本書以珍稀瀕危植物保育為主題，介紹了珍稀瀕危植物沙冬青群落衰退特征，采用熱成像技術結合生物學常規觀測方法，研發出沙冬青衰退非損傷診斷技術，對其生長狀態進行了評價分級。通過課題組多年的研究，總結出了沙冬青、霸王平茬復壯和扦插育苗技術、四合木平茬技術，發布了沙冬青平茬技術規程，揭示了平茬對沙冬青和霸王生長、生理特性、抗逆性及土壤環境的影響，分析了西鄂爾多斯地區主要珍稀瀕危植物灌叢固碳能力及其應對全球氣候變暖的固碳潛力。本書是課題組成員多年來所取得的相關研究結果的系統總結，對于提高珍稀瀕危植物的保護和拯救水平，為我國北方干旱地區生物多樣性的保護和植物資源的開發利用提供了實踐指導與理論依據，同時也為同類地區其他珍稀瀕危物種的保護提供一定的參考，對實現中國生物多樣性保護戰略與行動計劃(2010~2030年)具有指導意義。

前言

1 緒論 1

1.1 珍稀瀕危植物保育重要性 1

1.2 珍稀瀕危植物研究現狀 2

1.2.1 四合木繁育、更新、復壯研究現狀 3

1.2.2 霸王繁育、更新、復壯研究現狀 6

1.2.3 沙冬青繁育、更新、復壯研究現狀 7

2 沙冬青群落退化特征及其非損傷診斷技術 10

2.1 研究區概況 10

2.2 沙冬青退化階段劃分 16

2.2.1 沙冬青退化階段劃分依據 16

2.2.2 植被調查與指標測定 17

2.2.3 沙冬青群落物種組成 18

2.2.4 沙冬青群落生活型組成 20

2.2.5 沙冬青群落蓋度變化 21

2.2.6 沙冬青群落地上生物量變化 21

2.2.7 沙冬青群落物種多樣性指數 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 沙冬青衰退等級非損傷診斷技術 36

2.3.1 沙冬青衰退等級的劃分 37

2.3.2 植被表面溫度的獲取 38

2.3.3 生理生態指標的測定 38

2.3.4 不同衰退等級沙冬青生理生態特征 39

2.3.5 沙冬青蒸騰擴散系數與光合參數回歸模型 46

小結 47

3 沙冬青平茬復壯技術 48

3.1 留茬高度對沙冬青生長特性的影響 49

3.1.1 樣地設置與平茬 49

3.1.2 生長特性指標測定 49

3.1.3 不同留茬高度沙冬青高度生長對比 50

3.1.4 不同留茬高度沙冬青新枝數量對比 50

3.1.5 不同留茬高度沙冬青生長量對比 51

3.1.6 同一灌叢不同留茬高度對生長的影響 52

3.2 平茬枝條粗度對沙冬青生長特性的影響 54

3.2.1 平茬沙冬青次年生枝條生長狀況 54

3.2.2 不同平茬粗度對萌蘗枝條長度的影響 54

3.2.3 不同平茬粗度對萌蘗枝條基徑的影響 55

3.3 茬口涂抹油漆處理對沙冬青生長特性的影響 56

3.4 平茬對沙冬青生長與生理特性的影響 58

3.4.1 平茬對沙冬青光合特性及水勢的影響 58

3.4.2 平茬對沙冬青生理生化特性的影響 58

3.4.3 平茬對萌發的作用 60

3.4.4 平茬對生長特性的影響 61

3.5 平茬對沙冬青抗旱性的影響 70

3.5.1 平茬對沙冬青葉片丙二醛(MDA)含量的影響 70

3.5.2 平茬對沙冬青葉片脯氨酸(Pro)含量的影響 71

3.5.3 平茬對沙冬青葉片抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性的影響 71

3.5.4 平茬對沙冬青可溶性糖(SS)含量的影響 72

3.5.5 平茬對沙冬青葉綠素(Chl)含量的影響 73

3.5.6 平茬處理下沙冬青各指標間相關性分析 73

3.5.7 沙冬青抗旱能力評價 74

3.6 平茬對沙冬青種群結構及土壤環境的影響 75

3.6.1 土樣采集與測定 75

3.6.2 平茬沙冬青年齡等級密度變化動態 76

3.6.3 平茬萌蘗叢構件的密度制約 77

3.6.4 沙冬青平茬后土壤水分的變化 78

3.6.5 土壤顆粒組成與土壤分形維數間的關系 78

3.6.6 平茬后土壤分形維數的變化 79

3.6.7 土壤分形維數與水分的相關性 80

小結 81

4 霸王平茬復壯技術 83

4.1 霸王平茬復壯方式篩選 84

4.1.1 地塊選擇 84

4.1.2 平茬前后測量林木生長狀況 84

4.1.3 平茬方案 85

4.1.4 注意事項與平茬后管護撫育 85

4.1.5 留茬高度對霸王生長特性的影響 86

4.1.6 平茬霸王母株基部徑粗對生長特性的影響 89

4.1.7 涂抹油漆與未涂抹油漆處理的霸王平茬生長狀況 92

4.2 平茬對霸王生長及生理特性的影響 93

4.2.1 平茬對霸王生長特性的影響 93

4.2.2 平茬對霸王生理特性的影響 96

4.2.3 平茬對霸王生化特性的影響分析 99

4.2.4 基于“三溫模型”的平茬條件下霸王蒸騰特性 103

4.2.5 霸王平茬對土壤“肥島”作用的影響分析 107

4.3 人工灌溉對霸王復壯的影響 118

4.3.1 霸王人工灌水試驗設計 118

4.3.2 灌水量對植株生長的影響 118

4.3.3 灌水量對霸王生理特性的影響 120

小結 122

5 四合木平茬復壯技術 125

5.1 樣地選擇與平茬方法 125

5.1.1 樣地選擇 125

5.1.2 平茬處理 125

5.1.3 人工模擬降雨設計 125

5.2 試驗設計與方法 126

5.2.1 生長指標的測定 126

5.2.2 生理生化指標的測定 126

5.3 留茬高度對四合木生長及生理特性影響 127

5.3.1 留茬高度對四合木生長特性的影響分析 127

5.3.2 留茬高度對四合木生理特性的影響分析 132

5.3.3 不同留茬高度四合木對人工模擬小強度降雨的響應 138

5.3.4 不同留茬高度四合木蒸騰擴散系數特征的影響 145

小結 146

6 霸王硬枝扦插繁殖技術 148

6.1 霸王扦插育苗土壤基質的篩選 148

6.1.1 土壤基質的配比 148

6.1.2 插穗制作與處理 148

6.1.3 扦插方法與插后管理 148

6.1.4 土壤基質對插穗生根狀況的影響 149

6.1.5 土壤基質對插穗地上部分生長狀況的影響 150

6.2 外源激素對霸王扦插的作用 150

6.2.1 激素配置 150

6.2.2 外源激素試驗 151

6.2.3 IAA對霸王硬枝扦插生長的影響 151

6.2.4 NAA對霸王硬枝扦插的影響 155

6.2.5 ABT1對霸王硬枝扦插的影響 160

6.2.6 ABT2對霸王硬枝扦插的影響 165

6.2.7 ABT6對霸王扦插的影響 170

6.2.8 不同激素對霸王扦插的影響 174

6.2.9 扦插生根狀況隨時間的變化 175

6.3 插穗及扦插深度的篩選 176

6.3.1 插穗及扦插深度選擇 176

6.3.2 取穗部位選擇 179

6.3.3 扦插深度選擇 180

6.4 沙藏處理對霸王扦插的作用 181

6.4.1 沙藏池準備 181

6.4.2 沙藏試驗設計 181

6.4.3 沙藏對霸王扦插生根的影響 182

6.4.4 沙藏對霸王扦插地上部分生長狀況的影響 182

小結 183

7 珍稀瀕危植物固碳能力 184

7.1 荒漠灌叢生物量分配格局及預測模型 185

7.1.1 樣地的設置 186

7.1.2 荒漠灌叢群落調查及樣品采集 186

7.1.3 荒漠灌叢生物量模型的構建 187

7.1.4 荒漠灌叢個體生物量分配特征 188

7.1.5 荒漠灌叢地下生物量特征 190

7.1.6 荒漠灌叢生物量根冠比 193

7.1.7 荒漠灌叢生物量模型建立 194

7.2 荒漠灌叢含碳率研究 200

7.2.1 樣品的采集與測定 201

7.2.2 荒漠灌叢不同季節各器官含碳率 202

7.2.3 荒漠灌叢地上部分與地下部分含碳率 203

7.2.4 各器官含碳率總體特征及差異性分析 205

7.2.5 荒漠灌叢綜合含碳率 206

7.3 荒漠灌叢生態系統碳儲量 206

7.3.1 荒漠灌叢生態系統碳儲量計算方法 206

7.3.2 荒漠灌叢植被層生物量密度 208

7.3.3 荒漠灌叢植被層碳密度 208

7.3.4 荒漠灌叢群落植被層年固碳量 210

7.4 荒漠灌叢地枯落物固碳量 214

7.4.1 荒漠灌叢地枯落物生物量 214

7.4.2 荒漠灌叢地枯落物含碳率 215

7.4.3 荒漠灌叢地枯落物固碳量 216

7.5 西鄂爾多斯地區荒漠灌叢土壤碳儲量 216

7.5.1 荒漠灌叢地土壤有機碳含率 216

7.5.2 荒漠灌叢地不同土層土壤容重 217

7.5.3 荒漠灌叢地土壤碳密度 218

7.6 荒漠灌叢生態系統碳儲量 219

7.7 荒漠灌叢光合固碳能力 220

7.7.1 試驗材料、設計與方法 221

7.7.2 荒漠灌叢葉片凈光合速率動態及影響因子 223

7.7.3 荒漠灌叢葉面積與單株固碳能力 227

7.7.4 荒漠灌叢光響應擬合參數分析 231

7.8 荒漠灌叢地土壤碳排放及影響因子 233

7.8.1 試驗設計與方法 233

7.8.2 灌叢地土壤碳排放速率及環境因子日動態 234

7.8.3 荒漠灌叢地土壤碳排放季節特征 236

7.8.4 土壤碳排放速率與主要環境因子的關系 237

7.8.5 Q10值分析 245

7.8.6 氣候情景模擬條件下灌叢地土壤碳排放分析 245

7.9 西鄂爾多斯地區荒漠灌叢生態系統碳收支 246

7.9.1 荒漠生態系統碳收支估算方法 246

7.9.2 荒漠灌叢生態系統碳收支平衡 247

小結 248

主要參考文獻 250

附錄A 沙冬青平茬技術規范 254

附錄B 有害生物防治常見藥劑及其防治對象 257

附圖 258 2100433B