民勤荒漠—绿洲过渡带不同发育阶段白刺灌丛沙堆的防风固沙功能分析

【目的】民勤荒漠—绿洲过渡带从沙漠边缘到绿洲外围依次形成了雏形阶段、发育阶段、稳定阶段和活化阶段4种不同发育阶段的天然白刺灌丛沙堆,各发育阶段沙堆的防风功能、固沙功能和综合功能如何变化并不清楚。本研究期望通过对它们的研究,为中国干旱区荒漠化防治和绿洲生态安全保障提供科技支撑。【方法】在对各发育阶段白刺灌丛沙堆的植被特征、形态特征、分布特征野外调查和观测的基础上,采用统计分析和数值计算,对各发育阶段灌丛沙堆的防风功能、固沙功能以及综合功能值进行了分析阐述。【结果】(1)白刺灌丛沙堆的整体生长状况和植被覆盖度均随发育过程的进行呈先升高后降低的态势,发育阶段植被生长状况最好,而活化阶段生长状况最差(P0.01);稳定阶段植被覆盖度显著高于其他阶段(P0.01),而雏形阶段最低(P0.01);沙堆体积大小随底面积的增加而逐渐增加;(2)不同发育阶段单株白刺灌丛的防风、固沙功能值变化趋势相似,大小排序为活化阶段发育阶段稳定阶段雏形阶段;而样地内纵断面单位面积上防风功能为稳定阶段活化阶段发育阶段雏形阶段,固沙功能为活化阶段发育阶段稳定阶段雏形阶段,因此,其防风固沙综合功能发生了变化,功能值大小分别为稳定阶段活化阶段发育阶段雏形阶段。【结论】民勤荒漠—绿洲过渡带白刺沙堆防风固沙综合功能值总体上随发育过程的进行而呈增加的趋势,表明从雏形阶段到活化阶段防风固沙功能逐渐增强。虽然活化阶段沙堆表现出退化现象,但是仍旧具有很好的防风固沙功效,对维护绿洲边缘生态安全具有重要的防护作用,应进一步加强退化沙堆的保护和抚育更新工作。     

不同固沙植被下沙丘土壤水分动态比较

以毛乌素沙地覆盖度90%的油蒿、50%～60%的沙柳、35%～40%的樟子松固定沙丘为研究对象,流动沙丘为对照,采用自动监测系统实时监测降雨、0～200 cm土壤含水量及200 cm以下渗漏量,分析5—11月不同固沙植被下沙丘土壤水分动态差异,以期为固沙植被稳定性评价提供参考。结果表明:较低覆盖度樟子松与高盖度油蒿、沙柳相比更具固沙优势。3种固沙植被表层0～30 cm土壤水分受降雨影响大,对20 mm降雨均产生响应;60～200 cm土壤水分时间变化特征存在差异,樟子松与对照变化趋势一致,油蒿和沙柳仅对40 mm降雨产生响应;0～200 cm土壤水分垂直变化没有相同规律,变异性较大,樟子松变幅最大,为(5.03±3.09)%;深层渗漏特征基本一致,均有极少量水分渗漏到200 cm以下。     

鄂尔多斯高原沙地柏液流通量及其影响因子

[目的]分析沙地柏液流通量变化特征及主要影响因子,为沙地植被的保护提供理论依据。[方法]以鄂尔多斯高原沙地植被的优势种沙地柏为研究对象,利用热扩散(TDP)技术监测生长季沙地柏的液流动态,通过相关分析和回归分析等研究其与气象因子的关系。[结果]晴天沙地柏的液流通量为单峰曲线,干旱时为双峰曲线。雨天沙地柏的液流通量为单峰或双峰曲线。晴天沙地柏液流通量的最大值是2.30～23.38 g/(cm~2·h)。沙地柏液流通量对降雨的响应具有1～4 d的时滞。生长季沙地柏液流通量与光合有效辐射、水汽压亏缺、气温和风速均呈显著正相关,而与相对湿度和降雨量呈显著负相关。[结论]鄂尔多斯高原沙地柏的液流通量随天气而变化。太阳辐射和水分是沙地柏液流通量的主要影响因子。建议当地加强对沙地柏灌丛的保护,防止由于过度水分消耗导致的植被退化。     

库姆塔格沙漠东南部胡杨液流变化及其对环境因子的响应

于2018年4月?10月(春季4月、夏季7月、秋季9月)利用PS-TDP8树木茎流监测系统对库姆塔格沙漠东南部胡杨(Populus euphratica)的液流速率变化进行监测,采用相关分析及逐步回归法分析气象因子(太阳总辐射、空气温度、风速、空气相对湿度)对胡杨液流的影响。结果表明:胡杨茎干液流日变化趋势呈几字“宽峰型”;夏季液流的启动时间最早,液流启动在06:00,秋季液流启动时间最晚,不同季节夜间存在较高液流(10.994~26.035 cm·h^?1);树干液流速率与太阳总辐射、空气温度、风速、饱和水气压差呈正相关关系,与空气湿度呈负相关关系;影响春季、秋季胡杨液流速率的主要气象因子是太阳总辐射和空气温度,夏季为太阳总辐射和空气相对湿度;不同季节胡杨液流速率与空气温度、空气相对湿度、风速、饱和水气压差的日变化响应呈顺时针环状,与太阳辐射响应呈逆时针环状;不同季节胡杨液流速率对气象因子的响应规律存在差异。这表明胡杨为了保持水分平衡应对水分亏缺的策略不同,在一定条件下(极端干旱)通过气孔调节降低水分损失。研究结果对于明确干旱沙漠环境中胡杨水分传输对环境因子的响应规律及更深入地认识胡杨适应干旱环境的水分利用策略具有重要意义。     

赤腹鹰巢址选择和繁殖成效的影响因子分析

【目的】通过调查赤腹鹰的巢址特征、巢防卫行为和繁殖结果,分析赤腹鹰的巢址选择机制和繁殖成效,揭示影响赤腹鹰繁殖成效的主要因子,为其保护工作提出建议。【方法】根据赤腹鹰巢防卫行为的不同强度,将其分为4个巢防卫等级,并记录10 min内的鸣叫次数;收集巢址参数,包括树种、巢离地高度、胸径、海拔、树冠面积、坡位、坡度、坡向、巢前方视角、巢距道路距离、巢距房屋距离、巢距水源距离、半径20 m样圆内的植被特征。用SPSS对数据进行分析。【结果】2016和2017两年的5—8月,共发现赤腹鹰繁殖巢51个,对其中35个巢进行红外相机监控,累计拍摄监控照片661 306张。其中,2016年赤腹鹰的孵化率为71. 4%(n=77枚),雏鸟存活率为78. 2%(n=55只); 2017年的孵化率为82. 5%(n=63枚),雏鸟存活率为61. 5%(n=52只)。通过检查红外相机中的监控照片发现,赤腹鹰繁殖失败的主要原因在于卵或者雏鸟被捕食,捕食者包括王锦蛇(n=9巢)、松鸦(n=1巢)和黄鼬(n=1巢)、凤头鹰(n=1巢)。巢树与道路的距离越远,雄鸟的鸣叫次数越多(r=0. 68,n=12,P 0. 05,Spearman),雌鸟的巢防卫等级就越高(r=0. 42,n=42,P 0. 01,Spearman)。雏鸟存活率与巢树到道路(r=-0. 45,n=47,P 0. 01,Pearson)的距离呈显著性负相关,与巢树胸径、离地高度、巢树和房屋或农田之间的距离、雌雄鸟的巢防卫行为、样圆内植被参数之间的相关性都不显著。巢树离房屋(r=-0. 56,n=47,P 0. 01,Pearson)和道路(r=-0. 35,n=47,P 0. 05,Pearson)越近,巢的离地高度越高。对巢离地高度(y,m)和巢树到房屋的距离(x,m)进行线性回归分析,得到y=12. 75-0. 01x(R2=0. 32,n=47,P 0. 01)。主成分分析共筛选出8个主成分,巢树大小与生境中乔木林的质量对赤腹鹰巢址选择起着重要作用,人类活动区和水源起着次要作用。【结论】赤腹鹰倾向于选择远离人类活动区的区域营巢,但随着对人类活动的适应,靠近公路筑巢的赤腹鹰会有更高雏鸟存活率;巢防卫行为强的赤腹鹰更偏好距离人类活动区远的巢址;巢址靠近人类活动区的赤腹鹰会选择在更高的位置筑巢;赤腹鹰通常在靠近水源、乔木种类丰富、枝叶茂密,但灌木和草本较为稀疏的树林中营巢,巢树一般高大粗壮。     

紫斑牡丹光合特性对土壤干旱和风沙流交互胁迫的响应

为研究土壤干旱和风沙流交互胁迫对紫斑牡丹(Paeonia rockii)光合生理特性的影响,选取对照(CK)和重度胁迫(SD)2个水分处理的盆栽紫斑牡丹进行风沙流胁迫模拟试验。结果表明,12 m/s胁迫处理下紫斑牡丹叶片SD的P_n、G_s、C_i较CK低,SD的T_r较CK高,CK的WUE较SD高;CK的Chl_a、Chl-b、Chl_(a+b)、Ca_r、Yield、qP及ETR较SD高,SD的NPQ较CK低;同一胁迫处理SD下,紫斑牡丹不套袋处理的Ci、Fv/Fm、Fv/Fo及NP较套袋低。这说明紫斑牡丹对胁迫响应明显,为河西走廊等干旱风沙环境的防风固沙植物、城市园林绿化植物的选择提供理论依据以及干旱荒漠区的经济发展提供更多可能。     

不同预处理方式对苦豆子种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】苦豆子（Sophora alopecuroides）是一种具有耐干旱、耐盐碱、抗风沙特性的豆科植物, 是水土保持的优质植物资源,为提高苦豆子萌发效果,本文分析了两种打破种子休眠方式的交互处理方法对苦豆子种子萌发及幼苗生长的影响,为苦豆子植物资源利用提供科学依据。【方法】根据硫酸浸种和热水浸种两种常见的打破苦豆子种子休眠的方式,设计交互试验,统计发芽率、发芽势、发芽指数、 活力指数、鲜重、干重、含水率及幼苗生长相关指标。【结果】在 20 个处理组合中,65%×80 ℃ 处理和 85%×20 ℃两种预处理方式在各指标方面均有较好表现。其中 65%×80 ℃ 处理组在发芽率、发芽势、 发芽指数和活力指数方面均为 20 种处理中最高,85%×20 ℃处理组萌发效果次之。在萌发速率与幼苗生长中,65%×80 ℃、85%×20 ℃两组处理下种子萌发时滞较短、萌发速率较快,幼苗生长情况优于其他组别,并与 0×20 ℃组差异显著。按浸种硫酸浓度分组,发芽效果由优到差为：85%＞75%＞65% ＞95%＞0,80 ℃ 热水浸种 20 min 的处理效果优于其他温度浸种。【结论】65%×80 ℃、85%×20 ℃两种预处理方式对加速苦豆子种子萌发、促进幼苗生长具有较优效果。本研究可为苦豆子种子萌发、幼苗建植的相关研究及生产实践提供科学依据。     

景电灌区农田防护林衰败及优化模式

景电灌区农田防护林网是景电灌区防护林体系的重要组成部分,通过调查景电灌区农田防护林衰败现状,分析退化原因,提出优化改造模式,为景电灌区农田防护林更新改造从而发挥可持续效益提供技术支撑。结果表明,1)以杨树为主要树种的景电灌区农田防护林网目前呈严重衰败状态,尤其在个人管护的区域,残缺断代现象严重,部分地方甚至基本消失;2)病虫危害,耗水、胁地严重而被砍伐,耕地次生盐渍化导致树木生长不良、枯死,树种单一、结构不合理,管理不到位等是造成农田防护林衰败的主要原因;3)三倍体毛白杨(Populus tomentosa)、廊坊(P.langfanggensis)、樟子松(Pinus sylvestris)、刺槐(Robinia pseucdoacacia)、白蜡(Fraxinus chinensis)、鸣山大枣(Jujube minshan)等树种为该地区农田防护林建设的适宜树种,可采用农田防护林杨树优势树种轮换、针叶常绿树种优化改造、生态经济型防护林网营造等模式对景电灌区农田防护林网进行更新改造。农田防护林网的改造,将对完善防护林体系,保障景泰绿洲的安全产生重要意义。     

青海共和盆地虚拟水消费及其在荒漠化防治中的应用

虚拟水是指通过贸易方式从富水地区购买水密集产品(尤其是粮食)来获得本地水和粮食安全,将解决水短缺的途经扩展到社会经济系统。根据虚拟水概念,计算所得的2000年共和盆地城镇居民和农村居民人均年净消费的虚拟水分别为878.43、1105.61m3,全社会全年消费的虚拟水数量和实际生产产品中的虚拟水含量分别为19633.61×104、33073.57×104m3,分别是共和盆地水资源统计利用量21907.5×104m3的0.9、1.5倍多。虚拟水为共和盆地荒漠化防治与水资源保障提供了水管理措施。