分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-04-29 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为揭示系统发育和植物功能性状对新疆木本植物开花物候的影响，以新疆乌鲁木齐、伊宁和喀什三地典型植物园或公园的木本植物为研究对象，利用系统发育信号值和系统发育广义最小二乘模型（phylogenetic generalized least squares, PGLS），探究开花物候分布特征、谱系保守性以及功能性状的贡献率。结果表明：（1） 新疆木本植物开花期集中在3月31日至4月20日，持续时间为（13.03±0.38） d。乔木、肉质果、彩色花和风媒植物分别比灌木、非肉质果、非彩色花和虫媒植物的开花早。（2） 亲缘关系越近的物种开花物候特征越相似，系统发育信号值Pagel’s λ为0.67⁓0.74。（3） 果实类型、花色和传粉方式与开花物候最相关，解释度为17.4%⁓31.6%。本研究证明系统发育和植物功能性状均能影响新疆木本植物开花物候，研究结果对阐明干旱区生物多样性维持机制和虫植关系具有重要意义。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 木质部结构性状是植物适应不同水分条件的基础，也是植物响应环境条件变化的核心属性之一。以西北荒漠区的典型灌木琵琶柴(Reaumuria soongarica)和沙拐枣(Calligonum mongolicum)为研究对象，对其木质部结构和水力功能性状进行对比分析，以期了解同一生境中不同物种的差异性或相似性，以及同一物种在不同环境条件下的木质部结构性状的可塑性。结果表明：（1）琵琶柴和沙拐枣的木质部结构性状存在显著差异，沙拐枣平均导管直径、脆弱性指数显著高于琵琶柴，而导管密度、导管分组指数则相反。（2）琵琶柴和沙拐枣的木质部结构性状随气候变化的规律具有差异，随年均降水量和干旱指数的增加，沙拐枣的平均导管直径与导管厚跨比显著下降，而琵琶柴的平均导管直径与导管厚跨比与之无关，仅理论导水率与年均降水量和干旱指数呈显著正相关关系。（3）琵琶柴木质部导水系统存在效率与安全的权衡，而沙拐枣中没有表现出效率和安全的权衡关系。（4）性状网络分析结果表明，琵琶柴和沙拐枣的中心性状均为平均导管直径，平均导管直径的变化介导了性状网络的变化。琵琶柴和沙拐枣的木质部结构性状存在显著差异，相对于沙拐枣，琵琶柴水分利用策略更加保守。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 研究不同施氮水平下沙质土壤油莎豆（Cyperus esculentus）土壤养分表观平衡及块茎产量，为沙质土壤油莎豆科学施氮提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为研究对象，分别设置0 kg·hm-研究不同施氮水平下沙质土壤油莎豆（Cyperus esculentus）土壤养分表观平衡及块茎产量，为沙质土壤油莎豆科学施氮提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为研究对象，分别设置0 kg·hm-2（N0）、75 kg·hm-2（ N1）、150 kg·hm-2（ N2）、225 kg·hm-2（ N3）4个施氮水平。分析4个施氮水平对油莎豆农艺性状、土壤表观养分平衡及块茎产量的影响。结果表明：随着施氮量增加，两地油莎豆茎蘖数、株高、单片叶面积等均有增加，但过高的施氮量会造成油莎豆地上部徒长，导致产量下降；施氮量为150 kg·hm-2（N2），油莎豆最大根长、根体积等农艺性状最优，油莎豆整株干重及块茎产量均最高，块茎鲜产可达到9298.87~10336.06 kg·hm-2；两地氮素表观盈余率在0 kg·hm-2（N0）和75 kg·hm-2（N1）水平下均为负值，150 kg·hm-2（N2）和225 kg·hm-2（N3）水平下均为正值，表明两地氮素均在N2水平即施氮量为150 kg·hm-2时达到氮素平衡状态。冗余分析也表明油莎豆茎蘖数、最大根长、根体积、氮携出量是驱动油莎豆干物质及块茎产量形成的主要因素。因此在北方沙质土壤条件下，N素施入量为150 kg·hm-2时，可促进油莎豆对养分的吸收、维持土壤表观养分平衡，有利于油莎豆良好的生长发育和产量的提高。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 植物生物量分配特征及其向土壤中的物质输入是退化沙质草地生态系统恢复，尤其是土壤碳含量增加的关键环节。本研究以科尔沁沙地不同恢复阶段的流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和封育草地为研究对象，调查分析草本植被生物量分配特征、根系性状和土壤理化性质特征，厘清生物量分配特征和根系性状与土壤碳的相互关系。结果发现：随着沙化草地逐步恢复，植被地上生物量、根系生物量、地表凋落物以及地下残体均呈显著的增加趋势（P<0.01），相对于沙化严重的流动沙丘，半固定沙丘、固定沙丘和封育草地的植物总干物质（生物量+凋落物）分别增加了11.0%、116.3%和151.2%。与生物量变化趋势相同，土壤碳含量随沙化草地的逐步恢复显著增加（P<0.05），其中0~10 cm层的增加速率高于10~20 cm层。结构方程模型（SEM）分析显示，0~10 cm层土壤碳含量受地表凋落物、地下残体和根表面积3个因素的影响，10~20 cm层土壤碳含量仅受地下残体和根表面积两个因素的影响，同时，两层土壤碳含量均与地上生物量无显著的关系。研究结果表明，在退化沙质草地恢复过程中，土壤碳含量主要受凋落物输入以及根系性状的影响，而与地上生物量无直接关系。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-09-27 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 疏勒河流域是中国西北重要的粮食产区，探明气候变化和人类活动对该地区粮食作物影响规律，可为区域粮食安全提供重要科学支撑。以地处疏勒河流域中游地区的玉门市为典型研究区，采用19902020年气象要素、田间管理、土壤属性和玉米单产等数据，分析玉米性状及单产对自然因素（最高温、最低温、太阳辐射、风速、降水）和人为因素（政策、灌溉量、施肥量）的敏感性，在此基础上，以2017年为典型年，运用DSSAT-CERES-Maize模型定量分析主要影响因子对玉米性状和气候单产的影响程度，探明研究区玉米生长发育的适宜条件。结果表明：（1） 在疏勒河流域中游地区，气候暖湿化特征显著；化肥施用量呈现出增加-减少的变化趋势，有效灌溉面积为持续增加趋势。（2） 玉米实际单产呈小幅增加趋势，其中趋势单产由于受到推广优质品种和农田水利建设等政策的影响，呈增加-减少-稳定的变化趋势，而玉米气候单产呈减少趋势，其对最高温和降水表现出强正向敏感度，对最低温表现出强负向敏感度；玉米性状对化肥施用量、有效灌溉面积和穗期、花粒期的最低温表现为强正向敏感度，对穗期、花粒期最高温表现为强负向敏感度。（3） 玉米生长发育的适宜条件为最高温（14.80~38.56 ℃）、最低温（-0.38~22.16 ℃）、太阳辐射（3.93~25.15 MJm-2）、风速（0~3.81 ms-1）以及在实际降水基础上的灌溉量（15 mm）和施肥量（10 kghm-2），在此范围内，最高温、最低温、风速和水肥因子与性状、单产存在倒U型关系，而太阳辐射与性状、单产存在U型关系。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 干旱区湿地植物叶片蒸腾作用与叶性状的关联性研究，对揭示植物叶片叶脉网络性状、叶片形态构建模式与植物体内水分平衡间的内在联系至关重要。以黑河中游湿地胡杨（Populus euphratica）为研究对象，按胡杨林距离水域的远近分别设置：I（离水域30~110 m, 土壤含水量（SMC）58.23%）、II（离水域160~240 m, SMC 40.53%）、III（离水域290~370 m, SMC 28.36%）3个样地，研究了不同土壤含水量条件下胡杨叶片蒸腾速率（Tr）与叶性状之间的关联性。结果表明：（1）随着土壤含水量的逐渐减小，胡杨林的高度、胸径和郁闭度均逐渐降低，光合有效辐射（PAR）显著增加；（2）胡杨叶片的叶脉密度、叶厚度、净光合速率（Pn）、Tr、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）逐渐增加，而叶脉直径、叶面积和比叶面积逐渐减小；（3）3个样地胡杨Tr 与叶脉密度均呈极显著的正相关关系（P<0.01），与叶面积和比叶面积呈极显著负相关关系（P<0.01）；（4）在样地I和样地III，胡杨Tr 与叶脉直径呈极显著的负相关关系（P<0.01），在样地II二者呈显著负相关关系（P<0.05）。为适应土壤水分的梯度性变化，胡杨种群通过优化叶性状的资源投入以调控叶片蒸腾耗水，实现对土壤水分的有效利用和光合碳同化产物的合理分配，体现了干旱区内陆河湿地植物对特殊生境的生态适应机制。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 在水分输入以小量级降水和凝结水为主导的干旱区，植物叶片吸收水分策略具有尤为重要的生态意义。以民勤地区20种荒漠植物为研究对象，测定叶片单位面积吸水量（LWUC）、含水量增加率（RW）、水分饱和亏（WSD）、比叶面积（SLA）、干物质含量（LDMC），分析植物各叶片性状的分布规律及其相互关系，并比较不同功能群植物叶片水分吸收性状的变异特征。结果表明：（1）叶片可以吸收水分，具有利用小量级降水的能力；叶片性状存在较大的种间差异。（2）叶片LWUC与LDMC呈极显著负相关（P＜0.01），RW与WSD呈极显著正相关（P＜0.01）。（3）不同生长型植物叶片LWUC、RW、WSD差异不显著（P＞0.05）。（4）不同质地植物叶片LWUC差异极显著（P＜0.01），其中，肉质多汁类型植物显著（P＜0.05）高于草质、革质类型植物，肉质多汁和叶片退化类型植物差异不显著（P＞0.05）。（5）不同叶面性状植物叶片LWUC差异不显著（P＞0.05），但覆毛类型植物叶片RW、WSD极显著（P＜0.01）高于光滑叶面平均值。总之，本研究可以加深对荒漠生态系统不同功能型植物利用水资源方式和策略的理解，增强对荒漠植物生态适应对策和荒漠植被格局变化的认识，并为其保护和恢复提供科学依据。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 植物功能性状是连接植物与外界环境的重要桥梁，其在不同环境梯度下的变化表现出了对异质环境的适应机制。本文以敦煌西湖国家级自然保护区克隆植物芦苇（Phragmites australis）为研究对象，设置了未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个梯度样地，研究环境异质条件下芦苇叶功能性状特征及其对土壤环境因子的响应。结果表明：① 各环境梯度下，芦苇叶功能性状特征变化显著（P<0.05），叶长、叶宽、叶面积、叶干重随环境梯度退化呈下降趋势，比叶面积随梯度退化呈上升趋势；② 芦苇各叶功能性状间呈协同变化的特征，叶长、叶宽、叶面积、叶干重之间呈极显著正相关（P<0.01），比叶面积与叶长、叶干重呈显著负相关（P<0.05）；③ 叶长、叶宽、叶面积、叶干重与土壤表层（0~30 cm）、中层（30~60 cm）水分呈显著正相关（P<0.05），而与土壤表层、中层含盐量呈显著负相关（P<0.05），说明土壤表层与中层的水分与盐分是芦苇叶功能性状最主要的驱动力。研究结果对干旱区内陆河湿地的保护、生态恢复及管理具有重要的指导意义。
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