民勤绿洲外围不同下垫面条件下风沙流结构的观测研究

对民勤绿洲外围特定环境背景条件下不同下垫面的风沙流结构进行了实地观测和对比研究.结果表明:相同条件下无盖度流动沙丘输沙率顶部>中部>底部,白刺平坦砾质沙地上输沙率的大小与地表粗糙度成反比,与沙丘盖度成反比.且这两种下垫面风沙流结构(0～30 cm)都遵循负指数曲线(Q=aebh);白刺沙包不同部位风沙流结构遵循幂函数规律(Q=ahb)变化;不论梭梭疏透度如何变化,风沙流结构都遵循幂函数规律(Q=ahb);从防风固沙的效果来看.尼龙网沙障的防沙能力最好,麦草沙障次之,粘土沙障最弱;而从整个研究时段总的输沙率来看,流动沙丘＞丘间砾质沙地＞梭梭林＞白刺包＞黏土沙障＞麦草沙障＞尼龙网沙障.     

4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸对封育禁牧的响应

采用动态密闭气室分析法,分别研究了放牧与围封条件下赖草群落、沙蒿群落、甘草群落、冰草群落4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸及其与温度因子的关系,揭示了4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸对封育禁牧的响应过程。结果表明,放牧与围封样地的土壤呼吸速率日动态均呈现出不对称的单峰型曲线,高峰值一般出现在14:00—16:00。围封样地土壤呼吸速率值大于放牧样地,但各监测时刻差异显著性不尽相同。放牧与围封样地各植物群落中较深层土温(10,15cm)和土壤呼吸速率的相关性普遍高于浅层土温(5cm)、深层土温(20cm)和气温,其中15cm土层温度与土壤呼吸速率相关性最高。除沙蒿群落外,其他3种植物群落放牧样地Q10值均显著低于围封样地,Q10值大小依次均为:沙蒿群落>赖草群落>甘草群落>冰草群落,其中沙蒿群落Q10值远高于其他3个群落。     

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。     

北京首云铁矿沙厂矿区自然恢复植物种群的生态位特征

通过对北京首云铁矿沙厂矿区3个不同自然恢复年限植物群落的实地调查,计算分析自然恢复植物种群生态位宽度、生态位重叠程度,总结自然恢复植物种群的生态位变异规律。结果表明：自然恢复5-15 a的植物群落中,籽蒿、榆树的生态位宽度较大;自然恢复16-25 a的植物群落中,榆树、猪毛蒿、臭椿、荆条生态位宽度较大;自然恢复26-35 a的植物群落中,荆条生态位宽度较大。随自然恢复年限的增加,沙厂矿区自然恢复植物种群之间的生态位重叠程度逐渐升高。     

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。     

不同林草复合配置对长柄扁桃林地土壤养分和酶活性的影响

[目的]揭示不同草本植物对长柄扁桃林地土壤养分和酶活性的影响规律,为煤矿塌陷区的植被恢复与生态建设提供理论依据。[方法]以6种林草复合配置模式(沙打旺+长柄扁桃(SC)、草木樨+长柄扁桃(CC)、苜蓿+长柄扁桃(MC)、红豆草+长柄扁桃(HC)、小冠花+长柄扁桃(XC)),长柄扁桃纯林(CK))林地土壤为研究对象,采用田间小区试验方法,测定0—60 cm土壤养分和酶活性指标。[结果]①不同复合模式有机质含量比对照均显著增加,表现为:MCCCSCXCHCCK,全氮、碱解氮、速效磷、速效钾与有机质变化趋势相似,MC,CC和SC模式增加较为明显,XC和HC模式增加较少;②除脲酶外,土壤酶活性在不同复合配置模式间差异显著,SC,CC和MC 3种模式明显优于HC和XC;③土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶与有机质、全氮、碱解氮、速效磷呈显著正相关,脲酶与速效磷显著正相关,土壤酶活性与养分间关系紧密,可用来表征土壤改良效果。[结论]研究区选用沙打旺+长柄扁桃、草木樨+长柄扁桃、苜蓿+长柄扁桃3种林草配置模式对土壤养分积累和酶活性促进具有明显改善作用,因此选用以上3种配置模式更有利于榆林煤矿塌陷地植被恢复。     

不同人工措施对沙质荒漠生态恢复与重建初期效应的影响

机械措施与生物措施相结合是流沙治理行之有效的重要途径和方法。通过对4种不同人工措施干预治理流动沙地后其生态恢复初期（前3年）植被、土壤理化性质和水分动态变化进行了观测研究,并以流沙区为对照进行了对比分析。结果表明：沙质荒漠生态系统恢复变化首先始于各种机械措施所建立的稳定地面的形成,为天然植物的迅速增殖和侵入、人工固沙植物的介入、枯枝落叶的储存及流沙成土过程提供了必要的环境条件。枯枝落叶层的形成又为土壤-植物系统物质交换建立了介面,促进了流沙的成土过程。不同人工措施治理区0～200cm土壤平均含水量与流沙区土壤含水量相比差异不显著,说明土壤水分仍能保持流动沙地原有的水分平衡状态。但随着天然植被的恢复与人工固沙林生长,其对土壤水分的影响深度由干预前的40cm加深至第三年的160cm。系统内植物恢复与流沙成土过程的前期效果表明,草沙障或土沙障＋固沙林措施优于塑料沙障＋人工沙蒿和封育治理措施,是流动沙地得以快速治理的有效方法。从植被群落结构的变化看,人工植被在建立后第三年其生态功能才开始初见成效。     

保水剂与木质素结皮相结合对沙化土地植被恢复的调控机理

[目的] 阐明施用保水剂与木质素结皮结合的恢复措施对沙地植被的调控机制,为荒漠草原沙地植被恢复提供理论依据。[方法] 在内蒙古自治区乌拉特荒漠草原设置试验样地。试验处理包括对照和恢复措施（保水剂与木质素结皮结合）两个处理。测定了植物地上生物量、盖度、土壤含水量、土壤团聚体比例、土壤入渗速率、稳渗速率、碱解氮、速效磷和速效钾的含量。[结果] ①恢复措施显著提高了植物地上生物量和盖度;②恢复措施提高了水稳性大团聚体比例、入渗速率和稳渗速率,降低了微团聚体的比例,从而显著提高了土壤含水量;③恢复措施显著提高了土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量。[结论] 恢复措施提高了土壤含水量和养分含量,提高了沙地植被生产力,从而促进了沙地植被的恢复。     

不同土地利用和施肥方式对土壤酶活性及相关肥力因子的影响

以中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验为平台,研究了不同土地利用和施肥方式对土壤酶活性和相关肥力因子的影响,结果表明,种植苜蓿和土地休闲两种方式与裸地相比脲酶、转化酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性、土壤全碳、全氮含量和碱解氮、速效磷、速效钾含量均显著增加。其中,脲酶活性增加了24.5%和25.0%,转化酶活性增加了18.4%和18.9%,磷酸酶活性增加了54.6%和50.4%,过氧化氢酶活性增加了8.52%和59.3%,土壤全碳、全氮含量分别增加了13.8%、13.0%和36.8%、33.7%,但苜蓿和休闲两种方式间无显著差异。不同施肥方式相比,土壤酶活性、土壤全碳、全氮含量及土壤养分含量相差显著,其高低顺序为:NPKOM （氮磷钾肥＋有机肥）＞NPKST （氮磷钾肥＋秸秆）＞NPK（氮磷钾肥）＞CK （无肥）;施肥,特别是有机肥,显著提高了土壤酶活性,使土壤全碳、全氮、有效养分含量显著增加。表明黑土经自然恢复和人工恢复及施肥后土壤肥力提高,土壤质量得到改善。     

黄河三角洲贝壳堤岛典型建群植物养分吸收积累特征

对黄河三角洲贝壳堤岛8种主要建群植物氮磷钾养分的吸收与累积特征进行研究。结果表明:黄河三角洲贝壳堤岛8种植物氮元素累积大小的顺序为:沙打旺＞砂引草＞杠柳＞柽柳＞狗尾草＞二色补血草＞蒙古蒿＞芦苇;磷元素累积大小的顺序为:杠柳＞狗尾草＞砂引草＞蒙古蒿＞沙打旺＞柽柳＞芦苇＞二色补血草;钾元素累积大小的顺序为:砂引草＞狗尾草＞杠柳＞沙打旺＞蒙古蒿＞二色补血草＞芦苇＞柽柳。植物不同部位对营养元素积累存在一定的差异,其基本规律以叶部最大,根部次之,茎部最小。根、茎、叶三个部位均以氮的积累量最大,钾元素次之,磷元素积累量最小。从叶部与整个植株的N/P和N/K比值比较来看,叶部的N/P与N/K比值均大于整个植株中两种元素的比值。养分在植物叶部的积累情况更能反映植物对养分的需求状况。     

矿山废弃地植物种植模式对土壤改良效果

为探讨不同植物种植模式对矿山废弃地土壤肥力快速改良的效果,选取8种典型的植物种植模式(黑麦草、草木樨、沙打旺、小冠花、紫穗槐、紫穗槐+小冠花、紫穗槐+黑麦草和草木樨+黑麦草)。通过野外土壤采样与室内养分测定并结合主成分分析方法,对不同植物及种植模式下的土壤肥力进行了相关分析。结果表明:不同种植模式均能较好的改善土壤水分状况,土壤含水率平均值比对照高8.7%;不同种植模式下土壤含水率随着土层深度的增加,总体呈增加—减少—增加—稳定的变化趋势;植物对土壤蓄水保水效果的改良主要体现在0—40cm的土层;土壤中的各养分指标质量分数总体表现为0—10cm土层大于10—20cm土层,呈现出一定的表聚效应;植物生长初期,不同种植模式对矿山废弃地土壤的改良效果依次为沙打旺草木樨黑麦草草木樨+黑麦草紫穗槐+小冠花紫穗槐+黑麦草紫穗槐小冠花,单播种植模式相对优于混播种植模式。研究结果可为今后矿山废弃地重构土壤的水分变化研究、优良种植模式选择及土壤肥力的快速改良提供参考。     

薪炭林植物选择指标数值分析

根据薪炭林植物应具有热值高,抗旱性强的特点,文章选择了产量、热值、水势、组织含水量、自由水/束缚水和自然饱和亏六个特征指标,在单指标分析的基础上,又应用数值分析技术选出了沙棘、狼牙刺、山桃、柠条、沙打旺、草木樨、苜蓿、红豆草共8个优良的薪炭林植物种。     

华北土石山区公路边坡常见植物根系地下分布特征

以京承高速公路（三期）边坡常见植物为研究对象,通过全挖法,调查研究华北土石山区公路边坡常见植物根系地下分布特征。结果表明：1）木本植物根系的总根长和总干质量远远大于草本植物;2）在不同土层,随着地下深度的加深,木本植物的根长和根干质量所占比例逐渐降低,而草本植物沙打旺和紫花苜蓿的则逐渐升高,草本植物高羊茅的根系集中分布在垂直坡面的地下10cm范围内;3）植物总根长的比较结果为胡枝子〉刺槐〉紫穗槐,高羊茅〉沙打旺〉紫花苜蓿;木本植物刺槐和紫穗槐以粗根的根长比例最大,胡枝子细根的根长比例最大,草本植物紫花苜蓿和沙打旺粗根的根长比例最大,高羊茅细根的根长比例最大;4）随着地下深度的加深,刺槐、紫穗槐、紫花苜蓿和沙打旺的主根与边坡夹角逐渐变小,最终贴着岩面顺势向下生长,遇到岩面后会改变其生长方向或扎入岩缝生长;5）高羊茅须根与边坡的夹角约为10°,基本为沿着坡面向下生长,胡枝子无明显主根,地下分布深度较浅,以茎干为中心向坡面四周延伸。     

内蒙古宜耕沙地作物适宜性评价与节水灌溉方式配置

内蒙古自治区拥有大量宜耕沙地,但普遍都面临干旱缺水、土壤漏水漏肥、地表高温、微地形复杂等问题,经营管理不善不仅会进一步加剧水资源危机,而且还会因土地生产力水平低下而导致土地撂荒与沙化。为了在作物种植结构优化与灌溉方式选配方面给当地农户提供参考依据,该研究从内蒙古宜耕沙地可持续利用过程中所遇到的共性问题出发,以内蒙古自治区近5 a产量和种植面积都居前的7种农作物(春玉米、春小麦、谷子、大豆、油菜、水稻、马铃薯)为评价对象,从需水量、有效积温、土壤pH值、增温响应、经济效益、耐旱性能等6方面对其适宜性进行分析与比较。同时,又以该地区近10 a种植面积居前的8种牧草(冰草属牧草、沙蒿、柠条锦鸡儿、批碱草属牧草、羊草、紫花苜蓿、沙打旺、无芒雀麦)和1种近年来得到广泛关注的牧草(青贮玉米)为评价对象,从降水量、气温、土壤pH值、营养价值等四方面对其适宜性进行了分析与比较。然后,针对各种作物的种植模式,结合各种灌溉方式的自身特点以及内蒙古宜耕沙地主要的土壤、气候、地形地貌特征,以提高水分与养分利用效率为主要目标,为各种作物选配了适宜的节水灌溉方式。结果表明适宜在内蒙古宜耕沙地上种植的农作物依次为春玉米、春小麦、谷子、大豆、油菜、水稻、马铃薯,牧草依次为冰草属牧草、沙蒿、青贮玉米、柠条锦鸡儿、批碱草属牧草、羊草、紫花苜蓿/沙打旺、无芒雀麦。在条件许可的情况下建议玉米、水稻、大豆、马铃薯等疏植作物选用滴灌甚至膜下滴灌,其他密植作物(包括牧草)选用喷灌。因该研究在对作物适宜性进行评价时所采纳的数据均来自于公开发表的文献资料,试验条件存在较大差异,并且所采纳的评价指标以及权重因子在一定程度上仍存在主观性,导致评价方法仍有待进一步改进与完善,但相关结果仍可为内蒙古宜耕沙地可持续高效利用提供借鉴。     

黄土高原水蚀风蚀交错带水分和密度对人工草地土壤呼吸的影响

为研究黄土高原水蚀风蚀交错带不同水分与密度处理的人工苜蓿和沙打旺草地土壤呼吸特征,分析了人工草地土壤呼吸对水分和密度的响应及其与环境因子的关系。结果表明：水分增加能够显著促进黄土高原水蚀风蚀交错带人工草地土壤呼吸速率（P〈0.01）,土壤呼吸对不同密度处理的响应特征因草地植被类型不同而异,土壤呼吸速率的季节变化对水分增加和密度响应不敏感。土壤水分是土壤呼吸的限制因子,土壤温度与土壤呼吸速率在6-7月份（旱季后期）相关性不明显,8月份后（雨季）相关性增强。土壤呼吸与表层土壤水分和温度有着显著的耦合关系,加水减弱了苜蓿草地土壤呼吸对水分和温度的依赖,而未改变沙打旺草地土壤呼吸对表层土壤水分和温度的依赖。     

6种水土保持植物枝条的数量特征

植物枝条生物力学特性是研究植物地上部分防风抗蚀作用的基础。以内蒙古准格尔露天煤矿排土场平台和边坡上栽植的柠条、沙棘、紫花苜蓿、沙打旺、杨柴、草木犀6种常见水土保持植物的地上部分枝条为研究对象,研究枝条数量特征,确定其代表枝,从而为几种植物枝条生物力学性质的研究提供基础数据和相关参数。代表枝的确定将枝条以0.5 mm为一个径级进行分级,分别计算每个径级组的累计枝数量比例、累计枝长比例、累计枝表面积比例和累计枝干质量比例,取这4个值相对较大的径级组作为各自的代表枝。结果表明：柠条代表枝径级为0.5～1和1～1.5 mm,沙棘为1～1.5和1.5～2 mm,杨柴为0～0.5和0.5～1 mm,紫花苜蓿为0.5～1 mm,沙打旺为0.5～1和1～1.5 mm,草木犀为1～1.5 mm。因此,在内蒙古准格尔采煤矿区及相似地区,在植物防风抗蚀生物力学性质的研究中,建议以上述6种水土保持植物作代表枝径级为主要研究范围。     

黄土丘陵沟壑区典型草被产流产沙特征及其影响因素

退耕还林还草是黄土高原水土流失重要治理措施之一。为探讨自然降雨条件下,不同种类草被种植对坡面产流产沙特征的影响,采用定位观测方法,基于罗玉沟水土保持监测站6种不同草被(小冠花、红豆草、沙打旺、紫花苜蓿、红三叶、鹰咀紫云英)覆盖坡面的野外观测数据,分析了不同降雨条件下各草被覆盖径流小区的产流产沙规律。结果表明：(1)各场次降雨中,小冠花覆盖下的坡面产流量及产沙量均较大,沙打旺和鹰咀紫云英覆盖坡面均较小;(2)除沙打旺和鹰咀紫云英以外的草被覆盖小区产流产沙量均与降雨量和最大降雨强度呈显著或极显著关系;(3)侵蚀性降水依据降雨量、降雨历时和最大降雨强度分为3种类型：Ⅰ雨型(降雨量大、降雨历时长、最大雨强大)、Ⅱ雨型(降雨量、降雨历时、最大雨强均居中)、Ⅲ雨型(降雨量较小、降雨历时短、最大雨强小)。6种草被在不同雨型下产流产沙特性不同,沙打旺和鹰咀紫云英覆盖坡面在不同雨型下产流量及产沙量均较少,小冠花覆盖坡面在不同雨型下产流量及产沙量均较大。综上,不同草被覆盖下的坡面产流产沙规律不尽相同,对不同降雨特征的响应程度也存在差异,小冠花覆盖小区的抗侵蚀能力较差;沙打旺和鹰咀紫云英覆盖小区的抗侵蚀能力...     

北京北部褐土区2种典型植物措施减流减沙效应

为了对比沙打旺和紫花苜蓿的减流减沙效果,设置3种流量(1,2,3m~3/h),5种植被覆盖度(100%,75%,50%,25%和0),利用潜水泵进行径流冲刷试验。结果表明:(1)种植沙打旺和紫花苜蓿的坡面入渗系数大于对照组,径流量及产沙量小于对照组,说明沙打旺和紫花苜蓿均具有减流减沙效果。(2)沙打旺的减流减沙效果优于紫花苜蓿,以流量为3m~3/h时为例,种植紫花苜蓿、沙打旺的坡面入渗系数分别比对照组增加了5.8%和45.3%;径流总量分别比对照组减少了3.7%和11.2%;对照组产沙量分别是种植紫花苜蓿和沙打旺的坡面产沙量的6.40倍和9.19倍;沙打旺组坡面入渗效果、减沙效益均优于紫花苜蓿组,而紫花苜蓿组的径流量稳定值、径流总量优于沙打旺组。(3)植被的减流减沙效益存在临界现象,50%~75%是本地区草本植物减沙效益的临界盖度。     

植被恢复措施对不同排土年限煤矿排土场边坡细沟侵蚀的影响

为研究排土场边坡细沟侵蚀特征,采用野外调查方法,以内蒙古永利煤矿为研究对象,测定不同排土年限（1、3、5 a）和植被措施（裸地、沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺、沙柳方格+沙打旺）的排土场边坡物理指标和细沟形态指标。结果表明：1）排土年限为5 a时,同一措施下分形维数和土壤容重较1 a增大3.60%～7.20%和7.26%～20.00%,含植被措施土壤颗粒分形维数较裸地小0.40%～3.80%。2）以排土年限1 a为基准,裸地和沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺措施的细沟总长、细沟密度、平均沟深、平均沟宽和细沟割裂度随排土年限增加而加大97.65%～349.76%、10.34%～277.59%、80.51%～205.11%、28.69%～83.50%、50%～625%和86.37%～129.30%、12.96%～175.93%、1.81%～21.32%、60.61%～67.63%、75%～275%。3）排土年限为3和5 a时裸地细沟侵蚀模数较1a增加4.11%和581.28%,沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺减小27.27%和50.65%。4）细沟总长、平均和最大沟深是评价细沟侵蚀和细沟形态的优选指标。研究结果可为矿区生态恢复重建提供参考。     

黄家二岔小流域能量流的系统分析 Ⅲ.林业和畜牧业子系统能量流分析

计算了毛条等５种灌木和杨树等４种乔木在整地,栽培,抚育管理和采伐等各个环节的人工,畜工和机具投能量,对各种林木的活立木和薪材产能做了对比分析,分析了沙打旺,紫花苜蓿和红豆草生产的人工种子投能和畜力,幼畜,鸡蛋和畜禽类等产能,在分析家畜,家禽投能结构与产能关系的基础上,对畜牧业子系统能量流做了系统分析,建议发展养羊和畜牧,限制和减少兔,鸡的饲养量。