目的 研究差不嘎蒿的化学成分.方法 利用硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶等方法对差不嘎蒿的化学成分进行分离纯化,根据其理化性质和波谱数据鉴定化合物的结构.结果 从差不嘎蒿中分离得到10个化合物,分别为5-羟基-7,4'二甲氧基二氢黄酮(5-hydroxy-7,4'-dimethoxyflavanone,1)、3,5-二羟基-7,4'二甲氧基二氢黄酮(3,5-dihydroxy-7,4'-dimethoxyflavanone,2)、异野樱素(isosakuranetin,3)、7-羟基-5,6-二甲氧基香豆素(umckalin,4)、5,7-二羟基-3,3',4'-三甲氧基黄酮(5,7-dihydroxy-3,3',4'trimethoxyflavone,5)、5-羟基-6,7-二甲氧基香豆素(tomentin,6)、山奈酚-4'-O-甲醚(Kaempferol-4'-O-methylether,7)、泽兰黄素(eupatrin,8)、β-谷甾醇(β-sitosterol,9)、二氢槲皮素-4'-甲醚(taxifolin-4'-methylether,10).结论 化合物4、5、7、8、10为首次从该属植物中分离得到.

目的 进一步明确差不嘎蒿茎叶中的化学成分,以期为该植物的药用资源开发利用提供依据.方法 利用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20等方法分离纯化差不嘎蒿的化学成分,根据其理化性质和各种波谱数据鉴定化合物的化学结构.结果 从差不嘎蒿中分离得到8个化合物,分别鉴定为高圣草素(homoeriodictyol,1)、槲皮素-3-甲醚(quercetin-3-methyl ether,2)、圣草酚(eriodictyol,3)、七叶内脂(esculetin,4)、槲皮素(quercetin,5)、樱花素(sakuranetin,6)、咖啡酸(caffeic acid,7)、柽柳黄素-5-O-β-D-葡萄糖苷(tamarixetin-5-O-β-D-glucoside,8).结论 化合物1、3和8为首次从蒿属植物中分离得到,化合物2、4、6为首次从差不嘎蒿植物中分离得到.

为研究沙地退化植被封育恢复过程中植被特征的动态变化规律,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬在流动、半固定、固定沙丘和沙质草地上开展了3次植被特征调查.结果表明:2011-2015年,流动沙丘优势植物沙米(Agriophyllum squarrosum)的优势度逐渐降低,半固定沙丘优势植物差巴嘎蒿(Artemisia halodendrom)的优势度波动下降、一年生植物优势度有所增加;固定沙丘和草地中一年生植物的优势度有所下降,多年生植物所占比例逐渐增加;随着退化植被封育恢复,植被盖度、物种丰富度、凋落物量和地上-地下生物量明显增加;2011-2015年,4种生境上的平均凋落物量和半固定沙丘的植被盖度逐年增加,而物种丰富度和地上生物量表现出波动变化趋势,地下生物量年际间变化不显著;沙地退化植被封育恢复过程中,物种丰富度与植被盖度、地上生物量、凋落物量、地下生物量和总的植物生物量呈极显著线性正相关.沙地退化植被封育恢复过程中植物群落组成和优势种的动态变化,反映了沙地植物群落的正向演替与群落结构复杂化的趋向;沙地退化植被的封育恢复导致了物种多样性与生物量的线性正相关.

该研究以科尔沁沙地半流动沙地4种典型灌木(小叶锦鸡儿、东北木蓼、黄柳、差巴嘎蒿)灌丛下的土壤为研究对象,分析不同灌木类型各土层碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的垂直分布特征以及各指标间的相关关系,以阐明同一环境条件下不同灌木类型组成的植被对土壤营养元素的影响与反馈能力,为沙漠化治理和生态恢复提供指导.结果表明:(1)4种典型植物灌丛下0～80 cm土层SOC、TN、TP平均含量分别在0.90～2.18 g/kg、o.19～0.32g/kg、o.27～0.32 g/kg之间,其中东北木蓼灌丛下0～80 cm土壤SOC、TN、TP平均含量最高,且土壤SOC、TN含量与小叶锦鸡儿的差异不显著,但两者均显著高于其他植物灌丛;土壤TP平均含量在不同灌木类型间均不显著.(2)4种植物灌丛下土壤SOC、TN、TP含量随土壤深度增加而下降,表层(0～10 cm)土层受植被类型影响显著(P＜0.05),同一灌丛0～10 cm土层与其他各土层间差异显著(P＜0.05),且随着土层深度的增加土层间的差异减弱.(3)各灌木类型下的土壤SOC、TN呈“倒金字塔”的分布模式,但TP含量随土壤深度变化相对不明显,呈“圆柱体”的分布模式.(4)小叶锦鸡儿下各土层C∶N、C∶P平均比值最高,其次是东北木蓼、黄柳,差巴嘎蒿最低;C∶N、C∶P、N∶P的比值均随土壤深度增加而下降,不同灌木类型之间的差异也随土壤深度增加而减弱;其中各灌丛下土壤C:P随着土壤深度呈急剧减小趋势,且土壤C∶P、N∶P垂直递减的速率比C∶N快.(5)相关分析表明,土壤SOC、TN、TP相互之间呈显著正相关关系,C∶N、C∶P比值主要受土壤SOC含量的影响,N:P比值主要受到土壤SOC、TN含量的影响,C∶P比值对土壤C∶N、N∶P比值影响显著.研究发现,不同灌木对半流动沙地的土壤质量的改善修复作用差异显著,且东北木蓼和小叶锦鸡儿的适应性强、对土壤养分的积累更加明显.

半干旱区沙地土壤发育早期依赖固沙植被建成,油蒿和差巴嘎蒿作为我国北方半干旱区沙地半灌木植物群落的主要先锋种和建群种,研究其建成对土壤细菌群落变化的影响对沙质草原生态系统稳定性有重要意义.因此,围绕两个典型的半干旱区(科尔沁沙地和毛乌素沙地),通过高通量测序的方法探讨了蒿类群落生长前后两个阶段(流动沙丘和藓类结皮)的土壤细菌多样性和群落组成变化规律,结果表明:(1)植被建成前后,土壤总碳、总氮、全磷、电导率和含水率均有显著差异,而pH值在不同阶段变化不显著;(2)植被建成前后,土壤细菌多样性变化不显著,但是细菌群落组成在不同阶段具有较大差异.在门类水平上,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌(Actinobacteria)均是两个阶段的优势菌,但随着蒿类植被建成和土壤养分的积累,厚壁菌门的相对丰度降低,变形菌门和放线菌门的相对丰度增加;(3)两个阶段,不同深度土壤理化性质和优势菌的相对丰度均存在变化;(4)两种典型沙地土壤理化特性和细菌群落在植被建成前后的变化规律存在共性.通过空间代替时间序列的方法,阐明了土壤细菌群落随着半干旱沙地同类型植被建成的变化模式,可为总结半干旱区植被恢复与成土过程的关系提供参考和思路.

稳定碳同位素技术能够指示生态系统的物质循环与能量流动,根据生态系统碳转移动态,可以探明生态系统中碳循环过程和固碳能力.以科尔沁沙地半流动沙丘固沙植被差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)、半流动半固定沙丘固沙植被小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和黄柳(Salix gordejevii Chang),以及在草甸地广泛分布的芦苇(Phragmites australis)与玉米(Zea mays Linn)5种典型植被为研究对象,分析了各植被群落冠层处大气、叶片、凋落物、土壤连续体的δ13C值和碳含量的分布特征及各组分间的关系.结果表明:沙丘植被冠层处大气CO2浓度显著低于草甸植被,受控于土壤水分特征和植物生长特性.在逆境胁迫下,小叶锦鸡儿叶片水分利用效率最高,固碳耗水成本最低.叶片碳含量和δ13C值均受叶片生育期的影响,新叶片潜在碳蓄积能力更强,水分利用效率更高.叶片凋落物δ13C值在不同植被间存在显著差异,说明了植物功能性的驱动作用.随着土壤深度的增加,有机质分解彻底,土壤有机碳含量减小,δ13C值呈偏正的趋势.沙丘土壤δ13C值高于草甸,沙丘土壤有机碳周转速率高于草甸,土壤类型对有机碳周转影响较大.有助于深入理解沙地-草甸相间地区碳循环关键过程,为荒漠化治理提供理论依据.