牛羊粪沙障对高寒区沙化草地恢复的影响——以甘肃省玛曲县为例

[目的] 研究植物纤维沙障、牛羊粪沙障和牛羊粪沙障+植物纤维沙障对甘肃省玛曲县沙化草地恢复效果,为玛曲县沙化草地治理提供有效沙障。[方法] 以玛曲县未布设沙障沙化草地为对照,比较了植物纤维沙障、牛羊粪沙障和牛羊粪沙障+植物纤维沙障布设后沙化草地植物和土壤性质的变化。[结果] ①牛羊粪沙障和牛羊粪沙障+植物纤维沙障对植被恢复效果较好。物种数由4种均增加为11种,植物群落平均盖度由7.28%依次增加到48.21%和58.29%;植物平均高度由6.67 cm依次增长到35.17和30.70 cm;植物平均干重由4.46 g/m²依次增加到81.17和80.70 g/m²;植物平均枯死率由9.55%依次降为7.00%和6.80%。②牛羊粪沙障和牛羊粪沙障+植物纤维沙障对0—5 cm土壤养分提升显著。全氮由0.154 g/kg依次增加到0.370和0.491 g/kg;土壤碱解氮由4.78 mg/kg依次增加到13.99和19.78 mg/kg;速效磷由1.64 mg/kg依次增加到5.54和6.20 mg/kg;速效钾由21.07 mg/kg依次增加为55.37和56.90 mg/kg。[结论] 综合考虑恢复效果、成本和降解因素等,牛羊粪沙障为玛曲县沙化草地治理较理想的沙障布设方式。     

高寒牧区草地退化的人文因素分析——以甘南牧区玛曲县为例

利用草地退化遥感数据、草地退化普查资料以及社会经济统计资料,从定性与定量角度全面系统地进行了高寒牧区玛曲县草地退化的人文因素研究.定性分析结果表明:玛曲县草地退化与人口、经济发展、过度放牧、制度低效、牧民经营行为等因素密切相关,这些因素深刻影响着玛曲县的草地退化.定量分析是对定性分析的验证,定量分析结果表明:影响玛曲县草地退化的因素可归纳为人口经济发展因子、载畜因子和牧业结构调整因子等3个因子,各个因子对草地退化的影响大小不同.     

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。     

黄河上游玛曲草地沙化的分类及其防治

玛曲草地是区域经济的支柱,也是黄河上游重要的水源涵养地。参考国家草地沙化标准,以防治为目的进行草地沙化分类,并以此为参考提出防治措施,为其草地管护和改良提供参考。依据沙源、外营力、程度和危险性,玛曲草地沙化可分为12类。在黄河的阶地面或河岸上,草地沙化的沙源有来自黄河也有古沙翻新,沙丘高度可达7～12 m,呈扩张趋势。在古河道、古三角洲、低山的山顶或其阳坡,古沙翻新形成草地沙化。按照区域治理与全面预防相结合的原则,应用行政、法律和市场经济措施;通过监测敏感区,截断沙源,固定流沙、人为辅助下的封育等方法,分期和有序的治理玛曲草地沙化。预防潜在或稳定的沙化草地活化是防治玛曲草地沙化更有效途径。     

补播改良措施对沙化草地植被恢复的作用

在科尔沁沙地南缘,以严重沙化草地作为研究对象,通过布设人工补播试验,以及对飞播9a后沙化草地各植被群落特征的调查,研究了补播改良措施对沙化草地植被恢复的作用.结果表明:飞播措施和人丁补播措施对沙化草地植被恢复均具有显著作用.飞播9 a后的沙化草地,植被盖度、草群平均高度、草群密度以及地上生物量分别较对照样地提高了2.71倍、1.91倍、1.54倍和3.85倍.人工补播措施对改善沙化草地群落特征具有持久性,其中条播方式优于穴播和撤播方式.     

若尔盖县沙化草地服务功能及其价值损失

根据野外试验和室内分析资料,对若尔盖县未沙化和沙化草地的生物生产力、吸存CO2和释O2、水源涵养、保存土壤养分、保存土壤有机碳和草地载畜量等部分服务功能及其价值进行研究。结果表明:轻度、中度、重度和极重度沙化草地100cm深土层内的自然含水量分别比未沙化草地少348.22t/hm2,573.60t/hm2,1 199.13t/hm2和1 836.25t/hm2,其毛管持水能力也分别只有未沙化草地的79.33%,71.86%,53.20%和35.02%;轻度、中度、重度和极重度沙化草地100cm深土层内土壤有机碳储量分别比未沙化草地少21.92%,30.89%,54.07%和76.28%;沙化草地20cm深土层已损失养分(N、P、K)为62.789×103 t;沙化草地每1年损失载畜量114 212.24只羊单位,少吸存大气中CO212.594 6×104 t,少释放O210.148 5×104 t;每1年损失的吸存大气CO2和释放O2及载畜量价值共计12 100.595 7×104元;轻度、中度、重度和极重度沙化草地已经损失土壤储存有机碳,保留养分和储蓄水量的功能价值分别为758×108,144×108,149×108,275×108元,共计损失1 328×108元,若尔盖草原因沙化造成的服务功能价值的损失是巨大的。     

围封草地"种子岛"效应对周围沙化草地土壤种子库的影响

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沙化草地土壤种子库特征，并以围栏内草地作对照，就围封草地的“种子岛”效应对周围沙化草地土壤种子库的影响进行了尝试性研究。结果表明：围封草地“种子岛”效应对围栏外近距离处沙化草地土壤种子库具有显著性影响．它能够以围封草地为中心，呈辐射状促进周围沙化草地土壤种子库恢复，且随着距围栏距离的增加。作用逐渐减小．并约在围栏500m外逐渐消失。     

川西北高寒区冻融交替作用后土壤水热运移模拟研究

川西北高寒区在黄河和长江上游的水源涵养与补给、生态平衡中发挥着重要作用,该区土壤长期受到昼夜及季节性冻融作用影响,但土壤水分和热量在受到冻融交替作用后的变化规律,及其在草地退化及沙化过程中的作用还不明确。通过野外采集土样进行室内土柱模拟水热运移实验,利用有限元软件HYDRUS建立了一维土柱模型,开展基于冻融循环作用后的非饱和沙化草地和天然草地土壤水热迁移过程的数值计算研究,揭示不同冻融界面条件下沙化草地和天然草地土壤的水热分布特征、空间运移特性。结果表明：HYDRUS软件模拟沙化草地和天然草地土壤体积含水率的模拟结果R²>0.98,其平均值分别为0.997,0.996,模拟效果较理想;在土壤温度特性方面,模拟结果R²>0.98,平均值0.999,HYDRUS软件较好地模拟了川西北高寒区冻融交替作用后天然草地和沙化草地土壤温度和体积含水量的变化特征。通过模拟预测发现,反复冻融作用后,天然草地和沙化草地土壤体积含水率随时间变化均呈现上下波动的趋势,天然草地各土层体积含水率总体均高于沙化草地含水率;土壤温度模拟值呈现先波动上升后波动下降...     

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。     

四川黄河流域土地沙化原因分析

根据2005年、2006年现场考察和2005年1：25万TM图像处理、判读研究获得的信息，结合前人研究的资料，论述了四川黄河流域土地沙化的自然因素和人为因素。在自然因素中，地质因素和气候变化是主要影响因素。其中地质因素是导致草地沙化的主要内动力影响因素，气候变化则是其主要的外动力影响因素。人为因素最主要的原因是草地超载放牧，其次开垦、樵采中药、开矿等。人为因素在自然因素的基础上加速了该地区草地退化和沙化的速度。     

若尔盖高原沙漠化成因及其治理对策

根据野外调查与遥感解译结果,结合前人的研究资料,论述了若尔盖高原草原沙化的自然因素和人为因素。若尔盖高原沙漠化以自然因素为主导因素,对土地沙化起决定性作用。人为因素为次要因素,对土地沙化起促进作用。提出了相应的治理对策,对青藏高原生态研究,黄河上游至源头沙漠化的防治有重要意义。     

土地荒漠化对生态系统服务价值的影响

采用实地调查与遥感材料分析相结合的方法,引入土地荒漠化程度对生态系统服务价值影响系数,在确定各种土地利用类型面积、荒漠化程度和分布格局的基础上,分析土地荒漠化对赤峰市生态系统服务价值的影响。结果表明：1）赤峰市荒漠化区域内,荒漠化土地面积比例达到76．66％,其中草地荒漠化面积比例最大,未利用地和草地荒漠化程度最高,而林地和耕地荒漠化面积比例和程度相对较小而低;轻度、中度荒漠化土地主要分布于耕地、林地和大部分草地中,重度和极重度荒漠化土地主要分布于未利用地和少部分草地中;土地荒漠化面积比例较大且程度较高的地区为林西县、翁牛特旗、巴林右旗、巴林左旗、敖汉旗和阿鲁科尔沁旗,土地荒漠化面积比例最小且程度最低的地区为红山区。2）土地荒漠化使赤峰市生态系统服务价值总量降低了79．9241亿元／a,其中敖汉旗、翁牛特旗、巴林右旗和阿鲁科尔沁旗降低量较大,分别为16．6394亿、16．3974亿、15．3927亿和13．6589亿元／a,林西县降低率最大,为23．47％,红山区降低量和降低率都最小,分别为0．0411亿元／a和2．63％;全市土壤形成与保护价值降低量最大,为17．8677亿元／a,食物生产价值降低率最多,为20．65％,娱乐休闲价值降低量和降低率都最小,分别为2．3139亿元／a和13．34％。     

华北农牧交错带土地沙漠化成因与土地利用调整对策

从气候变化、土地利用等角度对华北农牧交错带典型区——内蒙古多伦县的土地沙漠化形成机制进行分析。对干湿指数、最大可能蒸散量等指标的分析表明该区域近30a来气候变化在一定程度上有利于沙化土地的恢复。1985年和2000年两期土地沙漠化、土地利用监测数据空间叠加和地统计分析表明，该区域15a来不存在明显的开荒和毁林等土地利用方式转型现象，利用方式未变化的土地占总土地的95.98%。严重沙化土地的91.39%发生在利用方式未变化的草地、耕地和未利用土地，三者沙化程度加重分别占该区所有沙化程度加重土地的55.16%、25.92%和10.31%。实地调查和遥感、统计等相关数据分析表明，耕地沙化主要是秋耕和农业大机械的应用为风蚀创造了条件，连年耕作和经济作物的种植促进了耕地退化；草地和未利用土地沙漠化主要因为载畜量过重和草原交通对草场的破坏。针对以上土地利用强度过大等造成土地沙漠化的原因提出华北农牧交错带土地利用调整策略。     

嫩江沙地沙质荒漠化程度遥感定量评价——以杜尔伯特蒙古族自治县为例

杜尔伯特蒙古族自治县位于嫩江沙地的中心,以杜尔伯特蒙古族自治县为例研究嫩江沙地的荒漠化程度有较好的代表性。在研究区选取63个样地实地调查荒漠化程度,同时获取研究区的ETM＋遥感影像,对荒漠化主要评价因子植被盖度、生物量、裸沙占地百分比进行遥感定量反演,地表结皮和土壤质地采用定性的方法结合目视解译进行提取。在现有荒漠化评价方法的基础上,建立以像元为单位的荒漠化程度评价的定量化遥感信息模型,并输出荒漠化程度分布图。利用63个实测样地数据评价遥感信息模型的精度,被正确评价的样点数为57个,遥感信息模型对杜尔伯特蒙古族自治县荒漠化程度进行定量评价的精度达到90.5%。     

民勤绿洲荒漠化遥感评价研究

利用3个年份TM数据,研究荒漠化遥感评价方法,并对民勤绿洲荒漠化进行了初步研究。建立起以遥感光谱特征、组合派生特征和空间结构特征为评价因素,用最大似然方法和景观格局分析进行荒漠化评价的方法,以及在此基础上区域荒漠化评价指数的计算方法。研究表明,3个年份的荒漠化评价总精度都在0.8以上;引入模式识别技术,将是荒漠化评价的主要发展趋势。1988到1997年间,民勤绿洲荒漠化面积没有扩大,基本保持稳定,但各荒漠类型和等级内部间发生转化。从民勤区域荒漠化指数看,1988年为0.71,1992年是0.69,1997年为0.76。1988到1992年期间,荒漠化以水蚀、风蚀过程为主,荒漠化严重程度有所下降,速率为0.5%;1992到1997年间,盐渍化荒漠化过程加剧,荒漠化严重程度加剧,速率为1.4%。作为水蚀荒漠化过程则在整个评价期内减弱。在景观格局上,1992年的整体景观破碎化程度下降,景观格局最为稳定;而1997年破碎化程度最大,景观格局复杂、最不稳定。因此景观格局也反映出两个评价时段内荒漠化演化过程不同,从1988到1992年,土地退化减弱;而1992到1997年间,土地退化进一步加剧     

基于遥感影像的巴楚县土地开垦分析

选用两期遥感影像,采用室内解译结合相关调查资料进行修正的方法,获得了新疆自治区巴楚县土地利用数据库。分析结果表明,自2004年以来,巴楚县耕地面积在时间上经历了持续扩大的变化过程,在空间上呈现出以原有耕地为基础逐步向林地和草地扩张的态势。土地开垦破坏了区域内维系绿洲生态安全的防护林体系,加剧了土地荒漠化发展趋势,对生物多样性构成威胁。同时,耕地面积的不断增加,使得原本存在的水资源短缺的矛盾更加突出。     

川西北不同沙化程度草地土壤细菌群落特征

研究川西北不同沙化程度草地（未沙化草地、轻度沙化草地、中度沙化草地、重度沙化草地）土壤细菌多样性和群落结构特征,利用Illumina二代高通量测序技术MiSeq对土壤细菌的16 SrRNA V₃—V₄可变区进行测序,研究土壤细菌多样性、物种组成和丰富度,并结合土壤理养分探讨影响细菌群落结构的环境因素,对发挥土壤潜在肥力,了解土壤健康状况,实现该区植被的管理与可持续利用有着重要的意义。结果表明:（1）不同沙化草地土壤养分具有明显差异,依次表现为:随着沙化程度的增加,土壤pH值逐渐增加,而土壤有机碳、全氮、全钾、碱解氮和速效磷逐渐降低;（2）不同沙化程度草地土壤样品中共检测到细菌的32个门,65个纲,169个目,优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）,主要的优势菌纲为放线杆菌纲（Actinobacteria）、α-变形菌纲（α-Proteobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、β-变形菌纲（β-Proteobacteria）、浮霉菌纲（Planctomycetacia）,与沙化草地相比,未沙化草地优势菌主要是变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）;（3）随着沙化程度的增加,OUT数目、Chao指数、Ace指数、Shannon指数逐渐减小,其中不同沙化草地土壤细菌覆盖率和Simpson指数差异不显著（p > 0.05）;（4）冗余分析和Pearson相关性分析表明,土壤pH值、土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）是土壤细菌群落结构和多样性的主要影响因子。     

青藏高原典型沙化区草地土壤质量评价

为了探究青藏高原沙化区草地土壤质量变化,采用主成分分析法筛选具有代表性的土壤质量指标构建最小数据集,计算土壤质量指数SQI(Soil Quality Index),评价了青藏高原海晏县、共和县、贵南县3个典型沙化区不同沙化程度下的土壤质量变化特征。结果表明:(1)随着沙化程度的减弱,3个典型沙化区草地的地上生物量均值由0增大至(0.8±0.18)kg/m²; 土壤有机质、全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷、碱解氮等养分含量增大,土壤阳离子交换量(CEC)增大了87.28%; 土壤容重减小了33.62%;(2)3个典型沙化区内不同沙化程度下,贵南县森多镇土壤质量最好,其次为共和县铁盖乡,海晏县三角城镇土壤质量最差;(3)最小数据集与全数据集的土壤质量指数呈现极显著相关关系,表明采用最小数据集法代替全数据集法评价典型区沙化草地土壤质量是行之有效的。综上所述,沙化区草地的土壤质量随沙化程度的加剧逐渐降低,不同沙化区草地土壤质量存在空间差异性。     

赤峰市沙化土地结构与动态研究

采用实地调查与遥感材料分析相结合的方法，根据沙化土地的固定情况、利用方式及沙化程度引入土地沙化程度指数，对赤峰市沙化土地结构及1994年至2004年lO年间的沙化土地变化情况进行综合分析，结果表明：（1）赤峰市沙化土地总面积为1914982．6hm^2，占全市总面积的22．2％。有明显沙化趋势的土地1029690．3hm^2，占全市总面积的11．9％。从固定情况分析，流动沙地占7．8％，半固定沙地占10．1％，固定沙地占80．5％，露沙地占0．5％，沙化耕地占1．1％。从利用方式来看，沙化耕地占1．1％，沙化林地占24．8％，沙化草地占65．8％，未利用沙化土地占8．3%。根据沙化程度，轻度沙化土地占46．4％，中度沙化土地占35．2％，重度沙化土地占10．1％，极重度沙化土地占8．3％。各旗县土地沙化程度指数变动幅度较大，红山区土地沙化程度指数为0，翁牛特旗为22.45。（2）1994年至2004年10年间，赤峰市沙化土地面积减少748797，3hm^2，减少28，1％。固定沙地增加5．6％，半固定沙地减少47．4％，流动沙地减少24．8％，露沙地增加223．7％，沙化耕地减少96．7％。土地沙化程度指数下降23．2％，红山区下降最多为100％，已经没有沙化土地。克什克腾旗和翁牛特旗下降最少，分别下降4．8％和6．9％。