胡杨(Populus euphratica)是塔里木河流域荒漠河岸林的建群种,水分和氮素是限制胡杨幼苗的存活及早期生长的主要因子.利用15N同位素示踪技术分析水和氮素的交互作用对胡杨幼苗不同生长阶段氮素的吸收分配利用及幼苗生长的影响,进一步探究氮素对胡杨实生苗早期形态建成的作用及对干旱胁迫的缓解效应,以期提高幼苗的存活率.实验以一年生胡杨实生幼苗为研究对象,采用温室内盆栽实验,设置4个干旱处理(D1、D2、D3、D4,土壤相对含水量为:20％-25％、40％-45％、60％-65％、80％-85％)和3种氮素水平(No、N1、N2∶0、3、6g/盆)测定胡杨幼苗的生长指标和各部分的Ndff、分配率及利用率.结果表明:胡杨幼苗在土壤相对含水量60％-65％(D3)、氮素添加量3g/盆(N1)时,其生长表现为最佳状态;干旱胁迫下,不同氮素添加量对胡杨幼苗各部分的Ndff值存在显著差异,N2低于N1;随干旱胁迫减弱(D3、D4),植株在生长早期(25 d)根部吸收的15N优先向地上部分转运,生长后期(75 d)植株Ndff最高,其中以根系中Ndff最高;不同生长期幼苗各部分的15N分配存在显著差异,根系15N分配率较高,但不同氮量处理间差异不显著;随生长期的推移,植株对15NH415NO3的利用率表现为粗根最大,各处理中D3N1处理均显著高于其他处理.结论:轻度干旱胁迫下添加适量的氮素能够增强植株对氮素的吸收征调能力,优化水资源获取以维持生存的重要机制.

林窗作为森林生态系统得以长期维持的主要驱动力之一,能够促进森林的自然更新与演替、优化森林结构和养分循环,从而提高生物多样性及生态系统服务功能.基于塔里木河中游历年径流量、耗水量与地下水埋深等水文数据,利用回归模型、拟合优度t检验与种群结构动态定量相结合的方法,分析了研究区水文条件对胡杨荒漠河岸林林窗数量及其形成木种群结构与动态的影响.结果 表明:1)1970年前塔里木河中游水量较为充足,在一定程度上可满足胡杨生存发育的需水量.自1980年来,塔里木河中游年径流量(R2=0.785,P＜0.01)与耗水量(R2=0.524,P＜0.01)呈明显减少趋势、地下水日益匮乏,其埋深呈直线下滑趋势(R2=0.8618,P＜0.01).这导致河道两岸的胡杨林生态用水日益紧缺,从而引起胡杨林林窗现象频繁出现,尤其是在1997-2006年期间.2)随着中游年径流量与耗水量逐渐减少、地下水埋深逐渐增加,林窗内胡杨形成木数量则变为增长趋势.3)林窗形成木除1957-1966、1967-1976年属衰退型外,1977-1986、1987-1996、1997-2006和2007-2016年均呈现增长型特征.特别是林窗内胡杨形成木Ⅱ级幼龄树大幅度增加,其表现出胡杨林年龄结构的老龄化特征.4)由模型显示,林窗及其形成木数量与径流量之间存在显著性负相关,径流量降至17.81×108 m3时,林窗内的胡杨将面临高峰死亡.由此可知,在干旱区水文条件是决定胡杨生死的主导因子,也是塔里木河中游荒漠河岸林林窗形成的主要原因.

[背景]新疆绿洲生态系统的大规模农垦开发对当地生态环境产生了一系列影响,评估农业活动对新疆地区原始生态土壤细菌群落的影响对合理利用土地、开发农业资源具有指导意义.[目的]通过研究塔里木河中下游流域受农垦开发影响的棉田及未经历土地开垦的胡杨林土壤细菌群落结构及多样性的变化,探究农垦开发活动对土壤微生态的影响.[方法]利用国标法测定塔里木河中下游流域绿洲棉田及原始胡杨林全氮、总盐、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH等土壤理化性质;提取土壤总DNA,通过PCR扩增建立文库,用新一代Illumina HiSeq 2500测序技术对土样DNA进行16S rRNA基因(V4区)高通量测序;利用生物信息学分析细菌群落的α多样性(包括Chaol、Observed species、Phylogenetic diversity (PD)、Shannon、Simpson和Good's coverage指数)、p多样性在两地的变化,基于线性判别分析流程[Linear discriminant analysis (LDA) effect size pipeline,LEfSe]分析在两地具有显著差异的细菌分类单元;结合土壤理化参数、群落功能预测分析可能影响两地细菌群落结构变化的主要因子.[结果]土壤基本理化性质分析:绿洲棉田与原始胡杨林相比,全氮、碱解氮、总盐、pH含量显著增加,土壤盐含量与全氮、碱解氮和pH呈显著正相关(P＜0.05);细菌多样性分析:α多样性指数Chaol、Observed species和PD在棉田样品中均显著低于胡杨林样品,Shannon指数差异虽不显著,但是也表现出同样的变化趋势;细菌群落组成分析:两组样品中的优势细菌依次为α-变形杆菌纲、放线菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、γ-变形菌纲、B-变形菌纲、δ-变形菌纲、绿弯菌门、厚壁菌门、浮霉菌门、泉古菌门和硝化螺旋菌门(丰度＞1％);差异分析的结果显示,新疆绿洲棉田土壤中显著富集的微生物主要包括酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、黄杆菌纲、α-变形菌纲、γ-变形菌纲中的一些物种,以及泉古菌门中的Candidatus Nitrososphaera;新疆原始胡杨林土壤中显著富集的微生物主要包括绿菌门、δ-变形菌纲以及变形菌门中的其他物种,还包括泉古菌门中的Nitrosopumilus.主坐标分析(PCoA)结果显示,棉田生态系统的土壤细菌群落结构能够与胡杨林生态系统的群落结构明显分开,且前者的细菌群落结构一致性更高.功能预测结果显示,绿洲棉田的硝化作用显著高于原始胡杨林.冗余分析(RDA)结果表明全氮含量对细菌群落结构有显著影响.[结论]在长期耕种施肥等人为因素干扰下,绿洲棉田土壤细菌多样性和群落结构发生明显改变,细菌α多样性明显低于原始胡杨林,细菌p多样性差异减弱,同时一些与植物生长密切相关的细菌类群,如放线菌、硝化细菌等显著富集.该研究可为新疆绿洲棉田生态系统的开发利用现状提供数据参考.

为加强塔里木河流域胡杨林生态保护,维系胡杨林植被系统多样性、稳定性和完整性,针对塔里木河上游吐江、中游坎白尔吾斯坦生态监测断面,从胡杨冠幅、长势打分、年龄结构、幼苗出现频率及生理指标进行了调查和测定.分析距水源远近对胡杨林群落特征的影响.结果表明:①淹灌前后胡杨幼苗在单位面积内(植)株(个)数从0.08株·m-2增加到0.80株·m-2;长势较差的胡杨逐渐被长势较好的替代;同一柽柳在淹灌前后新枝增幅71.6％.②随着距生态闸距离的增大胡杨冠幅、单位面积内胡杨数呈现下降趋势;且长势打分也呈下降趋势,随着淹灌距离的增大分别下降了5.0％、19.3％、45.5％;胡杨幼林和中成林随着淹灌距离增大分布呈下降趋势、过熟林呈上升趋势,幼林分别下降了28.6％、85.7％、100％.过熟林分别增加了32％、88％、132％;胡杨幼苗出现频率随着淹灌距离增大分别下降了21.83％、44.51％、27.78％;③生态补水后,可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)均呈现减少趋势.在淹灌距离300 m、450 m、600 m处可溶性糖(SS)减少了37.4％—42％;脯氨酸(Pro)减少了36.6％—41.9％;脱落酸(ABA)减少了29.8％—41.9％.生态补水在一定程度上缓解了胡杨水分胁迫,使的胡杨生长环境得以好转.

以《生态保护红线划定指南》为依据,在开展区域生态系统服务功能重要性和生态环境敏感性评价的基础上,对塔里木河流域的生态保护红线区域进行划定,并基于FLUS情景模拟、生态系统服务价值(ESV)估算、景观格局指数计算和空间自相关分析等方法,评估生态保护红线政策在塔里木河流域实施后的生态效益.研究结果表明:(1)划定生态保护红线区域总面积133721 km2,占流域总面积的13.01％,植被净初级生产力(NPP)比红线之外的研究区平均值高3.61倍,划定结果符合"以较小面积获取较大服务"的原则.(2)生态保护红线区域提供了全流域44.55％的ESV,调节服务和供给服务是生态系统的最主要功能,其中冰川湖泊贡献了生态保护红线区域52.28％的ESV.(3)生态保护红线政策情景在2030年的ESV比2015年增加了11.96％,且ESV高值面积增加了5.95％,高ESV低风险区域面积增加了6.37％,流域生态系统内部稳定,拥有较高的抵抗风险能力,生态系统结构配置最优.生态保护红线政策能够为塔里木河流域的生态系统稳定和"既要金山银山,又要绿水青山"的可持续发展提供理论支持.

生态系统的脆弱性是全球气候变化与可持续发展研究的核心问题,测定与评价脆弱性对认识生态系统的结构与功能至关重要.天山-塔里木绿洲地区包含着山地、荒漠和绿洲等多种类型的生态系统,存在着多个不同生态类型的交界过渡区.为定量评价该地区生态脆弱性,以植被总初级生产力这一生态系统重要的功能性指标为基础,对该地区生态系统脆弱性进行了计算和分级(不脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱),并对研究区生态系统脆弱性的空间分布特征及其与环境因子的关系进行了分析与讨论.结果表明:(1)研究区生态系统脆弱性总体上表现出明显的空间分化格局,以中度和重度脆弱为主,极度脆弱的地区主要分布在南部的塔里木绿洲.(2)生态系统脆弱等级大体上随着区域内多年平均温度的升高而升高.受地表水灌溉的影响,生态系统脆弱性与降水量间并无明显趋势性规律.(3)研究区的生态系统脆弱等级随着区域内的平均海拔以及平均坡度的升高都呈现下降的趋势.受自然条件恶劣、过度放牧以及农田过度开垦的影响,目前该地区总体呈现脆弱性严重的状态.研究表明该地区应积极开展生态治理工作,合理规划生态功能关键区,保护好现有草原和湿地等易开垦地区,划定绿洲开发范围的"红线",限制农田的开垦,协调好塔里木河流域的水资源分配.研究为使用卫星遥感数据研究生态系统脆弱性提供了方法上的参考,为可持续发展和生态治理提供了科学依据.

2012年4月8日,在辽宁庄河市三河口附近的水面(39°39′42"N,123° 01′03"E),观察到1只雄性赤嘴潜鸭(Nettarufina)(图1a).赤嘴潜鸭雄鸟特征明显:头浓栗色,嘴赤红色,淡棕黄色羽冠,上体褐色,两胁白色,下体黑色(约翰.马敬能等2000).赤嘴潜鸭主要繁殖在欧洲、中亚,越冬在地中海、亚洲西南部、欧洲南部、中东、北非,偶尔也到日本和澳大利亚等国家(约翰·马敬能等2000).中国主要繁殖在西部的内蒙古乌梁素海、新疆塔里木河流域等,越冬在西藏、云南、四川、贵州等省(郑光美2017).根据出现的时间,推测赤嘴潜鸭为辽宁旅鸟.