为了解植物群落水分利用过程对生境异质性的适应,2021年4-9月测定乌兰布和沙漠沙丘和戈壁沙冬青群落不同灌木的木质部水和潜在水源(各层土壤水或地下水)的δD和δ18O值,通过MixSIAR模型量化不同潜在水源的贡献比例,明确各水分来源的季节动态.结果表明:早春大雨后4月和5月沙丘的沙冬青和旱蒿对10～25 cm 土壤水利用较多,黑沙蒿主要利用10～200 cm 土壤水;6-8月干旱时,沙冬青对100～200 cm 土壤水和地下水的利用增加,旱蒿和黑沙蒿对50～200 cm 土壤水的利用增加;9月中雨后沙冬青对各层土壤水和地下水的利用比例类似,旱蒿和黑沙蒿对10～50 cm 土壤水的利用增加.戈壁的沙冬青和泡泡刺4月和5月对各层土壤水的利用比例类似,6-8月和9月它们分别主要利用50～150 cm和10～50 cm土壤水;刺旋花则分别主要利用10～50 cm(4-5月)、25～150 cm(6-8月)和10～25 cm 土壤水(9月).两个沙冬青群落不同灌木的水分利用过程存在季节差异.干旱时,沙丘的沙冬青能够利用深层土壤水和部分地下水,而戈壁的沙冬青仅依赖深层土壤水,对降雨更加敏感.

无定型碳酸钙对植物生长具有重要意义,草原-荒漠过渡区主要建群植物体内无定型碳酸钙含量特征目前尚不明确.本文测定了宁夏哈巴湖国家级自然保护区和宁夏吴忠市红寺堡区主要植物叶片碳酸钙含量.结果表明:草本植物碳酸钙含量之间有显著差异,而灌木碳酸钙含量之间没有差异显著;对于草本植物,演替初期建群植物沙蓬(Agriophyllum squarrosum)和猪毛菜(Salsola collina)、演替中期建群植物赖草(Aneu-rolepidium dasystachys)和白草(Pennisetum centrasiaticum)、演替后期建群植物长芒草(Stipa bungeana)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa),随进展演替,不同演替阶段植物碳酸钙含量逐渐降低;典型草原演替后期建群种体内碳酸钙含量显著高于荒漠草原演替后期建群种;油蒿(Artemisia ordosica)幼龄阶段叶片碳酸钙含量显著高于成龄和老龄阶段,沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和紫穗槐(Amorpha fruticose)3种豆科灌木不同冠层部位叶片碳酸钙含量之间差异不显著.草原-荒漠过渡区不同演替阶段草本植物体内碳酸钙含量的显著变化是植物长期适应环境的结果.

于2015年7月在内蒙古乌海、磴口2个样地选取蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)及其伴生植物为研究对象,分别采集0-20 cm和20-40 cm土层根围土样,利用高通量测序方法分析了不同植物AM真菌群落结构和物种多样性,发掘新物种,为补充和完善AM真菌分类体系提供依据.试验共分离鉴定3纲5目6科9属89个AM真菌OTU,属包括Glomus,Funneliformis,Diversispora,Claroideoglomus,Rhizophagus,Septoglomus,Scutellospora,Ambispora和Paraglomus.与形态学研究结果相比,高通量鉴定结果在属水平上更丰富.同一土层不同样地,蒙古沙冬青AM真菌丰度和多样性指数高于伴生植物;同一土层不同植物,AM真菌丰度和多样性指数表现为磴口高于乌海;同一植物不同样地,AM真菌ACE指数和Chao1指数20-40 cm土层高于0-20 cm土层,Simpson指数和Shannon指数0-20 cm土层高于20-40cm土层.RDA分析表明,AM真菌ACE指数和Chao1指数与土壤碱解N显著正相关,与酸性磷酸酶显著负相关;Simpson指数和Shannon指数与碱性磷酸酶显著正相关,与pH显著负相关.结果表明,蒙古沙冬青AM真菌物种多样性高于伴生植物,同一样地,寄主植物与土壤深度共同作用对AM真菌群落组成有显著影响.

蒙古沙冬青是我国西北干旱区植物群落主要建群种之一,对维持西北干旱区脆弱的生态系统起着重要作用.本研究通过样方法对蒙古沙冬青群落物种组成、盖度、多度等植被特征进行了调查与统计分析,并采用双向指示种分析法(TWINSPAN)和冗余分析法(RDA)对其群落特征与环境因子的关系进行了研究.结果表明:(1)蒙古沙冬青群落主要由藜科、禾本科、豆科、菊科和蒺藜科树种组成,分属21科50属70种,区系组成以温带、地中海及西亚至中亚分布为主;(2)通过双向指示种分析法(TWINSPAN),将17个蒙古沙冬青群落划分为6个群丛类型,分别是蒙古沙冬青—白刺—猪毛蒿群丛、蒙古沙冬青—柠条锦鸡儿—碱蓬群丛、蒙古沙冬青—蒙古扁桃—阿尔泰狗娃花群丛、蒙古沙冬青—酸枣—沙葱群丛、蒙古沙冬青—驼绒藜—黄花蒿及蒙古沙冬青—霸王—骆驼蓬群丛;(3)通过冗余分析法(RDA),排序得到环境因子与蒙古沙冬青植物群落物种多样性的关系,环境因子的交互作用是影响蒙古沙冬青群落物种多样性的主要原因.

小沙冬青(Ammopiptanthus nanus (M.Pop.)Cheng f.)是荒漠干旱极端环境下唯一的常绿阔叶灌木,也是抗逆性研究的优秀指示植物材料.本文在查阅文献的基础上,对小沙冬青的群落生态学、解剖学、生殖生态学及遗传多样性、逆境胁迫下小沙冬青的生理及分子生物学响应方面的研究进行了综述,旨在为该植物资源的开发利用、荒漠区物种多样性的维持和生态环境建设提供借鉴.

蒙古沙冬青是西北地区珍稀濒危树种,探究区系组成和群落特征对于维持西北干旱荒漠区脆弱生态系统具有重要意义.该研究调查了26个蒙古沙冬青群落样地,采用TWINSPAN进行群落分类,同时利用典范对应分析(CCA)分析沙冬青群落物种组成与生态因子的关系,为珍稀濒危植物蒙古沙冬青的保护提供基础数据.结果 表明:(1)蒙古沙冬青群落物种组成以豆科、禾本科、菊科和藜科植物为主,隶属于28科63属90种,区系组成以地中海、北温带分布及世界分布为主.(2)TWINSPAN等级分类可将26个蒙古沙冬青样地划分为9个群落类型,即蒙古沙冬青+蓍状亚菊群落、蒙古沙冬青+红砂群落、蒙古沙冬青+新巴黄耆群落、蒙古沙冬青+无芒隐子草群落、蒙古沙冬青+霸王群落、蒙古沙冬青+驼绒藜群落、蒙古沙冬青+白刺群落、蒙古沙冬青+沙鞭群落和蒙古沙冬青+毛刺锦鸡儿群落.(3) CCA排序分析显示,年均降雨量(F=2.8,P=0.002)、生长季降雨量(F=2.6,P=0.002)、速效氮(F=2.1,P=0.006)、太阳辐射量(F=2.1,P=0.008)、蒸汽压(F=1.9,P=0.006)、土壤有机质(F=1.7,P=0.04)、纬度(F=1.7,P=0.006)是影响蒙古沙冬青群落组成的主要生态因子.

蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是中国西北荒漠唯一的常绿阔叶灌木,耐干旱、抗逆性强,在水土和荒漠化防治方面发挥着重要作用.为了探究蒙古沙冬青根际微生物多样性与生态因子互作机制,采用高通量测序技术测定了26个自然种群根际土壤细菌多样性;利用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨了根际细菌群落组成和多样性与生态因子之间的关系.结果表明:蒙古沙冬青根际土壤细菌隶属于15门、43纲、68目、123科、185属;主要优势细菌群为蓝菌门(Cyanobacteria)65.74％、变形菌门(Proteobacteria) 21.72％、放线菌门(Actinobacteria) 6.28％ (相对丰度＞ 2％);优势菌纲为α-变形菌纲(Alphaproteobacteria) 17.48％、放线菌纲(Actinobacteria)4.76％、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria) 3.28％ . RDA分析显示:生态因子能够解释蒙古沙冬青根际土壤细菌群落多样性52.69％的方差,其中年均降雨量(F=12.8,P= 0.002)、纬度(F=5.1,P=0.016)、太阳辐射(F=5,P=0.02)是影响土壤细菌多样性的主要因素.研究结果可为深入认识荒漠生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因素提供理论依据.

降水是影响荒漠植物群落结构和多样性的主要因子.研究乌兰布和沙漠-西鄂尔多斯荒漠草原过渡带植物群落特征及多样性对生长季内降水波动的响应,对该区的植物保护和生态环境建设具有重要意义.结合2020年生长季对驼绒藜、霸王、四合木和沙冬青群落固定样地的植被调查数据与同期降水量资料,分析了该区典型灌木群落特征及多样性随降水的变化趋势.7～9月,随着降水增加,驼绒藜群落内的多年生草本种类显著增加;4个灌木群落内的一年生草本种类显著增加.驼绒藜群落的密度显著增加;霸王和四合木群落的盖度显著增加.四合木群落草本层的Patrick丰富度指数显著增加;霸王群落草本层的Patrick丰富度指数显著增加,Simpson指数和Pielow指数显著降低;沙冬青群落草本层的4个多样性指数均显著增加.乌兰布和沙漠-西鄂尔多斯荒漠草原过渡带不同灌木群落特征及多样性对降水变化响应差异较大,灌木层受降水影响较小,草本层对降水增加响应比较敏感.