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干旱胁迫对沙蒿叶片水分含量、光合特性及抗氧化酶的影响

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西北林学院学报 2025年第1期40卷 42-50页

作者：柴成武王方琳赵鹏付贵全唐卫东甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070 甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室(培育基地) 甘肃武威733000

以2年生沙蒿实生苗为材料,通过盆栽控水试验测定不同水分条件沙蒿叶片水分含量、光合特性及抗氧化酶活性,分析各指标在干旱胁迫过程中的变化特征、响应机制及其与土壤水分的定量关系,揭示沙蒿对干旱胁迫的响应规律。结果表明,1)随着干... 详细信息

以2年生沙蒿实生苗为材料,通过盆栽控水试验测定不同水分条件沙蒿叶片水分含量、光合特性及抗氧化酶活性,分析各指标在干旱胁迫过程中的变化特征、响应机制及其与土壤水分的定量关系,揭示沙蒿对干旱胁迫的响应规律。结果表明,1)随着干旱胁迫时间增加,沙蒿叶片相对含水量(RWC)持续降低,叶片水分亏缺(RWD)呈波动式上升趋势;2)沙蒿总叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)含量均随胁迫时间增加而持续降低,胁迫30 d时均降为最小值,而类胡萝卜素含量随胁迫时间增加逐渐升高;3)沙蒿净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、水分利用效率(WUE)等主要气体交换参数对土壤水分都表现出明显的阈值响应,适宜进行正常光合生理活动的土壤含水率阈值为6.48%~17.51%;4)沙蒿PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、有效光化学量子效率(F_(v)′/F_(m)′)及光化学淬灭系数(qP)均随干旱胁迫时间增加而逐渐降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)呈平缓上升趋势;5)沙蒿叶片中丙二醛(MDA)含量随胁迫时间增加而升高,持续干旱胁迫导致MDA大量积累;超氧化物歧化酶(SOD)活性也随胁迫时间增加而升高,30 d时达到最大值;过氧化物酶(POD)活性能对干旱胁迫做出较早的响应,胁迫12 d时达到峰值;过氧化氢酶(CAT)活性对干旱胁迫的敏感性较差,持续干旱对沙蒿CAT活性产生抑制。研究发现,在干旱胁迫条件下,沙蒿会通过提高叶片光能捕获转换能力、增强抗氧化水平等方式适应干旱环境。

关键词：沙蒿干旱胁迫叶片水分含量光合特性抗氧化酶活性

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干旱胁迫对荒漠植物梭梭幼苗保护酶活性和渗透调节物质的影响

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草业科学 2025年第2期42卷 288-294页

作者：汪媛艳柴成武纪永福王方琳赵鹏付贵全唐卫东肖斌甘肃省风沙灾害防治重点实验室/甘肃民勤荒漠草地生态系统国家级野外站/甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070

为探讨在土壤干旱逐渐加重过程中荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)幼苗各指标的响应机制,利用盆栽试验测定人工浇水后自然干旱过程中梭梭幼苗叶片水分、保护酶活性和渗透调节物质的变化特征。结果表明:1)梭梭叶片相对含水量(RWC)随... 详细信息

为探讨在土壤干旱逐渐加重过程中荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)幼苗各指标的响应机制,利用盆栽试验测定人工浇水后自然干旱过程中梭梭幼苗叶片水分、保护酶活性和渗透调节物质的变化特征。结果表明:1)梭梭叶片相对含水量(RWC)随自然干旱天数增加而降低,相对水分亏缺(RWD)呈波动式上升趋势。2)持续干旱对梭梭细胞膜伤害较大,叶片相对电导率(REC)逐渐增大,但丙二醛(MDA)积累不明显。3)幼苗可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SPC)、脯氨酸(Pro)含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性对持续干旱的响应不一致,植物主要依靠POD、SOD、Pro的协同作用来抵御土壤水分减少对其细胞造成的伤害。综上可知,土壤自然干旱过程中,梭梭幼苗通过累积渗透物质来维持细胞膨压、增加抗氧化酶活性以减轻或延缓细胞膜的伤害,从而增强对土壤干旱的适应性,以保证自身生理代谢活动的正常进行。

关键词：自然干旱梭梭幼苗叶片水分保护酶活性渗透调节物质土壤水分响应机制

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不同生长激素对白刺硬枝扦插育苗的影响

防护林科技 2025年第2期 13-16页

作者：鲁国瑜姜生秀张莹花赵鹏张裕年张逸君甘肃祁连山国家级自然保护区管护中心祁连自然保护站甘肃武威733000 甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地(甘肃省治沙研究所) 甘肃兰州730070

以白刺1~2年生枝条为材料进行硬枝扦插试验,探讨不同质量浓度萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)和吲哚乙酸(IAA)对插条当年成活率和生长状况的影响。结果表明:从成活率看,NAA质量浓度为200 mg·L^(-1),IBA质量浓度为50、100、200 mg·L^(-1),... 详细信息

以白刺1~2年生枝条为材料进行硬枝扦插试验,探讨不同质量浓度萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)和吲哚乙酸(IAA)对插条当年成活率和生长状况的影响。结果表明:从成活率看,NAA质量浓度为200 mg·L^(-1),IBA质量浓度为50、100、200 mg·L^(-1),IAA质量浓度为50、200 mg·L^(-1)时,有助于提高白刺硬枝扦插成活率;从生长情况看,NAA质量浓度为50、100、200 mg·L^(-1),IBA为50、200 mg·L^(-1),IAA为50、100 mg·L^(-1)时,促进白刺营养生长。综合考虑因素间交互作用,促进白刺硬枝扦插成活生长最佳处理为NAA质量浓度为200 mg·L^(-1)处理,成活率达58.75%,苗高13.14 cm,冠幅10.08 cm。

关键词：白刺生长激素成活率苗高

石羊河下游荒漠区雨养梭梭柠条人工林健康评价

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防护林科技 2025年第1期 70-77页

作者：许丽刘永刚王菊莲姜俊基李得禄袁宏波武威市石羊河林业总场甘肃民勤733399 甘肃省治沙研究所荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地甘肃兰州730070

梭梭和柠条作为石羊河下游荒漠区生态安全屏障建设的主要树种,分布面积大,在防风固沙、固碳增汇等方面发挥着重要的作用。近20年来,随着地下水位的下降和气候干旱化,梭梭柠条人工林已出现不同程度的衰败和死亡。选择20 a及以上林龄的梭... 详细信息

梭梭和柠条作为石羊河下游荒漠区生态安全屏障建设的主要树种,分布面积大,在防风固沙、固碳增汇等方面发挥着重要的作用。近20年来,随着地下水位的下降和气候干旱化,梭梭柠条人工林已出现不同程度的衰败和死亡。选择20 a及以上林龄的梭梭、柠条、梭梭+柠条3种林分,对其生长指标、病态指标、更新指标及多样性指标调查,运用模糊判别法从优势种和林下植被两方面评价林分健康状况。结果表明:(1)石羊河下游梭梭柠条整体处于中等健康及以下水平。(2)梭梭柠条混交林健康状况相对优于柠条林、梭梭林,柠条的病虫害轻于梭梭,发芽指数高于梭梭。(3)土壤含水量与其健康序列有明显的正向相关性,健康序列越高含水量越高,全盐量、有机质、速效P分别明显影响着梭梭柠条的高生长、幼苗更新、盖度、枝条发芽和生活型。

关键词：梭梭柠条人工林健康评价

两种云杉种子萌发和幼苗生长对环境因子的适应性

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生态学报 2019年第2期39卷 611-619页

作者：刘有军刘世增康才周满多清甘肃省治沙研究所甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地兰州730070

青海云杉是我国沙区通过种子育苗引种成功的物种。通过对不同储藏时间青海云杉和沙地云杉种子生活力测定、种子萌发对温度、光照、水盐胁迫以及幼苗生长对水盐胁迫和沙埋的响应实验,比较两种种子萌发和幼苗生长对环境因子适应性,为沙地... 详细信息

青海云杉是我国沙区通过种子育苗引种成功的物种。通过对不同储藏时间青海云杉和沙地云杉种子生活力测定、种子萌发对温度、光照、水盐胁迫以及幼苗生长对水盐胁迫和沙埋的响应实验,比较两种种子萌发和幼苗生长对环境因子适应性,为沙地云杉在我国沙区广泛引种提供参考。结果表明:1)在2年的储藏过程中,沙地云杉和青海云杉种子生活力分别由79%和72%下降了19%和5%; 2)沙地云杉和青海云杉种子适宜萌发温度分别为15—30℃和10—30℃,最适萌发温度分别为25℃(72%)和25/15℃(69%),除10℃和10/30℃外,两种种子萌发率在各温度下没有显著差异; 3)沙地云杉种子萌发光照条件为14 h光照/8 h黑暗交替(67%),青海云杉为24 h光照(61%)或24 h黑暗(61%); 4)水势在-2.7—0 MPa时,2种云杉的IGR(初始萌发率)、RGR(恢复萌发率)、ISL(初始幼苗长度)和RSL(恢复幼苗长度)均没有显著差异; 5) NaCl浓度在200 mmol/L和250 mmol/L,青海云杉种子IGR显著大于沙地云杉,NaCl浓度在0—450 mmol/L,青海云杉和沙地云杉种子RGR没有显著差异,当NaCl浓度为50 mmol/L和100 mmol/L,青海云杉ISL显著大于沙地云杉; 6)在0.5—2.0 cm沙埋深度时,青海云杉出苗率显著高于沙地云杉,沙地云杉最适沙埋深度0.5 cm,青海云杉为0.5—1.5 cm。因此,青海云杉种子萌发和幼苗生长比沙地云杉有更强的环境适应性,但只要采取合理的播种时间、播种深度和水分管理等措施,沙地云杉会和青海云杉一样在我国沙区大面积引种育苗。

关键词：沙地云杉青海云杉种子萌发幼苗生长环境因子适应性

沙漠戈壁光伏产业太阳能利用率研究——以甘肃河西走廊为例

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太阳能学报 2020年第11期41卷 126-134页

作者：王祺尚雯常兆丰刘淑娟王方琳孙涛甘肃临泽荒漠生态系统国家定位观测研究站甘肃省治沙研究所临泽734200 甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地甘肃省治沙研究所兰州730070

基于对甘肃河西走廊沙漠戈壁5个典型地市已建光伏基地光电转化量、该区荒漠植物生物量及盖度的调查,研究得出光伏年均太阳能利用率为5.536%,是荒漠植物年均太阳能利用率0.035%的158.17倍,且光伏太阳能利用率在5个典型地市间相对荒漠植... 详细信息

基于对甘肃河西走廊沙漠戈壁5个典型地市已建光伏基地光电转化量、该区荒漠植物生物量及盖度的调查,研究得出光伏年均太阳能利用率为5.536%,是荒漠植物年均太阳能利用率0.035%的158.17倍,且光伏太阳能利用率在5个典型地市间相对荒漠植物太阳能利用率的变化幅度更小,具有一定的稳定性;光伏太阳能利用率最主要的外界影响因素为太阳辐射,其次还与光伏基地下垫面介质有关。综上,沙漠戈壁光伏产业太阳能利用率的相对高效性和稳定性,在区域环境生态建设领域具有重要而深远的学术研究价值。

关键词：光伏产业荒漠植物太阳能利用率沙漠戈壁河西走廊

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石羊河流域植物类型对其水坝修建的响应

干旱区资源与环境 2017年第2期31卷 134-140页

作者：李亚魏怀东胡小柯丁峰陈芳周兰萍甘肃省治沙研究所/甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地兰州730070

石羊河流域作为我国开发利用程度较高,生态环境问题较突出的内陆河流域,备受国内外研究者关注。通过整理参考前人考察研究结论及实地调查分析发现:石羊河流域修建水坝,水资源分配方式及利用模式因此发生了根本性的改变,强烈影响其中下... 详细信息

石羊河流域作为我国开发利用程度较高,生态环境问题较突出的内陆河流域,备受国内外研究者关注。通过整理参考前人考察研究结论及实地调查分析发现:石羊河流域修建水坝,水资源分配方式及利用模式因此发生了根本性的改变,强烈影响其中下游的植物种及群落变化。主要表现在:1)自上世纪五十年代以来,石羊河流域中下游植被面积、植被盖度、生物量等均有不同程度减少;植物类型发生了从湿生系列向旱生系列的转变,柽柳、盐爪爪、芦苇等植被逐渐退出,白刺、红砂、黑果枸杞等更耐旱植被逐渐占据优势地位,尤其是白刺在大部分地方都成为建群种。2)在石羊河流域中下游,植物为了适应风沙大、温差高、降水稀少、蒸发强等不利的生长环境,形成了多种旱生特征和适应方式;在人为干扰相对较重的区域植物叶片结构逐渐变化为以环栅型为主;在人为干扰相对较轻区域的植物逐渐向正常型和全栅型方向发展;在地下水位下降较剧烈的区域,植物叶片类型发生了由正常型、环栅型向不规则型的完全转变。水坝建设引起的大面积开荒种田、水资源利用不均衡、下游地下水严重超采、水质恶化等是植物类型和面积发生变化的主要影响因素。

关键词：石羊河流域植物类型水坝水资源利用地下水

石羊河尾闾黏土质夹层结构土壤对降雨入渗的响应

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水土保持研究 2021年第2期28卷 163-167,175页

作者：柴成武徐先英王方琳唐卫东王多泽甘肃省治沙研究所荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地兰州730070

为探明该种土壤结构如何影响降雨在土壤中再分配及其影响效果,采用自然降雨背景下的人工试验方法开展了黏土质夹层对降雨入渗影响效果的试验研究。结果表明:(1)降雨后经过相同时间水分再分布后的土壤末期含水率主要受控于降雨初期含水... 详细信息

为探明该种土壤结构如何影响降雨在土壤中再分配及其影响效果,采用自然降雨背景下的人工试验方法开展了黏土质夹层对降雨入渗影响效果的试验研究。结果表明:(1)降雨后经过相同时间水分再分布后的土壤末期含水率主要受控于降雨初期含水率、降雨入渗所能达到的最高含水率及其黏土夹层厚度;(2)黏土质夹层表层沙土土壤含水率在降雨条件下经过长期水分再分布后表现出黏土层厚度越小,表层含水率越低的特征;黏土层及黏土层下部的沙土层初始含水率越高,在降水初期水分增加量、增加速度以及水分流失量、流失速度与初始含水率具有一定的正相关关系。因此,黏土质夹层结构土壤阻滞水分入渗到植物难以利用到的深层,将水分固持于黏土层及黏土层上下部,在表层覆沙20 cm情景下,10,20,30 cm厚度的黏土质夹层以10 cm处理总体水分保持效果最好。

关键词：土壤结构黏土质夹层降雨入渗石羊河尾闾

沙米(Agriophyllum squarrosum)种子库空间分布和影响因素

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中国沙漠 2020年第4期40卷 190-196页

作者：陈芳马全林魏林源张德魁袁宏波丁峰胡小柯张忠甘肃省治沙研究所荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地甘肃兰州730070

土壤种子库是潜在的植被,对植物种群的繁衍及未来植被的结构具有重要影响。选择内蒙古奈曼、宁夏沙坡头、甘肃民勤和敦煌,研究了沙丘部位、沙丘固定程度、植被类型、土层深度对沙米(Agriophyllum squarrosum)土壤种子库的影响。结果表明... 详细信息

土壤种子库是潜在的植被,对植物种群的繁衍及未来植被的结构具有重要影响。选择内蒙古奈曼、宁夏沙坡头、甘肃民勤和敦煌,研究了沙丘部位、沙丘固定程度、植被类型、土层深度对沙米(Agriophyllum squarrosum)土壤种子库的影响。结果表明:流动沙丘沙米土壤种子库密度以民勤最大,达到51粒·m^-2,分别是奈曼、沙坡头、敦煌的2、4、3倍;流动沙丘不同部位沙米种子库差异显著,沙米种子集中分布于沙丘迎风坡、背风坡脚,零星分布于沙丘顶部和背风坡,沙丘顶部种子库只占迎风坡的28%,背风坡只占背风坡脚的30%;沙米土壤种子库主要分布于60 cm以上的土层中,近地表0~20 cm种子数量占种子总量的50%以上;随着沙丘流动程度的降低,土壤种子库密度呈减小趋势,流动沙丘土壤种子密度可达到401粒·m^-2,而到固定沙丘急剧减少甚至完全消失;沙米与沙拐枣组建的群落0~15 cm土壤种子库总密度达800粒·m^-2,是沙米群落土壤种子库密度的2倍、白刺+沙米群落的3倍、梭梭+沙米群落的6倍;沙米土壤种子库与地上种群密度间存在显著的线性关系,沙米地上种群密度随土壤种子库密度增加而增加。显然,土壤种子库及其分布是沙米适应恶劣风沙环境和自我繁衍的重要保障,受区域环境、地上植被、土地类型、土壤深度等多种因素的影响。在沙化土地封禁保护与防沙治沙中,要禁止对沙米地上资源的采收活动,以补充沙米土壤种子库。

关键词：土壤种子库种子分布沙丘部位植被类型沙米(Agriophyllum squarrosum)