国家杰出青年科学基金(40825001)
- 作品数：24 被引量：589H指数：14
- 相关作者：李新荣何明珠张志山贾荣亮李小军更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院新疆生态与地理研究所中国气象科学研究院更多>>
- 发文基金：国家杰出青年科学基金国家科技支撑计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：生物学农业科学环境科学与工程更多>>
- 腾格里沙漠东南缘生物土壤结皮的固氮潜力被引量：16
- 2012年
- 以腾格里沙漠东南缘广泛分布的3类典型生物土壤结皮(藻类结皮、地衣结皮和藓类结皮)为研究对象,在野外环境下连续一年(2010年6月至2011年5月)测定了不同类型结皮的固氮潜力、季节变化,及其对环境因子的响应特征.结果表明:整个试验期间,藻类、地衣和藓类结皮的固氮活性分别为14～133、20～101和4～28μmol.m-2.h-1,差异显著,这种差异主要是由结皮种类组成的差异所致.3类结皮固氮活性对环境因子的响应特征基本一致.3类结皮固氮活性与降水量关系不显著,但与试验前3天小于3mm的降水量均呈显著的正相关关系,说明该地区3类结皮在3mm降水条件下即可达到最大固氮速率.3类结皮固氮活性与试验期温度均呈显著的二次函数关系,随气温升高均呈先上升后下降的趋势,藻类和地衣结皮的固氮活性在超过30℃后即迅速下降,而藓类结皮的固氮活性在超过25℃后即开始下降,说明不同类型结皮具有不同的固氮适宜温度区间.3类结皮固氮活性的季节变化均表现为秋季>春季>夏季>冬季,夏季高温和冬季低温抑制了结皮固氮酶活性,而春末秋初适宜的水热条件促进了其固氮活性的提高,结皮固氮活性的季节变化主要受水热因子的共同调控.温带荒漠区生物土壤结皮在湿润条件下全年均具有固氮能力,环境因子对其氮固定的控制作用层次分明,水分是影响其固氮速率和持续时间的关键因子,在水分和碳源充足的条件下,温度则是制约其固氮能力的主要因子.
- 张鹏李新荣张志山潘艳霞刘艳梅苏洁琼
- 关键词：干旱荒漠生物土壤结皮固氮活性环境因子
- 生物土壤结皮研究：进展、前沿与展望被引量：193
- 2009年
- 生物土壤结皮是由隐花植物和相关土壤微小生物与表层土壤颗粒胶结而形成的复合体,与维管束植物覆盖一样,它是干旱区地表的重要覆盖类型(其盖度达40%)。生物土壤结皮是荒漠生态系统组成和地表景观的重要特征,在不同生物气候区的荒漠景观过程、土壤生态过程、土壤水文过程、土壤生物过程和地球化学循环过程,以及干旱半干旱地区生态修复过程中发挥着重要作用。关于生物土壤结皮的研究是地学和生物学学科交叉的前沿研究领域,已成为国际干旱区地表过程研究的重要核心科学问题之一。综述了国内外该领域最新研究进展,分析了研究的趋势,讨论了其前沿科学问题和未来研究的重点,以期促进我国生物土壤结皮的研究,加深对我国干旱半干旱区地表过程的认识。
- 李新荣张元明赵允格
- 关键词：生物土壤结皮隐花植物生物过程
- 干旱区土壤植被系统恢复的生态水文学研究进展被引量：95
- 2009年
- 干旱区约占地球陆表面积的40%以上,所支撑的复杂多样的生态系统是全球陆地生态系统的重要组成,水是干旱区诸多生态系统过程的驱动力和关键的非生物限制因子。生态水文学作为新兴的交叉学科,为客观、全面地诠释干旱区植被与土壤系统相互作用与反馈机理提供了新的理念和途径,同时,也为干旱区以植被建设为主的生态恢复实践提供了理论基础。以沙坡头沙漠研究试验站在腾格里沙漠东南缘荒漠化草原和草原化荒漠过渡带的长期定位监测研究为例,分析、综述了我国在干旱区生态水文学研究领域所取得的主要成绩和相关进展,重点讨论了沙地植被从组成、结构和功能群演变等多层次上对土壤生态水文过程的响应,以及植被对土壤环境和水循环的长期反馈作用和调控机理;将生物土壤结皮首次作为影响植被-土壤系统水文过程的重要环节来考虑,对其发挥的生态水文功能的相关研究进行了总结;归纳了基于水量平衡的干旱区生态恢复理论模式及其在实践中的应用。
- 李新荣张志山王新平刘立超黄磊
- 关键词：生态水文过程生物土壤结皮生态修复
- 3种不同生境芦苇叶表皮微形态和叶绿体结构特征分析被引量：8
- 2011年
- 以生长于中国西北腾格里沙漠边缘的3种芦苇,沙丘芦苇(沙芦)、戈壁盐湖芦苇(盐芦)和水生芦苇(水芦)为材料,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜的观测,对3种生境芦苇叶片上表皮表面形态结构、叶肉细胞以及叶绿体结构进行了研究。结果发现,3种芦苇在其长期适应各自生境的过程中,其叶片表面形态结构和叶肉细胞均发生了适应性改变。与水生芦苇相比较,两种陆生型在适应各自极端生境的过程中,通过气孔下陷、减少气孔密度、缩小气孔口径、并在表面形成高密度的绒毛状蜡质晶体结构等途径减少蒸腾,提高植物对各自干旱或盐渍生境的适应。盐芦比沙芦这种适应性特征更加明显,并在表面形成有类似于盐腺的特殊结构。同时,沙芦和盐芦叶绿体主要以长梭状而非水芦的圆形或椭圆状形态存在,并且叶绿体中淀粉粒数量增多(特别是盐芦)。这些不同生境中发生的可塑性适应调整可能通过感受环境条件的变化而参与了芦苇对长期干旱或盐渍生境的适应。
- 刘玉冰李新荣周生荟谭会娟李小军
- 关键词：生境叶表皮叶绿体
- 紫外辐射增强对不同发育阶段荒漠藻结皮光合作用的影响被引量：11
- 2011年
- 以腾格里沙漠东南缘自然植被区、51龄和26龄人工植被区藻结皮为研究对象,模拟研究了2%紫外辐射增强对不同发育阶段结皮叶绿素a含量(Chl-a)和净光合速率的影响。结果表明:①紫外辐射增强显著抑制了51龄和26龄人工植被区藻结皮的Chl-a含量(P<0.05),紫外辐射增强后不同发育阶段藻结皮的Chl-a含量无显著差异(P<0.05);②紫外辐射增强显著抑制了3个植被区藻结皮的净光合速率(P<0.05),紫外辐射增强处理后,自然植被区,51龄和26龄人工植被区藻结皮的最大净光合速率分别为1.8、2.2μmol.m-2.s-1和1.9μmol.m-2.s-1,比对照分别下降了21%～49%,12%～22%和24%～59%。方差分析表明,紫外辐射增强后,3个发育阶段的藻结皮净光合速率无显著差异(P<0.05)。本研究表明,紫外辐射增强通过降低荒漠藻结皮的光合色素含量,减少了结皮的净光合速率,从而会对荒漠区藻结皮的生产力产生影响。
- 苏延桂李新荣赵昕王正宁
- 关键词：光合速率演替
- 阿拉善高原荒漠植被组成分布特征及其环境解释 Ⅲ.植物功能群多样性对环境因素的响应被引量：9
- 2010年
- 采用水分生态型(包括旱生植物、旱中生植物、中生植物和湿生植物)、生活型(灌木、半灌木、多年生草本和一二年生草本)和植物主要光合途径(C3和C4)等方法将研究区的植物种类进行了功能群(functional groups/types)划分,为进一步认知荒漠生态系统的结构、功能和过程提供了分析基础。植物功能类群相对集中是阿拉善荒漠植被组成的一个重要特点,这主要和植物趋于旱化、生态型相对简单密切相关。按优势功能群依次为:PFTs1(旱生C3一二年生草本)、PFTs2(旱生C3多年生草本)、PFTs3(旱生C3灌木)、PFTs4(旱生C3半灌木)、PFTs5(旱生C4一二年生草本)、PFTs7(旱生C4灌木)和PFTs8(旱生C4半灌木)。气候、土壤理化指标决定着植物功能类群的分布。其中年均降水量、湿润系数决定着植物的生态型、生活型在水平地带上的分布特征,同时,也影响C3和C4植物(海拔梯度上)的分布。土壤容重、砂粒、粉粒含量决定着植物生活型特征,而土壤pH值、Cl-、SO42-和Ca2+决定着植物水分生态类型的空间分布。这些结果揭示了极端干旱区植物对胁迫环境响应的多样性,是对极端环境条件下如何理解生物多样性维持机制和可持续发展的较好生态学解释。
- 何明珠
- 关键词：生活型生态型干旱胁迫
- 阿拉善高原荒漠植被组成分布特征及其环境解释 Ⅳ.土壤种子库特征研究被引量：11
- 2010年
- 阿拉善荒漠土壤种子库种子密度主要受到水、热变化梯度的影响而呈现水平地带性分布规律。土壤种子库的分布主要集中在0～5cm的土层中,深层土壤很少有种子库的存在。阿拉善土壤种子库共统计到26种植物种子,分属9科22属,以禾本科最多;生活型以一年生草本植物种子的比例最高,达到51.36%。极端干旱环境条件下不存在有效的土壤种子库。土壤种子库多样性(Simpson指数)在东阿拉善草原化荒漠区为最高,在0.546～0.917之间;西阿拉善荒漠区次之为0.417～0.915;额济纳绿洲区为0.855,说明阿拉善荒漠区从东到西,土壤种子库物种多样性指数呈现下降的趋势。土壤种子库相似性研究表明,阿拉善荒漠不同区域的土壤种子库相似性差异较大,东阿拉善荒漠化草原植被区,相似性系数范围为0.17～0.67,西阿拉善典型荒漠区为0～0.75,额济纳戈壁荒漠区和东、西阿拉善土壤种子库的相似性系数范围是0～0.4。说明阿拉善荒漠区,由于生境和植被的异质性程度高,导致土壤种子库之间的差异性显著。阿拉善荒漠的土壤种子库和地上植被组成上差异显著,地上植被的优势种以旱生、中生灌木、半灌木为主,土壤种子库中以一年生、多年生草本为主,没有统计到灌木种子的存在,表明土壤种子库对于灌木层片更新和演替的贡献非常小。这些发现对了解干旱荒漠植被自然修复特点具有重要的潜在贡献。
- 何明珠
- 关键词：生态恢复干旱荒漠物种多样性
- 盐胁迫下红砂愈伤组织的抗氧化能力与耐盐性研究被引量：17
- 2013年
- 通过测定不同梯度盐胁迫下红砂愈伤组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,以及丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性,探讨了红砂抗氧化能力与耐盐性的关系。结果显示:随着盐胁迫浓度增加,红砂愈伤组织中MDA含量比对照增加0.84%～51.03%,SOD、POD和CAT活性分别比对照提高9.83%～51.98%、26.4%～140.2%和44.74%～216.34%。表明红砂可以通过上调SOD、POD和CAT等保护酶的活性来响应盐胁迫,并以此降低盐胁迫诱导的膜脂过氧化程度,从而提高其耐盐性。
- 谭会娟李新荣刘玉冰赵昕
- 关键词：红砂愈伤组织抗氧化酶耐盐性
- 水热因子对沙漠地区土壤呼吸的影响被引量：16
- 2009年
- 利用Li-6400-09土壤呼吸室和Li-6400便携式光合测定仪,在植物生长季对腾格里沙漠东南缘植被区和流沙区的土壤呼吸进行了连续测定,并分析了温度和水分对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)植被区和流沙区土壤呼吸速率的日变化特征相似,即夜间土壤呼吸速率保持在较低的水平,而白天则呈现单峰变化趋势;而季节变化趋势明显不同,即植被区内的土壤呼吸有明显的季节变化,流沙则没有明显的季节变化;(2)植被区和流沙区0～5cm土壤含水量与土壤呼吸速率均呈显著的线性关系,但植被区的相关性好于流沙区。当0～5cm土壤含水量大于测定期间的平均值(植被区为6.78%、流沙区6.94%)时,植被区和流沙区的土壤呼吸速率都明显高于土壤含水量小于平均值时的土壤呼吸速率,其土壤呼吸速率平均值之比分别为:2.6、1.5;(3)土壤呼吸速率与地表5cm处土壤温度呈显著的指数关系,当土壤含水量小于测定期间的平均值时,植被区与流沙区的Q10值分别为1.23和1.43;当土壤含水量大于测定期间的平均值时,植被区与流沙区的Q10值分别为2.23和1.72。由此可见,土壤水分不仅影响了土壤呼吸速率的大小,而且还影响了土壤呼吸速率的温度敏感性。
- 高艳红张志山刘立超贾荣亮
- 关键词：土壤呼吸腾格里沙漠温度水分
- 镍、铜对矿业废弃地先锋植物盐生草和骆驼蓬抗氧化物质和渗透调节物质积累的影响被引量：3
- 2012年
- 以盐生草(Halogeton glomeratus)和骆驼蓬(Peganum harmala)幼苗为材料,采用盆栽试验研究土壤中不同浓度(0、50、100、200、400mg.kg-1)镍(Ni)、铜(Cu)处理对盐生草和骆驼蓬幼苗过氧化氢(H2O2)、抗坏血酸(ASA)、维生素E(VE)、谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸和可溶性糖含量的影响。结果表明,盐生草和骆驼蓬叶片及根部过氧化氢(H2O2)含量随介质中Ni和Cu浓度的增加而增加。Ni胁迫下盐生草叶片中GSH含量随Ni浓度增加呈增加趋势,根部VE含量在高浓度Ni(≥100mg.kg-1)胁迫下显著积累;Cu胁迫下盐生草叶片和根部GSH、ASA和VE含量较对照显著积累,三者协同作用缓解Cu胁迫诱导的氧化损伤。Ni胁迫下骆驼蓬叶片GSH和ASA含量、根部ASA含量较对照显著增加;Cu胁迫下骆驼蓬叶片中GSH和ASA含量随Cu浓度增加呈上升趋势,根部ASA含量较对照显著增加,VE在100mg.kg-1和200mg.kg-1的Cu处理下较对照显著增加。Ni和Cu胁迫使得盐生草和骆驼蓬幼苗脯氨酸和可溶性糖含量较对照显著积累。
- 鲁艳李新荣何明珠冯丽曾凡江
- 关键词：镍铜抗氧化物质
