梭梭不同密度与配置固沙效果风洞模拟试验

梭梭(Haloxylon ammodendron)是干旱荒漠区典型的固沙造林树种。文中利用风洞模拟试验,研究了石羊河流域民勤县、凉州区和古浪县雨养条件下梭梭不同适宜造林密度在均匀、随机、一行一带和两行一带4种配置模式的固沙效果。结果表明:在4种配置模式下,梭梭林下沙面均表现为风蚀,林带后为堆积;不同配置梭梭离上风向越远,林下风蚀深度越小,带后堆积越大;在相同风速下,两行一带最不易风蚀,随机配置最易风蚀;在低覆盖度条件下,行带式配置固沙效果明显好于均匀和随机配置;当植被覆盖度达到32.37%时,行带式配置固沙效果与其它配置相比,固沙效果差异不显著。     

3种不同机械沙障设置后期对沙丘植被和土壤粒度与水分的影响

选择设置了12年的塑料网格沙障、麦草沙障和黏土沙障进行长期定位观测,以流动沙丘作为对照,对机械沙障内的植被、土壤机械组成及土壤水分特征进行研究,结果表明:机械沙障内的植被盖度显著增加,多样性指数麦草沙障和黏土沙障显著增加、塑料网格沙障减小,群落结构由耐旱植物向短命植物演替;不同的机械沙障均能增加表层土壤中的黏粒含量,但塑料网格沙障与黏土沙障内土壤的黏粒含量增加显著,麦草沙障增加不显著;不同机械沙障的建立均使得土壤的含水量下降,塑料网格沙障、麦草沙障和黏土沙障内的土壤含水量比流动沙丘分别降低了41.29%、5.05%、31.78%,沙障内土壤水分的季节性变化更加稳定;受机械沙障的影响,降水的入渗深度及入渗速率均减小,使得土壤水分的再分配过程产生明显的滞后性。机械沙障设置后期虽然引起土壤水分含量减少,但它带来的防风固沙效益不容忽视。综合考虑其成本、效益及时效性等因素,认为在沙区应该推广塑料网格沙障。     

荒漠灌木侧影面积的数字化测定及应用

植株侧影面积是评价其防风固沙效能的重要指标,同时在植被粗糙元密集度计算中,如何得到更准确的侧影面积是急需解决的问题。为了尝试采用数字图像法对3种荒漠灌木进行了测量,重点探讨影响测定结果的因素,比较了数字图像法与其他2种方法的优劣,并初步分析了侧影面积、冠幅与疏透度三者之间的关系。结果表明:与其他2种方法相比,数字图像法操作相对复杂,测定结果稳定性相对较差,但避免了枝叶间的大量孔隙,测得的侧影面积更接近真实值;参照物面积与相机焦距对测定结果影响不显著,而参照物位置、拍摄角度与容差则相反,背景干扰是影响测定结果的一个重要因素;3种荒漠灌木的冠幅与其侧影面积呈显著正相关关系,而植株疏透度与冠幅和侧影面积相关性不显著。     

不同退化程度柽柳灌丛的土壤理化和生物学特性

为揭示柽柳灌丛在退化过程中土壤特性的变化,采用时间代替空间的生态学研究方法,测定和分析了民勤湖区绿洲-荒漠过渡带不同退化程度灌丛沙堆土壤的理化性质、酶活性和微生物数量等15个指标值的变化特征及相关性。研究结果表明:1)随着退化程度加剧,容重增大,有机质和阳离子代换量呈先增大后减小,土壤含水率、全盐含量和电导率减小,pH值保持平稳;随土层深度的加深,容重增大,土壤含水率、有机质、阳离子代换量减小,全盐含量和电导率5～10cm土层较大。2)微生物数量与酶活性随退化程度的加剧呈减少或降低趋势,随深度的加深而减少或降低,而且除个别土层外,整体都呈显著性变化。3)除土壤含水率和pH值与其余指标间的相关性不显著外,土壤理化性质间均呈显著性相关,土壤生物学特征之间也呈显著性相关,土壤理化性质和土壤生物学特性间的相关性除个别指标间相关性不显著外,其余均显著相关。研究区的柽柳在退化灌丛沙堆的土壤理化性质和生物学特征基本都出现衰退现象,建议在构建综合评价体系和选择恢复保育措施时要将植被与土壤综合考虑。     

不同退化程度柽柳灌丛的土壤理化和生物学特性

为揭示柽柳灌丛在退化过程中土壤特性的变化,采用时间代替空间的生态学研究方法,测定和分析了民勤湖区绿洲-荒漠过渡带不同退化程度灌丛沙堆土壤的理化性质、酶活性和微生物数量等15个指标值的变化特征及相关性。研究结果表明:1)随着退化程度加剧,容重增大,有机质和阳离子代换量呈先增大后减小,土壤含水率、全盐含量和电导率减小,pH值保持平稳;随土层深度的加深,容重增大,土壤含水率、有机质、阳离子代换量减小,全盐含量和电导率5~10 cm土层较大。2)微生物数量与酶活性随退化程度的加剧呈减少或降低趋势,随深度的加深而减少或降低,而且除个别土层外,整体都呈显著性变化。3)除土壤含水率和pH值与其余指标间的相关性不显著外,土壤理化性质间均呈显著性相关,土壤生物学特征之间也呈显著性相关,土壤理化性质和土壤生物学特性间的相关性除个别指标间相关性不显著外,其余均显著相关。研究区的柽柳在退化灌丛沙堆的土壤理化性质和生物学特征基本都出现衰退现象,建议在构建综合评价体系和选择恢复保育措施时要将植被与土壤综合考虑。     

民勤绿洲自然稀疏人工梭梭林土壤水分动态

为探明自然稀疏林带不同密度对土壤水分动态的影响,建立了土壤水分与林分密度之间数量关系的数学模型。以民勤绿洲—荒漠过渡带自然稀疏的人工梭梭林为研究对象,通过长期土壤水分定位观测,对不同自然稀疏密度梭梭林土壤水分时空动态及密度与土壤水分之间的关系进行了研究。结果表明:(1)不同密度人工梭梭固沙林土壤水分随时间的变化可分为4个阶段:3月初—5月中旬,是土壤水分回升期;5月下旬—9月下旬,土壤水分在丰水年(2015年)为动态平衡期,在枯水年(2016年)为消耗期;10月、11月为水分消退期,12月—翌年2月份,是土壤水分低稳期;(2)雨养条件下,梭梭对土壤水分的消耗主要发生在40cm以下层,且密度越大消耗越大,变异系数也越大;浅层(0—40cm)土壤水分变化剧烈,但与林带密度之间的规律不明显;(3)林带土壤剖面平均水分含量无论在全年还是在生长季或非生长季,均随密度的增大而减小;(4)不同退化程度人工梭梭林土壤水分含量与密度之间呈负相关,模型表达式为:Y=394.67 D2-68.769 D+6.526(0≤D≤0.165),R2=0.934。不同密度人工梭梭林土壤水分随季节的动态变化趋势基本一致,但是受极端降雨事件的影响,在不同年份生长季土壤水分的变化不一致;密度与土壤水分含量之间的的关系可以用二次函数模型来反映。     

基于MaxEnt下梭梭潜在地理分布对水热条件的响应

以梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,通过收集整理梭梭已知地理分布坐标和20个高分辨率环境因子图层,基于MaxEnt模型和GIS技术探讨了水热条件对梭梭潜在地理分布的影响、主要影响因子及其阈值。研究结果表明,1)梭梭在我国的潜在地理分布范围为新疆大部分地区、内蒙古西南、甘肃中部以北、宁夏西北部、青海海西蒙古族藏族自治州中间地带以及西藏西南部。其中最佳适生区为准噶尔盆地大部分地区、博罗科努山西南、哈尔他乌山东南,吐鲁番和库尔勒有零星分布,阿拉善左旗、鄂尔多斯、呼和浩特和乌兰察布的东南部,武威东北部、张掖大部分地区,格尔木以东以及乌兰县和都兰县西北零星分布。以上面积合计为2.95×105 km~2。2)年降水量(贡献率27.5%)、最湿季节降水量(贡献率20.3%)、年均气温(贡献率14.2%)和最干季节平均温度(贡献率10.1%)是影响梭梭在我国潜在地理分布的主要影响因子。3)各主要影响因子的阈值分别为年降水量15.0-114.5mm;最湿季节降水量8.0-59.5mm;年均气温-12.7-29.2℃;最干季节平均温度-33.3-35.9℃。上述研究结果可应用于梭梭适生区的种植区和保护区区划并为管理者决策提供参考。     

不同生境下沙冬青人工种群特征研究

对3种不同环境条件下沙冬青人工种植试验和种群特征进行了研究,结果表明：不同生境下生长状况相比,荒山条件下沙冬青生长状况最好,固定沙丘其次,流动沙丘最差;出苗率和存活率荒山条件下的出苗率最高,固定沙丘出苗率其次,流动沙丘出苗率最差;不同生境的沙冬青种群在不同的坡位其分布格局不同,在整个荒山地区及固定沙丘地区的中部,沙冬青种群呈均匀分布,而在固定沙丘地区的上部和下部以及整个流动沙丘地区呈集群分布;荒山与固定沙丘在高度上与流动沙丘相比存在极显著差异。     

不同退化程度人工梭梭林对土壤理化性质与生物学特性的影响

根据植被数据将民勤荒漠绿洲过渡带12个退化人工梭梭林样点采用聚类分析的方法划分为4个退化程度,研究了不同退化程度人工梭梭林对土壤理化性质与生物学特性的影响,结果表明,1)人工梭梭林退化对土壤容重、全盐含量与阳离子代换量影响不显著,对有机质与pH影响显著;随着土层深度增加以及退化程度加剧,有机质含量降低,pH值变化复杂。2)三类微生物数量与微生物总数总体随着土层深度增加而降低,0~5 cm土层中细菌数量占极大优势,其他土层上细菌数量与放线菌数量相当,各土层中真菌数量极少。随着退化程度的加剧,真菌数量无明显变化;0~5 cm与5~10 cm土层的细菌数量、放线菌数量与微生物总数均显著减少,10~20 cm土层无显著变化;0~5 cm土层细菌和放线菌比例变化复杂,而其他土层无显著变化。3)4种酶的活性总体上随土层加深而降低,0~5 cm土层酶活性随退化程度加剧而降低,而5~10 cm与10~20 cm土层无显著变化。人工梭梭林退化对土壤过氧化氢酶、脲酶与蛋白酶活性的影响大于对蔗糖酶活性的影响,过氧化氢酶、脲酶与蛋白酶的敏感性强于蔗糖酶。4)土壤理化性质、微生物数量以及酶活性间相关性总体较强,但理化性质间相关性较弱,容重、放线菌数量同其他指标相关性较弱。退化人工梭梭林的土壤肥力、生物学性质等已经发生衰减,其恢复需要土壤的综合改良。     

新时代河西走廊地区水土流失防治模式探讨

为加快防治水土流失步伐，保护水土资源，维护区域生态安全，2020年甘肃省水利厅立项对河西走廊地区现有的水土保持措施进行了全面调查和系统梳理，在水土流失和水土保持现状，以及已取得的水土流失防治效益的基础上，提出了新时代“一体系，两产业”的水土流失综合防治模式，旨在为河西走廊地区水土流失综合防治及经济可持续发展提供理论与技术支撑。