生态脆弱带沙化地流失规律研究

实验测定了我国生态脆弱带中4个地区沙样的土壤物理参数：土壤粒径、粒度分布和堆积密度，通过对实验数据的分析，指出了风沙的采源，并根据挟沙风的理论提出了防止风沙集成的办法。     

不同载畜率下荒漠草原非生长季植物群落特征对近地面风沙通量的影响

以短花针茅为建群种的内蒙古荒漠草原为研究对象,在长期梯度放牧试验和风蚀监测实验的平台上,通过对2018-2019年非生长季风蚀物及植物群落特征（植物群落高度、盖度、枯落物量）的调查,开展了不同载畜率下近地表高度的风沙通量与植物群落特征关系的研究,结果表明：在荒漠草原非生长季,1）载畜率的增加会加剧土壤风蚀,尤其显著增加集沙高度10 cm（即距地表最近的高度）和0~50 cm的总风沙通量。对于0~50 cm高度的总风沙通量来说,对照区的风沙通量最低,轻度放牧区和中度放牧区的风沙通量分别是对照区的1.29和1.81倍,重度放牧区的风沙通量最高,是对照区的2.20倍;2）不同载畜率下,植物群落特征对风沙通量有显著影响,风沙通量与植物群落高度、盖度和枯落物量均呈负相关关系,其中植物群落高度对不同集沙高度的风沙通量影响最大;3）载畜率显著影响植物群落特征,载畜率的增加使植物群落高度、盖度及枯落物量降低,进而增加草地风蚀量。     

不同载畜率下荒漠草原生长季地表特征及对风沙通量的影响

为探寻不同载畜率下荒漠草原地表特征变化及其对风蚀作用的影响,以内蒙古荒漠草原(短花针茅为建群种)为研究对象,通过对2021年5～10月植物群落盖度、枯落物盖度、土壤结皮盖度及裸地率的连续测定和风蚀土的收集,开展不同载畜率下不同高度的风沙通量与地表特征关系研究。结果表明：在荒漠草原植物生长季,载畜率显著影响地表特征(P<0.05),载畜率增加使植物群落盖度、草层高度、枯落物盖度、土壤结皮盖度降低,裸地率增大;10 cm、30 cm、100 cm三个集沙高度的风沙通量随载畜率增加均呈增加趋势且30 cm高度以下尤其显著(P<0.05)。0～100 cm高度总风沙通量在重度放牧区最高,较对照区增加了69.4%,较轻度、中度放牧区的风沙通量分别增加44.3%、7.6%;不同载畜率下,地表特征对风沙通量有显著影响(典型相关系数0.8960),风沙通量与植物群落盖度、枯落物盖度和土壤结皮盖度均呈负相关,与裸地率呈正相关,其中土壤结皮盖度对风沙通量影响最大(载荷系数为-1.3865)。载畜率梯度干扰下的地表特征对土壤风蚀有直接影响,且干旱环境下的土壤结皮盖度对抑制风蚀有较明显作用。     

风沙防治工程的风沙物理学解析

阐述了六大类防风治沙工程的风沙物理学原理,针对不同工程提出了具体措施与注意事项,以期为进一步研究相关力学机制提供参考.     

风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响

为了解风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响,2013年在内蒙古科尔沁沙地研究了0（对照）,6,9,12,15和18 m／s 等6个风速处理风沙流（风沙流强度相应为1．00,28．30,63．28,111．82和172．93 g／cm·min）4次吹袭下3龄樟子松幼苗光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等指标的变化规律。结果表明,1）频繁的风沙流吹袭,可以改变樟子松幼苗蒸腾速率、气孔导度、胞间 CO2浓度和水分利用效率的日变化规律,但对光合速率日变化规律影响较小;2）随着风沙流强度的增加,其叶片相对含水量、叶面温度和日均光合速率、日均水分利用效率趋于下降,18 m／s 处理和对照相比分别下降4．6％,1．8％,52．6％和56．3％;日均蒸腾速率、日均气孔导度和胞间 CO2浓度趋于增加,18 m／s 处理和对照相比分别增加31．6％,75．0％和30．9％;3）随着风沙流强度的增加,其日最大光合速率和日最大水分利用效率趋于下降,日最大胞间 CO2浓度趋于增加,15 m／s 以下风沙流吹袭其日最大蒸腾速率降低,15 m／s 以上风沙流吹袭其日最大蒸腾速率显著增加;4）在风沙流吹袭下,樟子松光合能力的降低主要源于叶片含水量和叶片温度的下降以及叶片的机械损伤,而蒸腾速率的增加主要源于气孔导度的大幅度提升。     

白刺、沙蒿幼苗膜透性和膜保护系统对不同历时风沙流吹袭的响应

白刺(Nitraria tangutorum)和沙蒿(Artemisia sphaerocephala)是干旱荒漠区分布较广的沙生植物,生境内风沙流发生频次高、强度大,了解风沙流胁迫下白刺和沙蒿的生理响应对认识沙区植物抗风沙流机理具有重要意义。本研究采用风洞模拟试验,以12 m·s−1的风沙流对白刺和沙蒿幼苗进行0 (...     

陕北风沙草滩区覆膜对土壤理化性质和春玉米产量的影响

试验旨在探究覆膜方式对陕北风沙草滩区土壤理化性质和春玉米产量的影响。试验选取当地主推玉米品种中榆968,设置膜上栽培、膜际栽培和无膜栽培3个处理,分析覆膜对土壤含水量、pH值、有机质、玉米农艺性状、产量和籽粒营养品质的影响。结果显示,在0～20、21～40 cm土层,膜际栽培土壤含水量高于无膜栽培（P<0.05）;在41～60 cm土层,膜上栽培和膜际栽培土壤含水量高于无膜栽培（P<0.05）。随着土壤深度的增加,各处理的土壤pH值均呈现下降趋势,不同土层的土壤pH值排序均为无膜栽培>膜际栽培>膜上栽培;其中0～20 cm土层膜上栽培土壤pH值低于无膜栽培（P<0.05）。在0～20 cm土层,膜际栽培与膜上栽培土壤有机质含量高于无膜栽培（P<0.05）;41～60 cm土层膜际栽培土壤有机质含量高于膜上栽培和无膜栽培（P<0.05）。膜际栽培玉米的株高、鲜穗重、穗粒数和产量高于其他处理（P<0.05）,茎粗和百粒重高于无膜栽培（P<0.05）。膜际栽培的玉米籽粒粗蛋白和粗脂肪含量为8.22%和4.58%,均高于无膜栽培（P<...     

呼伦贝尔草原沙漠化的综合评估研究

呼伦贝尔草原历来以水草丰美而著称，现有相当一部分已发生沙漠化，其主要原因在于过度放牧。首要的是风沙地貌特征，沙漠化土地的分级主要依此而定。经量算，本区沙漠化指数为２．２４，沙膜化率为１２．９６％，而沙膜化潜力为３２．３１％。沙漠化虽不很严重，但潜在危险性极大。     

白刺、沙蒿幼苗膜透性和膜保护系统对不同历时风沙流吹袭的响应

白刺(Nitraria tangutorum)和沙蒿(Artemisia sphaerocephala)是干旱荒漠区分布较广的沙生植物,生境内风沙流发生频次高、强度大,了解风沙流胁迫下白刺和沙蒿的生理响应对认识沙区植物抗风沙流机理具有重要意义.本研究采用风洞模拟试验,以12 m·s-1的风沙流对白刺和沙蒿幼苗进行0(CK)、10、20和30 min的吹袭胁迫,分析吹袭胁迫对叶片膜透性和膜保护系统的影响.结果表明,随风沙流吹袭时间增加,白刺丙二醛(MDA)和可溶性蛋白(SP)含量逐渐下降,膜透性先降后升,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在10和30 min胁迫下同时增加,过氧化物酶(POD)活性、可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)含量逐渐上升,起到了共同防止膜脂过氧化作用;沙蒿MDA含量先降后升,SP含量显著降低(P<0.05),CAT活性仅在20 min胁迫下显著增加(P<0.05),膜透性和POD活性逐渐增大,20和30 min胁迫下的Pro含量小幅度增加,在减轻细胞膜受损过程中起重要作用.     

黑果枸杞叶片膜透性和膜保护系统对不同历时净风和风沙流吹袭的响应

以二年生盆栽黑果枸杞(Lycium ruthenicum)实生苗为试验材料,采用风洞模拟试验,研究了12 m·s?1风速和63.28 g·(cm·min)?1风沙流强度吹袭胁迫0(CK)、10、20和30 min下二年生黑果枸杞叶片丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、膜透性、保护酶活性及渗透调节物质含量的变化,以揭示黑果枸杞对净风和风沙流胁迫的适应能力和响应机制.结果表明:净风胁迫下,MDA含量先降后升,可溶性蛋白(soluble protein,SP)含量逐渐降低,膜透性、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性、可溶性糖(soluble sugar,SS)含量和脯氨酸(proline,Pro)含量呈增加趋势,过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性先升后降.风沙流胁迫下,MDA含量、POD活性、CAT活性、Pro含量、SS含量呈先升后降趋势,但均大于CK,膜透性增加,SP含量下降,SOD活性先降后升.这表明,黑果枸杞叶片在净风和风沙流吹袭下受到一定程度的损伤,且均通过Pro和SS含量的积累增强渗透调节作用,提高植株抗风沙能力;净风胁迫下,POD起到保护作用,风沙流胁迫下,SOD、POD和CAT活性共同对减轻细胞膜受损发挥了协调保护作用.     

不同类型白刺沙丘土壤理化性状与微生物相关性研究

利用民勤荒漠绿洲过渡带不同类型白刺沙丘的土壤微生物、土壤理化性状及二者之间的相关性进行研究,旨在探讨白刺沙丘的成土过程,为绿洲生态建设提供基础数据,结果表明,1)固定、半固定和流动沙丘粘粒、粉粒、细砂粒、粗砂粒含量差异较大;土壤养分含量与土壤粘粒、粉粒、细砂粒等细沙物质含量呈正相关性,与粗砂粒含量呈负相关性,表现为土壤养分含量随土壤颗粒的增大,相关性减弱。2)土壤微生物类群数量在半固定沙丘明显高于固定沙丘和流动沙丘。3)过渡带土壤均处于偏碱性状态,有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、速效钾、速效磷和CaCO₃含量随沙丘发育年代的增加逐渐增加。4)不同年代沙丘中土壤微生物和土壤理化因子均具较好的相关性,尤其是细菌和放线菌与pH值呈显著的负相关关系,土壤有机质含量与三大菌群数量都表现出显著的正相关关系。     

荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆土壤水分空间分布及入渗特征

本研究选取民勤荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆3个演化阶段:雏形阶段(流动白刺沙堆)、沙堆形成阶段(发育20年,半固定白刺沙堆)和结皮与土壤形成阶段(发育40年,固定白刺沙堆)为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究不同类型沙堆土壤物理属性对水分空间分布及入渗的影响,探索白刺灌丛沙堆土壤水分运行规律,为绿洲荒漠过渡带防护林体系优化配置、绿洲生态安全管理奠定理论基础。结果表明,1)土壤紧实度和结皮厚度:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆。2)表层土壤密度流动、半固定、固定白刺沙堆分别为2.32,2.30,1.95 g/cm³;最大持水量、毛管持水量、田间持水量和总孔隙度大小为:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆,而深层土壤各因子变化不稳定。3)在干旱季节,固定、半固定和流动白刺沙堆分别以0,70,150 cm土层含水量最小,50,130,110 cm土层含水量最大;在多雨季节,表层土壤含水量波动幅度较大,深层土壤含水量基本保持不变。4)不同演化阶段沙堆降雨量与累计入渗量之间存在显著的正相关性(P<0.01)。其中固定、半固定白刺沙堆随降雨事件的发生立即开始入渗,流动白刺沙堆当降雨量达到临界降雨量后才开始入渗。在降雨量相同情况下,当降雨量大于0.12 mm时,累积入渗量依次为:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆。     

脱硫废弃物改良盐碱湖土种植乔灌木技术集成试验

该试验在利用热电厂燃煤脱硫废弃物和改良促进剂将植树坑内回填土进行改良的同时,在树坑底部采取3种不同的垫层(稻草+黄沙垫层,黄沙垫层、卵石+黄沙垫层),研究将树坑内回填土进行改良的同时采用不同垫层植树后坑内土壤的pH值和全盐含量的变化情况及不同树木的成活率。试验结果表明:试验区不同深度土层平均pH值较试验前下降了9.01%~12.1%(P<0.01),对照区不同深度土层平均pH值均有增加,试验区内稻草+黄沙垫层pH值降低效果最好(P<0.05);试验区不同深度土层平均全盐含量较试验前下降1.62%~67.59%(P<0.01),对照区不同深度土层平均全盐含量增加22.37%~58.21%,试验区稻草+黄沙垫层全盐含量降低效果最好(P<0.05)。树木成活率:在树木种植后的45天、75天和165天分别测定了发芽率和成活率,试验组间差异不显著(P>0.05);试验组与对照组比较差异极显著(P<0.01);国槐的成活率试验组比对照组提高28.67%~31.03%;白腊的成活率试验组比对照组提高88.13%~112.33%;云杉的成活率试验组比对照组提高46%;西府海棠的成活率试验组比对照组提高26.48%~33.61%。     

改良盐碱土和种植技术对土壤性质和树木成活率的影响

该试验在利用燃煤脱硫废弃物和改良剂改良土壤回填土的同时改良种植技术,即对树坑底部采取四种不同的垫层(无处理、稻草+黄沙垫层、黄沙垫层、石子+黄沙垫层),研究了改良的盐碱土和不同垫层对植树后坑内土壤的pH值和全盐含量和树木成活率的影响。试验结果表明:1)3个处理区不同深度土层的平均pH值较试验前下降了9.01%～12.10%(P0.01);对照区不同深度土层的平均pH值均有增加。试验区内稻草+黄沙垫层pH值降低效果最好(P0.05)。2)3个处理区不同深度土层的平均全盐含量较试验前下降了1.62%～67.59%(P0.01);对照区不同深度土层的平均全盐含量增加22.37%～58.21%。3个处理区稻草+黄沙垫层全盐含量降低效果最好(P0.05)。在树木种植后的45d、75d和165d分别测定了成活率,试验组间差异不显著(P0.05);3个处理与对照比较差异极显著(P0.01):国槐的成活率处理组比对照提高了28.7%～31.1%;白腊的成活率处理组比对照提高了88.3%～112.6%;云杉的成活率处理组比对照提高了46.0%～48.0%;西府海棠的成活率处理组比对照提高了26.5%～33.6%。     

民勤荒漠区4种植物的防风固沙功能对比分析

梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙蒿(Artemisia desertorum)、白刺(Nitraria tangutorum)和膜果麻黄(Ephedra przewalskii)是民勤荒漠区主要的牧草,分布面积较大。为了研究荒漠区牧草植物的防风固沙功能,在牧草利用的同时兼顾防风固沙功能。本研究用民勤荒漠区4种主要防风固沙植物样方调查资料,通过计算单株植物的纵断面积和单位面积上的纵断面积,以及单株植物的固沙沙堆体积和单位面积上的固沙沙堆体积,对4种主要植物群落的防风功能和固沙功能进行了对比分析。结果表明,单株（丛）的防风功能的排序为白刺＞梭梭＞沙蒿和膜果麻黄,单株（丛）的固沙功能白刺＞膜果麻黄,单位面积上防风功能的排序为沙蒿＞梭梭＞白刺＞膜果麻黄,单位面积上的固沙功能白刺＞膜果麻黄;单位面积上防风固沙功能的排序为白刺＞沙蒿＞梭梭＞膜果麻黄。如果只选择防风,则应选用沙蒿;如果侧重点是固沙,则应选用白刺;如果二者兼顾,则应选用白刺和沙蒿。     

坪床质地对杂交狗牙根草坪恢复能力的影响

以长江水洗沙(粗沙和细沙)与田园土组合为坪床,杂交狗牙根百慕大T-419品种建植草坪,采用模拟践踏器对草坪进行破坏性践踏,通过测定土壤和草坪指标,研究不同坪床质地处理对草坪的恢复能力的影响.结果表明:践踏后,随着沙含量的增加土壤通透性得到改善,75％～100％粗沙及50％～100％细沙处理土壤总孔隙度均大于40％;含沙量为50％～100％处理株高增长率明显高于全土处理;50％～100％的粗沙处理和75％的细沙处理在恢复1个月后,分蘖数明显高于全土处理;全土处理的修剪量明显低于其他8个处理;综合考虑各因素,75％、100％的粗沙处理、75％的细沙处理在高强度践踏后表现出很好的恢复能力,长江水洗沙按照该比例配比,适合于南京及周边地区应用.     

呼伦贝尔沙地米氏冰草种群构件年龄结构动态

米氏冰草(Agropyron michnoi)是根茎型无性系植物。为了解米氏冰草在沙地生境中的繁殖适应机制,采取单位面积挖掘取样,对呼伦贝尔沙地不同演替阶段的米氏冰草分蘖株和根茎年龄结构进行了调查。结果表明:生长季末期与前期比较,米氏冰草分蘖株数量在流动和半固定沙地均增长了1.5倍,固定沙地无变化;而根茎长度在流动、半固定和固定沙地分别增加5.0,2.1和2.0倍。米氏冰草无性系分蘖株由4个龄级组成,分蘖株数量的年龄结构,在流动沙地均为明显增长型;半固定沙地由增长型转变成稳定型;固定沙地为稳定型。根茎在流动沙地由3个龄级组成,在半固定和固定沙地由4个龄级组成。随着生长季的进程,根茎长度的年龄结构,在流动沙地、半固定沙地和固定沙地均由稳定型变成增长型,增长趋势从大到小排序为:流动沙地>半固定沙地>固定沙地。随着植物群落的次生演替进程,米氏冰草无性系构件的年龄结构呈由增长型向稳定型过渡的趋势。     

退耕还林与还草对土壤理化性质及分形特征的影响——以宁夏荒漠草原为例

以宁夏荒漠草原区为研究对象,分别选取农田、退耕还草地、退耕还林地和天然草地为研究样地,研究了退耕还林与还草对土壤理化性质及分形维数变化特征的影响。结果显示:1)土壤含水量、pH和电导率既受到退耕还林与还草措施的影响,亦受到季节变化的影响。2)农田实施退耕还林与还草工程后,退耕还草地的土壤全氮和有机碳含量最高,其平均含量分别为0.60%和5.93%。3)农田、退耕还草地、退耕还林地和天然草地的土壤黏粉粒含量分别为10.87%、7.47%、8.73%和6.53%;极细沙含量分别为39.07%、35.20%、38.87%和31.00%;细沙含量分别为29.73%、34.93%、32.80%和36.73%;粗沙粒含量分别为20.27%、21.93%、19.60%和25.73%。退耕还林地与天然草地相比土壤粒径在各粒级中均存在显著差异(P<0.05),退耕还草地与天然草地相比仅极细沙和粗沙粒含量存在显著差异(P<0.05)。4)分形维数介于1.87~2.08。土壤分形维数(D)值从高到低表现为农田(2.08)>退耕还林地(2.01)>退耕还草地(1.94)>天然草地(1.87)。5)土壤黏粉粒与土壤电导率达到正相关水平(P<0.05),与土壤碳氮比为显著负相关关系(P<0.01);土壤细沙粒与土壤pH为负相关关系(P<0.05),与电导率为显著负相关关系(P<0.01),而与碳氮比达到显著正相关水平(P<0.01);土壤分形维数与电导率达到显著正相关水平(P<0.01),与碳氮比呈显著负相关关系(P<0.01);而土壤极细沙粒和粗沙粒与各指标之间均无相关性(P>0.05)。6)土壤粒径分布分形维数与细沙粒含量呈线性负相关关系(P<0.01),而与极细沙粒含量呈线性正相关关系(P<0.01),与黏粉粒含量呈对数相关关系(P<0.01),但与粗沙粒含量未表现出相关性(P>0.05)。研究表明,在宁夏荒漠草原区实施退耕还林与还草工程,对土壤理化性质、土壤粒径分布和分形维数特征均产生一定的影响。与天然草地相比,退耕还草地中土壤有机碳和全氮含量显著提高;而退耕还林地中土壤黏粉粒、极细沙粒的分布及分形维数显著上升。说明实施退耕还林与还草工程,有利于农田退耕导致的退化区域土壤质地的改善以及退化生态系统的有效恢复。     

盐渍化沙地土壤旱化过程中植被的变化

利用地下水位高低不同地区所形成的不同立地类型水平空间上的分布来代表盐渍化土壤沙化旱化过程时间分布上的发展,分5种立地类型探讨盐渍化土壤干旱沙化过程中植被的演变特征.随着地下水位的降低,各立地类型土壤上植物种类减少,植被盖度降低,相邻植物群落中共有种逐渐增加,变异性减少,植被演变趋势从湿生-中生耐盐-沙生旱生植物过渡.