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以人工生物土壤结皮治理沙化土地技术是近年来新兴的绿色环保固沙技术,是目前沙区生态恢复研究的热点。然而,用于人工生物土壤结皮培养的荒漠蓝藻等生物体的产量是限制该技术大规模应用的瓶颈。为阐明荒漠蓝藻规模化培养的生长特征及其限制因子,以分离于腾格里沙漠蓝藻结皮中的优势荒漠蓝藻——鱼腥藻（Anabaena cylindrica）、具鞘微鞘藻（Microcoleus vaginatus）、念珠藻（Nostoc carneum）、席藻（Phormidium sp. NIES-2121）、伪枝藻（Scytonema sp. NIES-4073）、爪哇伪枝藻（Scytonema javanicum）和单歧藻（Tolypothrix tenuis）为研究对象,测定了不同扰动时长下荒漠蓝藻的生长特征和产量,分析了荒漠蓝藻的生长与扰动时长、温度、光照强度、光合有效辐射、pH和电导率对荒漠蓝藻的影响。结果显示：荒漠蓝藻接种后干重先迅速增加后逐渐趋于稳定,而6 h和12 h扰动下干重在培养后期高于3 h扰动;荒漠蓝藻在3、6、12 h扰动下的总质量分别为每培养池（15 m3）0.858、0.940、0.841 kg;在3 h和12 h扰动下荒漠蓝藻干重与日均温度呈显著二项式相关,与日均光照强度和日均光合有效辐射呈显著负相关;荒漠蓝藻总质量与有效积温显著正相关。6 h扰动时长下荒漠蓝藻的总质量最高,且6 h扰动下荒漠蓝藻长势好于3 h,较12 h扰动耗能小。在荒漠蓝藻规模化培养时应将扰动时长设置为6 h,且确保生长期内的有效积温应不低于145 ℃。 相似文献
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生物结皮中优势蓝藻胞外多糖对几种荒漠草本植物种子萌发的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
蓝藻是荒漠生物结皮的重要组成。选取生物结皮中的优势蓝藻(具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、眼点伪枝藻(Scytonema ocellatum)、地木耳(Nostoc commune)),通过提取其胞外多糖,研究了不同蓝藻胞外多糖对荒漠植物种子萌发的影响。结果表明:具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻的胞外多糖对粗枝猪毛菜(Salsola subcrassa)的种子萌发表现为低浓度抑制、高浓度促进作用,地木耳的胞外多糖仅在高浓度时对粗枝猪毛菜的种子萌发具有促进作用(p<0.05);具鞘微鞘藻胞外多糖对小花荆芥(Nepeta micrantha)种子萌发无明显的影响作用,但眼点伪枝藻和地木耳对小花荆芥种子萌发具有抑制作用。具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻和地木耳胞外多糖对琉苞菊(Hyalea pulchella)种子萌发具有明显的抑制作用。藻种胞外多糖组分的差异和不同种子的生物学特性差异可能是造成不同藻种胞外多糖对种子萌发产生不同影响的主要原因。 相似文献
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以1年生多枝柽柳(Tamarix ramosissima)幼株为材料,采用盆栽试验研究不同浓度(0、50、100、200、400 mmol·L-1)NaCl处理对多枝柽柳生长状况及叶片过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶( POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,水势,可溶性糖和脯氨酸含量的影响.结果表明:低浓度(≤100 mmol·L-1)的NaCl处理对多枝柽柳株高、冠幅面积、分枝数和叶、枝干重具有促进效应;高浓度(≥200 mmol·L-1)的NaCl处理抑制了多枝柽柳生长,对侧根干重的抑制作用大于对冠幅面积、分枝数、叶干重、枝干重及株高的抑制.H2O2和MDA含量在低浓度(≤100 mmol·L-1)NaCl处理下较对照未出现积累现象,随NaCl浓度升高(≥200 mmol·L-1)二者含量较对照出现显著积累.低浓度(≤100 mmol·L-1)NaCl处理下,多枝柽柳叶片SOD、POD、CAT和APX活性较对照均有所提高,高浓度的NaCl处理下SOD和POD活性开始降低.多枝柽柳叶片水势随NaCl处理浓度升高呈显著下降趋势.低浓度(≤100 mmol·L-1)NaCl处理下脯氨酸和可溶性糖含量较对照呈上升趋势. 相似文献
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土壤基质、湿度及接种量对荒漠藻结皮形成的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
荒漠藻结皮作为一种生物结皮,在防风固沙方面起着重要的作用。具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)作为荒漠藻结皮的优势物种,人工接种后能加快荒漠藻结皮的形成。本试验通过研究模拟生态环境下不同因子对荒漠藻结皮形成的影响,寻找荒漠藻结皮形成的最优生态条件。结果表明:在快速形成荒漠藻结皮的过程中,荒漠藻生物量变化趋势相同,并且随着接种量和土样含水量的减小而依次降低。通过对不同区域土样上荒漠藻生物量的测定发现,柴草方格沙障区土样中荒漠藻生物量最高。因此,荒漠藻结皮形成的最优生态条件是接种量(以叶绿素a含量计)为10μg·cm-2,土样含水量为10%,土样类型为柴草方格沙障土样。 相似文献
5.
由于具有提高沙土的稳定性和保水性等特征,复合高吸水性固沙材料在荒漠化土地治理方面具有一定的潜力和应用前景。研究了蓝藻结皮在不同比例凹凸棒基高分子固沙材料中的生长状态和生理特性。结果表明:蓝藻结皮与经4 mol·L-1硫酸改性后的凹凸棒基高分子固沙材料以1∶3质量比配比生长情况最佳;比较了复配材料喷洒量为400、500g·m-2处理下蓝藻叶绿素a、丙二醛、可溶性蛋白及可溶性糖含量等生理指标,喷洒量为500 g·5m-2的蓝藻结皮与经4 mol·L-1硫酸改性后的凹凸棒基高分子固沙材料生理特性较好。 相似文献
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以黑河下游荒漠河岸林区3种典型植物(苦豆子(Sophora alopecuroides)、胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima))群落下的土壤为研究对象,分析了0～280 cm土层土壤碳氮含量特征,运用Pearson相关分析、通径分析方法揭示了土壤碳氮含量与其他理化性质的关系。结果表明：(1)苦豆子、胡杨、柽柳群落下的土壤平均碳含量分别为16.35、20.23、17.23 mg·g-1,平均氮含量分别为0.47、0.69、0.61 mg·g-1,植被类型导致的土壤碳氮含量的差异主要表现在0～10 cm表层。(2)荒漠河岸林区0～160 cm土壤碳储量柽柳(444.64 t·hm-2)>胡杨(398.60 t·hm-2)>苦豆子(368.95 t·hm-2),土壤氮储量柽柳(12.46 t·hm-2)>胡杨(11.88 t·hm-2)>苦豆子(10.60 t·hm-2 相似文献
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利用2016年在克拉玛依酸雨观测站采集的降水样品，分析了降水中主要阴阳离子（F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）、重金属元素（Al、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Hg）、总碳总氮浓度特征及可能的来源。结果表明：该区降水pH值在5.1~6.88之间，雨量加权平均值为6.25，其中pH>5.6的样品占94%。降水中各离子雨量加权浓度的大小顺序为Ca2+> NH4+> SO42->
NO3-> Cl-> Mg2+> Na+>K+>F-，表现出了内陆性大气降水的特征，其中Ca2+是最主要的阳离子，年均值为182.09 μeq·L-1，SO42是最主要的阴离子，年均值为87.28 μeq·L-1，表明硫酸盐是该地区降水中的主要致酸物质。降水中总离子浓度秋季最高，春夏次之，冬季最低，其中SO42、NO3-、NH4+、Ca2+、Na+浓度变化明显。相对酸度（FA）和中和因子（NF）计算结果表明99.5%的降水酸度被碱性成分中和，其中Ca2+的中和能力最强，其次是NH4+。降水中重金属元素Zn的均值最大，其次是Fe，最小的是Pb，与国内外城市比较，克拉玛依大气降水中大部分重金属含量都不高，其降水中有毒重金属污染较轻。可溶性总碳（DTC）、可溶性有机碳（DOC）和可溶性无机碳（DIC）浓度变化范围大，分别为1.62~9.97 mg·L-1、1.62~7.19 mg·L-1和0~3.75 mg·L-1，平均浓度分别为4.37 mg·L-1、3.60 mg·L-1和0.78 mg·L-1，可溶性总氮（DTN）的浓度变化范围为0.64~8.01
mg·L-1，年均含量为2.69 mg·L-1，都与降水量呈负相关关系，而DOC和DTN的湿沉降通量与降水量呈明显的正相关关系。基于相关性分析表明，SO42-和NO3-主要来自燃煤和化石燃料燃烧，Na+、Mg2+和Ca2+主要来自风沙、扬尘，大气中铵类化合物主要以铵的硝酸盐形式存在。各重金属元素之间相关性差异较大，重金属主要污染源为金属冶炼、燃煤及人为活动。克拉玛依大气降水的化学组成特征主要受人为活动、化工生产、燃煤以及沙尘活动等影响。 相似文献
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以野生草地早熟禾（Poa pratensis）和硬质早熟禾（Poa sphondylodes）为材料,通过人工室内模拟低温逆境胁迫,研究外源一氧化氮（NO）供体亚硝基铁氰化钠（硝普钠,SNP）对低温胁迫下野生早熟禾幼苗生长、渗透调节和抗氧化系统的影响,探讨外源NO提高早熟禾抗寒性的生理机制。结果表明,低温胁迫下：0~700 μmol·L-1浓度范围内,随SNP浓度的增大,两个供试材料的地上生物量和生长速度先增大后减小,相对膜透性、丙二醛（MDA）含量、游离脯氨酸（F-Pro）含量先减小后增大,可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（SP）含量先增加后减小,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性先增强后减弱;高浓度NO产生伤害,低浓度NO则有保护作用;SNP浓度100 μmol·L-1时,膜脂过氧化水平最低,渗透调节物质积累最多,保护酶活性最强,对低温胁迫的缓解效果最佳。硬质早熟禾对低温胁迫下外源NO的缓解较草地早熟禾敏感。 相似文献
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人工生物土壤结皮（Biological Soil Crusts, BSCs）指通过人工培养加速形成的BSCs,可用于沙化土地治理。目前关于人工BSCs的研究多在藻种选择与培养、接种方法优化及野外拓殖等方面,缺少其对荒漠生态系统功能恢复作用的研究。为探讨人工BSCs对草本植物多样性等荒漠生态系统功能恢复的影响,以腾格里沙漠东南缘人工BSCs与流沙为研究对象,对人工BSCs属性以及草本植物的组成、生长和多样性进行了研究。结果表明：人工BSCs样地共有9种草本植物,隶属于4科9属,其中苋科（Amaranthaceae）种数最多,其次为禾本科（Gramineae）,优势种为砂蓝刺头（Echinops gmelini）。对照组流沙的草本植物总盖度8%、生物量11.63 g·m-2、丰富度0.71、多度1.00;人工BSCs草本植物的总盖度11%—19%、生物量80.00—179.70 g·m-2、丰富度1.67—3.67、多度4.33—16.78。人工BSCs盖度与草本植物盖度为二次函数关系,而人工BSCs属性与草本植物的盖度、生物量、丰富度、多度均呈显著正相关关系。因此,人工BSCs形成与发育有利于草本植物的生长和多样性的恢复,加快了荒漠生态系统功能恢复。 相似文献
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荒漠草原带沙源及灌丛对灌丛沙堆形态的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
灌丛沙堆是干旱区一种典型的景观类型,经常出现在靠近流沙地带。在地处荒漠草原带的宁夏盐池北部的流沙边缘就发育有典型的白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆。本文对不同沙源距离和灌丛生长状况下的白刺灌丛沙堆形态特征进行了研究。结果表明:荒漠草原带白刺灌丛沙堆的高度0.2～4.8 m,90.05%的高度小于3.0 m;体积0.11～805.17 m3,6.08%的体积小于150 m3;面积0.86～333.3 m2,72.26%的小于50 m2。灌丛沙堆长轴长和短轴长、高度和面积、高度和体积、面积和体积间都存在很好的幂函数关系,随着灌丛沙堆高度的增加,其面积和体积也增加。沙源对白刺灌丛沙堆的分布特征有显著影响,灌丛沙堆的高度、面积和体积和沙源距离都有很好的抛物线形关系。白刺灌丛的生长状况对灌丛沙堆的形态特征也有明显的影响,即白刺灌丛生长状况越好,灌丛沙堆的高度、面积和体积也增大。 相似文献
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腾格里沙漠东南缘飞播区白沙蒿植被密度与土壤水分关系的研究 总被引：16，自引：3，他引：13
对腾格里沙漠东南缘飞机播种区不同密度白沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch)人工草地的土壤水分和植物生长状况进行研究。结果表明,白沙蒿密度在5.1~9株·m-2时,整个生长期土壤水分处于严重亏缺状态, 0~100 cm土层水分含量仅为0.55%~0.7%,白沙蒿死亡率高达55%~76.7%;密度在1.9株·m-2时,其土壤水分含量在0.65%~1.01%,白沙蒿死亡率为21.1%;密度在1.25株·m-2时,土壤水分在0.79%~1.48%,白沙蒿无一株死亡,且植株个体生长状况好于密度大样地,并有自繁育苗补偿,这表明研究区种植白沙蒿的适宜密度在1株·m-2左右。裸露沙地0~100 cm土壤含水量为1.3%~2.48%。 相似文献
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为了揭示马铃薯连作化感物质与枯萎病之间的关系,通过水培和田间长期定位试验相结合方法,收集不同连作年限马铃薯根系分泌物,采用GC-TOF-MS进行分离鉴定。结果表明：在检测到的马铃薯根系分泌的48种物质中有机酸占30种。比较轮作、连作5年和连作10年马铃薯根系分泌物中有机酸的相对含量,发现苹果酸和棕榈酸的差异比较大。马铃薯连作条件下根系分泌物能显著增强尖孢镰孢菌（Fusariumoxysporum）的发育并加重枯萎病发生。通过外源添加法研究苹果酸和棕榈酸对尖孢镰孢菌的化感作用,苹果酸和棕榈酸浓度分别在0.10—0.50 mmol·L-1和0.05—0.10 mmol·L-1对尖孢镰孢菌生长起到显著的促进作用。盆栽试验表明,浓度0.05—0.50 mmol·L-1苹果酸和棕榈酸对马铃薯枯萎病有显著的促进作用。这说明苹果酸和棕榈酸是马铃薯根系分泌的化感自毒物质,对尖孢镰孢菌生长起促进作用是连作马铃薯枯萎病发病主要原因。 相似文献
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沙冬青对土壤水分变化的生理响应 总被引：40，自引：17，他引：23
沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus(Maxim))是生长在沙漠地区及干旱荒漠区的常绿灌木,在干旱环境条件下形成了独特的生物学特性与生理生态适应性。研究结果表明,灌水前后沙冬青的光合作用和蒸腾作用变化很大。在土壤干旱时,其光合速率变化的日平均值仅为2.14μmol·m-2·s-1,其最大值仅为3.5μmol·m-2·s-1;此时叶片蒸腾速率变化的日平均值为7.03mmol·m-2·s-1,最大值为10.5mmol·m-2·s-1。而在土壤水分充足时,其光合强度和蒸腾强度明显提高,叶片光合速率的日平均值为5.97μmol·m-2·s-1,最大值为8.5μmol·m-2·s-1,均为干旱时的2倍以上;此时叶片蒸腾速率的日平均值为23.5mmol·m-2·s-1,最高值达30.1mmol·m-2·s-1,均为干旱时的3倍左右。分析沙冬青叶片气孔的调节作用与叶片的光合作用和蒸腾作用的关系可知,其气孔活动与蒸腾作用保持较为密切的相关关系,而其光合作用虽然也受气孔活动的影响,更主要是与其自身的生理生化特性有关。 相似文献
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腐殖质组成是表征土壤化学性质的主要指标之一，在某种程度对评价风沙土的发育过程具有意义。采集了不同气候区沙地沙漠苔藓生物结皮层样品，采用重铬酸钾容量法和光密度法测定了苔藓结皮层腐殖质组成含量和胡敏酸吸光特性。结果表明：随着干燥指数的增加，苔藓结皮层有机质含量由14.93 g·kg-1降低到9.89 g·kg-1，腐殖酸总量由5.1 g·kg-1降低到2.0 g·kg-1，胡敏酸含量由2.9 g·kg-1降低到 0.7 g·kg-1，富里酸含量由2.2 g·kg-1降低到1.3 g·kg-1，胡敏酸与富里酸比值（HA/FA）由1.32降低到0.54，E4/E6比值则由4.28增加到5.83。苔藓结皮层腐殖质组成含量及胡敏酸吸光特性具有地带性变化趋势，并影响着生物结皮层及流动风沙土的发育演变过程。 相似文献