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。     

3种配置防护林防风效能的风洞模拟实验

通过风洞模拟试验,测定了3种配置仿真防护林带的水平与垂直方向风速变化,分析其防风效能。结果表明:2种非均匀配置防护林带风速降低的观测点分别为84.61%和82.00%,而均匀结构防护林风速降低的测点只有74.61%。在水平方向,非均匀结构防护林的前高后低型配置的林带风速降低最大区域出现在林带后树高的2～4倍和林带前1.5～2倍树高范围,有2个风速明显降低区;前低后高型仿真防护林则在树高的1～2倍,而均匀结构林带的风速降低区在林带后树高的4～5倍范围。在垂直方向,前高后低型林带的风速降低最大区域为树高0.5～1倍树高范围,前低后高型林带的风速降低最大区域在0.5～0.75倍树高范围,均匀型林带的风速降低率较大区域高度为0.75～1倍树高范围。防护林组成前高(3行)后低(3行)非均匀配置防护林的防风效能相对均匀结构较大,是一种相对较优的防护林配置模式。     

双龙沟废弃采金区人工栽植沙棘后植物群落组成和土壤性质的变化研究

双龙沟是石羊河上游的主要集水区,其植被恢复状况的好坏直接影响到下游居民的用水安全。[目的]本研究旨在分析人工造林是否能够促进该区植物群落的构建和土壤养分的积累。[方法]选取双龙沟废弃采金区典型的人工沙棘林为研究对象,采用野外调查和室内实验分析的方法,研究栽植沙棘后植物群落组成和土壤性质的变化情况。[结果]共调查种子植物43种,已鉴定出41个种,分属于16个科、29个属,其中,草本植物34种,灌木9种。与对照荒地相比,栽植沙棘的区域植物种类较多(39种)且已出现灌-草分层现象,已形成由沙棘-柳叶菜组成的灌-草复合群落,而对照荒地尚未出现灌木物种,只形成了以千里光+早熟禾为优势种的草本植物群落(约12种草本)。同时,人工沙棘林内表层(0-10cm)土壤有机质含量、速效磷含量明显较高,分别是对照荒地内相应土层的11倍和9倍。[结论]在双龙沟废弃采金区人工栽植沙棘对于提高物种多样性、促进植物群落的构建以及增加土壤养分的累积等方面有一定的积极作用。     

石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局

在样地调查的基础上,结合相邻格子取样方法,采用扩散系数(C)、丛生指标(I)、负二项参数(K)、聚块性系数(Ca)、平均拥挤指标(m*)、聚集度指标(G)、Moristia指数(Iδ)、Green指数(IG)等8个指标,对石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局、聚集强度进行了研究,结果表明:①沙地和盐碱地黑果枸杞个体数量较多,聚集程度相对较高,砾石和固定半固定沙地黑果枸杞的个体数量较少,聚集程度相对较低;②盐碱地和沙地黑果枸杞种群呈现聚集分布,固定半固定沙地和砾石样地相对于沙地和盐碱地的聚集程度有所减弱,有一定的随机趋势;③不同发育阶段的黑果枸杞种群格局类型总体呈现聚集分布的特点,随着龄级的增大,黑果枸杞种群分布格局表现出由聚集向均匀分布的变化趋势。     

民勤4种主要灌木植物δ13C季节变化及与气象因子的关系

对民勤4种主要灌木植物叶片/同化枝δ¹³C测定，研究不同荒漠灌木植物叶片/同化枝δ¹³C差异及其季节变化，并探讨植物叶片/同化枝δ¹³C与气象因子之间的关系。结果表明:1）4种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值不同月份之间存在极显著差异（P＜0.01），除梭梭外，其他3种植物δ¹³C值生长初期（5月）>生长中后期（6-10月）。4 种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值种间差异在5-10月都达到极显著水平（P＜0.01），沙拐枣＞梭梭＞柠条锦鸡儿＞白刺。2）4种主要灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值受到物种、月份、物种×月份的影响，均达到极显著水平(P＜0.01)，但受物种的影响最大。3）4种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值与气象因子的关系因其物种而异；影响梭梭、沙拐枣、白刺、柠条锦鸡儿叶片/同化枝δ¹³C值的主要气象因子分别是平均气温、相对湿度、蒸发量。     

甘肃河西60年防沙治沙的问题及出路

我国的防沙治沙工作从上世纪50年代末开始,甘肃河西走廊的防沙治沙与全国同步,在一定程度上代表了我国防沙治沙的发展过程和发展水平。甘肃河西走廊的防沙治沙自创建以来,经过了上世纪50年代末60年代初的基础调查与试验探索阶段、60年代后期-70年代中期以营造乔木林为主阶段和70年代中期-90年代以营造灌木林为主阶段,目前正处在20世纪以来以封育保护为主的阶段。存在的问题主要是水资源退化和固沙林大面积衰退。未来出路探讨,1)下阶段的突破口在哪里 2)以治标为主转向以治本为主;3)以沙区资源利用促进沙漠化防治; 4)沙产业是必由之路。同时提出几点可供参考的启示。     

4种荒漠植物种子出苗和幼苗生长对沙埋深度的响应

通过室内试验测定了黑果枸杞、沙冬青、沙蒿、霸王4种荒漠植物的种子生理特征以及沙埋深度（0、1、2、3、4、5 cm）对4种荒漠植物种子出苗及幼苗生长的影响。结果表明，体积较大的沙冬青和霸王种子萌发率与其重量、含水量、形状及活性间存在正相关关系；体积较小的黑果枸杞、沙蒿萌发率与种子重量、含水量、形状之间为正相关关系，与种子活性负相关。随着沙埋深度增加，4种植物种子出苗率下降、首次出苗时间延迟，茎高、绝对株高和根长及根冠比总体呈先增大后减小的趋势；幼苗生长方面，黑果枸杞和沙蒿分别适宜于1～2、0～1 cm的浅层沙埋，均在沙埋深度5 cm时种子几乎不萌发；沙冬青、霸王则适宜于3～4 cm较深层沙埋，在沙埋0 cm时均不萌发。此外，在荒漠区采用这4种植物进行植被恢复时，除考虑种子自身性状外，还应充分考虑当地的沙埋、降雨等条件，以提高出苗率、增大幼苗定植率。     

青土湖干涸湖底2种典型固沙植物群落土壤粒径分布分形特征与养分关系研究

以石羊河流域下游青土湖干涸湖底人工梭梭林和白刺灌丛沙包土壤为研究对象，通过分析2种植物群落5种立地条件土壤粒径分布和分形特征及其与土壤养分的关系，揭示了湖底2种典型植物群落土壤粒度的分布特征。结果表明:1）研究区固沙植被0~10 cm土壤颗粒以细砂粒为主，没有粗砂粒，其中白刺灌丛沙包表层极细砂含量、土壤颗粒物分形维数较梭梭林和对照区高。2）土壤颗粒分形维数与各粒级颗粒百分含量的关系差异较大，分形维数与黏粒、极细砂含量呈显著正相关，与细砂、中砂含量呈显著负相关，但是与粉粒含量关系不显著。土壤颗粒分形维数越大，土壤所含的细粒物质越多。3）土壤分形维数D值、黏粒、粉粒含量与有机质（SOM）、全N（TN）呈正相关性，土壤颗粒物的分形维数越大、土壤黏粒、粉粒含量越高，则土壤有机质、全N含量越高。综合分析，固定白刺灌丛表层土壤沙化程度相对较低，其他类型风蚀严重，因此，应积极采取生物措施和工程措施开展生态修复防治风蚀和盐尘暴的发生。     

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。