古尔班通古特沙漠边缘春秋季沙丘水分状况初步研究

古尔班通古特沙漠边缘植被破坏严重,沙丘活化明显,是新疆干旱区植被恢复的重点地区之一,当地降水稀少,其沙丘的水分状况便成为植被生存和恢复过程的关键条件,为掌握古尔班通古特沙漠边缘流动沙丘和固定沙丘不同部位的水分状况,从2003年3月到10月植物生长期内利用中子仪进行连续监测的结果表明:沙丘含水量月变化与月降水量分布相一致;流动沙丘0-30cm的含水量低于固定沙丘,而其它各层都高于固定沙丘;流动沙丘含水量从上部到下部依次升高,而固定沙丘则并无此规律;流动沙丘中部和下部稳定湿沙层处在距沙丘表面60cm以下,且厚度超过100cm,固定沙丘稳定湿沙层只存在于沙丘中部距沙丘表面60~150cm深度范围内,其厚度不超过100cm。     

科尔沁沙丘-草甸田间持水量的综合测定与影响

以科尔沁沙丘-草甸相间地区表层土壤为对象,选用4种不同测试方法,对不同地貌与植被类型组合区土壤的田间持水量进行综合测定,并对其影响因素和影响过程进行系统分析。结果表明:1在不同地貌类型区4种试验方法得到的田间持水量变化的规律大体一致,但数值差异很大。威尔科克斯法结果比围框淹灌法和天然降水法测定结果大。2草甸地受地下水位埋深的影响很大,围框淹灌法及天然降水法测定结果不可用;沙丘区地下水位埋深大,围框淹灌法与天然降水法获得的田间持水量对实践更具指导意义,天然降水法在地下水位深埋大的沙丘区表层40 cm以内基本可以获得较准确的田间持水量,取样时间可以在降雨后12~24 h。3科尔沁沙地实施田间持水量测量时建议选用天然降水法,对漫灌型农田土壤小面积也可选择围框淹灌法,大面积测量宜选择威尔科克斯法,但应建立威尔科克斯法与天然降水法和围框淹灌法之间的转换关系,利用威尔科克斯法测量田间持水量时,沙性土壤的测量时间可选择36~40 h、草甸区壤沙土与沙壤土可选择44~48 h。     

土壤温度和水分对不同类型沙丘土壤呼吸的影响

通过实验室土壤培养试验,测定了不同土壤温度(8,18,28,38℃)和含水量对科尔沁退化沙质草地不同生境(流动沙丘,半固定沙丘和固定沙丘)土壤呼吸的影响。结果表明,在8~38℃范围内,土壤呼吸速率与温度呈正相关。在含水量为田间持水量(WFC)的5%~65%范围内,3种类型的土壤呼吸速率随含水量的增加而升高,当超过该范围时,流动沙丘的土壤呼吸速率仍呈上升趋势,而38℃培养条件下的半固定沙丘和18~38℃下的固定沙丘的土壤呼吸速率呈下降趋势。土壤温度和水分对土壤呼吸作用存在明显的交互效应,不同类型沙化土壤呼吸作用强弱存在显著差异。温度系数Q10值随含水量的变化为:流动沙丘1.90~2.15,半固定沙丘1.80~2.13,固定沙丘1.82~2.16。     

民勤荒漠区植被退化动态定位研究

白刺、沙蒿、麻黄是民勤荒漠区的主要植物种类,梭梭是当地主要固沙造林树种。定位监测表明:民勤5月下旬土壤含水率与灌木、草本植物和优势种密度及植被总盖度之间呈正相关关系。6~7月的降水量与灌木密度和植被总盖度之间呈正相关关系。5~7月的降水量和土壤水分是限制当地荒漠植被密度、盖度的关键因子。从群落类型看,深根性的麻黄和梭梭盖度比较稳定。从地貌看,流动沙丘和半固定沙丘上的植被较稳定,固定沙丘植被普遍严重退化。设置黏土沙障易形成沙面结皮,阻止降水下渗,不利于接收和保存有限的天然降水。     

不同土体构型土壤的持水性能

通过GMS软件三维建模功能,将宁夏某葡萄基地土壤划分为4种土体构型:壤砂型、砂型、壤砂粘型和壤粘砂型结构,并对基地土壤的田间持水量、饱和导水率和容重进行了分析,研究了不同土体构型下的土壤持水性能。结果表明,土壤土体构型不同,其容重、田间持水量、土壤饱和导水率也不同。砂型结构的田间持水量和容重最小,分别为13%和1.5 g·cm~(-3),而土壤饱和导水率最大,为3.2 m·d~(-1);壤粘砂型结构田间持水量和容重最大,分别为16.5%和1.63 g·cm~(-3),而土壤饱和导水率最小,为1.02 m·d~(-1);田间持水量与土壤饱和导水率的相关系数为-0.92,呈显著负相关,与容重的相关系数为0.73,呈显著正相关。壤粘砂型土体构型上壤下粘,利于保水保肥,持水性能最好;砂型结构持水性能最差,其他土体构型持水性能一般,需要进行改良以提高土壤的持水性能。     

水分对微水溶性胶结包膜肥料氮素释放的影响及其生物学效果研究

采用水基成膜法研制出低成本、易降解的微水溶性胶结包膜缓释肥料.应用性能测试、不同田间持水量下土壤培养及小白菜盆栽试验研究了其养分释放规律与生物学效应,试验表明:微水溶性包膜材料致密、整体厚薄较均一,其吸水性、透水性能优良,且具一定的生物降解性能.在田间持水量50%、60%、70%条件下,微水溶性胶结包膜缓释肥料土壤铵态氮含量变化与水分呈正相关关系,24 d后硝态氮含量呈高于尿素处理趋势.在田间持水量50%、60%、70%三种水分条件下,微水溶性胶结包膜肥料处理油菜产量均高于尿素处理,在70%田间持水量下达到了显著差异(P<0.05);微水溶性胶结包膜肥料处理增加了Vc含量,但没有显著增加油菜含氮量、硝酸盐含量和叶绿素含量.     

科尔沁沙地不同植物群落土壤呼吸及环境因素分析

对科尔沁沙地固定、半固定和流动沙丘土壤呼吸的日进程、季节变化及其环境因素进行了测定分析.结果表明:1)土壤呼吸速率与植物群落生物量、土壤有机碳、全氮及粘粉粒含量之间存在显著的正相关关系;固定沙丘日平均土壤呼吸速率分别是半固定和流动沙丘的1.18和2.02倍.2)从固定、半固定到流动沙丘,土壤温度及近地表空气温度呈现增加...     

抛物线形沙丘研究现状与进展

抛物线形沙丘是发育在土壤水分、植被条件较好的内陆荒漠区以及沿海地带的固定、半固定沙丘地貌类型。沙源、区域风况、植被和水分状况4个因素控制着抛物线形沙丘的发生和发展，其形态演变与气候变化及人类活动密切相关，对其进行研究有助于了解全球气候变化背景下的地貌及土地沙漠化的演化过程。本文从抛物线形沙丘的形态、分类、成因及发育模式等方面回顾了近年来国内外对抛物线形沙丘的研究进展，并提出了存在的主要问题及今后发展的趋势。     

陕北毛乌素沙地土壤水分时空变异规律研究

对陕北毛乌素沙地流动、固定、半固定沙丘的土壤水分进行的长期动态观测结果表明,含水量排序为流动沙丘(8.47%)＞半固定沙丘(8.40%)＞固定沙丘(8.39%).沙地含水量随土壤深度的变化存在着分布上的差异,随着深度的增加呈现先增加再减少的趋势,在0～60 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.08%、8.00%和8.03%,差异不显著;在60～200 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.65%、8.57%和8.53%,差异显著(P>0.05),其中60～140 cm层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.76%、8.62%和8.54%,差异极显著(P>0.01).固定沙丘、半固定沙丘大部分背风面的土壤含水量高于迎风面的含水量,但在流动沙丘上迎风面的土壤含水量却明显比背风面的高.在沙丘的不同部位含水量也存在差异,土壤含水量坡顶部＜坡中部＜坡底部,在沙丘下部的丘间土壤含水量明显高于丘顶部.另外,沙地水分还受季节变化的影响,具有明显的季节变异性.     

科尔沁沙地坨甸交错区土壤水分的空间变异规律

科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区,地貌形态多样、土地利用类型众多,从而导致土壤水分空间分布的复杂性。通过对科尔沁沙地典型沙丘-草甸相间地区的调查取样与试验分析,运用统计学理论和方法,研究土壤水分的空间变异性及其空间分布规律。结果表明：水平方向上,土壤水分总体表现为草甸地大于沙丘地,过渡带介于两者之间。就草甸地而言,植物生长越好,其土壤水分越高,保水持水性能也越好;沙丘地则与之相反,植被最稀疏的流动沙丘,其土壤含水量大于半流动半固定沙丘与固定沙丘,且有良好的储水条件。垂向上,高覆盖草甸、低覆盖草甸和农田（草甸）土壤含水量在地表下0～40 cm波动最大,40～160 cm随深度增加而递增;流动沙丘、半流动沙丘和固定沙丘土壤含水量随深度增加呈微弱加大趋势。林地、撂荒地、农田（沙丘）变化程度居中。从空间分布看,研究区中东部土壤水分偏大,且向南北两侧区域递减。     

民勤黑果枸杞形态学特征与土壤因子的关系

通过对民勤绿洲外围4种不同立地类型黑果枸杞群落物种组成、生长特征、土壤因子等的调查,分析不同立地类型土壤因子对黑果枸杞生长的影响。结果表明:①不同立地类型黑果枸杞群落物种结构简单,共出现12科24属28种,存在多个单属单科单种现象,多为适应干旱盐碱化的藜科、蒺藜科植物,无乔木和高大灌木,黑果枸杞在不同立地类型中优势地位明显。②黑果枸杞群落丰富度指数砾石地高于盐碱地、覆沙地及固定或半固定沙丘地(P<0.05);多样性指数砾石地高于盐碱地,盐碱地高于覆沙地及固定或半固定沙丘地(P<0.05)。③不同立地类型黑果枸杞密度表现为:盐碱地>覆沙地>固定或半固定沙丘地>砾石地。株高表现为:固定或半固定沙丘地>盐碱地>覆沙地>砾石地。冠幅表现为:固定或半固定沙丘地>盐碱地>砾石地>覆沙地。④土壤速效钾、有效磷、全磷及有机质含量均为盐碱地显著高于其他3个立地类型(P<0.05),全钾、全氮含量在4种不同立地类型之间差异性不显著(P>0.05)。不同土层中土壤因子变化规律不同。⑤土壤水分随土层深度的增加变化趋势不同,砾石地和固定或半固定沙丘地中土壤含水率随土层深度的增加而增加,覆沙地随土层深度的增加呈现波动变化,盐碱地随土层深度的增加变化不大。⑥黑果枸杞的生长状况和形态学特征株高、冠幅等受土壤水分、土壤氮、磷、钾及有机质等土壤因子的影响和制约,且10~20 cm土层深度土壤因子影响最为密切。     

随机抽样必要样本容量的确定方法及其应用

在随机抽样中,常通过样本均值来估计总体均值,而样本容量的选择是估算样本均值的关键。以统计理论为基础,并结合半干旱区科尔沁沙地的土壤含水量、有机质、氮、磷和钾含量;植物种组成与植被高度、盖度及密度等历史数据集,得到了这些生态指标在随机抽样中的必要样本容量和确定方法。分析结果表明：当这些指标的变异系数不超过相应的变异系数时,① 沙地农田土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、有效磷和速效钾含量的必要样本容量在7~15之间;② 沙质草地和固定沙丘植被高度、盖度、密度和植物种数的必要样本容量分别为11, 8, 28和15;③ 固定沙丘和半固定沙丘0~30 cm土壤含水量的必要样本容量分别为32和12。这为今后在该区域或者类似地区研究这些指标,对样本容量的合理选取有一定的指导作用和参考价值。     

内蒙古哲里木盟南部土地沙漠化过程中地表物质分异及含水量变化特点

本文研究了哲里木盟南三旗士地沙漠化过程中地表土质颗粒组成、有机质、全量养分、微量元素、矿物成分的变化及固定沙丘“活化”后含水量的变化。揭示了土地沙漠化的后果:主要表现在地表细粒部分的损失,相应地出现地表粗质化的特征,表土层有机质及其营养元素的逐渐减少,从而造成土地生产力的下降。但沙层含水量及水分状况仍有利于沙地的利用及植物的生长。目前该区许多土地类型,不同程度地有沙漠化的发生,有些是潜在沙漠化的固定沙丘,一旦植被遭到破坏,沙漠化发展速度是很快的,必将扩大流动沙地的面积。因此,要充分利用本地降水量较充沛的有利因素,对各类沙地注意保护封育和人工固沙,创建良性循环的生态系统。     

毛乌素沙地过渡地带土壤水分特征及其植物利用

毛乌素沙地过渡地带沙地生态系统土壤湿度状况随着地貌部位不同而变化。沙丘迎风坡基质流动、背风坡沙埋沙压和丘间低地潜水埋深等控制着沙地土壤水分分布规律 (土壤湿度模式 )和沙地植物利用土壤水分的特点 (沙生植物分布模式 )。沙生植物的水分利用的机制主要体现在如下两个方面 :地上部分的生理生态过程和生物量 :地下部分根系分布及其土壤水环境容量。在沙丘从流动变为固定的过程中 ,固沙林形成后的土壤水分动态和灌木林群落实际蒸腾蒸发规律的关系反映不同植被覆盖、不同密度、不同年份和不同季节水分平衡状况 ,藉以确定合理的土壤水分消耗模式 ,维持固沙林群落的稳定和良性演替。为了提高沙生植物水分利用效率 ,一是从沙生植物本身的生理、生态、遗传特性进行分析研究 ,筛选出耐旱和抗水分胁迫强的品种。乡土灌木树种能有效地使个体和群落恢复 ,但也应注重引种。另一方面则是利用各种抗旱保水新材料最大限度地保存和利用固沙林地的水分以满足植物特别是在春旱期间根系的恢复与生长需要 ,即以吸水剂、保水剂、水分表面活化剂、菌根剂和土壤生物制剂 (例如细菌肥料 )等为原材料的新型抗旱造林技术 ;三是依据沙地水环境容量 ,合理确定各种灌木林的造林密度及其与沙丘发育阶段相应的种群配置格式。     

科尔沁沙地沙丘植被发育过程及物种组成变化

以处于流动沙地、半固定沙地、固定沙地等阶段的群落样地为对象 ,研究了沙地植被发育过程群落物种组成的变化。研究结果表明 ,从流动沙地到半固定沙地、再到固定沙地 ,每一阶段对应着典型的群落类型 ,每一群落类型优势种的作用明显。植被发育过程物种丰富度、Shannon Wiener指数、生活型结构和科属组成的变化 ,都表明了植被发育程度的提高和群落生态功能的恢复。禾本科植物在群落中的地位和作用不断上升 ,植被的草原成分增加 ,草地质量改善和提高。     

青海湖东沙地不同植被恢复措施下土壤水分变化特征

土壤水分是沙地植被格局和过程改变的主要驱动力,也是干旱半干旱区植物生长最大的限制因子。沙漠地区的土壤水分表现出明显的空间异质性。以高寒半干旱沙地青海湖东沙地为研究区,以栽植人工固沙植物(小叶杨、樟子松、沙棘和乌柳)的沙丘和自然固定沙丘(沙蒿为优势种)作为研究样地,探讨不同固沙植物影响下的沙丘不同地貌部位土壤水分变化特征。结果表明:(1)土壤水分的季节变化受降水、植被蒸腾作用和地表蒸发的共同影响,不同物种的分布模式具有差异性,但都表现为7月的土壤含水量最高。(2)同一植物在不同地貌部位的土壤含水量具有差异性,小叶杨在迎风坡最高,樟子松、沙棘和乌柳在背风坡最高,而沙蒿在丘顶最高,但只有乌柳的土壤含水量在沙丘地貌部位间的差异明显(P<0.05)。不同植物在同一地貌部位的土壤含水量也具有差异性,迎风坡樟子松的土壤含水量最小,只有1.81%,而沙蒿的土壤含水量能达到3.48%。丘顶处乌柳的土壤含水量仅为1.82%,而沙蒿可达3.58%。背风坡处的土壤含水量相差不大,乌柳最大为3.41%。(3)土壤水分随着土层深度的变化模式不同,土壤含水量整体表现为10~20 cm处最高。不同植物的土壤水分的垂直分布具有差异性,小叶杨和樟子松下方的土壤含水量随着土层深度的增加而降低,沙棘和沙蒿表现为120 cm土层深度内无明显变化,而乌柳下方的土壤含水量随着土层深度的变化在各地貌部位不同,具体表现为迎风坡无明显变化、丘顶降低和背风坡增加的趋势。土壤水分在高寒半干旱沙地不同植被恢复措施下的分布除受到降水、土壤分布、物种类型、植物根系分布的影响之外,还与沙丘微地貌形态具有一定的相关性。     

羽毛针禾（Stipagrostis pennata）克隆构型及不同环境中的分株种群特征

以古尔班通古特沙漠不同环境（沙丘不同坡位、不同伴生植物、不同流动性沙丘）中的羽毛针禾（Stipagrostis pennata）种群为研究对象,通过测定羽毛针禾分株平均高度、节间长、分蘖株数、根茎直径、地下根状茎数、平均地下根状茎长等指标,分析羽毛针禾的克隆构型及不同环境中的分株种群特征。结果表明：羽毛针禾分株强度大,分枝多,分株间的间隔物（节间长）高度缩短,表现出典型的“密集型”克隆生长构型。同时,比较半固定沙丘不同坡位羽毛针禾的分株种群特征,坡顶上的羽毛针禾在分蘖株数和平均根状茎长均显著高于坡底;分析羽毛针禾与不同伴生植物的分株种群特征表明,羽毛针禾与鹤虱的伴生群落中,其分蘖枝数显著高于羽毛针禾与白茎绢蒿的伴生群落,且有较高的分枝密度和较短的平均根状茎长;与半固定沙丘相比,生长于固定沙丘的羽毛针禾分株种群具有显著的分蘖株数、根状茎数,以及较长的根茎直径、较大的地上部分生物量和地下根状茎生物量。最后,结合克隆植物对资源的利用对策及表型的可塑性,对不同环境中的羽毛针禾分株种群特征进行了讨论。