2024年1月27日,在新疆艾比湖湿地国家级自然保护区鸟岛管护站附近发现集群觅食的攀雀(Remiz sp.).通过网捕环志,检视其形态特征,测定并比对线粒体Cyt b序列,经查阅相关文献资料,确定为欧亚攀雀(R.pendulinus)雌鸟.此次发现为中国首次记录该物种.

研究不同功能群植物性状差异及其与土壤环境关系对于充分掌握植物的环境适应策略至关重要.以艾比湖流域为研究区,利用荒漠植物的植物高度、叶片碳、氮、磷、硫、钾、钙、钠、镁含量等9个性状,将高、低土壤水盐环境下的植物划分为5个功能群,分析不同功能群的植物组成、性状差异及其与土壤环境的关系.结果表明:(1)不同土壤水盐环境下,其植物功能群组成不同;其中白刺、胡杨和罗布麻在两个土壤水盐环境下的功能群中均存在.(2)植物的功能性状在不同土壤水盐环境下也发生了适应性的变化.高土壤水盐环境下3个功能群的植物高度、叶片碳、氮、磷和钙含量显著高于低土壤水盐环境功能群(P＜0.05);低土壤水盐环境下2个功能群的植物叶片硫、钠和镁含量高于高土壤水盐环境功能群.(3)土壤含水量(SVWC)、电导率(EC)、pH以及土壤磷含量对荒漠植物功能性状影响较大.在高土壤水盐环境下,EC、pH与植物高度,叶片钾、钙含量正相关,与叶片硫含量负相关;在低土壤水盐环境下,SVWC、EC与植物高度呈显著正相关(P＜0.05).研究有助于理解荒漠植物对极端环境的适应对策,为保护荒漠地区生物多样性提供理论依据.

基于遥感数据、气象数据、土壤数据以及社会统计数据,运用改进后的风蚀流失量模型定量评估了2010—2015年艾比湖湿地不同景观格局变化下防风固沙功能.结果表明:①景观动态度在2010—2015年增减波动性最大,以建设用地景观、滩地景观和沼泽地景观表现显著,戈壁景观和沙地景观波动幅度最小;②景观格局转移矩阵中,2000—2010年,各景观类型出现不同程度的减少,主要转向滩地景观,2010—2015年,主要转向旱地农田景观;③防风固沙价值量以旱地农田景观增长最显著,较2000年增加了3.01倍;④对比分析了改进后的风蚀流失量模型在本研究区的适用性,结果较好,表明植被覆盖度与防风固沙量存在显著相关性,随着时间的推移,各景观格局类型受人为活动影响加大,林地景观的防风固沙机能在减弱,而盐碱地景观则在增强.

为进一步明确区域土地利用/覆被-景观格局对河流水质影响的空间尺度.选择新疆艾比湖区域为研究对象,以25个水质采样点为中心,建立5种尺度的河流缓冲区并提取不同尺度下的土地利用/覆被-景观格局数据.首先,通过主成分分析获得水环境的主要水质变量.其次,利用冗余分析(RDA)方法探讨研究区不同宽度缓冲区土地利用/覆被-景观格局对河流水质的影响,获得水质管理的有效缓冲区.最后,引入突变点分析方法进一步寻找导致水质变量沿景观梯度突变的特定位置.结果表明:(1)土地利用/覆被-景观格局在不同宽度缓冲区内对河流水质的影响不同.4 km缓冲区土地利用/覆被-景观格局对区域水质有较强的分异解释能力,因此4 km缓冲区的景观格局合理配置对河流水质管理尤为重要.(2)通过偏RDA分析发现4 km缓冲区中,影响区域水质的主要环境变量为景观水平斑块密度、类型水平耕地斑块密度和森林聚集度.(3)在偏RDA分析的基础上,对4 km缓冲区内的景观指数进行突变点分析研究,发现区域景观水平斑块密度为90-105 m/hm2,类型水平耕地的斑块密度ED值在90-110 m/hm2、林草地的AI值在70％-90％,是艾比湖区域水质保护的最佳突变值,该值为艾比湖区域水质保护的阈值.本研究从多个角度对新疆艾比区域的土地利用/覆被-景观格局对区域水质的影响进行定量分析,揭示该地区景观生态变化的规律,为区域景观格局优化和土地合理规划提供理论依据,并对改善“丝绸之路经济带”生态环境、实现资源可持续利用具有重要的现实意义和理论价值.

为研究新疆准噶尔盆地艾比湖湿地不同植物群落近10年土壤水盐及养分的动态变化,以环湖1周160 km范围内的典型植被梭梭-柽柳、梭梭、胡杨、芦苇群落为研究对象,分析其在2006和2015年土壤含水量、盐分含量、pH值和有机质含量的变化和空间分布特征.结果表明:(1)近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤有机质含量和含水量明显下降且整体水平较低,二者分别下降了24.65％～48％和5.41％～20.16％;土壤含盐量、pH值分别上升81.92％～128.74％和2.99％～4.21％,土壤盐碱程度加强.(2)通过土壤水分-盐分-养分空间分布分析显示,各群落近10年土壤盐渍化增加、养分降低程度大小表现为梭梭-柽柳群落＞胡杨群落＞梭梭群落＞芦苇群落,其中梭梭-柽柳群落土壤达到重度盐化水平,有机质降到6级,而其他群落土壤均为中度盐化,有机质为4级,但芦苇群落土壤退化程度较小.研究发现,近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤养分不断下降、水分含量降低、盐渍化程度加剧,土壤处于退化状态;土壤质地、降水和气温暖干化是不同植物群落下土壤退化程度差异的基础,人口、耕地面积和农业用水等人类活动使各群落土壤退化程度的差异更加显著.

选取新疆艾比湖湿地国家级自然保护区荒漠杜加依林为研究对象,利用通量塔连续观测数据分析新疆艾比湖流域内杜加依林冠层界面水热垂直变化和CO2交换特征,进一步比较了冠层界面湍流碳通量、植物冠层储存碳通量及净碳交换量,探讨了不同时间和垂直空间序列下杜加依林冠层界面温湿廓线与CO2交换过程的相互关系.结果表明,新疆艾比湖流域内杜加依林冠层上方大气稳定度生长季的6-9月为中性(z/L=0.009),非生长季为不稳定(z/L=-0.449),全年总体呈不稳定水平(z/L=-0.194);冠层界面上气温垂直变幅小于5℃,随高度呈递增趋势,湿度垂直变幅超过40％;地-气碳通量呈秋冬小春夏大规律,年碳收支高于干旱区平均水平,为-0.026 mg CO2m-2 s-1,表现为碳汇;垂直空间尺度上垂直温湿度差与生态系统净碳交换量(NEE,Net Ecosystem Exchange)拟合较好,温度拟合结果为R2=0.7350(P＜0.01),湿度拟合结果为R2=0.3627(P＜0.01),水热变点分别为5％和1℃,而季节尺度上温度拟合结果较好,温度拟合结果为R2=0.5221(P＜0.01),湿度拟合结果为R2=0.1716(P＜0.01),变点为55％和18℃.生长季较小的冠层垂直温差有利于杜加依林对大气CO2的吸收,而冠层高湿环境则会抑制杜加依林对CO2的吸收.

传统的土壤水分模拟研究难以从土壤水分变化的时空双向出发表达其连续演变的过程,存在时空尺度效应问题.借助SWAT模型模拟的长时间序列优势,结合高分辨率卫星影像和遥感技术,力图在时空尺度效应问题上取得突破.并利用长时间序列的模拟结果分析流域土壤水分的空间格局和不同维度时空异质性.结果 表明:(1) 2008-2014年间艾比湖流域土壤水分主要受气温、降水及人类活动影响,呈波动变化,总体偏低且具有逐年减小趋势.(2)受降水、地形及土地覆被影响,土壤水分分布呈现出由山区向两侧平原减少的特点,且林地＞农用地＞草地＞稀疏植被.(3)近10年间土壤水分低值区由原来的北部山区及平原向东部、东南部平原区及南部山区迁移,东部减少最为明显.(4)流域四季土壤水分变化差异显著.其中,春季主要受融雪影响;夏季、秋季主要受降雨量和气温影响;冬季主要受固态降雪和气温影响;且不同年份、相同季节、相同子流域土壤水分变化趋势表现一致.

植物功能性状及其多样性对环境变化的响应研究有助于揭示极端环境下植物适应策略和群落构建机制.通过实地调查和实验分析,研究艾比湖荒漠植物形态、生理和化学等8个功能性状的特征,并从多维性状和一维性状角度揭示功能多样性对土壤水分和盐分变化的响应规律.结果 表明:高水盐环境下(SW1),(1)群落加权株高、叶绿素含量(SPAD)及叶片碳(C)和钙(Ca)含量显著高于低水盐环境,叶片氮(N)、磷(P)、硫(S)含量在不同水盐环境间无显著差异.(2)SW1环境下,沿乔木-小乔木-灌木-草本层次,上层生活型植物性状值普遍高于下层植物,其中灌木叶片仅N、钾(K)含量显著高于草本;沿该生活型层次植物性状呈趋同变化.(3)低水盐环境下(SW2),乔木叶片性状差异特征与SW1相似;小乔木叶片C、N含量分别显著高于和低于灌木及草本;相比于草本,灌木SPAD、S含量显著高,K含量显著低,株高、C、N、P含量差异不显著;SW2环境下各生活型植物性状呈趋同变化.(4)SW1环境下多维功能丰富度、功能离散度显著高于SW2环境,但均匀度无显著差异.(5)一维功能均匀度在不同水盐环境间均无显著差异,但化学性状的均匀度总体高于植物株高;高水盐环境下叶片N、S和Ca的功能分异指数显著高于低水盐环境.研究为掌握胁迫环境下的植物适应策略和荒漠植被恢复提供参考.

研究植物功能多样性与物种多样性关系对土壤水盐环境的响应规律,有助于掌握胁迫环境下植物多样性的维持机理.本研究分析了艾比湖高、低土壤水盐环境下荒漠植物功能多样性、物种多样性差异及二者间关系在不同水盐环境下的变化规律.结果 表明:(1)高水盐环境下植物功能离散度显著低于低水盐环境(P＜0.05),物种多样性指数Fish-α显著高于低水盐环境;(2)一元与多元回归分析均表明,高水盐环境下物种多样性对功能多样性RaoQ与FRic指数有显著促进作用,低水盐环境下物种多样性对功能多样性和均匀度有显著促进作用,但对功能离散度具有显著抑制作用(P＜0.05);(3)物种多样性对功能多样性的影响在低水盐环境下更显著,预测力更强;(4)功能丰富度、离散度与均匀度能较敏感地反映出荒漠植物功能多样性对水盐变化的响应.本研究有助于理解荒漠植物群落构建机制,并为荒漠植物恢复与管理提供理论参考.

[目的]旨在揭示耐盐植物芦苇根际与非根际土壤AOA群落结构间的差异,为深入研究盐生植物根际土壤微生物与耐盐性之间的关系提供理论基础.[方法]应用高通量测序技术以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记,对新疆艾比湖湿地荒漠生态系统不同季节(春、夏、秋)芦苇根际与非根际土壤氨氧化古菌(AOA)的多样性和群落结构进行研究.[结果]结果表明,不同季节芦苇根际土壤AOA多样性和丰富度存在差异,相比非根际土壤,夏季和秋季芦苇根际土壤AOA多样性较低丰富度较高,春季多样性较高丰富度较低.芦苇根际土壤中AOA的多样性为春季＞夏季＞秋季.AOA群落组成分析表明,土壤样品中AOA群落主要集中在泉古菌门(Crenarchaeota)和奇古菌门(Thaumarchaeota),其中泉古菌门为主要优势菌门.RDA分析表明,含水量(SM)、有机质(SOM)、总氮(TN)和pH是影响芦苇根际土壤AOA群落多样性和丰富度的主要环境因子.[结论]不同季节芦苇根际土壤AOA多样性及丰富度存在差异,相比非根际土壤,芦苇根际土壤AOA更丰富.