珍稀濒危植物复壮与保育技术

前言

1 绪论 1

1.1 珍稀濒危植物保育重要性 1

1.2 珍稀濒危植物研究现状 2

1.2.1 四合木繁育、更新、复壮研究现状 3

1.2.2 霸王繁育、更新、复壮研究现状 6

1.2.3 沙冬青繁育、更新、复壮研究现状 7

2 沙冬青群落退化特征及其非损伤诊断技术 10

2.1 研究区概况 10

2.2 沙冬青退化阶段划分 16

2.2.1 沙冬青退化阶段划分依据 16

2.2.2 植被调查与指标测定 17

2.2.3 沙冬青群落物种组成 18

2.2.4 沙冬青群落生活型组成 20

2.2.5 沙冬青群落盖度变化 21

2.2.6 沙冬青群落地上生物量变化 21

2.2.7 沙冬青群落物种多样性指数 22

2.2.8 沙冬青群落相似性 23

2.2.9 沙冬青群落土壤特性 23

2.3 沙冬青衰退等级非损伤诊断技术 36

2.3.1 沙冬青衰退等级的划分 37

2.3.2 植被表面温度的获取 38

2.3.3 生理生态指标的测定 38

2.3.4 不同衰退等级沙冬青生理生态特征 39

2.3.5 沙冬青蒸腾扩散系数与光合参数回归模型 46

小结 47

3 沙冬青平茬复壮技术 48

3.1 留茬高度对沙冬青生长特性的影响 49

3.1.1 样地设置与平茬 49

3.1.2 生长特性指标测定 49

3.1.3 不同留茬高度沙冬青高度生长对比 50

3.1.4 不同留茬高度沙冬青新枝数量对比 50

3.1.5 不同留茬高度沙冬青生长量对比 51

3.1.6 同一灌丛不同留茬高度对生长的影响 52

3.2 平茬枝条粗度对沙冬青生长特性的影响 54

3.2.1 平茬沙冬青次年生枝条生长状况 54

3.2.2 不同平茬粗度对萌蘖枝条长度的影响 54

3.2.3 不同平茬粗度对萌蘖枝条基径的影响 55

3.3 茬口涂抹油漆处理对沙冬青生长特性的影响 56

3.4 平茬对沙冬青生长与生理特性的影响 58

3.4.1 平茬对沙冬青光合特性及水势的影响 58

3.4.2 平茬对沙冬青生理生化特性的影响 58

3.4.3 平茬对萌发的作用 60

3.4.4 平茬对生长特性的影响 61

3.5 平茬对沙冬青抗旱性的影响 70

3.5.1 平茬对沙冬青叶片丙二醛(MDA)含量的影响 70

3.5.2 平茬对沙冬青叶片脯氨酸(Pro)含量的影响 71

3.5.3 平茬对沙冬青叶片抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性的影响 71

3.5.4 平茬对沙冬青可溶性糖(SS)含量的影响 72

3.5.5 平茬对沙冬青叶绿素(Chl)含量的影响 73

3.5.6 平茬处理下沙冬青各指标间相关性分析 73

3.5.7 沙冬青抗旱能力评价 74

3.6 平茬对沙冬青种群结构及土壤环境的影响 75

3.6.1 土样采集与测定 75

3.6.2 平茬沙冬青年龄等级密度变化动态 76

3.6.3 平茬萌蘖丛构件的密度制约 77

3.6.4 沙冬青平茬后土壤水分的变化 78

3.6.5 土壤颗粒组成与土壤分形维数间的关系 78

3.6.6 平茬后土壤分形维数的变化 79

3.6.7 土壤分形维数与水分的相关性 80

小结 81

4 霸王平茬复壮技术 83

4.1 霸王平茬复壮方式筛选 84

4.1.1 地块选择 84

4.1.2 平茬前后测量林木生长状况 84

4.1.3 平茬方案 85

4.1.4 注意事项与平茬后管护抚育 85

4.1.5 留茬高度对霸王生长特性的影响 86

4.1.6 平茬霸王母株基部径粗对生长特性的影响 89

4.1.7 涂抹油漆与未涂抹油漆处理的霸王平茬生长状况 92

4.2 平茬对霸王生长及生理特性的影响 93

4.2.1 平茬对霸王生长特性的影响 93

4.2.2 平茬对霸王生理特性的影响 96

4.2.3 平茬对霸王生化特性的影响分析 99

4.2.4 基于“三温模型”的平茬条件下霸王蒸腾特性 103

4.2.5 霸王平茬对土壤“肥岛”作用的影响分析 107

4.3 人工灌溉对霸王复壮的影响 118

4.3.1 霸王人工灌水试验设计 118

4.3.2 灌水量对植株生长的影响 118

4.3.3 灌水量对霸王生理特性的影响 120

小结 122

5 四合木平茬复壮技术 125

5.1 样地选择与平茬方法 125

5.1.1 样地选择 125

5.1.2 平茬处理 125

5.1.3 人工模拟降雨设计 125

5.2 试验设计与方法 126

5.2.1 生长指标的测定 126

5.2.2 生理生化指标的测定 126

5.3 留茬高度对四合木生长及生理特性影响 127

5.3.1 留茬高度对四合木生长特性的影响分析 127

5.3.2 留茬高度对四合木生理特性的影响分析 132

5.3.3 不同留茬高度四合木对人工模拟小强度降雨的响应 138

5.3.4 不同留茬高度四合木蒸腾扩散系数特征的影响 145

小结 146

6 霸王硬枝扦插繁殖技术 148

6.1 霸王扦插育苗土壤基质的筛选 148

6.1.1 土壤基质的配比 148

6.1.2 插穗制作与处理 148

6.1.3 扦插方法与插后管理 148

6.1.4 土壤基质对插穗生根状况的影响 149

6.1.5 土壤基质对插穗地上部分生长状况的影响 150

6.2 外源激素对霸王扦插的作用 150

6.2.1 激素配置 150

6.2.2 外源激素试验 151

6.2.3 IAA对霸王硬枝扦插生长的影响 151

6.2.4 NAA对霸王硬枝扦插的影响 155

6.2.5 ABT1对霸王硬枝扦插的影响 160

6.2.6 ABT2对霸王硬枝扦插的影响 165

6.2.7 ABT6对霸王扦插的影响 170

6.2.8 不同激素对霸王扦插的影响 174

6.2.9 扦插生根状况随时间的变化 175

6.3 插穗及扦插深度的筛选 176

6.3.1 插穗及扦插深度选择 176

6.3.2 取穗部位选择 179

6.3.3 扦插深度选择 180

6.4 沙藏处理对霸王扦插的作用 181

6.4.1 沙藏池准备 181

6.4.2 沙藏试验设计 181

6.4.3 沙藏对霸王扦插生根的影响 182

6.4.4 沙藏对霸王扦插地上部分生长状况的影响 182

小结 183

7 珍稀濒危植物固碳能力 184

7.1 荒漠灌丛生物量分配格局及预测模型 185

7.1.1 样地的设置 186

7.1.2 荒漠灌丛群落调查及样品采集 186

7.1.3 荒漠灌丛生物量模型的构建 187

7.1.4 荒漠灌丛个体生物量分配特征 188

7.1.5 荒漠灌丛地下生物量特征 190

7.1.6 荒漠灌丛生物量根冠比 193

7.1.7 荒漠灌丛生物量模型建立 194

7.2 荒漠灌丛含碳率研究 200

7.2.1 样品的采集与测定 201

7.2.2 荒漠灌丛不同季节各器官含碳率 202

7.2.3 荒漠灌丛地上部分与地下部分含碳率 203

7.2.4 各器官含碳率总体特征及差异性分析 205

7.2.5 荒漠灌丛综合含碳率 206

7.3 荒漠灌丛生态系统碳储量 206

7.3.1 荒漠灌丛生态系统碳储量计算方法 206

7.3.2 荒漠灌丛植被层生物量密度 208

7.3.3 荒漠灌丛植被层碳密度 208

7.3.4 荒漠灌丛群落植被层年固碳量 210

7.4 荒漠灌丛地枯落物固碳量 214

7.4.1 荒漠灌丛地枯落物生物量 214

7.4.2 荒漠灌丛地枯落物含碳率 215

7.4.3 荒漠灌丛地枯落物固碳量 216

7.5 西鄂尔多斯地区荒漠灌丛土壤碳储量 216

7.5.1 荒漠灌丛地土壤有机碳含率 216

7.5.2 荒漠灌丛地不同土层土壤容重 217

7.5.3 荒漠灌丛地土壤碳密度 218

7.6 荒漠灌丛生态系统碳储量 219

7.7 荒漠灌丛光合固碳能力 220

7.7.1 试验材料、设计与方法 221

7.7.2 荒漠灌丛叶片净光合速率动态及影响因子 223

7.7.3 荒漠灌丛叶面积与单株固碳能力 227

7.7.4 荒漠灌丛光响应拟合参数分析 231

7.8 荒漠灌丛地土壤碳排放及影响因子 233

7.8.1 试验设计与方法 233

7.8.2 灌丛地土壤碳排放速率及环境因子日动态 234

7.8.3 荒漠灌丛地土壤碳排放季节特征 236

7.8.4 土壤碳排放速率与主要环境因子的关系 237

7.8.5 Q10值分析 245

7.8.6 气候情景模拟条件下灌丛地土壤碳排放分析 245

7.9 西鄂尔多斯地区荒漠灌丛生态系统碳收支 246

7.9.1 荒漠生态系统碳收支估算方法 246

7.9.2 荒漠灌丛生态系统碳收支平衡 247

小结 248

主要参考文献 250

附录A 沙冬青平茬技术规范 254

附录B 有害生物防治常见药剂及其防治对象 257

附图 258 2100433B

本书以珍稀濒危植物保育为主题，介绍了珍稀濒危植物沙冬青群落衰退特征，采用热成像技术结合生物学常规观测方法，研发出沙冬青衰退非损伤诊断技术，对其生长状态进行了评价分级。通过课题组多年的研究，总结出了沙冬青、霸王平茬复壮和扦插育苗技术、四合木平茬技术，发布了沙冬青平茬技术规程，揭示了平茬对沙冬青和霸王生长、生理特性、抗逆性及土壤环境的影响，分析了西鄂尔多斯地区主要珍稀濒危植物灌丛固碳能力及其应对全球气候变暖的固碳潜力。本书是课题组成员多年来所取得的相关研究结果的系统总结，对于提高珍稀濒危植物的保护和拯救水平，为我国北方干旱地区生物多样性的保护和植物资源的开发利用提供了实践指导与理论依据，同时也为同类地区其他珍稀濒危物种的保护提供一定的参考，对实现中国生物多样性保护战略与行动计划(2010~2030年)具有指导意义。