呼伦贝尔沙地植被演替规律研究

在对呼伦贝尔沙地形成的历史背景进行系统分析的基础上,通过大量的野外调查,研究了呼伦贝尔沙地植被资源状况、特征及植被演替规律。结果表明,在过度放牧所引起的逆行演替中,固定沙地、半固定沙地和流动沙地的植物群落物种组成从31种锐减到了2种,盖度从61%降低到8%,群落的物种丰富度逐渐降低,流动沙地的物种丰富度分别是半固定沙地和固定沙地的0.25倍、0.065倍,多样性指数分别为2.464,1.584,0.554,固定沙地最大,为流动沙地的4.45倍。物种均匀度分别为0.497,0.528,0.554。流动沙地最大,是固定沙地的1.11倍。植被高度及生物量亦均呈递减趋势,优势种和建群种发生更迭,群落结构趋于简单。对不同封育年限植被进行研究,得出植被的恢复演替规律为:以沙米为优势种的一年生先锋植物群落以糙隐子草为优势种其他多年生禾草伴生的过渡型植被群落冰草 糙隐子草过渡型植被群落羊草 冷蒿亚稳定型群落,同时,土壤的结构、理化性质得到改善。     

油蒿群落不同恢复阶段的土壤水分空间异质性及植被特征

[目的]分析沙地恢复不同阶段(流动沙地、半固定沙地、固定沙地)油蒿(Artemisia ordosica)群落的土壤水分空间变异规律以及植被响应特征,为荒漠地区植被恢复提供科学依据。[方法]利用经典统计学与地统计学相结合的方法进行分析。[结果](1)从流动沙地到固定沙地的演替过程中,土壤水分逐步减少,其空间结构呈现出明显的斑块状和条带状布局特点,同时沙地土壤水分空间异质性逐步增加,土壤水分在不同恢复阶段均表现出随着土层深度的增加,空间相关性逐渐增强的特征。(2)在沙地恢复过程中,油蒿种群的植被覆盖度、生物量、密度呈现逐渐增加的趋势,而植被特征的空间变异性则趋于减弱。(3)在流动沙地和固定沙地上,油蒿种群特征与土壤水分呈现显著负相关(p0.01)。[结论]油蒿种群的植被格局在一定程度上改变了土壤水分的空间异质性与分布格局。     

毛乌素沙地油蒿群落生物结皮的分布特征

为研究毛乌素沙地油蒿群落中生物结皮分布状况,根据放牧强度选取沙利(禁牧)、陶利(轻度放牧)和乌审召(正常放牧)3个试验点,分别调查了油蒿群落中固定沙地和半固定沙地植被盖度、油蒿盖度、生物结皮盖度、凋落物盖度、生物结皮破碎度、生物结皮厚度等指标。结果表明,毛乌素沙地油蒿群落中固定沙地生物结皮平均盖度为83.74%,半固定沙地生物结皮平均盖度为23.54%;油蒿群落中半固定沙地生物结皮绝大部分是处于初期发育阶段的藻结皮,而固定沙地苔藓和地衣结皮所占比例接近总盖度的1/2;半固定沙地大多数处于初期发育阶段的生物结皮受上层植被的影响更大;轻度放牧干扰对油蒿群落固定沙地生物结皮盖度和厚度的影响均不显著,而正常的放牧干扰会导致生物结皮盖度显著下降;半固定沙地生物结皮对放牧干扰的影响更为敏感,即使是轻微的放牧干扰,也会产生与正常放牧干扰相当的效果。     

半固定与固定沙地油蒿枝条水势及气体交换特征

为揭示半固定沙地和固定沙地油蒿生长差异的原因,测定了毛乌素沙地自然生长在半固定与固定沙地油蒿的气体交换参数、枝条水势及土壤含水量,分析了油蒿气体交换参数、枝条水势日变化特征及土壤水分对其的影响。结果表明:半固定沙地与固定沙地油蒿枝条水势与气体交换参数日变化趋势相同,半固定沙地油蒿日均净净净光合速率是固定沙地的1.3倍,蒸腾速率是固定沙地的1.23倍,其枝条水势也高于固定沙地,两种立地条件下油蒿枝条水势和气体交换参数的不同主要是由于沙地中土壤水分含量不同所引起。     

沙地土壤C∶N∶P比对早期植物群落物种多样性的影响

为揭示土壤碳∶氮∶磷(C∶N∶P)比对植物群落物种多样性的影响,以宁夏哈巴湖国家级自然保护区内沙地植物群落(沙柳群落和油蒿群落)为研究对象,调查计算了沙地植物群落的物种多样性,测定了群落中土壤C、N、P含量,分析讨论了土壤C∶N∶P比与沙地植物群落物种多样性之间的关系。结果表明,分布于流动、半固定沙地的沙柳群落其土壤C∶N∶P比对物种多样性的影响不显著,而分布于半固定、固定沙地的油蒿群落其土壤C∶N∶P比对物种多样性的影响显著。这说明沙地植物群落生物量不断增大的同时,枯枝落叶增多,土壤C、N、P显著增多,较大的土壤C∶N比与N∶P比与不断增大的物种多样性有趋同变化,因此,土壤的C∶N∶P比能够影响沙地植物群落的物种多样性。     

干旱荒漠区沙蒿种群根系生态特征研究

用全挖取样法研究了干旱荒漠区不同类型沙地上沙蒿种群的根系生态特征。结果表明,沙蒿根系总生物量在不同类型沙地上有所变化,其排序为流动沙地（122.43 g）〉封育沙地（106.35g）〉半固定沙地（90.15 g）;从根系分布深度看,在不同类型沙地上,沙蒿根系生物量集中分布在0-40cm土层中,占75%以上;沙蒿的主根生物量在0-20cm土层中最多,其根系生物量占全部根系生物量的比例在封育沙地为67.11%,流动沙地为53.52%,半固定沙地为62.48%;侧根生物量在封育沙地和半固定沙地中在0-20cm土层中最多,而流动沙地集中于20-40cm土层;在不同类型沙地上,沙蒿根系生物量与土壤含水量之间均相关紧密。     

库布齐沙漠半固定沙丘上2种草本植物的分布格局

采用空间点格局分析方法,对库布齐沙漠中典型半固定沙丘的沙地旋覆花、沙米2种主要草本植物的分布格局进行研究。结果表明:多年生植物沙地旋覆花在沙丘不同部位的分布数量变异较一年生植物沙米要大;沙丘上2种草本植物的总体分布格局基本上呈现群聚状态,并从沙丘上部到沙丘下部逐渐减弱,2种间相互关系从沙丘上部到沙丘下部基本表现为从相互促进转变为相互竞争的趋势。沙米作为流沙上的先锋植物,在沙丘从流动到固定过程中作用至关重要,建议在人工促进流沙固定的措施中,可以结合其他工程措施(如沙障等)进行人工沙米种子的撒播,以加速植被的恢复。     

科尔沁沙地人工植被对土壤水分异质性的影响

选择植被状况基本相同而坡位不同的样地 ,坡向和坡度基本相同而植被类型不同的沙丘背风坡 (东南坡 )样线及沙丘上部样地 ,在生长期调查其土壤水分状况 ,探讨植被类型、坡位对沙地土壤水分状况及水分格局的影响。结果表明 :沙丘背风坡 (东南坡 )人工植被土壤水分状况按差巴嘎蒿、杨树、樟子松的次序依次变差。以 0 5m为间隔取样分析表明沿沙丘下部到沙丘上部土壤水分状况有下降趋势。在水平格局上 ,樟子松林地土壤水分状况在0～ 8m ,杨树林地在 0～ 4m ,流动沙地在 0～ 9m的尺度上近似同质 ,随着空间距离的增加 ,异质性加强 ;差巴嘎蒿土壤水分状况在 0～ 4m的范围内异质性较高 ,4m以上近似同质。在垂直格局上 ,流沙在 0～ 60cm ,樟子松在 0～ 80cm ,差巴嘎蒿在 0～ 1 2 0cm的尺度上异质性很强 ,大于该尺度近似同质 ,而杨树林地在 0～ 30 0cm的范围内均有较强的异质性。无论水平格局或垂直格局 ,人工植被的建立增强了沙地土壤水分的异质性     

库布齐沙漠植被恢复对风沙土壤碳通量与碳储量的影响

为阐明库布齐沙漠植被恢复过程中土壤碳通量的时空动态特征及主控因子，明确土壤有机碳含量和储量的变化趋势，本研究以流动沙地、半固定沙地、藻结皮固定沙地和地衣苔藓混合结皮固定沙地为研究对象，运用静态暗箱–气相色谱法对风沙土壤碳通量及水热因子进行观测，并对土壤有机碳含量和密度进行测定和计算。结果表明，生长季内风沙土壤碳通量变异较大，季节动态与土壤温度基本一致，且随植被恢复碳通量呈递增趋势：混合结皮固定沙地(210.28 mg/(m~2·h))>藻结皮固定沙地(177.45 mg/(m~2·h))>半固定沙地(117.34 mg/(m~2·h))>流动沙地(65.61mg/(m~2·h))；土壤碳通量与各层土壤温度均显著正相关，除流动沙地土壤碳通量与深层土壤含水量显著负相关外，其余样地碳通量均与表层土壤含水量显著负相关；风沙土壤有机碳含量和密度随植被恢复而递增：混合结皮固定沙地(1.32 g/kg,0.94 kg/m~2)>藻结皮固定沙地(1.03 g/kg,0.74 kg/m~2)>半固定沙地(0.45 g/kg,0.36 kg/m~2)>流动沙地(0.27...     

黑河流域沙区植被恢复及演替研究——以高台县为例

用机械和植物措施固定流动沙丘后,随着土壤和水分等生态因子的改善,原来适应于流沙环境或弱固定沙地生境的天然植被趋向于适合固定沙丘生长的人工、天然植被.高台沙区人工和天然植被经25a变化后.多枝柽柳+沙蒿+花棒群落演变为多枝柽柳+油蒿+花棒群落,盖度达到42%,蒙古沙拐枣+多枝柽柳+油蒿群落演变为多枝柽柳+罗布麻+油蒿群落.盖度达到9%,花棒+沙蒿+多枝柽柳+骆驼刺群落演变为多枝柽柳+罗布麻+花棒+油蒿+骆驼刺群落,盖度达65%,沙拐枣+红砂群落被多枝柽柳+骆驼刺所替代.     

民勤县固定与半固定沙丘粒度特征分析

沉积物粒度特征可以反映沉积物形成的沉积环境、沉积过程和搬运营力、搬运过程等信息。以民勤县西北部半固定与固定沙丘为研究对象,运用粒度分析方法,对其表层沉积物进行了系统采样分析。结果表明,半固定、固定沙丘的粒度组成均以细沙为主,极细沙次之,二者粒级级配相似,含量却有不同。半固定沙丘平均粒径为2.69Φ,中等分选近对称中等峰度分布;固定沙丘平均粒径为2.66Φ,中等分选近对称尖窄峰度分布。半固定、固定沙丘平均粒径与偏度存在二次多项式关系（R2=0.404 1）;峰度与平均粒径、标准离差、偏度呈不显著线性正相关关系（0.550,0.496,0.356）;标准离差与平均粒径、偏度之间无相关性。     

Estimation of Sand Transportation Rate for Fixed and Semi- Fixed Dunes Using Meteorological Wind Data

Taibus County, Inner Mongolia, China, lies in a farming-pastoral ecotone, where severe wind erosion and various aeolian sand hazards are prevalent and fixed and semi-fixed sand dunes occur frequently. This study was conducted to investigate the relationships between sand transportation rate and wind speed for the fixed and semi-fixed sand dunes based on field measurements. The annual quantity of soil erosion by wind was estimated using meteorological wind data. The results indicated that the sand transportation rate in Taibus County in 2000 was 57.38 kg cm-1 year-1 for the semi-fixed dunes and 4.56 kg cm-1 year-1 for the fixed dunes. The total duration of erosive winds covered 12.5% of the time of the year, and spring posed the highest potential of sand transportation. Wind with low speed (≤ 17 m s-1) and high frequency plays a dominant role in sand transportation, while strong wind (≥ 17 m s-1) with low frequency significantly enhanced the sand transportation. Erosive wind speed, directions, and frequency were three crucial dynamic factors influencing sand hazards in the farming-pastoral ecotone. The dominant factors intensifying sand and dust storms in Taibus County might be related to the favorable wind condition in combination with the durable drought, which led to land desertification and vegetation degradation.     

用气象数据估算固定和半固定沙地的起沙速率

Taibus County, Inner Mongolia, China, lies in a farming-pastoral ecotone, where severe wind erosion and various aeolian sand hazards are prevalent and fixed and semi-fixed sand dunes occur frequently. This study was conducted to investigate the relationships between sand transportation rate and wind speed for the fixed and semi-fixed sand dunes based on field measurements. The annual quantity of soil erosion by wind was estimated using meteorological wind data. The results indicated that the sand transportation rate in Taibus County in 2000 was 57.38 kg cm-1 year-1 for the semi-fixed dunes and 4.56 kg cm-1 year-1 for the fixed dunes. The total duration of erosive winds covered 12.5% of the time of the year, and spring posed the highest potential of sand transportation. Wind with low speed (≤17 m s-1) and high frequency plays a dominant role in sand transportation, while strong wind (≥17 m s-1) with low frequency significantly enhanced the sand transportation. Erosive wind speed, directions, and frequency were three crucial dynamic factors influencing sand hazards in the farming-pastoral ecotone. The dominant factors intensifying sand and dust storms in Taibus County might be related to the favorable wind condition in combination with the durable drought, which led to land desertification and vegetation degradation.     

退化生态系统植被恢复过程中土壤微生物群落活性响应

通过分析退化生态系统中主要植被恢复类型对土壤微生物群落活性的影响,探讨敏感和可靠的微生物群落活性响应指标,揭示适合当地生态条件的植被恢复类型。结果表明,沙米荒地、白沙蒿、柠条、沙冬青和人工乔木林地土壤微生物量C,N,P和微生物商、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶均表现出显著差异(P<0.05)。在土壤各层内,除上层人工乔木林地土壤微生物量N相对较高外,柠条恢复草地土壤微生物量C,N,P都相对较高,沙米荒地均较低;土壤微生物商没有明显的趋势;人工乔木林地蔗糖酶和柠条恢复草地脲酶活性相对较高,过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性没有明显的变化趋势,沙米荒地的蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性以及白沙蒿草地碱性磷酸酶活性较低。方差分析(ANOVA)显示,蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶与土壤有机质、全氮以及微生物量C,N,P之间呈显著相关关系;主成分分析(PCA)表明,土壤微生物量N,C,P和蔗糖酶、土壤微生物商基本反映了研究区植被恢复中土壤微生物群落活性的响应信息。不同植被恢复类型草地中土壤微生物群落活性的变化表明,柠条和人工乔木林是研究区域内适合当地生态条件的植被恢复类型。     

科尔沁不同类型沙丘土壤水分时空变化特征及其环境影响因子

为了深入探究半干旱地区沙丘土壤水分时空变化特征及其与环境因子关系，以科尔沁沙地为研究区，综合运用原位观测、数值模拟和冗余分析等方法，对沙丘土壤水分的时空变化特征、变异性、水平衡及其与环境因子的定量关系进行研究。结果表明：沙丘土壤水分在垂直剖面呈现出由半流动沙丘"镜像S "形逐渐过渡为阴坡固定沙丘" S"形的趋势，在时间尺度上呈"正态分布"形；半流动、半固定和阴坡固定沙丘土壤水分变异性随深度的增加逐渐减弱，半阳坡固定沙丘呈"S"形分布，最大变异系数为75.45%，均属中等变异；半流动和半固定沙丘水分主要消耗于深层渗漏，分别占总水量的57.35%和54.56%，半阳坡固定和阴坡固定沙丘水分主要消耗于植被蒸腾，分别占总水量的77.15%和54.88%；沙丘土壤水分影响因子具有差异性，容重、砂粒含量、粉粒含量和饱和导水率是影响半流动、半固定和半阳坡固定沙丘土壤水分的主要环境因子，而有机质、砂粒含量、粉粒含量和饱和导水率是阴坡固定沙丘土壤水分的主要影响因子。研究表明，半阳坡固定沙丘小叶锦鸡儿易消耗深层土壤水，造成土壤干燥化，草本和半灌木有利于深层土壤水分保持。     

荒漠草原沙漠化对土壤无机碳和有机碳的影响

以空间代替时间的方法,通过对宁夏荒漠草原不同沙漠化阶段土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)的研究,探讨荒漠草原沙漠化对土壤SIC、SOC及不同粒径组分土壤SIC、SOC分布特征的影响。结果表明:(1)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—10cm土层各粒径组分土壤SIC和SOC含量呈下降趋势。半固定沙地和流动沙地各粒径组分土壤SIC含量均表现为黏粉粒无机碳(CSIC)>细砂粒无机碳(FIC)>粗砂粒无机碳(CIC),而SOC含量均表现为细砂粒有机碳(FOC)>粗砂粒有机碳(COC)>黏粉粒有机碳(CSOC)。(2)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—30cm土层土壤无机碳(SICD)、土壤有机碳(SOCD)和土壤总碳(STCD)密度均表现为荒漠草原>固定沙地>半固定沙地>流动沙地。固定沙地、半固定沙地和流动沙地土壤SOCD、SICD分别比荒漠草原降低了18.5%,57.7%,60.5%和6.7%,35.9%,47.0%。(3)0—10cm土层各粒径组分土壤SOC和SIC含量、全土SOC含量与0—30cm土层SOC和SIC均呈显著正相关关系,其中土壤粗砂粒有机碳和粗砂粒无机碳对SOC影响最大,而土壤黏粉粒有机碳和黏粉粒无机碳与全土SIC含量呈显著负相关关系。因此,沙漠化防治对于减少荒漠草原土壤碳损失极为重要。