浑善达克沙地土壤种子库结构与动态特征

以内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗境内的浑善达克沙地为研究对象,选取固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘3种沙丘类型,通过野外调查取样与室内萌发试验相结合的方法,对不同沙丘类型土壤种子库的组成、物种多样性及时空分布等特征进行调查分析.研究结果表明,①不同类型沙丘的土壤种子库密度为固定沙丘＞半固定沙丘＞流动沙丘:不同类型沙丘的土壤种子库均以一年生草本植物为主,从固定沙丘到流动沙丘,其优势度为57.3%～70.3%.②不同类型沙丘的土壤种子库的物种多样性为固定沙丘＞流动沙丘＞半固定沙丘.③物种相似性系数的变化以半固定沙丘与固定沙丘为最大.流动沙丘与固定沙丘为最小.④随着生长季节的变化,土壤种子库的种子量变化明显;不同沙丘类型土壤种子库的空间分布呈现不同的规律.     

兰州市南北两山主要灌丛凋落物持水特性

为探讨兰州市南北两山不同人工灌丛凋落物累积量及其持水特性,本研究采用野外实地观测和室内浸水相结合的方法,对兰州市南北两山4种主要灌丛类型[千头柏(Platycladus orientalis)、柽柳(Tamarix chinensis)、红砂(Reaumuria soongorica)和红花锦鸡儿(Caragana rosea)]凋落物的累积量和持水特性进行了研究.结果表明,不同灌丛凋落物总蓄积量在0.44～48.51 t·hm?2,表现为红花锦鸡儿>千头柏>柽柳>红砂.除红花锦鸡儿灌丛外,其他灌丛未分解层累积量所占比例高于半分解层.凋落物最大持水率为175.20％～323.73％,柽柳最大,红花锦鸡儿最小,未分解层凋落物的持水率小于半分解层.凋落物最大持水量在0.85～84.81 t·hm?2,表现为红花锦鸡儿>千头柏>柽柳>红砂,红花锦鸡儿和千头柏灌丛凋落物持水量表现为未分解层小于半分解层,而柽柳灌丛相反.凋落物的吸水速率在浸水0～1 h直线下降,1 h后吸水速率下降幅度逐渐减小,未分解层凋落物的吸水速率小于半分解层.凋落物的有效拦蓄量在0.70～54.49 t·hm?2,表现为红花锦鸡儿>千头柏>柽柳>红砂.因此,红花锦鸡儿灌丛在兰州市北山有较好的保持水土和涵养水源的能力.     

兰州市南北两山主要灌丛凋落物持水特性

为探讨兰州市南北两山不同人工灌丛凋落物累积量及其持水特性,本研究采用野外实地观测和室内浸水相结合的方法,对兰州市南北两山4种主要灌丛类型[千头柏(Platycladus orientalis)、柽柳(Tamarix chinensis)、红砂(Reaumuria soongorica)和红花锦鸡儿(Caragana rosea)]凋落物的累积量和持水特性进行了研究。结果表明,不同灌丛凋落物总蓄积量在0.44～48.51 t·hm~(-2),表现为红花锦鸡儿千头柏柽柳红砂。除红花锦鸡儿灌丛外,其他灌丛未分解层累积量所占比例高于半分解层。凋落物最大持水率为175.20%～323.73%,柽柳最大,红花锦鸡儿最小,未分解层凋落物的持水率小于半分解层。凋落物最大持水量在0.85～84.81 t·hm~(-2),表现为红花锦鸡儿千头柏柽柳红砂,红花锦鸡儿和千头柏灌丛凋落物持水量表现为未分解层小于半分解层,而柽柳灌丛相反。凋落物的吸水速率在浸水0～1 h直线下降,1 h后吸水速率下降幅度逐渐减小,未分解层凋落物的吸水速率小于半分解层。凋落物的有效拦蓄量在0.70～54.49 t·hm~(-2),表现为红花锦鸡儿千头柏柽柳红砂。因此,红花锦鸡儿灌丛在兰州市北山有较好的保持水土和涵养水源的能力。     

塔里木河下游不同地下水埋深下的土壤种子库特征

本研究根据长期地下水位的监测资料和土壤种子库的萌发试验,分析了塔里木河下游不同地下水埋深下植物样地土壤种子库特征。结果显示,在干旱地区,地下水埋深的高低不仅影响地上植被群落的种类和组成,而且也对土壤种子库的密度和组成具有明显的影响。随着地下水埋深逐渐下降,种子库密度减少、物种多样性下降、生活型逐渐单一。同时地上植被群落与土壤种子库的相似性系数也逐渐降低。本研究不仅有助于丰富国内外关于干旱区土壤种子库的理论研究,而且有利于指导塔里木河下游正在开展的大规模生态恢复实践。     

地下水埋深对塔里木河下游建群种植物叶片δ13C值的影响

通过对塔里木河下游不同地下水埋深梯度下胡杨和柽柳叶片δ¹³C值的测定,分析了地下水埋深变化对胡杨和柽柳的长期水分利用效率的影响,为塔里木河下游退化生态系统植被保育和恢复提供科学依据。研究结果表明,随着地下水埋深从2.4 m增加到9.1 m,胡杨叶片δ¹³C值呈现出先升后降的趋势,且在9.1 m处胡杨很可能是通过减少地上生物量的方式来适应加剧的干旱;而柽柳叶片δ¹³C值则随着地下水埋深的增加而逐渐增加,其水分利用效率不断增加,且对地下水埋深变化的适应宽度也较大。对比同一地下水埋深下胡杨和柽柳叶片的δ¹³C值发现,随着地下水埋深不断增加,胡杨的抗旱性比柽柳的弱;对比不同地下水埋深的植物叶片的δ¹³C值发现,胡杨在不同的地下水埋深采取不同的策略适应干旱环境,而柽柳在不同的地下水埋深则通过增加水分利用效率来抵御加剧的干旱。     

青海湖区河谷灌丛草地植被群落多样性研究

通过对青海湖地区布哈河、沙柳河等几条较典型、较大的河谷灌丛植被及其环境因子的取样调查,分析其河谷边滩和河漫滩灌丛主要环境因子以及灌丛群落的种类组成、分布格局、群落特征等数据,研究该地区植被群落多样性与环境因子的关系、发现在青海湖地区河谷灌丛草地植物群落的多样性主要为物种丰富度所推动,物种均匀度起一定的辅助作用,生态优势度受物种丰富度的影响不大.     

乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分和粒径的变化特征

为探究乌兰布和沙漠不同演替阶段下白刺灌丛沙堆土壤理化性质的变化特征。本研究按照白刺灌丛枯死率和盖度划分不同演替阶段,分别为发育阶段(枯死率10%～30%,盖度20%～40%)、稳定阶段(枯死率≤10%,盖度40%～60%)和衰退阶段(枯死率≥50%,盖度≤20%),每个演替阶段选取3个相对独立的白刺灌丛沙堆作为研究对象,研究土壤养分和土壤粒径的变化特征。结果表明：不同坡向白刺灌丛沙堆表层土壤养分含量随着沙堆演替呈下降趋势。背风坡发育阶段有机质、速效氮和速效磷含量分别较衰退阶段高164.58%,144.44%和215.93%,而迎风坡发育阶段有机质、速效氮和速效磷含量分别较衰退阶段高107.95%,200%和45.64%。演替阶段对迎风坡处白刺沙堆灌丛土壤养分含量和粒径组成产生显著影响(P<0.05)。综上所述,不同演替阶段白刺灌丛沙堆表层土壤养分富集现象明显,但不同坡向相同演替白刺灌丛沙堆土壤理化性质存在差异。     

高寒灌丛对气候变暖的生态响应及适应性研究进展

灌丛通常指高度在5 m以下的以灌木为优势的植被类型。高寒灌丛因地处高海拔或高纬度的寒冷生境,对气候变暖响应尤为敏感。然而,随着近几十年的气候变暖,大量研究数据表明环北极地区树木生长对夏季温度的敏感性逐渐下降,但目前并不清楚高寒灌丛如何响应和适应气候变暖,是否也存在敏感性下降问题。本文主要基于长时间序列数据、样带调查及模拟试验等研究方法综述不同时空尺度下高寒灌丛对气候变暖的生态响应相关研究成果,并指出当前的研究趋势和存在问题。长时间序列数据基于长期定位监测和(或)树轮数据及遥感、航拍和重复拍照手段揭示灌木的扩展、生长变化趋势及其可能的影响因子;样带调查主要表现为相关生态指标沿海拔梯度的变化规律;模拟试验主要体现在植物物候、叶性状变化等。综合来看,变暖促进了高寒灌丛的生长,体现在植被盖度、生物量等指标的增加。就灌木叶功能性状而言,一些性状(如比叶面积等)在胁迫生境中体现出趋同适应特征。不同研究方法受研究尺度的限制存在明显的局限性,未来应开展全方位、多尺度的全球性联网综合观测体系;加强对不同功能型灌木的对比研究,探索高寒区趋同适应的普遍性和环境阈值;加强沿水分梯度的样带调查,开展人工模拟增(...     

北京农业用水超采 高效节水成农业发展主方向

作为资源型特大缺水城市,近年来北京市地下水过度开采,全市平原区地下水超采区总面积达6494 km2。据市水务局监测点数据分析,超采区平均地下水位埋深34 m以上。其中,顺义区地下水位平均埋深超过40 m,木林镇后鲁各庄村超过49 m;密云县的统军庄村地下水位为48m;平谷区平均地下水位在30 m左右。     

共和盆地营造柽柳林因沙技术的研究

选择多雨年份突击造林,对造林的成功具有重要意义。柽柳是(Tamarixchinensis)荒漠化治理中的先锋植物之一,既耐生理干旱,也耐大气干旱,具有极强的抗干旱能力,在沙地栽植后立即平茬复壮,可提高成活率,沙丘背风坡和丘间地是柽柳生长最好的地段,在降水250mm的共和盆地半干旱沙地均可栽植柽柳,几年后可形成柽柳群丛,恢复植被,达到控制流沙,固定沙丘的作用。     

鄂尔多斯高原雾冰藜在沙漠-河岸过渡带白刺沙堆上的空间分布特征

采用点格局和标记点格局的方法对雾冰藜Bassia dasyphylla在唐古特白刺Tangutorum nitraria沙堆上的分布情况进行了分析.结果显示:1)雾冰藜在沙堆不同方向分布不均匀,以西北方向分布最多,占整个沙堆的61.49%,其次是西南方向,占26.87%,最少的是东北方向,只有2.09%,反映了雾冰藜对固定、半固定风沙土有较好的适应性,对流动风沙土适应性较差;2)雾冰藜聚集生长的距离范围小于沙堆的平均直径5.54 m,而且在小于这个尺度范围内雾冰藜与白刺沙堆表现为正相关,说明二者之间有相互吸引的共存关系;3)不同沙堆之间的雾冰藜数量彼此之间没有影响;4)雾冰藜在小尺度范围内表现为聚集分布,说明其种子的扩散一般是集中在植物周围,而不同沙堆间种子的扩散,风起到了重要的传递作用.     

科尔沁沙地人工固沙群落草本植物种群生态位特征

运用Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠公式,计测分析了科尔沁沙地流动沙丘以及山竹子Hedysarum fruticosum、柠条锦鸡儿Caragana korshinskii、黄柳Salix gordejevii和小叶锦鸡儿C. microphylla人工固沙群落内草本植物种群的生态位宽度和生态位重叠。研究结果表明：在不同的生境条件下物种的生态位宽度存在差异,沙蓬Agriophyllum squarrosum在流动沙丘上的生态位宽度最大,狗尾草Setaria viridis、毛马唐Digitaria ciliaris分别在山竹子群落和黄柳群落中的生态位宽度最大,烛台虫实Corispermum candelabrum在柠条锦鸡儿群落和小叶锦鸡儿群落中占据着最宽的生态位。各群落中生态位宽的物种对生态位重叠值较大,但有些较窄的生态位物种对之间也出现较大的生态位重叠,这种现象从另外的角度表明各群落内环境资源存在一定的空间异质性。不同固沙群落中相同物种的生态位宽度和生态位重叠的差异在一定程度上反映了各群落内不同的区域环境特征。     

The effect of wind on foraging activity of the tenebrionid beetle Lepidochora discoidalis in the sand dunes of the Namib Desert

The foraging activity of the tenebrionid beetle, Lepidochora discoidalis, was studied in the sand dunes of the Namib Desert. The surface activity of this beetle species was found to be correlated both with time of day and wind speed. Higher numbers were observed on the dune surface between 17:00–19:00 h when wind speeds were consistently higher than 9 m/s. Noise and vibrations in the dune sand were found to be highly dependent on wind speed. Wind blowing at speeds higher than 5 m/s lifts the surface sand grains and generates vibrations in the sand. The peak frequency of these vibrations is in the range of 700–1000 Hz. The vibrational amplitude at the peak frequency is on average 40 dB higher at those wind speeds when the beetles are active compared to lower wind speeds. The results indicate that wind is an important cue for these beetles and can be perceived by buried beetles through substrate vibrations.     

青土湖典型湿地白刺灌丛沙堆群落物种多样性及土壤养分变化特征研究

通过对青土湖典型湿地白刺灌丛沙堆群落物种多样性及土壤养分变化特征的研究发现：1）调查群落中共有植物15种,分属6科15属,其中藜科7属,蒺藜科3属,菊科2属,禾本科、茄科和萝藦科均为1属,占总种科数的50.00%和总种属数的80.00%。2）白刺灌丛重要值在重度盐碱地最高为54.72,其次为盐碱沙地、黄色粉砂地和灰白色粉砂地,分别为35.00、31.16、22.22,半固定沙地最低为15.65。3）在Margalef丰富度指数、Shanon-Wiener多样性指数中灰白色粉砂地与其他几个样地差异显著（P<0.05）;Simpson多样性指数、群落优势度指数、Pielou均匀度指数中各样地之间差异不显著（P>0.05）;在Alatulo均匀度指数中各样地之间差异显著（P<0.05）。4）土壤有机物质含量最高为水淹地,以10~20 cm土层深度含量最高,40~60 cm含量最低;全磷含量最高为沙丘上部,以5~10 cm土层深度含量最高,40~60 cm含量最低;全氮含量最高为平地,以0~5 cm土层深度含量最高,20~40 cm含量最低;全钾含量最高为沙丘下部,以20~40 cm土层深度含量最高,5~10 cm含量最低。5）非水淹和常水淹土壤含水率随着土层的加深呈现逐渐增加的趋势,在40~60 cm后土层趋于稳定,常被水淹的地区影响白刺灌丛土壤水分,增强细砂粒在地表区域的沉降。地下水位的逐年抬升,从2006年的-4.1 m回升到2019年的-3.0 m,具有明显的年代变化规律,符合回归方程：Y=-0.0017X²+0.1275X-4.274 （R²=0.9804）,且差异显著 （P<0.05）。     

退化沙化草地人工补播植被重建研究

本研究选用小叶锦鸡儿、沙打旺、沙蒿和羊柴对内蒙古东乌珠穆沁旗退化沙化草地进行人工补播,设置沙质退化草地补播、裸沙地补播、风蚀坑补播和裸沙地沙障+补播和沙质退化草地未补播(CK)5个试验处理,于2009年、2013年~2016年的7月下旬至8月上旬进行野外观测,并对各处理的群落特征、重要值、多样性、现存量和补播植物越冬率等进行了分析和研究。结果表明,沙质退化草地通过补播可增加草地植物种类组成;沙打旺是最适合在沙质退化草地补播的植物种,风蚀坑补播最适宜的草种为羊柴和沙打旺。裸沙地沙障+补播能够保持较高的地上现存量水平,裸沙地补播维持较高的地上现存量时间较长。补播植物越冬率为小叶锦鸡儿>羊柴>沙篙>沙打旺。     

不同生境芦苇的营养成分分析

本文分析了分布在不同生境条件下的芦苇的营养成分，结果表明，（１）单位面积地上部生物量以沼泽芦苇为最高，沙丘芦苇次之，过渡带芦苇较低，盐化草甸芦苇最低；碳水化合物总量沙丘芦苇＞沼泽芦苇＞过渡带芦苇＞盐化草甸芦苇；粗蛋白含量由高到低顺序为：盐化草甸芦苇、沙丘芦苇、沼泽芦苇、过渡带芦苇。（２）４种生境芦苇的总氨基酸和游离氨基酸中均含有１８种天然氢基酸，其中１０种必需氨基酸含量因生境条件不同而备有差异。但总氨基酸及结构氨基酸中必需氨基酸含量均在１０％以上。由此得出，４种生境芦苇利用价值由高到低的顺序依次为：沙丘芦苇、沼泽芦苇、过渡带芦苇、盐化草甸芦苇。     

The Spatial Patterns of Functional Groups and Successional Direction in a Coastal Dune Community

Various methods have been devised to classify plants into functional groups, yet little work has investigated how these groups differentially impact succession with spatially explicit mechanisms. In a sand dune plant community on Galveston Island, Texas, we categorized plants by their functional traits, mapped the topographical contours of the sand dunes as a first-order effect to describe the spatial distribution of environmental stress, and quantified the second-order within- and between-group associations of the plants within specific bands of these contours using Ripley's K analysis. We then quantified the influence of spatially explicit functional traits on the direction of succession over time. We found evidence that the spatial pattern of the plants at one time exerted an influence on the pattern of the plants at a later time, based on their functional traits, thereby influencing the direction of sand dune succession. This study describes the spatiotemporal mechanics that lie behind sand dune plant succession: a process that has been a classical example of facilitation for ecologists, a plant community that is at risk from global sea-level rise and hurricanes, and an important rangeland resource that is being restored around the world for its ecological, range production, and coastal protection value.     

河西走廊绿洲外围沙化草地固沙造林效果研究

通过对流动沙丘固沙造林效果的对比研究,结果发现:未固沙造林的沙丘,丘间低地是以芦苇和赖草为优势种的原生群落,沙丘迎风坡植被稀疏,不形成植物群落,而实施固沙造林技术20年后的沙丘,虽丘间低地群落组成成分变化不大,但流动沙丘被完全固定,中下部形成以引入固沙灌木柠条锦鸡儿、花棒为优势种的人工植物群落,植物种类增加,生产力提高,草地生态系统得到有效恢复。固沙造林沙丘与未固沙造林沙丘相比,丘间低地群落高度增加51.6%,产草量增加12.6%,盖度增加4.7%,多度无变化,密度提高15%,物种丰富度指数提高25%,均匀度指数提高34.8%;迎风坡下部群落高度增加87.1%,产草量增加13%,多度提高一个等级,密度增加15%,物种丰富度指数提高228%,均匀度指数提高22.8%;迎风坡中部群落高度增加453.7%,产草量增加64.5%,多度提高一个等级,密度增加128.9%,物种丰富度指数提高616%,均匀度指数提高33.3%;迎风坡上部植被非常稀疏,不形成群落,植株平均高度25.3 cm,产草量增加206.8%,多度提高一个等级,密度增加550%,物种丰富度指数提高800%,均匀度指数提高66.7%。     

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。     

毛乌素沙区土壤养分对湿地退化的响应

采用湿地生态理论中空间替代时间的研究方法,以毛乌素沙区退化湿地为研究对象,选择距退化湿地水面不同距离,具有不同地下水位埋深的研究区域代表湿地不同退化阶段,通过分析5个不同阶段退化湿地土壤的有机质、全氮、全磷随水平距离的变化特征,研究了土壤养分对湿地退化不同退化程度的响应特征。结果表明,不同退化阶段土壤有机质与全氮剖面均具有一个明显的富集层,既湿地退化前的泥炭沉积层。该沉积层在剖面中所处深度随退化程度的加剧而逐渐增加,且沉积层以上深度的有机质和全氮含量趋于一致。土壤中全磷含量在剖面波动较大,分布特征无明显规律,不同水平距离全磷平均含量无明显变化规律说明湿地退化对全磷含量无明显影响。以上研究结果表明,由于流动沙丘入侵是导致毛乌素沙地湿地退化的首要原因,湿地退化导致土壤有机质和全氮富集层深度逐渐下移,平均含量逐渐下降,而对全磷影响不大。