波段,可进一步进行龄级识别研究。3)沙冬青光谱反射率与叶绿素在740nm内的波长范围具有较好相关性,比较而言,微分处理后光谱曲线相关性波段明显增多。综上所述,保护区内5种荒漠灌木光谱曲线总体符合植物趋势,差异显著波段主要集中在可见光及近红外波段。马氏距离法能够有效识别五种灌木。不同荒漠灌木光谱特征与叶绿素含量具有较好相关性,可通过其与叶绿素关系的研究,进一步监测其生长状况。典型荒漠常绿阔叶灌木沙冬青冬季具有明显“红边”效应,可进行光谱特征识别;红边参数及植被指数均能在一定程度上反映沙冬青生长状况,对其生长状况监测具有重要意义。由于沙冬青(幼龄)生长较好,与其它龄级反射率差异较大,不同龄级沙冬青光谱差异显著波段可运用马氏距离法进行识别。本研究结果为保护区荒漠植物生长状况监测、荒漠植物识别及高光谱遥感解译提供了重要的理论数据。

关键词：高光谱光谱识别荒漠植物西鄂尔多斯叶绿素含量敏感波段

西鄂尔多斯典型荒漠灌木生理生态特性及转录组学分析

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西鄂尔多斯典型荒漠灌木生理生态特性及转录组学分析

作者：刘仪莹中央民族大学

学位级别：硕士

西鄂尔多斯位于我国西部草原荒漠区,整体呈现出以旱生灌木为优势种的荒漠植被特点。其气候条件特殊,冬季温度极低,夏季温度高且干旱,但拥有相对丰富的物种多样性,分布着许多国家重点保护珍稀植物,如四合木(Tetraena mongolica)、半日花(... 详细信息

西鄂尔多斯位于我国西部草原荒漠区,整体呈现出以旱生灌木为优势种的荒漠植被特点。其气候条件特殊,冬季温度极低,夏季温度高且干旱,但拥有相对丰富的物种多样性,分布着许多国家重点保护珍稀植物,如四合木(Tetraena mongolica)、半日花(Helianthemum soongoricum)、蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)和蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)等,具有孑遗植物“避难所”的美称,成为荒漠植物适应机制和生物多样性保护研究的热点地区,具有重要科学研究价值。为探究该地区荒漠灌木在漫长的演变过程中,对干旱环境适应的生理生态机制以及生存策略的异同,本研究以六种典型荒漠灌木白刺(Nitraria tangutorum)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)、四合木、半日花、蒙古扁桃和蒙古沙冬青为研究对象,开展了野外植被调查、光合生理生态特性观测以及转录组测序分析研究。主要研究结果如下:1.西鄂尔多斯荒漠植被物种组成相对较少,灌木与草本交替生长,常形成以单一植物为优势种的灌木群落类型。荒漠植物生活型以高位芽植物、一年生植物为主。研究区样地植物区系科的地理成分主要受到温带和热带成分影响,植物区系属的地理组成主要为古地中海成分。2.不同荒漠植物适应干旱环境的生理生态策略具有共同性,也存在一定差异。干旱条件下,荒漠植物表现出净光合速率降低的变化趋势,大多数植物都出现了“光合午休”的现象;植物的电子传递效率普遍降低,午间植物主要将能量用于热耗散来抵御炎热的环境,植物的光合机构受损,羧化效率降低。但四合木呈现出相反的趋势,主要与其4月份叶片未发育完全有关。干旱胁迫影响下,半日花、白刺、蒙古扁桃、蒙古沙冬青和霸王五种植物表现为高光合,低蒸腾,高水分利用效率的积极型适应策略;而四合木表现为低光合,低蒸腾,低水分利用效率的保守型策略。3.不同灌木植物对水分变化的响应存在差异。尤其是蒺藜科三种植物(白刺、霸王、四合木)对水分响应不敏感。设置这三种植物的灌水处理实验,结果表明,灌水后三种植物的净光合速率日均值要小于灌水前,但三者净光合速率在上午7:00和9:00都有升高。说明三种植物受到严重干旱胁迫,尤其是白刺和霸王,其生长状况可能处于严重胁迫的临界状态。另外,白刺和霸王呈现出高光合,低蒸腾,高水分利用效率的积极型策略;而四合木则呈现出低光合,低蒸腾,低水分利用效率的保守型策略,且相比于白刺和四合木,推测霸王是比较新的物种。4.荒漠灌木植物适应干旱环境与其转录水平的分子调节机制具有密切关系。干旱胁迫下,五种植物(白刺、霸王、半日花、蒙古扁桃、蒙古沙冬青)差异表达基因的GO和KEGG富集分析结果显示,五种植物干旱胁迫响应显著富集在水解酶活性,作用于糖基键、转移酶活性,转移糖基、细胞壁、淀粉和蔗糖代谢以及植物激素信号转导等代谢过程。本研究筛选出了NAC、MYB、ZIP、WRKY和AP2/ERF ERF等与干旱胁迫相关的转录因子。另外,筛选出了五种植物抗旱相关的基因,基因功能注释结果与植物激素脱落酸有关,包括脱落酸反应元件结合因子和脱落酸受体PYR/PYL家族。筛选出五种植物光合生理相关的基因,基因功能注释结果与光合作用相关,包括ATP合酶亚单位,光系统Ⅰ亚基,光系统Ⅱ亚基,可作为后续基因克隆及功能研究的重点候选基因。综上所述,本研究调查分析了西鄂尔多斯的荒漠植被特征,从生理特性和分子水平等不同层次,比较了干旱条件下不同荒漠灌木适应干旱环境的生理生态机制和分子机制,研究结果可为荒漠地区珍稀濒危植物的保护及植被恢复提供参考依据。

关键词：西鄂尔多斯荒漠灌木植被调查生理特性转录组学

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西鄂尔多斯半日花及霸王的水分利用

林业科学 2016年第2期52卷 47-56页

作者：陈婕徐庆高德强马迎宾中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200

【目的】研究西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物半日花及霸王对不同强度降水的利用模式,以期阐明植物的生长规律和分布趋势及其对降水变化的适应机制,为荒漠珍稀濒危植物保护提供参考。【方法】利用氢稳定同位素技术,分析比较3次不同强度降水... 详细信息

【目的】研究西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物半日花及霸王对不同强度降水的利用模式,以期阐明植物的生长规律和分布趋势及其对降水变化的适应机制,为荒漠珍稀濒危植物保护提供参考。【方法】利用氢稳定同位素技术,分析比较3次不同强度降水后9天内,半日花、霸王植物（茎）水δD与其潜在水源（降水、土壤水、地下水）δD,定量阐明半日花、霸王对不同强度降水的利用率。【结果】1）8.6 mm降水后9天内,0～20 cm表层土壤含水量明显上升、土壤水δD降低,12.1 mm降水后9天内,0～40 cm土壤含水量和土壤水δD变化明显,79.6 mm降水后9天内,各层土壤含水量显著上升、土壤水δD降低;2）降水后9天内,半日花和霸王对大雨（〉20 mm）的利用率最高,分别为76.4%～98.5%和55.6%～74.3%;半日花对小雨（〈10 mm）的最高利用率为67.0%,对中雨的最高利用率为71.8%,表明半日花可充分吸收利用有限的水分,并最大限度地利用该地区大气降水,以更好地生存和生长;3）在3种不同降水强度下,半日花对降水的利用率皆显著高于其伴生植物霸王;4）在中等降水强度（10 mm〈降水量≤20 mm）条件下,霸王和半日花存在明显的竞争水分现象,在小降水强度（〈10 mm）条件下,霸王和半日花利用不同深度土壤水,无水分竞争现象;5）半日花的根系主要分布在0～40 cm土层中,细根在0～20和20～40 cm土层中分别占该层根系生物量的58%和37%;霸王根系主要分布在20～60 cm土层,其中细根（≤2 mm）在20～60 cm土层中分布最多（68.2%）。【结论】小雨（〈10 mm）对表层土壤水（0～20 cm）δD有影响,中雨（10 mm〈降水量≤20 mm）对0～40 cm土壤水δD有影响,大雨（〉20 mm）对各层土壤水δD均有明显影响;半日花对不同强度降水均能充分有效地利用,霸王对大雨有明显的响应,这2种植物的水分利用策略与其细根分布相一致。

关键词：氢稳定同位素半日花霸王水分利用西鄂尔多斯

西鄂尔多斯不同灌丛类型地上生物量与土壤理化性质研究

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环境与发展 2023年第3期35卷 38-47页

作者：姜亚东郭威星秦玉英赵利龙王玉婕郭威艳内蒙古自治区地质调查研究院内蒙古呼和浩特010018 乌兰察布市农林科学研究所内蒙古乌兰察布012000 乌兰察布市农畜产品质量安全中心内蒙古乌兰察布012000

为明晰不同灌丛类型地上生物量与土壤理化性质的关系,本文选取了西鄂尔多斯21个植被与土壤调查点,筛选出7类主要的灌丛类型作为研究对象,利用样方收获法对灌丛地上生物量进行研究,分析其与土壤理化性质的关系。结果表明:西鄂尔多斯灌丛... 详细信息

为明晰不同灌丛类型地上生物量与土壤理化性质的关系,本文选取了西鄂尔多斯21个植被与土壤调查点,筛选出7类主要的灌丛类型作为研究对象,利用样方收获法对灌丛地上生物量进行研究,分析其与土壤理化性质的关系。结果表明:西鄂尔多斯灌丛地上生物量介于9.55~1105.46 g·m^(-2)之间,平均值为162.48 g·m^(-2);不同行政区域灌丛地上生物量大小顺序为盐池县>鄂托克前旗>灵武市>鄂托克旗>同心县>永宁县>青铜峡市>平罗县>惠农县;此趋势与各区域降水量的变化趋势基本一致,大致表现为鄂尔多斯西缘和宁夏中部地区高,宁夏北部地区低的分布特征。不同灌丛类型地上生物量介于33.72~648.10 g·m^(-2),平均为156.97 g·m^(-2);乌柳(Salix cheilophila)灌丛的地上生物量最大,达到648.10±96.78 g·m^(-2),刺叶柄棘豆(Oxytropis aciphylla)灌丛的地上生物量最小,为33.72±7.65 g·m^(-2);地上生物量最高的灌丛群落结构是乌柳+黑沙蒿(Art⁃cemisia ordosica),最低的是刺叶柄棘豆+灌木亚菊(Ajania fruticulosa);株丛数对灌丛地上生物量的影响并不明显,而盖度与灌丛地上生物量的关系更加紧密,他们具有相似的变化趋势。灌丛地上生物量与土壤含水率的相关关系极显著,与土壤有机质、全氮和总磷的相关关系显著,而与土壤pH值和土壤容重之间的相关关系不显著。容重和pH对第一和第二主成分的贡献很小,总磷对第一主成分的贡献最高,土壤含水量对第一主成分的贡献最低;土壤含水量、地上生物量、总磷、有机质和全氮是决定灌丛群落特征的主要因子。本研究有助于西鄂尔多斯荒漠灌丛草地群落生产力估测,并为当地退化草地的生态修复和植物资源的合理开发利用提供了理论依据。

关键词：西鄂尔多斯灌丛地上生物量土壤理化性质

西鄂尔多斯地区植被NDVI时空变化及其对气温和降水的响应

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内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2023年第6期52卷 559-567页

作者：刘雅洁郭金停王铁娟内蒙古师范大学生命科学与技术学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区高等学校蒙古高原生物多样性保护与可持续利用重点实验室内蒙古呼和浩特010022

西鄂尔多斯地区现存许多珍稀动植物,是生物多样性保护的重点区域,该地区地处北方生态环境脆弱带,对环境变化敏感。为了解该地区植被覆盖的变化及影响因素,基于MODIS NDVI数据及同期气象数据,采用趋势线分析、重心迁移模型和偏相关分析方... 详细信息

西鄂尔多斯地区现存许多珍稀动植物,是生物多样性保护的重点区域,该地区地处北方生态环境脆弱带,对环境变化敏感。为了解该地区植被覆盖的变化及影响因素,基于MODIS NDVI数据及同期气象数据,采用趋势线分析、重心迁移模型和偏相关分析方法,对西鄂尔多斯地区2000—2020年生长季(4—10月)植被覆盖度变化趋势及其影响因素进行研究。结果表明,西鄂尔多斯80.28%的区域植被NDVI(normalized difference vegetation index)在2000—2020年间显著增加(P西南半部的乌海市与鄂托克旗。

关键词：归一化植被指数(NDVI) 气候变化时空变化西鄂尔多斯

西鄂尔多斯4种荒漠植物光合作用特征与差异性

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生态学报 2019年第13期39卷 4944-4952页

作者：孙安安智颖飙姜平平吕凯张德健李红丽张荷亮王云飞华宇鹏红鸽高健斌内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010021 牧草与特色作物生物技术教育部重点实验室呼和浩特010021 北京林业大学自然保护区学院北京100872 内蒙古大学鄂尔多斯学院鄂尔多斯017000 西鄂尔多斯国家级自然保护区管理局鄂尔多斯017000

植物对光能的高效吸收、传递和转换机理是光合作用的核心。为了厘清西鄂尔多斯地区4种荒漠植物光合生理生态适应性和生境适宜性,运用LI-6800光合作用测定系统对四合木(Tetraena mongolica)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon)、沙冬青(Ammo... 详细信息

植物对光能的高效吸收、传递和转换机理是光合作用的核心。为了厘清西鄂尔多斯地区4种荒漠植物光合生理生态适应性和生境适宜性,运用LI-6800光合作用测定系统对四合木(Tetraena mongolica)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)和白刺(Nitraria tangutorum)进行光合作用日变化进行了测定。研究结果表明:(1)4种荒漠植物的光合作用日变化的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均表现出明显的分异;(2)净光合速率均呈"双峰"曲线的变化趋势,4种荒漠植物的净光合速率(Pn)依次排序为四合木(4.37μmol m^-2 s^-1)>霸王(3.58μmol m^-2 s^-1)>沙冬青(2.63μmol m^-2 s^-1)>和白刺(2.26μmol m^-2 s^-1)。说明四合木和近缘种霸王比其他二种荒漠植物具有较强的光合生理生态适应性与生境适宜性;(3)从影响光合作用的有关生理生态因子来看,净光合速率与气孔导度与蒸腾速率、水分利用效率呈现明显的正相关性,与微气象因子大气相对湿度(RH)的相关性不明显;(4)水分因子是限制4种荒漠植物生长的重要因素之一。该研究以期为我国西北荒漠区珍稀濒危植物的保护提供案例借鉴与理论依据。

关键词：荒漠植物光合作用日变化生境适宜性西鄂尔多斯

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西鄂尔多斯天然荒漠灌丛光合生态适应性

干旱区研究 2020年第2期37卷 435-443页

作者：党晓宏蒙仲举高永刘阳魏亚娟哈琴内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古鄂尔多斯017400 内蒙古自治区水利科学研究院内蒙古呼和浩特010020 内蒙古赤峰市巴林左旗林业和草原局内蒙古赤峰025450

为了探究西鄂尔多斯地区荒漠灌丛的光合生态适应性,以4种天然荒漠灌丛半日花(Helianthemum songaricum)、红砂(Reaumuria songarica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon)为研究材料,利用Li-6400便携式光合测定仪野外原位测定荒漠灌丛日光合动态和季节动态规律。结果表明:①不同季节灌丛光合作用适宜的温度存在差异,高温环境使灌丛净光合速率最适温度升高,低温环境使其降低。②不同季节4种灌丛的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率和气孔导度日变化曲线趋势为"双峰形",胞间CO2浓度日变化曲线趋势为"W形",但不同季节各指标平均日变化趋势表现各异。③不同季节灌丛净光合能力表现为:沙冬青>霸王>红砂>半日花,说明沙冬青具有较强的生态适应性。④净光合速率和蒸腾速率日变化趋势几乎保持同步状态,表明4种灌丛叶片气孔对外界环境变化反应敏感。⑤水分是限制荒漠灌丛生长发育的关键因素。为了保证荒漠植物的群落稳定性和生物多样性,在夏、秋季需对沙冬青、半日花、红砂和霸王进行水分管理。

关键词：生态适应性光合作用优势灌丛动态变化西鄂尔多斯内蒙古

西鄂尔多斯4种孑遗植物叶片解剖结构及适应性分析

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内蒙古林业科技 2023年第4期49卷 41-45页

作者：曹恭祥邢钰坤邢钟毓李银祥杨跃文闫峰曹建军内蒙古自治区林业科学研究院内蒙古呼和浩特010010 内蒙古鄂尔多斯森林生态系统国家定位观测研究站内蒙古鄂尔多斯016100 内蒙古自治区林业和草原保护总站内蒙古呼和浩特010010

为了解西鄂尔多斯地区濒危孑遗植物对干旱环境的适应性,本研究采用石蜡切片法,观察研究4种孑遗植物叶片解剖结构。结果显示:相同生境下4种植物叶片结构存在较大差异。四合木(Tetraena mongolica)叶片解剖呈半月形,沙冬青(Ammopiptanthus... 详细信息

为了解西鄂尔多斯地区濒危孑遗植物对干旱环境的适应性,本研究采用石蜡切片法,观察研究4种孑遗植物叶片解剖结构。结果显示:相同生境下4种植物叶片结构存在较大差异。四合木(Tetraena mongolica)叶片解剖呈半月形,沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)叶片解剖呈扁平状,鄂尔多斯半日花(Helianthemum ordosicum)叶片正常状态下卷曲,霸王(Sarcozygium xanthoxylon)叶片解剖呈椭圆状条形。4种植物都具有典型的等面叶,上下表皮均有栅栏组织和气孔,叶片厚度大,角质层增厚,植株储水保水能力强,可通过改变叶表面积、调节气体交换、减少蒸腾作用,实现对干旱环境的适应,4种植物对干旱生境有很强的适应性。本研究可为揭示孑遗植物的抗旱机理以及濒危植物保护提供理论支撑。

关键词：西鄂尔多斯孑遗植物叶片解剖结构