科尔沁沙漠化草场植被恢复过程中的种源特性研究

本文研究了科尔沁沙地沙漠化草场植被恢复过程中的种源特性，结果表明：（１）在沙地草场中，灌丛具有重要的蓄种保种和种源作用；（２）植物种具有从固定沙地向流动沙地、从丘间洼地和“栖居岛”向四周、从沙丘阴坡向阳坡，从背风坡向迎风坡扩散的趋势，这些地方的植被占有重要的种源地位；（３）植物种的扩散速度决定于其本身的生物学特性和沙地的固定程度。     

科尔沁沙地不同恢复年限退化植被的物种多样性

 研究了科尔沁沙地封育０年的流动沙丘、封育１１年的沙丘（流动、半流动和半固定沙丘）和封育２０年的沙丘（流动、半流动、半固定和固定沙丘）的群落组成及其物种多样性变化。结果表明,随着沙丘的固定和封育年限的增加,植被丰富度、盖度和物种多样性逐渐增加,优势度逐渐减小。沙地退化植被恢复演替模式为：先锋植物沙蓬为主的一年生植物群落（流动沙丘阶段）→灌木差巴嘎蒿和一、二年生草本植物为主的群落（半流动和半固定沙丘阶段）→一、二年生草本和多年生草本为主的杂草群落（固定沙丘阶段）。在沙地退化植被恢复过程中,群落物种组成结构存在递进性和渐变性;禾本科植物和多年生草本逐渐增加,植物群落结构趋于复杂、草本质量明显改善。     

库布齐沙漠植被特征与土壤营养状况的研究

通过实地定位观测的方法,研究库布齐流动沙地、半固定沙地、固定沙地和人工种植的沙打旺(As-tragalus adsurgens)和塔落岩黄芪(Hedysarumlaeve)植被与土壤养分特征变化。结果表明:土壤营养与盖度相互关联,总体趋势是植被水平高的其土壤营养含量也升高。天然植被的土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、全钾以及土壤蛋白酶、脲酶、转化酶含量均为固定沙地最多,其次为半固定沙地,流动沙地最少。人工种植的沙打旺和塔落岩黄芪植被土壤养分多数高于天然植被,其中,有机质、全氮、速效氮、全磷含量比天然植被分别高79.8%、15.0%、41.7%和29.3%,土壤蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶和转化酶的活性比天然植被分别高30.6%、59.2%、8.6%和90.8%。群落组成为一、二年生植物种占44%~63%,多年生植物种占25%~43%,灌木和半灌木占8%~18%。植物种的多样性为半固定沙地固定沙地流动沙地。生物量为塔落岩黄芪沙打旺固定沙地半固定沙地流动沙地。     

古尔班通古特沙漠南缘沙丘水分的时空分布特征

在2006年4-11月,通过对古尔班通古特沙漠南缘沙丘0～100 cm沙层水分含量的定点观测,结果表明：不同季节沙丘含水量表现为春季>夏季>秋季,春季为沙丘水分的积累期,秋季为水分亏缺期;春、夏、秋季背风坡含水量均高于迎风坡,并且随着土层的加深,土壤含水量变化的程度表现为春季>夏季>秋季;沙丘近地表水分含量低,普遍存在一层干沙层,厚度为10～20 cm。沙丘各部位水分由高到低依次表现为丘间低地>丘顶>背风坡>迎风坡。研究揭示了古尔班通古特沙漠南缘沙丘水分的时空分布特征,为干旱地区无灌溉造林和水分利用提供了科学依据。     

不同封育管理对沙质草地土壤与植被特征的影响

针对退化沙质草地土壤和植被的恢复问题,选取封育19年(人工抚育19年)、封育19年(人工抚育5年)和封育10年(自然恢复)沙质草地为研究对象,同时选取流动沙地作为对照,结合野外调查及室内化学分析方法,进行了不同封育管理沙质草地土壤理化性质和植被特征的比较研究。结果表明,1)与流动沙地相比,封育19年沙质草地(人工抚育19年)植被高度、密度、冠幅、盖度、生物量及土壤养分含量显著增加,0~20 cm层土壤容重、0.05~2 mm的砂粒含量显著降低,退化沙质草地在恢复过程中植被与土壤之间逐渐形成一个相互作用、相互影响的系统。2)封育沙地植被特征和土壤理化性质受坡位影响比流动沙地显著(P<0.05),封育沙质草地中SOC、氮磷钾全量和速效养分含量沿上坡到下坡呈增加趋势。3)天然封育+人工抚育措施对沙质草地的影响和改善程度高于纯天然封育措施,它是促进我国北方退化沙质草地恢复的适宜方法。     

半干旱沙地生境变化对植物地上生物量及其碳、氮储量的影响

研究了科尔沁沙地沙丘固定过程中的流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘以及草地4种生境类型的植物地上生物量及其碳、氮含量与储量特征。结果表明,沙地生境变化对植物叶干重、枝干重、总生物量及其碳、氮含量与储量均有显著影响(P<0.01);固定沙丘的叶干重、枝干重、总生物量及其碳氮储量均大于流动沙丘与半固定沙丘,草地的叶干重、枝干重、总生物量、枝和总的碳储量、枝的氮储量均小于固定沙丘而大于流动沙丘;半固定沙丘叶、枝及总碳含量与枝的碳储量大于流动沙丘,而叶、枝及总氮含量小于流动沙丘。一年生植物分别占流动沙丘、固定沙丘和草地总生物量的63.99%,79.28%,70.86%;灌木占半固定沙丘总生物量的73.15%;C₃植物生物量分别占流动、半固定、固定沙丘和草地总生物量的39.99%,90.87%,96.01%和82.67%。固定沙丘上的一年生植物和C₃植物的生物量、碳氮储量在4个生境中最高;半固定、固定沙丘和草地中C₃植物碳含量及其储量、氮储量均高于C₄植物。沙丘固定过程中生物量及其碳氮储量逐渐增加,固定沙丘植被具有较大的碳氮固存潜力,一年生植物、C₃植物对其碳氮的固存具有重要的贡献作用;沙丘固定过程中C₃植物对C₄植物生物量的下降具补偿作用。     

库布齐沙地不同沙丘类型植物多样性研究

选择库布齐沙漠东缘三种沙丘类型(固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘)为研究对象,采用样线与样方结合法定位监测调查10年来沙化草地植被多样性的动态变化、生物量变化,结合气候数据,探讨多样性与生产力、生态系统的关系,为库布齐沙漠的退化草地恢复与重建提供科学依据。结果表明:(1)三种类型沙丘的地上总生物量随年限的增加而增长,半固定沙丘中灌木比重升高而草本比重降低。(2)物种丰富度呈递增趋势,Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielous均匀度指数在每种类型沙丘上变化趋势一致,在固定沙丘和半固定沙丘几乎保持不变,而在流动沙丘上递增。(3)相关性分析,固定、流动沙丘中,物种多样性与生物量呈正相关(P0.05),在半固定沙丘中物种丰富度与生物量呈显著性正相关(P0.05),地上生物量与年降水量呈正相关关系。     

共和盆地营造柽柳林因沙技术的研究

选择多雨年份突击造林,对造林的成功具有重要意义。柽柳是(Tamarixchinensis)荒漠化治理中的先锋植物之一,既耐生理干旱,也耐大气干旱,具有极强的抗干旱能力,在沙地栽植后立即平茬复壮,可提高成活率,沙丘背风坡和丘间地是柽柳生长最好的地段,在降水250mm的共和盆地半干旱沙地均可栽植柽柳,几年后可形成柽柳群丛,恢复植被,达到控制流沙,固定沙丘的作用。     

不同类型白刺沙丘土壤理化性状与微生物相关性研究

利用民勤荒漠绿洲过渡带不同类型白刺沙丘的土壤微生物、土壤理化性状及二者之间的相关性进行研究,旨在探讨白刺沙丘的成土过程,为绿洲生态建设提供基础数据,结果表明,1)固定、半固定和流动沙丘粘粒、粉粒、细砂粒、粗砂粒含量差异较大;土壤养分含量与土壤粘粒、粉粒、细砂粒等细沙物质含量呈正相关性,与粗砂粒含量呈负相关性,表现为土壤养分含量随土壤颗粒的增大,相关性减弱。2)土壤微生物类群数量在半固定沙丘明显高于固定沙丘和流动沙丘。3)过渡带土壤均处于偏碱性状态,有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、速效钾、速效磷和CaCO₃含量随沙丘发育年代的增加逐渐增加。4)不同年代沙丘中土壤微生物和土壤理化因子均具较好的相关性,尤其是细菌和放线菌与pH值呈显著的负相关关系,土壤有机质含量与三大菌群数量都表现出显著的正相关关系。     

生态毯对川西北流动沙地生态恢复的影响

本研究以铺设生态毯、栽植植物、铺遮阳网3种治理措施的流动沙地为对象,以未采取措施的为对照,分析了不同治理措施下植被特征与土壤理化性质。结果表明:与对照相比,铺设生态毯后土壤平均含水率上升幅度最大;土壤容重和砂砾含量降低幅度最大;土壤有机质、全N、全P、全K含量上升幅度最大;地表植被盖度和物种多样性呈显著上升趋势。因此,铺设生态毯可促进流动沙地生态修复,防止流沙蔓延。     

河西走廊绿洲外围沙化草地固沙造林效果研究

通过对流动沙丘固沙造林效果的对比研究,结果发现:未固沙造林的沙丘,丘间低地是以芦苇和赖草为优势种的原生群落,沙丘迎风坡植被稀疏,不形成植物群落,而实施固沙造林技术20年后的沙丘,虽丘间低地群落组成成分变化不大,但流动沙丘被完全固定,中下部形成以引入固沙灌木柠条锦鸡儿、花棒为优势种的人工植物群落,植物种类增加,生产力提高,草地生态系统得到有效恢复。固沙造林沙丘与未固沙造林沙丘相比,丘间低地群落高度增加51.6%,产草量增加12.6%,盖度增加4.7%,多度无变化,密度提高15%,物种丰富度指数提高25%,均匀度指数提高34.8%;迎风坡下部群落高度增加87.1%,产草量增加13%,多度提高一个等级,密度增加15%,物种丰富度指数提高228%,均匀度指数提高22.8%;迎风坡中部群落高度增加453.7%,产草量增加64.5%,多度提高一个等级,密度增加128.9%,物种丰富度指数提高616%,均匀度指数提高33.3%;迎风坡上部植被非常稀疏,不形成群落,植株平均高度25.3 cm,产草量增加206.8%,多度提高一个等级,密度增加550%,物种丰富度指数提高800%,均匀度指数提高66.7%。     

寒区公路不同坡度护坡土壤性状和群落特征及功能群差异

通过对G248公路高寒草原区红原县机场段的4个坡度（缓坡6°～15°、斜坡16°～25°、陡坡26°～35°、急坡36°～45°）护坡，进行土壤颗粒组成和理化指标、植被群落结构和优势种、功能群草种重要值等指标测定，研究坡度对物种种类、多样性、丰富度、均匀度及功能群重要值的影响。结果表明：坡度增加使土壤砂粒比例增大而粘粒和粉粒比例降低（P<0.05），含水量与有机质及有效N、P、K含量下降（P<0.05），使土壤易退化与沙化。坡度显著影响物种数、物种多样性、物种丰富度和物种均匀度和优势种种类、高度、比例及功能群植物的重要值（P<0.05），坡度越大群落密度、投影盖度和基盖度越低。故生态护坡建设应注意坡度对土壤沙化、植物种类及群落特征的影响。     

科尔沁沙地不同氮素生境和功能型植物的光合作用与水分利用特性

为了阐明不同生境和不同功能型植物的光合作用与水分利用特征,沿着土壤全氮逐渐降低的梯度,选取了丘间草地(IDG)、固定沙丘(FD)、半固定沙丘(SFD)、半流动沙丘(SMD)和流动沙丘(MD)五个典型的生境,测定了5个生境上共35种植物(有些植物种分布在多个生境)的气体交换特征,并从生活型、光合作用途径和固氮生理特性方面划分植物功能型进行分析。结果表明,随着土壤氮素逐渐降低,各生境植物的净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)和潜在水分利用效率(WUE_i)均呈降低趋势,但是P_n在IDG、FD和SFD之间,与SMD和MD之间差异均不显著,WUE和WUE_i在IDG和FD之间,以及SFD、SMD和MD之间差异均不显著。禾本科草本的P_n、WUE和WUE_i 均显著高于非禾本科草本和灌木。C₄植物的P_n、WUE和WUE_i均高于C₃植物。P_n、WUE和WUE_i在豆科植物和非豆科植物间差异均不显著。在科尔沁沙地的植被恢复过程中应该重视净光合速率和水分利用效率较高的草本植物,尤其是禾本科草本的作用。     

科尔沁沙地流动沙丘植被恢复过程中群落组成及植物多样性演变特征

流动沙丘是科尔沁沙地土地沙漠化的产物之一,植被恢复重建是流沙治理的主要措施。本研究以1996年围封的流动沙丘为研究对象,调查了流动沙丘自然恢复过程中植被组成、物种多样性及土壤性状的变化,并分析了流动沙丘植被与固定沙地植被的物种相似性。结果表明流动沙地自然恢复过程中,一年生植物和多年生植物的物种数变异较大,而在固定沙地2种类型植物的物种数相对稳定。从1996到2000年,Shannon-Weaver多样性指数明显上升,但2000年以后呈微弱的下降趋势,这种下降可能与当时的气候干旱有关。植被均匀度指数的变化与多样性指数的变化相似。土壤有机碳、全氮显著增加,中粗砂含量显著下降,极细砂和粉粒含量明显增加。植被组成的相似性指数和对应分析结果说明,流动沙地植被组成的变化直接反映流动沙地向固定沙地的演替趋势。     

Differences in Net Primary Productivity Among Contrasting Habitats in Artemisia ordosica Rangeland of Northern China

Artemisiaordosica Krasch. is a semishrub native to the Ordos Plateau of Inner Mongolia, northern China, and forms a unique and dominant vegetation type in the sandland of the region. To determine the variation of productivity in A. ordosica rangeland, we investigated net primary production (NPP), fine root turnover, soil microbial C (C_mic), and soil organic carbon density (SOC_d) on sand dunes differing in mobility (i.e., fixed, semifixed, and shifting sand dunes) in Mu Us sandland. We found that, on an area basis, the NPP, SOC_d, C_mic, and fine root turnover rates all increased with increasing vegetation cover. However, the ratios of root NPP to total NPP (RMR_N) increased with declining vegetation cover. Total NPP varied markedly among habitats and ranged from 18.3 g · m^-2 · yr^-1 for communities on the shifting sand dunes to 293.8 g · m^-2 · yr^-1 for communities on the fixed sand dunes; whereas the rates of fine root turnover varied from 0.16 · yr^-1 to 0.54 · yr^-1. Our study demonstrated that habitat change in sandland has significant impacts on ecosystem productivity by affecting many related aspects of NPP. From the perspective of biomass production, protection of the semifixed dunes from degradation should be taken as a higher priority than trying to convert shifting sand dunes to semifixed sand dunes; whereas conversion of semifixed sand dunes to fixed sand dunes would appear to be a much easier task than restoring shifting sand dunes.     

绵羊放牧绢蒿荒漠草地植物群落多样性及其环境解释

对天山北坡放牧条件下的绢蒿草地进行野外调查,以探讨植物群落物种组成、多样性特征及其与环境因子之间的关系。结果表明:1)绵羊放牧过程中形成了明显的放牧强度梯度,草地利用率适中。通过除趋势对应分析 (DCA)将放牧区内的植物群落划分为8个类型,各类型植物群落的物种多样性有显著差异,且群落间存在异质性;2)采用除趋势对应典范分析法(DCCA)中的前项选择,对所获取的9个环境因子进行筛选,最终土壤有机质含量、粪便量、放牧强度、凋落物生物量、海拔、坡向等6个环境因子成为决定物种分布和群落结构组成的主导因素。DCCA排序结果反映出了实际的生态意义,有机质、放牧强度、粪便量在第一排序轴有明显的梯度变化,而坡向和凋落物则在第2轴上呈现出明显梯度变化,物种和群落也沿着上述环境要素的梯度变化而依次分布,很好地解释了放牧条件下绢蒿荒漠草地物种、群落与环境条件之间的关系。     

2000-2014年浑善达克沙地植被覆盖变化研究

基于2000-2014年间植被生长季(4-10月)的MODIS NDVI数据反演浑善达克沙地地区植被覆盖变化,结合2000-2013年该地区周边11个气象站点的气温和降水数据,分别从年际变化和月变化角度分析该地区植被覆盖变化对气候变化的响应。研究表明,浑善达克沙地植被NDVI,不论是植被生长季平均值,还是其各月份值都呈上升趋势。研究区植被覆盖度的显著增加是气候和人为因素综合作用的结果, 一定程度上反映了生态恢复重建措施的有效性,但其植被NDVI年际变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.75,是驱动植被覆盖年际波动的最直接因素。在空间分布上,研究区的南部、中部和北部边缘区域的植被覆盖增加趋势较明显,而中部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。从月变化来看,4月草地植被变化受气温变化影响较明显;5-8月与前一月降水变化关系密切,说明植被生长对降水变化具有一定的滞后性。从沙地类型植被覆盖年际变化趋势看,所有类型都呈增加态势,增加态势最大的类型是移动沙地,最小的是固定沙地。