荒漠草原区家庭牧场退化草地恢复管理措施研究

为探索荒漠草原区家庭生态牧场退化草地恢复治理措施,2014—2017年开展了对3户家庭生态牧场退化草地恢复管理措施试验。结果表明:补播措施和划破加补播措施明显提高了退化草地地上生物量、植被盖度及草群高度,对物种丰富度的影响不显著,补播措施地上生物量增加51.6%~58.4%,划破加补播处理地上生物量增加48.3%~48.9%;第3年,补播处理、划破加补播处理植被盖度较第1年的对照增加50.2%~70.8%,草群高度增加52.1%~69.8%;补播措施和划破加补播措施使杂草类在总生物量中的比例降低至10%左右,莎草类降低至14%左右。综合评价后,补播、划破加补播措施为当地家庭生态牧场退化草地恢复的有效管理措施;可以为荒漠草原区家庭生态牧场退化草地恢复治理提供技术支持。     

毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮中微生物数量及其影响因素

土壤微生物在维持生态系统结构、功能和过程方面发挥着重要作用。为了解半干旱沙区生物结皮中微生物数量与土壤理化性质之间的关系,对毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮及下层土壤(0—5和5—10 cm)微生物数量和理化性质进行了测定。结果表明:结皮层微生物数量大于结皮下层,结皮层微生物总数和细菌、放线菌、真菌数量随生物结皮的发育呈增加的趋势;结皮层细颗粒物含量高于结皮下层,结皮下层土壤中细颗粒物随生物结皮的发育呈增加的趋势;结皮层有机质、全氮和全磷含量大于结皮下层,结皮层有机质、全氮含量随生物结皮的发育呈先减少后增加的趋势,全磷含量随生物结皮的发育呈增加的趋势;微生物数量与土壤沙粒含量呈显著或极显著负相关关系,与粉粒、黏粒等细颗粒物和有机质、全氮、碱解氮等养分含量呈显著或极显著正相关关系,表明这些指标的变化能够敏感地指示微生物数量的变化。     

毛乌素沙地南缘沙区水分入渗特征及其影响因素

水分入渗是土壤水分循环的重要环节。为探明毛乌素沙地生物结皮覆盖沙区水分入渗特征及其影响因素,采用双环法测定不同类型地表(裸沙、浅灰色藻类结皮、黑褐色藻类结皮和藓类结皮,依次用BS、LC、DC和MC表示)水分入渗速率及其土壤理化性质。结果表明:1与BS相比,LC、DC和MC样地初始入渗率分别减少了37.7%、59.2%和73.6%,稳定前平均入渗率分别减少了37.5%、62.2%和81.3%,稳定入渗率分别减少了13.6%、67.4%和78.9%,累计入渗量分别减少了25.8%、61.3%和78.6%。2不同类型地表达到稳定入渗所需的时间在3~8 min;相关性分析结果显示,水分入渗速率与砂粒和土壤容重呈正相关关系,与粉粒、黏粒、结皮厚度、结皮抗剪强度、结皮层容重和有机碳含量呈负相关关系。3主成分分析结果表明,黏粒、结皮抗剪强度和土壤容重是影响该地区水分入渗速率的主要因子。因此,生物结皮在沙丘表面的形成和发育过程中,通过改变土壤的理化性质,减缓了该地区水分入渗速率,增加了降水的径流流失风险。     

裸露砒砂岩区降雨条件下坡面微地形变化规律

裸露砒砂岩区是黄河粗泥沙集中来源区之一,研究裸露砒砂岩区降雨条件下坡面微地形变化规律,对于科学指导植被建设、减轻入黄泥沙有重要意义。以裸露砒砂岩区鲍家沟小流域为研究对象,运用系统聚类和线性回归相结合的方法,划分裸露砒砂岩区降雨类型,研究降雨类型对裸露坡面产流产沙的影响,分析降雨条件下坡面微地形变化规律。结果表明:(1)裸露砒砂岩的自然降雨可以分为4种类型,第1类降雨为长历时暴雨,第2类降雨为长历时的中到大雨,第3类降雨为短历时暴雨,第4类降雨为短历时的小到中雨。(2)第2类降雨的■与土壤流失量间呈良好的抛物线函数关系,I_(30)与径流深间存在多项式函数关系;第3类降雨的P与径流深和土壤流失量间存在多项式函数关系;第4类降雨的I_(30)与水流含沙量间有一定的函数关系。(3)在1个雨季内,裸露基岩坡面微地形坡度的平均值由22.76°增长至23.09°,坡面细沟的细沟密度由0增加至33.73 m/m~2,随着坡面微地形持续向利于侵蚀发生的方向发展,坡面产流产沙量随之增加。     

毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮及下层沉积物理化性质的研究

为定量研究我国半干旱沙区生物结皮及下层沉积物的理化性质特征,对毛乌素沙地南缘沙区生物结皮及下层沉积物理化性质进行了测定.结果表明:(1)生物结皮层细颗粒物含量随生物结皮的发育呈增加的趋势;(2)结皮及下层(0-20 cm)沉积物容重随生物结皮的发育呈减少的趋势;(3)不同类型生物结皮下层(0-30 cm)沉积物机械组成有差异,呈苔藓结皮下层沉积物中细颗粒含量最高,黑褐色藻结皮次之,浅灰色藻结皮最少的特点;(4)生物结皮层有机质、全氮、全磷含量和pH值随生物结皮的发育呈增加的趋势;(5)不同类型生物结皮下层(0-20 cm)沉积物中有机质和全氮含量呈减少的趋势,全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量的垂直变化规律不明显.     

煤矿开采对矿坑周边植被覆盖度、生物量、土壤水分和地下水位的影响

为研究内蒙古锡林郭勒草原胜利煤矿开采对矿坑周边草地的植被覆盖度、地上生物量、土壤水分和地下水位的影响,采用野外定位监测,调查了植物覆盖度、地上生物量、土壤水分和地下水位的变化情况。结果表明:以露天煤矿开采坑和排土场为中心,随着远离煤矿开采坑距离的增加植被覆盖度逐渐增高,煤矿开采对于植被覆盖度的影响范围在4.0km以内,植物生物量也同时出现增加现象,煤矿周边受影响草地的生物量比对照区(未受煤矿影响)生物量减少13%~36%。煤矿开采对周边草地水平方向的土壤含水量的影响无显著性差异,土壤含水量在垂直方向上差异显著。受煤矿开采抽排疏干水的影响,矿区周边地下水位整体呈下降趋势。     

温度和NaCl浓度对两种无芒雀麦种子萌发的影响

盐分和温度是影响种子萌发的重要因素,决定种子在何时何地萌发。本试验对两种无芒雀麦(Bromus stam i-neus和Bromus inerm is)的种子萌发进行了对比研究,探讨了不同温度和盐浓度下两种无芒雀麦发芽指标的差异性。结果表明:引进种(Bromus stam ineus)在不同盐浓度和温度下的发芽指标都高于本地种(Bromus inerm is)在相应处理下的,0.3%盐浓度刺激了引进种的萌发;而对于本地种来说,各个盐浓度都抑制了它的萌发。方差分析显示温度、盐浓度对两个种的发芽率、发芽势和发芽指数的影响都是极显著(P<0.01);温度与盐浓度的互作对两个种的发芽率和发芽指数的影响是极显著的(P<0.01),但是对它们的发芽势却是不显著的(p>0.05)。     

天然降雨条件下裸露砒砂岩区人工植被的减流减沙效应

裸露砒砂岩区是黄土高原上侵蚀最为剧烈的地区之一,研究裸露砒砂岩区天然降雨下人工植被的减流减沙效应,对于提升砒砂岩区水土流失治理成效与质量有重要意义。以裸露砒砂岩区鲍家沟小流域的典型人工植被为研究对象,运用系统聚类和线性回归相结合的方法,划分裸露砒砂岩区降雨类型,研究不同降雨类型下坡面产流产沙的特征,分析不同人工植被的减流减沙效应。结果表明:(1)裸露砒砂岩的自然降雨可以分为长历时暴雨、长历时的中到大雨、短历时暴雨以及短历时的小到中雨4种类型。(2)天然降雨的降雨量(P)、最大30 min雨强(I₃₀)和最大10 min雨强(I₁₀)与各植被类型坡面的产流量、产沙量间呈y=ax₁+bx₂+cx₃+d的多元线性关系。(3)各植被类型的减流能力依次为沙棘林>油松林>山杏林>柠条林>草地; 减沙能力依次为沙棘林>山杏林>油松林>柠条林>草地。营造人工植被可以有效防治裸露砒砂岩区坡面的水土流失问题,现有的人工植被类型中以沙棘林的抗蚀能力最强。     

华北落叶松和兴安杨人工林林下植被多样性的研究

采用典型样地调查的方法,对锡林郭勒盟多伦县蔡木山乡一家河牧场境内,具有26年林龄的华北落叶松和兴安杨两种不同人工林林下植被物种多样性进行了研究,初步结论如下:(1)Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的变化趋势基木一致,即草地＞林缘＞林中心(除D样地),但Simpson优势度指数与其他各指数变化趋势正好相反,林中心＞林缘＞草地(除D样地).(2)营造人工林也不一定会造成物种多样性的显著减少,营造人工林对物种多样性的影响与所造的树种有关.(3)从植物科、属、种β多样性指数的测度结果看,其变化规律基本是一致的,人工林中心的草本物种变化比林缘的变化大.     

毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮对凝结水形成和蒸发的影响

在水分极度匮乏的荒漠生态系统,凝结水是除降雨之外最重要的水分来源之一,它对荒漠生态系统结构、功能和过程的维持产生重要的影响。为探明半干旱沙区生物结皮表面的凝结水形成和蒸发特征,采用自制的微型蒸渗计(直径7 cm、高5 cm的PVC管)实验观测了不同类型地表(裸沙、浅灰色藻类结皮、黑褐色藻类结皮和苔藓结皮)对凝结水形成和蒸发的影响。结果表明:(1)观测期间共有20次凝结水形成记录,除降雨天气外,几乎每天都能观测到水分凝结现象;(2)不同类型地表凝结水总量依次为(1.998±0.075),(2.326±0.083),(2.790±0.058)和(3.416±0.068) mm,生物结皮表面的凝结水总量显著大于裸沙(P < 0.05);随生物结皮的发育,不同类型生物结皮表面的凝结水总量呈增加的趋势,凝结水总量之间差异显著(P < 0.05);观测期间不同类型地表日平均凝结水量依次为(0.100±0.003),(0.116±0.004),(0.140±0.002)和(0.171± 0.003) mm,不同类型地表日平均凝结水量之间差异极显著(P < 0.01);(3)凝结水形成过程的观测结果显示,凝结水19:00开始形成,23:00-凌晨1:00形成不明显,1:00-7:00继续形成,除浅灰色藻类结皮外,太阳升出后在黑褐色藻类结皮和苔藓结皮表面继续形成少量的凝结水;凝结水7:30开始蒸发,10:30到11:00之间结束蒸发,凝结水在裸沙和浅灰色藻类结皮中的保持时间显著大于黑褐色藻类结皮和苔藓结皮中的保持时间(P < 0.05);(4)凝结水的形成受大气温度、地表温度、空气相对湿度和大气地表温度差等气象因素的影响,但其形成过程不与某一个气象因素呈简单的线性关系。