砒砂岩区种植沙棘后景观生态格局综合评价

通过对晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程实施前一年（1998年）、中期（2003年）、最后一年（2008年）3个控制年份斑块特征的分析,发现作为景观主要组成部分的稀疏植被、草地、灌丛、沙棘和林地陆续增加,而未利用地和盖沙地面积继续下降。景观生态整体继续向植被面积更大、分布更为合理的方向发展,这也是实施沙棘生态工程的主要目的所在。     

砒砂岩区沙棘林生态工程减洪减沙作用分析

 通过"水保法"计算沙棘林在砒砂岩区的减洪减沙效益,分析晋陕蒙砒砂岩区沙棘林生态工程的减洪减沙量,以及对研究区直接入黄支流的减洪减沙作用。结果显示:研究区流域内沙棘林占流域内总林地面积的比例逐年增大,沙棘林的减洪减沙量也逐年增大,从2002年到2008年,皇甫川、孤山川、窟野河等三支流沙棘林平均每年总减洪量480.84万m3,总减沙量302.65万t。研究结果对砒砂岩区配置水土保持措施有重要的参考价值。     

植被覆盖对砒砂岩地区边坡侵蚀的减流减沙效益

为研究植被覆盖对砒砂岩地区自然边坡坡面侵蚀产流产沙规律的影响,阐明植被覆盖的减流减沙效益,在内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗的西召沟内选取坡度在10°左右的裸地、草地、柠条、沙棘和油松5种植被覆盖类型的砒砂岩自然边坡,在冲刷流量为200L/h时分别对各植被覆盖边坡进行野外实地放水冲刷试验,对不同植被覆盖类型的砒砂岩自然边坡坡面侵蚀的减流减沙效益进行了研究。结果表明:植被覆盖可明显增加砒砂岩自然边坡水流冲刷的稳定性。不同植被覆盖类型的砒砂岩自然边坡坡面径流强度大小排序为裸地油松草地柠条沙棘;产沙强度大小排序为裸地草地柠条油松沙棘。相对于草地、柠条和油松覆盖的坡面,沙棘覆盖的砒砂岩自然边坡减流和减沙效益均最大。     

植被恢复和覆土厚度对砒砂岩区土壤水分及养分的影响

[目的]研究植被恢复对砒砂岩区土壤水分和养分的影响状况,明确对于砒砂岩地区土壤保水保肥效果最佳的植被恢复类型,为砒砂岩区的生态修复和区域水土流失治理提供理论依据。[方法]选取准格尔旗暖水乡裸露砒砂岩向覆土砒砂岩过渡区域,以黄土—砒砂岩交界带不同人工恢复植被和自然恢复草地的土壤为研究对象,测定土壤水分和养分含量,分析不同植被恢复和覆土厚度对砒砂岩区土壤水分和养分特征的影响(其中天然草地作为对照)。[结果](1)裸露砒砂岩向覆土砒砂岩过渡区域土壤水分含量主要受黄土厚度影响,黄土的持水性能优于砒砂岩土壤,养分含量主要受植被恢复类型影响;(2)研究区土壤各指标均属于中等变异程度,其中土壤水分、碳、氮含量自北向南随覆土厚度增加逐渐增加,磷素分布则相反;(3)对比天然草地,沙棘和油松恢复对砒砂岩区土壤碳、氮含量的提升效果最好,土壤有机质含量分别提高了43.12%和34.27%,全氮提高了78.95%和42.11%,铵态氮提高25.64%和46.15%,硝态氮提高69.44%和42.22%。其中油松恢复下土壤水分含量高于天然草地54.55%,但人工植被恢复后的土壤磷素水平并没有提升。[结论]黄土较砒...     

鄂尔多斯砒砂岩区沙棘资源及产业开发研究

沙棘是我国三北地区重要的生态经济树种之一,具有很强的开发潜力。在对鄂尔多斯砒砂岩区沙棘相关企业实地考察与调研的基础上,阐述了砒砂岩区发展沙棘产业的生态意义,并从砒砂岩区沙棘种植现状出发,综述了沙棘林修复砒砂岩区生态环境的功能和沙棘产业开发利用现状。针对砒砂岩区沙棘产业存在的瓶颈问题,提出了打造"项目法人制"与"政府+农协+企业+农户"循环增值沙棘产业链发展模式的对策与建议。     

天然降雨条件下裸露砒砂岩区人工植被的减流减沙效应

裸露砒砂岩区是黄土高原上侵蚀最为剧烈的地区之一,研究裸露砒砂岩区天然降雨下人工植被的减流减沙效应,对于提升砒砂岩区水土流失治理成效与质量有重要意义。以裸露砒砂岩区鲍家沟小流域的典型人工植被为研究对象,运用系统聚类和线性回归相结合的方法,划分裸露砒砂岩区降雨类型,研究不同降雨类型下坡面产流产沙的特征,分析不同人工植被的减流减沙效应。结果表明:(1)裸露砒砂岩的自然降雨可以分为长历时暴雨、长历时的中到大雨、短历时暴雨以及短历时的小到中雨4种类型。(2)天然降雨的降雨量(P)、最大30 min雨强(I₃₀)和最大10 min雨强(I₁₀)与各植被类型坡面的产流量、产沙量间呈y=ax₁+bx₂+cx₃+d的多元线性关系。(3)各植被类型的减流能力依次为沙棘林>油松林>山杏林>柠条林>草地; 减沙能力依次为沙棘林>山杏林>油松林>柠条林>草地。营造人工植被可以有效防治裸露砒砂岩区坡面的水土流失问题,现有的人工植被类型中以沙棘林的抗蚀能力最强。     

黄河粗泥沙集中来源区沙棘生态项目减沙效果分析

自1985年将沙棘作为黄土高原治理的突破口以来,黄河水利委员会在黄河粗泥沙集中来源区北部砒砂岩地区大规模开展了沙棘资源建设工程,并取得显著成效;水利部1998年以来相继在国家立项实施了晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程和晋陕蒙砒砂岩区窟野河流域生态减沙工程,形成了更大规模的治理效益。总结了3个沙棘治理项目的完成情况,分析了其建设效益和减沙效果。3个项目在粗泥沙集中来源区累计保存沙棘面积22.679万hm2,平均每年减沙2 414.6万t。     

沙棘在晋陕蒙甘能源开发区水土流失治理中发挥重要作用

2008年9月11日,参加“晋陕蒙甘能源开发区水土保持生态修复暨沙棘资源建设论坛”的代表,参观了神东矿区的水土保持综合治理、采空沉陷区沙棘生态修复,内蒙古砒砂岩区沙棘生态工程和鄂尔多斯市高原圣果沙棘加工厂。     

砒砂岩区沙棘人工林的萌蘖能力

为了达到快速治理砒砂岩区的目的,采用标准地调查方法,对内蒙古区鄂尔多斯市准格尔旗准格尔召镇近年来营造的不同林龄沙棘林萌蘖能力进行研究,以期对沙棘种植的设计、施工以及管理等提供依据。结果表明：沙棘具有极强的萌蘖性能,定植株2-8 a的沙棘人工林分,其萌蘖能力为0.2万-8.0万株/hm^2;沙棘萌蘖能力随林龄的变化,在2-4 a逐渐增加,5-6 a时达到最高,之后7-8 a又逐步下降;萌蘖能力以水、肥等条件最好的沟谷地川滩地最高,平均可达2.1万株/hm^2;不同立地条件类型间,萌蘖能力相差超过1倍;中等盖度（40%-70%）的沙棘人工林分,其萌蘖能力最高。生产实践中可充分利用沙棘萌蘖能力强的优势,适度降低种植密度,有效减少苗木和种植成本,从而实现砒砂岩区快速、经济、高效恢复植被、根治严重水土流失的目的。     

内蒙古砒砂岩不同类型区土壤水分、养分特征研究

[目的]探究砒砂岩不同类型区及不同土地利用方式对土壤水分、有机碳和全氮含量的影响,对于砒砂岩区进一步发展具有重要指导作用。[方法]以内蒙古准格尔旗砒砂岩覆土区的13年生沙棘林地、6年生沙棘林地、天然草地及砒砂岩裸露区草地和砒砂岩覆沙区的天然草地、柠条林地、农地、退耕5年地共8个样地为研究对象,通过测定0—100 cm深度不同土层土壤含水量、有机碳和全氮含量,研究和比较了不同土层土壤水分、有机碳和全氮含量与变化规律。[结果](1)覆土区(13年生沙棘林地152.36 mm、6年生沙棘林地165.16 mm、天然草地160.97 mm)0—100 cm土层土壤储水量均高于覆沙区(天然草地73.03 mm、柠条林地66.56 mm、农地79.70 mm、退耕5年地107.03 mm)。(2)裸露区草地土壤有机碳含量均低于覆土区和覆沙区,0—100 cm土壤有机碳储量(1.97 kg/m²)分别比覆土区天然草地、6年生沙棘林地、13年生沙棘林地和覆沙区天然草地、柠条林地、农地、退耕5年地分别低了2.24 kg/m²,2.36 kg/m²     

不同类型沙棘人工林对土壤氮矿化速率的影响

采用离子交换膜埋植培养法,对陕西省永寿县马莲滩流域沙棘纯林、沙棘×刺槐、沙棘×侧柏、沙棘×油松四种类型林分不同深度土壤的氮矿化速率进行了研究。结果表明,用离子交换膜从土壤中提取出的氮量随着其培养时间的增加而增加,且与土壤全氮含量、碱解氮含量及土壤磷酸酶活性三个土壤肥力指标呈极显著相关,培养30 d所得氮矿化速率与这三个土壤肥力指标的相关系数达到了0.850、0.857和0.736,此方法可用来较准确测定土壤的氮矿化速率;经测定,四种类型沙棘人工林氮矿化速率大小顺序为:沙棘纯林>沙棘×油松>沙棘×刺槐>沙棘×侧柏。     

晋西黄土区沙棘与冰草蒸腾耗水规律研究

在沙棘与冰草生长季的典型阴、晴天,通过对其叶片蒸腾速率、光强、气孔扩散阻力的测定,探讨晋西黄土区典型灌草植被沙棘、冰草的蒸腾耗水规律.结果表明:研究区内沙棘与冰草在生长季典型阴、晴天蒸腾速率日变化曲线均呈单峰曲线;阴、晴天光强对沙棘、冰草蒸腾速率的影响均大于扩散阻力的影响;阴天单株沙棘、冰草的日蒸腾量分别为227.81,6.99 g,晴天分别是2521.19,13.1 g.这些结果为提高该地区林木水分利用率提供了理论基础.     

不同土壤水分条件对中国沙棘和俄罗斯沙棘的光合和蒸腾作用的影响

在野外不同生境和田间不同干旱条件下,对中国沙棘(Hippophae rhamnoides sinensis)和俄罗斯沙棘(Hippophae rhamnoides)的光合和蒸腾作用的日进程进行研究后发现:随着土壤水分含量的增加,沙棘的光合速率和蒸腾速率随之升高。在不同的土壤水分条件下,光合作用和蒸腾作用的日进程表现为双峰或单峰曲线,峰值的出现时间也随土壤水分条件的变化而变化。中国沙棘光合速率的日平均值表现为雌株高于雄株,而俄罗斯沙棘表现为水分条件适宜时雄株略高于雌株,受到干旱胁迫后雌株大于雄株;且俄罗斯沙棘的光合能力优于中国沙棘。俄罗斯沙棘蒸腾速率的日均值为雌株高于雄株,中国沙棘雌雄株蒸腾速率的差异规律不一致。光合速率和蒸腾速率与土壤含水量的回归分析表明:二者呈显著的正相关,回归方程为一元二次方程,复相关系数接近1。     

皖西南大沙河流域水沙变化及其与人类活动的影响

在野外不同生境和田间不同干旱条件下，对中国沙棘（Hippophae rhamnoides sinensis）和俄罗斯沙棘（Hippophae rhamnoides）的光合和蒸腾作用的日进程进行研究后发现：随着土壤水分含量的增加，沙棘的光合速率和蒸腾速率随之升高。在不同的土壤水分条件下，光合作用和蒸腾作用的日进程表现为双峰或单峰曲线，峰值的出现时间也随土壤水分条件的变化而变化。中国沙棘光合速率的日平均值表现为雌株高于雄株，而俄罗斯沙棘表现为水分条件适宜时雄株略高于雌株，受到干旱胁迫后雌株大于雄株；且俄罗斯沙棘的光合能力优于中国沙棘。俄罗斯沙棘蒸腾速率的日均值为雌株高于雄株，中国沙棘雌雄株蒸腾速率的差异规律不一致。光合速率和蒸腾速率与土壤含水量的回归分析表明：二者呈显著的正相关，回归方程为一元二次方程，复相关系数接近1。     

砒砂岩沟坡沙棘根系分布特征及其对林下土壤的改良作用

沙棘是砒砂岩地区植被恢复的先锋树种,沙棘根系形态不但影响植物本身的生长,还影响其保土效果及改土效果。采用根系追踪法,研究砒砂岩地区同一坡面不同坡位、不同林龄沙棘根系的分布形态,测定沙棘林下土壤的理化性质,以裸坡地作为对照,分析沙棘林对土壤的改良作用。结果表明:1)砒砂岩沟坡沙棘根系在垂直方向上集中分布在0～40 cm深的土壤中,在水平方向分布可达137 cm。2)沙棘一级侧根的数量与小环境有密切关系,土壤水分条件越好,侧根数量越多,根长越短;沙棘根系的径粗与埋深呈反比,并且与距植株中心距离也呈反比。3)人工沙棘林在砒砂岩沟坡上,其根系分布表现为坡顶根系由于土层薄受到砒砂岩的限制,水平分布较发达,在坡底由于土壤厚度及肥力的充足,沙棘在垂直分布上明显深于坡顶。4)种植沙棘可增加土壤含水量和土壤孔隙度,同时还可以提高土壤中的速效N、P、K及有机质质量含量。     

不同植被对晋陕蒙矿区排土场土壤养分16 a恢复程度的影响

为评价晋陕蒙矿区排土场土地复垦过程中不同植被措施对土壤肥力的恢复作用及程度,在内蒙古准格尔旗黑岱沟煤矿东排土场,分别选取已恢复16 a的7种不同人工植被(沙打旺、长芒草、紫穗槐+长芒草、刺槐林、沙棘林、杨树林、樟子松),并以周边原地貌条件下两种植被(退耕梯田长芒草、自然坡地沙棘林)为对照,分析了不同植被条件下0~10、10~20、20~40 cm土层土壤全氮、有机碳、硝态氮以及铵态氮的含量及其差异。结果表明:1)9种植被配置中除樟子松地和沙打旺草地外,土壤养分含量均随深度增加而递减。2)经过近16 a植被修复后,7种人工植被不同程度地改善了土壤肥力状况,其中刺槐纯林配置的恢复效果最佳,土壤肥力恢复程度接近或超过原地貌条件下植被的50%,沙棘次之。杨树和樟子松两种配置对土壤全氮、有机碳、硝态氮恢复效果相对较差,恢复程度均不超过40%。7种不同植被措施对土壤铵态氮的恢复程度相对较好,分别恢复到自然植被长芒草样地和自然植被沙棘样地的79.50%~93.77%,89.47%~105.70%。土壤全氮、有机碳、硝态氮恢复程度则相对较低,分别恢复到自然植被长芒草样地的24.70%~44.15%、25.09%~44.65%、47.25%~85.33%;分别恢复到自然植被沙棘样地的33.52%~56.85%、32.83%~54.82%、47.18%~84.66%。总之,尽管经过近16 a的复垦,7种人工植被下的土壤养分状况尚未完全恢复到该地区自然水平,但仍可认为该地区进行生态修复时可优先选择以刺槐为主的豆科乔木、以沙棘为主的灌木、以及长芒草等草本植物,并进行适当的套种、间种,以增强复垦效果。     

北川河流域典型林型水源涵养能力评价

森林是水源涵养功能的基础和载体,青海省北川河流域森林覆盖较好,但当前流域内林地的水源涵养情况尚不清楚.本研究选取青海云杉、白桦、华北落叶松、沙棘和青杨这5种在流域内典型树种,对林冠层、枯落物层和土壤层的10个与水源涵养功能密切相关的指标进行流域森林水源涵养分析评价,同时采用层次分析法获得各林种和各指标的权重.结果显示:在林冠层的比较中,青海云杉和白桦的水源涵养能力最佳,华北落叶松次之,沙棘和青杨居末;但在枯落物层的比较中,华北落叶松、白桦和青海云杉的水源涵养能力较好,青杨居中,沙棘表现最差;而在土壤层的比较中,青海云杉和白桦同样水源涵养能力较好,沙棘居中,青杨和华北落叶松较弱.同时,在利用层次分析法检验得到:青海云杉权重最高,达到25％,另外土壤层的水源涵养能力占林冠、枯落物和土壤这3层比重最大,为70.51％.综合林冠、枯落物、土壤和层次分析比较结果,当前水源涵养能力排序为:青海云杉林地＞白桦林地＞华北落叶松林地＞沙棘林地＞青杨林地.这一结果为进一步讨论流域内植被景观格局和空间优化配置提供了参考和理论依据.     

北川河流域中国沙棘的分布、组成与群落学特征

位于黄河上游的北川河流域,区内海拔高度2 300~3 600 m的范围内,分布着各种类型的中国沙棘林分。其中,青海云杉 中国沙棘、白桦 中国沙棘这2种自然林分类型,适宜在海拔2 700~3 000 m之间的脑山区仿建;华北落叶松 中国沙棘、青杨 中国沙棘这2种人工混交类型,适宜在海拔2 700 m以下的浅山区阴坡、半阴坡布设;而中国沙棘纯林及林草复合类型,在脑山区及浅山区的阴坡、半阴坡,均易于人工仿建;海拔3 000 m以上高寒山区,属于中国沙棘林分的封禁管护范围。中国沙棘各类林分在演替过程中,随着林分郁闭度增高,林下植物种类不仅由阳性、中生向耐荫逐步发展过渡,而且种类数量随着郁闭过程也在不断减少,丰富度指数呈现着“小-大-小”的变化历程,而优势度指数恰好相反,为“大-小-大”的过程。北川河流域植被演替趋势是达到当地顶极群落-青海云杉-藓类林。生产实践中应科学仿拟中国沙棘林的自然分布模式,充分发挥各类中国沙棘林分多方面的生态经济功能。