围封沙化草地"种子岛"效应研究

在浑善达克沙地南缘,以围封7年的沙化草地以及围栏外周围不同地段作为研究对象,通过对比分析围栏外不同地段,草地群落特征及土壤根系含量,并以围栏内草地作对照,对围封沙化草地的“种子岛”效应进行了尝试性研究。结果表明:围封沙化草地有显著的“种子岛”效应,且这一效应约在围栏500 m外逐渐消失。另外,这一效应还显示出,围封沙化草地具有以围栏为中心,成辐射状促进周边草地植被恢复的作用。     

围封沙化草地土壤种子库动态研究

以未围封沙化草地作对照,研究了围封1年、4年和9年的沙化草地土壤种子库特征的变化,获得如下结论:(1)对沙化草地实施围栏封育,可显著提高土壤种子库的植物种数.(2)围封过程中的沙化草地,土壤种子库群落组成中,1、2年生植物所占比例逐渐减小,多年生植物所占比例均逐渐增加.(3)围封过程中的沙化草地,土壤种子库群落组成的相似性,相临阶段较高,随围封年限差异的增加,相似性逐渐减小,表明土壤种子库的变化是一个连续的过程.(4)围封不同年限的沙化草地之间,土壤种子库密度存在极显著性差异,随围封年限的增加而增加,且与地上植被密度具有较高的相关性,其间可用二次曲线进行描述.     

围栏封育在呼伦贝尔沙化草地植被恢复中的作用

 为给沙化草地植被恢复提供理论依据,在内蒙古呼伦贝尔沙化草地,通过测定围封不同年限(1、4、7年)沙化草地群落的特征值,并与未围封地段作对照,就围栏封育对沙化草地植被特征的影响进行了深入分析,结果表明:对沙化草地实施围栏封育,群落组成发生了规律性变化,随着围封年限的增加,退化指示植物所占比例逐渐降低,建群种及一些适口性较好的优良牧草所占比例逐渐增加,另外,围栏封育还可使草地植被盖度、平均高度、草群密度、地上生物量和土壤草根含量大幅度增加。     

围栏封育对沙化草地植被及土壤特性的影响

对宁夏自治区盐池县不同围封类型的沙化草地植被以及土壤有关特性进行了分析研究。结果表明:(1)围栏封育使植物组成发生了明显变化。(2)适度的围封年限(<8 a)可以使群落盖度、平均密度、地上生物量以及物种多样性明显提高,过长的围封年限(>19 a)反而使各植被数量特征以及物种多样性呈现下降趋势。(3)围栏封育可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤含水量。表明适度的围封年限既有利于植被的恢复,又有利于土壤特性的改良。但过长时间的围栏封育会导致植被结构和功能的退化以及草地生产力下降。     

带状高立式沙障防治草地沙化机理的研究

在草地严重沙化后形成的沙丘,且其上设置有不同年龄(2~3a和4~5a)带状高立式芦苇沙障的地段,分别对沙丘不同部位(迎风坡、背风坡和丘间低地)及沙障不同位置(沙障迎风面、背风面和两沙障中间)土壤种子库、土壤有机质含量和土壤机械组成进行了研究,并以同类型未设沙障的地段作对照,深入地对带状高立式沙障防治草地沙化的机理进行了研究。结果表明,在严重沙化草地设置带状高立式沙障,可有效拦截风沙流中所携带的植物种子,丰富土壤种子库,提高土壤有机质含量,使土壤机械组成中,较粗的砂粒含量减少,较细的砂粒含量增加。     

围栏封育对荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响研究

为探究围封对灌丛草地土壤优先流的影响,以宁夏吴忠市盐池县典型荒漠草原区为研究区,通过野外入渗染色试验、图像处理分析等方法,对围封荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响进行评价。结果表明:(1)围栏封育与放牧管理样地土壤水分入渗特征存在差异,在围栏封育样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地的入渗染色图像分别在0—125,0—115,0—105 cm呈现均匀分布,而在125—240,115—150,105—140 cm呈现染色分支,在放牧管理样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地入渗染色图像分别在0—80,0—70,0—80 cm呈现均匀分布,围栏封育导致土壤优先流发生深度更大;(2)土壤剖面染色面积比表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞放牧管理天然柠条林地＞放牧管理草地,土壤染色深度表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞放牧管理天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地,围栏封育管理会导致土壤剖面染色面积比及染色深度增大;(3)土壤优先流变异系数表现为放牧管理天然柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞围栏封育人工柠条林地＞围栏封育草地,放牧管理导致土壤优先流程度增加,而围栏封育降低灌木林地及草地的优先流程度。因此,在荒漠草原等干旱半干旱地区,围栏封育可作为提升土壤水分均匀入渗深度、降低优先流发生程度、提高土壤水分利用效率的重要管理方式。     

长期围封对草地土壤的影响作用浅析

围封是草地土壤管理的一种手段,可以有效保护草地土壤的生态系统。草地土壤围封对土壤植被多样性和土壤理化性质等都有一定的影响作用,因此有效地采取草地土壤围封措施可以起到保护草地土壤的作用。基于此,从植被多样性和生物量等方面出发,对草地土壤长期围封过程中植被受到的影响进行了分析,并从采用围封方式对草地土壤的理化性和土壤酶活性两方面的影响作用进行了探究。     

高寒草地不同扰动生境土壤微生物氮素生理群数量特征研究

采用平板表面涂抹法和稀释法对天祝高寒草地5种不同干扰生境（围栏内、围栏外、多年生草地、一年生草地和鼠丘地）土壤微生物氮素生理群（氨化细菌、硝化细菌、自生固氮菌和反硝化细菌）数量分布特征进行了测定，结果表明：1）同一扰动生境，不同空间层次草地土壤微生物各氮素生理群数量变化较大，0-20cm数量大于20-40cm，一般前者为后者的1．44-7．32倍；且不同氮索生理群之间数量差异很大，氨化细菌〉自生固氮菌〉反硝化细菌〉硝化细菌；2）不同扰动生境，相同空间层次草地土壤微生物各氮素生理群数量差异也较大，变幅在1．27—9．29倍；且不同扰动生境对各氮素生理群的影响不同，对硝化细菌数量影响最大，反硝化细菌和氨化细菌次之，自生固氮菌较小；3）不同生境土壤微生物氮素生理群数量以一年生草地总数量最大，多年生和围栏内草地次之，鼠丘地和围栏外草地最少；4）不同扰动生境。不同空间层次，虽然不同生理群微生物数量各有特点，但总趋势为：0—20cm，7月份数量较小，8月份上升至最大，9月份下降，20-40cm数量变化趋势与0—20cm相似，但变幅显著变小。     

宁夏盐池县草地沙化对植被与土壤特征的影响

通过野外调查和室内分析相结合的方法,研究了盐池县不同沙化程度下草地植被特征和土壤特性的变化,以探讨植被和土壤对沙化的响应机制。结果表明,随着草地沙化程度的加剧,植被组成发生变化,多年生草本植物呈逐渐减少,一年生草本植物呈逐渐增加的趋势;生物多样性指数变化趋势为轻度沙化草地到中度沙化草地增加,自中度沙化草地至极度沙化草地先降低后又增加,中度沙化阶段是草地植物群落特征变化的重要转折时期。随着草地沙化加剧,土壤含水量、有机质、氮含量降低;重度沙化阶段土壤磷、钾含量最高,pH值和可溶性盐无明显变化规律。     

黄土高原草地土壤种子库与草地更新

土壤种子库是指存在于表层土壤（包括凋落物）中具有生命的种子，是植被天然更新的物质基础。土壤种子库时期是植物种群生活史的一个重要阶段，有人称为潜种群阶段，它能部分的反映群落的历史和现状，对退化草地生态系统的恢复起着重要的作用。土壤种子库中的长命种子不仅具有重要的遗传学意义，而且还被认为是植物种群基因多样性的潜在提供者。所以，土壤种子库在维持种群和群落的物种多样性和遗传多样性方面具有重要的意义。在植物种群生态学研究中，土壤种子库问题一直受到广泛关注，国外近20a来，对土壤种子库的研究一直是植物种群生态学中比较活跃的领域。目前，国内外的报道多集中于森林或湿润半湿润地区土壤种子库的研究，对草地或半干旱区土壤种子库的研究报道较少。     

黄土高原典型草原区草地土壤种子库的动态分析

采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了黄土高原典型草原区草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征。结果表明,（1）土壤种子库中共统计到37个物种,隶属于16科,其中禾本科、菊科、唇形科、豆科和毛茛科的植物占优势。（2）从返青期到枯黄期,种子库中豆科、禾本科、堇菜科所占比例呈下降趋势,唇形科和菊科所占比例明显提高,种子库的密度也显著提高。（3）种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律;在水平分布上的变化规律为：封禁〉放牧;阴坡〉阳坡;下坡〉中坡〉上坡。（4）封禁地土壤种子库中的Margalef丰富度和Shannon--Wienner指数都高于放牧地,Pielou均匀性指数低于放牧地。从返青期到枯黄期,封禁地和放牧地土壤种子库的Margalef丰富度、ShannonWienner指数、Pielou均匀性指数都呈下降趋势。     

围封年限对沙化草地群落结构及物种多样性的影响

[目的]了解围封年限对宁夏回族自治区盐池县沙化草地群落结构及物种多样性的影响,揭示围封沙化草地植被变化规律。[方法]在半干旱区运用空间代替时间法选取不同围封年限区(5,10,20a)和未封育区(对照)的沙化草地为研究对象,进行群落结构及物种多样性的对比研究。[结果]1年和2年生草本是未封育区的优势种。灌木是封育5a区的优势种,而封育10a区的优势种是灌木和多年生草本,在封育20a区,优势种是多年生草本。与未封育区相比,围封5a,10a区植被数量特征值均有显著提高,而围封20a区特征值稍高,但相差不大。[结论]并不是围封时间越长,植被生长状况就越好。小于5a的封育年限可以提高群落的物种多样性,封育年限大于10a,反而使物种多样性下降。围封措施对植被恢复起到了先促进后抑制的作用。     

塔里木河下游土壤种子库的空间分布特征分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区——塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的两年土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库密度的空间分布特点。结果显示:(1)塔里木河下游土壤种子库一般在150~2 300粒/m2之间,属一个较低的水平;从种子库密度的空间分布特点看,地表植被群落退化程度的加重,使土壤种子库在顺河道方向和垂直河道方向表现出不同的变化特点;(2)塔里木河下游土壤种子库在分布上具有较高的密集性,表现出类似沙漠地区种子库的分布特征;(3)微生境条件对土壤种子库的分布影响较大。其中河水漫溢区的种子库密度远高于其它区域,而低洼地、柽柳包和有较多枯枝的退化草地均比光板地和胡杨林地有更多的有活力种子;(4)塔里木河下游严重的生态退化导致了本区土壤种子库垂直分布的差异,主要表现是随着地表植被群落生态退化程度的加重,土壤种子库的垂直分布表现为表层种子库占土壤种子库的比重不断升高的趋势。     

风沙黄土区排土场不同恢复类型植物群落与土壤种子库特征

风沙黄土区排土场作为一种人造生态系统,自然条件恶劣,土壤贫瘠,植被恢复困难。为了探明有效的人工促进植被恢复措施,采用植被调查与种子库萌发试验相结合的方法,通过研究不同植被类型地上植物群落与土壤种子库特征及二者的关系,探讨了其植被恢复效益及潜力。结果表明:研究区人工植被恢复下地上植物群落中共47种植物,分属16科40属,土壤种子库共14种植物,分属5科13属,其中均以禾本科、菊科、藜科、豆科占主导地位; 灌木植被的地上植被和土壤种子库的物种多样性均表现为最优; 地上植被与土壤种子库密度的变化范围为88.48～495.47株/m²,74.74～1422.91粒/m²,且均在草地类型下最大。土壤种子库和地上植被的相似性普遍较低,相似性系数仅为0.16～0.23。因此,风沙黄土区排土场的植被恢复与重建需要加强保护与管理,可以考虑构建以草灌配置为主的人工植被恢复模式,保障群落的恢复潜力,并提高群落多样性与稳定性,亦可考虑引入外源种子库提升群落恢复的潜力。     

The feasibility of using soil seed bank for natural regeneration of degraded sandy grasslands

Desertification in degraded grasslands is manifested through the development of bare sandy patches, which eventually lead to habitat fragmentation. The ability of these bare sandy patches to regenerate naturally through in-situ soil seed banks is not well understood. To fill this knowledge gap, we randomly selected 24 bare sandy patches with areas ranging from 19 to 898 m² in a desertified grassland of the Horqin sandy land, Northern China to determine whether soil seed bank can be used for natural regeneration of bare sandy patches. Species composition and density of soil seed bank as well as aboveground vegetation composition, abundance and coverage were investigated. We then determined their relationships with in-situ habitat characteristics. Our observations showed that the studied area had low soil seed bank density and species richness, as well as depauperate soil seed bank communities. Consequently, local soil seed bank was not able to provide sufficient seed source for natural regeneration. This was indicated by the relationships between aboveground vegetation, soil seed bank and the in-situ habitat characteristics. For bare patches with an area between 300 m² and 900 m², increase the soil seed bank density and species richness should be the main restoration measures. For bare patches with a small area of less than 50 m², restoration of vegetation density should be the main measure. Our data highlighted that different extents of desertification, indicated by different bare patches, are requiring distinct restoration measures.     

不同封育年限宁夏荒漠草原土壤种子库研究

针对宁夏天然草原实施禁牧封育的现状,采用种子萌发法对不同封育年限的荒漠草原土壤种子库进行了研究。结果表明:种子萌发主要集中在0-5 cm土层中,6-10 cm土层种子萌发较少,0-5 cm土层中,随封育年限的增加,一年生草本植物逐渐减少,多年生草本植物增加,半灌木或灌木逐渐增加;在垂直分布上,随土层深度的增加单位面积的种子数量减少;土壤种子库的密度随封育时间的增加而增加;在0-5 cm土层中,封育使土壤种子库的物种多样性和丰富度明显增加;在0-5 cm土层和6-10 cm土层中,土壤种子库和地上植被的相似性都较低,在0-5 cm土层,随封育年限的增加土壤种子库与地上植被的相似性程度逐渐增加。     

干旱草原星毛委陵菜群落种子库与植被功能群结构的关系

以石羊河上游星毛委陵菜(Potentilla aclaulis)群落为研究对象,采取现场植物测定与土壤采样分析相结合的方法,对地上植被、种子库功能群结构组成及相互关系进行分析,探讨了植被演替过程中功能群的响应和群落稳定性的维持机理.结果表明:(1)不同植被梯度下多年生禾草和多年生杂草在植被群落中占据优势地位,优势度比例变化较小,而一、二年生杂草及豆科植物地位不突出,优势度比例较小.(2) 土壤种子库中,水平方向上,在植被梯度下多年生杂草优势度所占比例较高,变幅较小;多年生禾草、豆科植物则表现出由低到高再降低的变化过程,而一、二年生杂草的变化规律与之相反.垂直方向上,0-5 cm与0-15 cm层在植被梯度下,不同功能群优势度比例大小呈显著正相关,5-10 cm与10-15 cm层变化规律不明显.(3) 种子库具有比植被丰富的物种,系统稳定性较高,针对于扰,群落表现出明显的生存策略.     

黄土丘陵区撂荒地不同侵蚀带土壤种子库特征

采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究了黄土丘陵区撂荒地不同侵蚀带土壤种子库的密度、物种组成、物种多样性以及相似性特征。结果表明:各侵蚀带土壤种子库中共发现26个物种,隶属于13科24属,不同侵蚀带物种组成有所差异,菊科与禾本科为主要组成物种;0—10cm土层内土壤种子库密度随着侵蚀带的变化而变化,有明显的先减少再增大而后再急剧减少的趋势;不同侵蚀带土壤种子库物种多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和生态优势度存在着差异,但未达到显著相关水平;土壤种子库组成物种相似性系数变化范围为0.40～0.82,相邻侵蚀带之间的土壤种子库物种相似性较高,随着侵蚀带之间距离的增加,其相似性逐渐变小。这说明不同侵蚀带土壤种子库因受坡面径流引起的土壤侵蚀使种子流失、二次迁移和沉积以及植被的拦截而产生再分布。