高寒沙地优势防护林筛选研究

高寒沙地优势防护林筛选对于治理沙化土地,减少沙漠化的危害具有重要意义。基于青海共和荒漠生态系统定位研究站的观测数据和专家知识,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)对不同防护林类型的生态服务功能进行评价,选择出高寒沙地主导生态服务功能优化的防护林类型,结果表明,从流动沙丘的中间锦鸡儿、柠条和沙蒿中选择中间锦鸡儿和柠条,从丘间地的赖草、柽柳、乌柳、乌柳+沙柳混交林、乌柳+小叶杨混交林中选择乌柳和乌柳+沙柳混交林可以更好地实现其生态服务功能价值。     

共和盆地不同人工灌木群落生态特性分析

共和盆地高寒沙区植被恢复区4种典型人工灌木林是柠条Caragana korshinskii,沙棘Hippophae rhamnoides,沙柳Salix psammophila,乌柳Salix cheilophila。选取林龄相近的4种人工灌木林,对群落及林下草本植物的物种多样性和相关的环境因子进行调查,揭示林下植被物种多样性及环境因子的差异。结果表明:人工林类型对物种多样性的影响较为明显,各人工林类型林下草本植被物种多样性指数与物种丰富度指数具有相似的变化规律,均为沙棘柠条沙柳乌柳,而优势度指数与前者相反。不同林地表层土壤粒径组成差异明显,但细砂粒所占比例较大。试验样地均为碱性土壤,且林分类型对土壤养分含量影响显著。     

流动沙丘与丘间低地过渡带上芦苇幼苗的出土和定居

在流动沙丘区植被恢复中,多年生植物有性繁殖的作用被低估。本研究旨在阐明多年生植物芦苇的有性繁殖在流动沙丘植被恢复中具有重要作用。监测2个流动沙丘与丘间低地过渡带的芦苇幼苗的出土和定居;同时还监测土壤水分和芦苇的土壤种子库。研究表明:在多数幼苗出土时,土壤水分和出苗率之间有明显的正相关关系(P﹤0.05);幼苗的定居和出苗率呈显著正相关(P﹤0.05),在生长季末期54.1%的幼苗都定居下来。这些结论显示:1)在雨季来临之前,种子传播;2)一旦接触潮湿的土壤表层,种子就能萌发,其萌发和出土依赖于良好的土壤水分。在过渡带的裸沙区,多年生植物的有性繁殖开始一个新的植被演替过程,在流动沙丘的植被恢复中起到重要作用;过渡带导致良好土壤水分的风蚀作用有利于多年生植物的种子萌发、出苗和定居。     

苏北沿海围垦区刺槐和柽柳林地土壤养分研究

以栽植的固氮树种刺槐及土著树种柽柳为研究对象,对苏北东台围垦区柽柳、刺槐林下根区(冠幅内)与非根区(冠幅外)土壤养分及含盐量和pH值进行了对比分析。结果表明:刺槐和柽柳根区土壤有机质、全氮、全磷、水解氮和有效磷含量均显著高于非根区土壤(柽柳有机质和全磷含量除外),刺槐根区土壤有机质、全氮和水解氮含量显著高于柽柳根区土壤,但两种林地根区土壤全磷和有效磷含量没有显著差异。柽柳和刺槐根区土壤盐分含量均显著低于非根区土壤,但两种林地土壤pH值并没有显著差异。由此可见,无论是自然演替植被还是人工恢复植被均有助于围垦区土壤质量的改善,但相对于土著树种而言,人工栽植的刺槐更有利于土壤有机质和氮的积累。植被恢复降低了土壤盐分含量,同时可能促进了土壤微生物活性,进而有利于土壤养分状况的改善,但土壤质量变化与树种密切相关。研究发现,固氮树种刺槐比土著树种柽柳更有利于提高土壤养分状况。     

高寒沙区植被人工修复与种子植物物种多样性的变化

以 195 8年以来青海省沙珠玉治沙站流沙治理实验为基础 ,研究了高寒沙区植被人工修复过程中种子植物物种多样性变化的规律。结果表明 :人工治理初期沙地植物群落的物种丰富度、Shannon_Wiener指数和Pielou均匀度指数不断增大 ,并逐渐达到最大值 ;但是随着恢复的继续进行 ,赖草会逐渐占据优势 ,上述三项指数降低。设置人工沙障后削弱了沙丘表面风沙活动对植物定居的不良影响 ,促进植物物种顺利定居并启动植被的恢复重建。     

流动沙丘与丘间低地过渡带的时空格局对植被恢复的影响

【目的】研究流动沙丘与丘间低地过渡带的生态过程,探讨过渡带的时空格局及其对流动沙丘－植被面积的关系的调控作用。【方法】在科尔沁沙地西部乌兰敖都地区,利用样带法在所选择的流动沙丘背风坡迎风坡与丘间低地的连接处,测量沙埋高度、宽度以及风蚀深度,并在生长季末调查样方内植物的丰富度和多度。【结果】1)流动沙丘背风坡在风力作用下,沙子埋压丘间低地植被,导致部分沼泽－草甸植物退出丘间低地;沙丘迎风坡底部的裸沙带,每年生长季初有沙丘先锋植物侵入,在生长季末形成建植种群,最终形成迎风坡过渡带。迎风坡过渡带的宽度为3～5 m,背风坡过渡带的宽度为4～6 m,因此,流动沙丘与丘间低地过渡带属于小尺度过渡带。2)流动沙丘背风坡－丘间低地过渡带的宽度与丘间低地面积及其垂直风向宽度都呈显著负相关(P ＜0.05),而迎风坡过渡带的相关性不显著(P＞0.05),但与丘间低地植被扩展宽度呈显著正相关(P ＜0.05)。3)流动沙丘区的植被覆盖面积呈增加趋势。4)面积大于5 hm2的丘间低地,垂直风向宽度大,且植被密度大、植株高,容易形成风障,降低风速,致使背风坡沙埋速度慢,而且迎风坡植物入侵速度快,导致丘间低地植被宽度和面积增加。【结论】在自然条件下,流动沙丘区的植被恢复开始于迎风坡过渡带;迎风坡过渡带和背风坡过渡带的权衡直接调控丘间低地植被的覆盖面积和格局。另外,大面积的丘间低地对于流动沙丘区的植被恢复具有重要作用。     

毛乌素盐渍化沙地不同亚环境土壤差异性浅析

以毛乌素盐渍化沙地典型的裸沙丘、放牧草地和人工灌木林地下的土壤为研究对象,通过野外实地观测、采样和室内实验,对土壤含水率、全盐量、pH值、有机质、土壤容重进行测定分析。结果表明：人工植被样地的土壤容重、土壤盐分、土壤pH值明显低于坡后丘间草地、坡前丘间地、迎风坡坡中、迎风坡坡底、迎风坡坡顶、沙脊线处。植被恢复对降低土壤盐分、土壤容重和土壤pH值有一定积极作用。同时发现人工植被样地对提高土壤有机质也有一定的影响作用,人工植被样地土壤有机质含量达到0.60%,而坡前丘间地仅为0.27%。     

机械沙障与乔灌草综合配置固沙成效

针对呼伦贝尔新巴尔虎左旗沙地流动沙丘起伏较大,立地条件复杂,治理困难等情况,通过采取机械方格沙障与乔灌草相结合综合治理技术,使项目区植被的平均高度、盖度及物种分别提高到74.37cm、40.10%和15种,土壤有机碳、全磷、速效磷、水解性氮含量分别增加了132.02%、6.62%、145.3%、22.22%。说明治理后植被恢复状况良好,能够迅速提高土壤全磷、全氮养分和有机质的含量等,生态环境得到明显改善。     

不同治理模式下沙质草原区风蚀破口植被恢复效果研究

选取浑善达克沙地南缘沙质草原风蚀破口不同植被恢复模式,对人工林和林下草本层、土壤进行调查,研究了采取不同治理措施9年后的恢复效果。结果表明：在7种不同治理措施下,造林树种生长状况良好,保存率均达到85%以上;在不同模式下,林下草本层发育和生长受到明显影响。樟子松＋山杏混交林、柠条锦鸡儿纯林模式下,林下草本植物丰富度和盖度较高。黄柳＋杨柴＋小叶锦鸡儿混交林下草本种类少,盖度和地上生物量较低。杨树＋沙棘混交林、柠条锦鸡儿纯林草本群落中赖草、冰草占优势。沙棘和杨柴林下草本层以沙蓬、黄蒿、雾冰藜等1、2年生沙生植物为主;杨树＋沙棘混交林和沙棘纯林林下枯落物较多,其次为黄柳＋杨柴＋小叶锦鸡儿混交林和杨柴人工林,其他模式下还没有积累枯落物;樟子松＋山杏、杨树＋沙棘混交林、樟子松林0～40 cm土壤含水率维持在4%～8%之间。黄柳＋杨柴＋小叶锦鸡儿混交林、柠条锦鸡儿和沙棘人工林下土壤含水率均低于3%,而且在不同土层之间差异较小。     

榆林沙区不同固沙林地土壤养分特征

以榆林沙区不同类型固沙林为研究对象,选取5种典型固沙林地,以裸沙地为对照,比较分析了不同固沙林地土壤养分变化特征。结果表明:各固沙林地土壤有机质、全磷、速效氮、速效钾含量均较裸沙地有显著提高。其中,有机质提高幅度最大,是裸沙地的3.6~4.6倍,速效氮次之,全磷最小;土壤有机质含量为柠条林踏郎林紫穗槐林沙蒿林樟子松林裸沙地,踏郎、柠条、沙蒿林土壤全磷较大;速效氮和速效钾含量变化趋势相同,樟子松林、柠条林较大,沙蒿、紫穗槐林地较小;土壤中有机质、全磷、速效氮、速效钾含量在25cm以上土层变化幅度较大,几乎成直线下降趋势,在25cm以下变化趋于平缓;土壤有机质与全磷、速效氮、速效钾呈极显著正相关。     

大青山不同森林结构与根际土壤微生物数量变化研究

大青山不同林龄根际土壤微生物数量变化规律是细菌、放线菌数量和微生物的总数均随着树龄的增长呈现减少趋势。不同林木树种组成,根际土壤微生物数量变化呈现出一定的规律性,在榆林地区的土壤细菌数量及微生物总量分布依次为山杏〉油松×沙棘〉油松×山杏〉油松×柠条〉油松〉沙棘〉柠条;劈柴沟地区不同树种组成土壤微生物总量及土壤细菌数量变化为山杨〉白桦×落叶松〉落叶松〉油松〉白桦。不同密度的根际土壤微生物数量的规律是2 m×3 m≥3 m×3.5 m〉1.5 m×2 m〉1 m×3 m≥1.5 m×2 m,基本上是随密度增加土壤微生物数量减少。     

小兴安岭山地沼泽湿地退化生态系统恢复技术研究

对不同干扰程度的山地沼泽湿地进行植被恢复与建设。研究表明:1)火烧和放牧中轻度干扰的灌丛沼泽和草本沼泽,采取封禁措施进行植被恢复效果很好,草本群落需要2 a的自然恢复就可以基本恢复到干扰前的状态,灌丛群落则需要较长的恢复时间。2)采矿强度干扰形成的退化湿地,应采取人工辅助方式进行植被建设。在选择的5种植物中,俄罗斯大果沙棘长势最好,保存率为100%,小叶锦鸡儿的保存率为88.23%,萱草的保存率为62.15%,紫穗槐和苜蓿全部死亡;在人工种植模式中,俄罗斯大果沙棘与小叶锦鸡儿行间配置模式效果最佳,俄罗斯大果沙棘与萱草行间配置模式、小叶锦鸡儿与萱草的配置模式效果较好。     

水蚀风蚀交错区典型人工林土壤水分亏缺特征

为充分了解水蚀风蚀交错区典型林地土壤水分差异性及其生态水文效应,选择陕西省延安市吴起县水蚀风蚀交错区长城镇退耕还林后形成的典型人工林(小叶杨、山杏、山桃、柠条、河北杨和沙棘林)为研究对象,采用烘干法测定土壤含水量,分析0~300 cm土层土壤水分季节变化特征、贮水量特征和土壤贮水亏缺程度。结果表明:在0~300 cm土层,6种林地土壤水分具有明显的垂直变异特征,即随着土层深度的增加,土壤含水量先升高后降低;6种林地各土层的土壤含水量均具有明显的季节变化特征,且变异系数在表土层较大,随着深度的增加而减小;6种林地土壤水分活跃层存在一定的差异性;其中,沙棘林土壤水分活跃层最深(0~80 cm),其它林地相对较浅(20~40 cm);在0~100 cm土层,各林地土壤贮水量垂直变化趋势差异较大,且小叶杨、河北杨与沙棘林差异显著(P<0.05),沙棘各季节土壤贮水量随着土层深度的增加呈现先增大后减小的趋势。不同植被类型土壤贮水亏缺度存在差异,土壤水分亏缺度在季节上表现为秋季>春季>夏季。     

宁夏黄土丘陵区4个退耕树种耗水量研究

林木耗水量和环境供水量相平衡是干旱区造林的基本依据,林木耗水研究对了解其生理特性和造林规划有重要意义。在宁夏南部黄土丘陵区采用热脉冲植物茎流计和快速称质量法测定了主要造林树种山桃、山杏、柠条和沙棘的耗水量。结果表明:山桃、山杏、沙棘、柠条年耗水量分别为594.19、271.13、24.88和20.82 kg,日耗水量分别为3.30、1.51、0.14和0.12 kg;不同树种蒸腾耗水过程具有相似的变化过程,即正午是日蒸腾最强的时间,7、8月是耗水量最大的月份。     

3个沙地造林树种的施肥试验效果

在达拉特旗东南部沙漠进行的沙柳、沙棘和锦鸡儿生态造林中,通过施用不同肥料试验,研究了不同肥料对3种耐沙树种的造林效果。结果表明,与对照相比,施用农家肥、复合肥、尿素氮肥对3个树种高生长量作用显著：在沙柳造林中,施农家肥比对照提高树高生长量为142.39%,冠幅生长量提高116.36%;施复合肥比对照提高树高生长量88.85%,冠幅提高108.18%;施尿素比对照提高树高生长量为66.85%,冠幅提高73.94%。施肥对沙棘和锦鸡儿的效果也与沙柳相似,均比对照有较显著的提高。农家肥能明显提高沙柳和沙棘造林成活率,农家肥和复合肥能明显提高锦鸡儿造林成活率。施用农家肥是沙地造林较为理想的技术措施。     

陕北黄土区坡面微地形对乔木空间分布的影响

[目的]传统造林树木种植点设计忽略了黄土坡面微地形对其生长的影响,研究切沟、塌陷地、缓台等微地形与现有林分乔木空间分布的耦合关系,可为近自然造林及乔灌混交水土保持林结构配置提供参考。[方法]以陕西省吴起县三道川流域内原状坡面及微地形的植被调查数据为基础,采用Arcgis9.3软件的空间分析工具和格局强度指标研究坡面微地形对乔木空间分布的影响。[结果]坡面微地形面积占样地面积的21.03%,微地形上乔木株数占样地总数的51.77%,乔木主要分布在坡面微地形上。乔木在切沟和缓台主要呈聚集分布,在塌陷和陡坎主要呈随机分布。乔木在不同坡面微地形分布差异极显著,榆树、小叶杨、山杏主要聚集分布在切沟,河北杨主要聚集分布在切沟和缓台,刺槐主要聚集分布在缓台。[结论]坡面各类微地形因其土壤水分等微生境差异而对乔木空间分布影响显著,在近自然植被重建中需根据坡面各类微地形生境及空间分布规律长期保持配置树木种植点,切沟以河北杨、小叶杨、榆树等树种为主,缓台以河北杨、刺槐搭配为宜,塌陷以河北杨、小叶杨为宜。     

甘肃省未来灌木林资源估算与分析

利用回归分析、马尔可夫模拟预测及抽样统计等方法,对甘肃省2011~2050年的灌木林面积、生产力及生物质储量进行了研究。结果表明:(1)到2050年甘肃省灌木林生物质资源面积发展可望达到571.5万hm2,空间很大,主要潜力在非林区。(2)灌木林种发生较大变化,沙棘、柠条、梭梭、山桃、马桑和柽柳增长较大,柳类、杜鹃、榛子、白花刺呈减少趋势。(3)灌木林生产力较低,2011年平均约9 t/hm2;各灌木林种生产力差异很大,山桃和沙棘生产力最高,分别为24.162 0 t/hm2和23.320 0 t/hm2,杜鹃最低,只有2.726 8 t/hm2。(4)甘肃省灌木林生物质资源总储量较丰富(2011年为3 067万t,到2050年为6 212万t),但分布不集中,以生物质能源为目的的开发价值较低,在现阶段或未来较长时期,生态保护作用是其主要功能。(5)生产力较高的山桃、沙棘、柠条、马桑等是未来灌木林种生物质资源开发的主要对象。     

晋西北黄土丘陵区4种植被类型土壤水分含量的变化特征研究

不同植被类型对于陆地生态系统的水分循环具有重要的调节作用。以晋西北黄土丘陵区偏关县境内的小叶杨林地、柠条林地、草地和撂荒地4种植被类型为研究对象,采用土钻法分别测定0～600cm不同土层的土壤水分含量,分析了晋西北不同植被类型的土壤水分含量的垂直分布特征及4种植被含水量的差异比较。结果表明：（1）在0—600cm土层中,平均土壤水分含量因植被类型不同表现显著差异（P〈0．05）,依次表现为小叶杨〉草地〉撂荒地〉柠条;（2）在0—600cm土层中,土壤水分含量随着土层深度的增加呈现先逐渐降低后趋于稳定的趋势,且同一植被类型不同土层深度间土壤水分含量差异显著（P〈0．05）,同一土层不同植被类型间的土壤水分含量也有显著差异（P〈0．05）;（3）研究区土壤剖面可分为易变层（0～100cm）、活跃层（100～200cm）、次活跃层（200—300em）和相对稳定层（300—600em）。在晋西北黄土丘陵区植被恢复中,应根据本区域土壤水分变化特点,选择适宜的植物种类,采取乔一草或乔一灌一草相结合的植被配置模式,以减少该区域土壤水分的过度消耗,这对于改善当地植被的生态效益具有重要意义。     

准格尔旗黄土丘陵区人工林水文生态效益评价研究

就黄土丘陵区主要植被类型人工油松成熟林、人工油松中龄林、人工油松幼龄林、人工沙棘林、人工柠条林、天然草坡的枯落物容水特征和林地土壤水分物理性质进行了测定,并以坡耕地作对照。结果表明：人工油松成熟林的枯落物吸水量为22．6t／hm2,是中龄林和幼龄林的5～9倍,是灌木林的2．4～3倍,是天然草地的10倍多。0～40cm土层土壤最大持水能力油松成林、油松幼林、浦松中龄林、人工沙棘林、人工柠条林、天然草地、农耕地依次为2260．05、1935．6、1935．6、1820．1、1597．65、1666．05、1600．2t／hm2;油松成林、油松幼林、油松中龄林、人工沙棘林、天然草地0—40cm土层土壤最大持水能力分别比对照农耕地提高659．85、335．4、335．4、219．9、65．85t／hm2。在土壤总孔隙度、毛管孔隙度、毛管最大持水量、土壤最大持水能力等水土保持及水源涵养功能指标诸方面,人工油松林均优于灌木林和天然草地。     

黑龙江省西部低山丘陵区水土保持林模式构建及效益

在黑龙江省西部选择典型低山丘陵区,根据其立地类型试验构建了樟子松纯林、樟子松蒙古沙棘林、蒙古沙棘林、云杉落叶松林、小黑杨林、灌木柳林等6种水土保持林示范模式,并对其生长状况及水土保持效益进行了试验观测。结果表明:各类试验林总体成活率为87%,保存率为82%,模式区内林木覆盖度已达70%,开始发挥效益:试验前原来的19条水流沟中15条发展沟已变为稳定沟,模式建立成型后较对照减少地表径流量39.7%～95.9%,减少土壤流失量63.7%～99.5%,减少肥料流失量63.9%～99.5%;与造林前土壤养分含量相比,模式区有机质含量提高46%～59%,有机氮提高24%～52.2%,有效磷提高48.6%～60.7%;试验区内物种多样性较试验造林前明显增加。