甘肃河西绿洲边缘积沙带所表征的气候环境信息

绿洲边缘积沙带的研究是一个新的科学问题。甘肃河西地区经过半个多世纪的防沙治沙,在绿洲边缘形成了一条积沙带。为了研究积沙带的形成和发育与气候环境因子之间的关系,对河西走廊东端至走廊中西部绿洲边缘的积沙带进行了调查。结果表明：① 年降水量是决定积沙带高度和宽度的关键因子;② 降水量是决定植被盖度的关键因子,降水对天然植被盖度的影响大于对包括人工植被在内的植被总盖度的影响,随着降水增加,背风坡植被盖度增加幅度大于迎风坡;③ 积沙带不同样点之间植被盖度的差异主要是由植株个体大小引起的,亦即降水对植株个体大小的影响大于对植株密度的影响。     

民勤西沙窝沙区不同演替阶段植被变化特征研究

通过对60 a来民勤西沙窝沙区生态植被观测研究,在地下水位持续下降过程中,植被演替主要经历了4个阶段：退化草甸、柽柳群系阶段;柽柳群系、白刺群系阶段;白刺群系、退化柽柳群系阶段及白刺群系阶段,是植物多样性持续降低、植被覆盖度显著下降、生态严重退化与沙漠化快速发展的过程;随着雨养面积不断扩大,降水量较大的年份,沙旱生草本植物增长,其物种多样性与植被覆盖度增加,降水量小的年份则反之;沙旱生灌木植被相对稳定,年降水量超过140 mm,促进灌木植物种群生长发育,100～140 mm维持生长,低于100 mm趋于退化;多数人工固沙造林树种已退化和衰亡,梭梭作为外来树种生态适应性强,已发展为民勤沙区最大的人工固沙林,造林密度大、干旱是梭梭林退化的主要原因,按植被承载量,低密度造林后可持续性增强;近年来,随着流域综合治理,统筹用水,民勤生态用水供给增加,局部区域地下水位有所上升,形成了一些微域性湿地,过去的草甸植被重现,生态正向发展,而多数沙区的地下水位下降也在减缓,荒漠化仍在发展。     

民勤沙区主要植物群落退化特征及其演替趋势分析

优势种植物密度和优势种盖度以及全部植物密度和盖度在样方间均存在不同程度的差异,表明民勤的植物生长在受干旱荒漠环境影响的同时,局部小环境对植物的分布和生长有显著影响。沙蒿当年幼苗密度最大,但幼苗的成活率很低,群落的投影盖度越小,则当年幼苗密度越大;梭梭不能实现自然更新;沙拐枣的生态位宽度较大,各年龄小苗均存在,自然更新能力强。在民勤沙区人工梭梭林普遍退化,尤其在西沙窝一带,梭梭人工林退化更为严重,有被沙拐枣取代的趋势。由于梭梭群落均为人工林,群落内地表异质性较大,因此,草本植物种类较多。     

民勤绿洲人工梭梭林群落结构及种群生态特征

采用野外样方调查方法,分别对生长于民勤绿洲盆地不同立地类型的人工梭梭群落内的物种重要值、多样性等生态特征进行分析,将其划分为3个类型：梭梭-一年生植物群聚、梭梭-一年生植物-灌木群聚和梭梭-灌木群落;分别分布于流动沙丘、半固定沙丘和固定沙地上,随着沙地固定程度的增加,人工梭梭群落由梭梭-一年生植物群聚（先锋群落,盖度23%、多样性指数0.26）演替到梭梭-一年生植物-灌木群聚（盖度30%、多样性指数0.34）再演替到梭梭-灌木群落（盖度40%,多样性指数0.60）;在人工梭梭群落演替过程中,人工梭梭种群在不同沙地类型上生长状况不同,沿着流动沙地→半固定沙地→固定沙地为衰退型,这种衰退与土壤水分的含量有关。     

民勤荒漠区主要植物的物候特性与牧草利用

通过设置样方、样点和运用物候观测,对退化荒漠植物群落进行轻度放牧利用分析,即运用植被状况与降水量的关系,分析限制植物生长的因素;运用不同稳定性沙丘的植被状况和土壤种子库资料,分析荒漠草地的可利用性和可利用程度;运用物候资料分析民勤荒漠区(灌木和草本植物)牧草利用的主要季节。结果表明:民勤荒漠草地土壤种子库中植物种子丰富,影响当地植物密度和植被盖度的关键因素是降水,可进行轻度放牧。轻度放牧时,要依据牧草展叶盛期的开始序列和果熟期的开始序列选择植物群落,实行小规模、间歇式轮牧。展叶盛期为一年中牧草的第1个利用季节,果熟期为一年中的第2个利用季节。     

新疆甘家湖自然保护区梭梭林碳储量

根据新疆第二次森林资源普查的结果统计甘家湖保护区不同盖度梭梭林的面积。选择3个不同盖度的梭梭林测定梭梭、草本植物以及土壤的有机碳含量,计算梭梭林的总碳储量。结果表明:甘家湖保护区的梭梭林总面积为360.79km~2,98.43%的梭梭林盖度低于50%。甘家湖保护区梭梭林的总碳储量达到2.66万t。低盖度梭梭林的碳储量占总碳储量的97.67%。土壤和梭梭的碳储量分别占总碳储量的71.42%和23.69%。盖度影响梭梭林的梭梭根系和全株生物量以及草本植物生物量。高盖度梭梭林的梭梭生物量最高,中盖度梭梭林的草本植物生物量最高。盖度影响梭梭根系含碳量。低盖度梭梭林根系含碳量显著高于中盖度。盖度和深度影响土壤碳密度。高盖度梭梭林的土壤碳密度最高。20cm以下土壤碳密度高于表层。梭梭单株碳储量与枝条、根系和单株的干重呈显著正相关。土壤碳密度与土壤有机碳含量呈显著正相关。今后应该采取措施促进梭梭林生长,提高其碳储量。     

阿拉善荒漠几种典型灌木种子水分响应与繁殖对策研究

本文以阿拉善荒漠分布的沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、梭梭(Halox-ylon ammodendron)、红砂(Reaumuria soonorica)、阿拉善沙拐枣(Calligonum alaschanicum)、膜果麻黄(Ephedra przewalsetina)、绵刺(Potaninia mongolica)和四合木(Tetreana mongol-ica)等灌木为研究对象,以种子吸胀过程中对水分的吸收速度和水分利用效率作为对水分的响应特性。研究结果表明:所供实验的各种灌木种子吸胀所需时间顺序依次为:梭梭<四合木<绵刺<膜果麻黄<红砂<阿拉善沙拐枣<沙冬青,与之相对应的种子千粒重为沙冬青>阿拉善沙拐枣>红砂>梭梭>四合木>膜果麻黄>绵刺,种子千粒重与吸胀时间呈极显著的正相关关系;吸胀过程中水分吸收速度和水分利用效率分别是阿拉善沙拐枣>沙冬青>四合木>红沙>梭梭>绵刺>膜果麻黄,梭梭>膜果麻黄>绵刺>四合木>阿拉善沙拐枣>沙冬青>红沙。响应于荒漠水分的变化,荒漠灌木可分为对水分敏感性植物和迟钝性植物。对水分敏感性植物,繁殖对策表现为典型的r-对策,千粒重较小,对水分利用效率较高,如绵刺、梭梭等,对水分迟钝性植物,繁殖对策为典型的k-对策,千粒重较大,水分利用效率较低,如阿拉善沙拐枣和沙冬青等。响应于荒漠环境为极度胁迫下的易变环境,水分敏感的植物对荒漠植被的稳定具有重要贡献,响应于相对稳定时间尺度内,水分迟钝植物对荒漠植被构建起着关键作用。这种r-对策和k-对策荒漠灌木对水分不同的利用方式和繁殖方式,既能在干旱多变的气候环境变化下保持一定的荒漠景观植被,又能在稳定气候环境下保持另一种荒漠景观植被,从而确保荒漠地表环境的稳定。     

河西绿洲边缘积沙带的成因初探

甘肃河西地区经过半个多世纪的防沙治沙,在绿洲边缘形成了一条积沙带。绿洲边缘积沙带是一个新的科学问题。为了研究积沙带的形成及其与环境因子的关系,文中对河西走廊东端至走廊中西部绿洲边缘的积沙带进行了调查,运用SPSS软件进行了统计分析。结果表明:1)河西走廊东端至中西部绿洲边缘积沙带平均高12.77m,平均带宽308.48m。2)积沙带形成的沙源因素是其上风向主风方向经过沙漠的距离;积沙带形成的气候因素是年降水和年平均风速;3)积沙带的高度和宽度与其上的天然植被盖度为极显著正相关关系,但与包括人工植被的植被总盖度相关不显著。4)降水条件是决定积沙带高度的关键因子。降水通过改变土壤水分条件从而影响植被盖度,进而影响积沙带的发育。     

民勤沙区不同稳定性沙丘植被生境条件研究

固定、半固定和流动沙丘生境条件测定结果表明：固定沙丘优势种均生长不良,枯梢、死亡普遍,其伴生植物的种类和密度均很小;沙丘水分条件决定了其生境条件,固定沙丘水分条件最差亦即生境条件最差;固定沙丘和半固定沙丘表面易形成粘粒、粉粒结皮,其表土层田间持水量大,影响降水下渗;固定沙丘表面田间持水量大是影响降水下渗的关键,其沙丘表土层粘粒、粉粒含量高是导致其田间持水量大的关键。其伴生草本植物密度并不随表土层田间持水量大而增加的原因,主要是由于当地降水少、气候干燥、表土层土壤水分易蒸发损耗所致。     

东祁连山河谷高寒草地植被群落特征及其与土壤性状的关系

为探究东祁连山河谷高寒草地植被群落特征与土壤性状的关系,根据研究区河谷地形地貌及河谷高寒草地分布特征,选取了分布在河谷山地阳坡上部和下部、河谷山地阴坡上部和下部及河谷水平阶地的5类不同植被类型的高寒草地为研究对象。研究草地植被群落和土壤性状特征及相关关系。结果表明:河谷中不同坡向、坡位高寒草地植被群落优势种不同,河谷阳坡高寒草地以嵩草属植物为主,阴坡以蓼属植物为主;阴坡植被总盖度高,阳坡低;河谷阴坡下部草层高度最高,而水平阶地最小;植被群落总科数、总属数和总种数均表现为坡下部高于上部,阴坡高于阳坡;地上生物量依次为:阴坡下部>阳坡上部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地;0~60 cm土层地下生物量依次为:阴坡下部>阳坡下部>阴坡上部>水平阶地>阳坡上部。不同高寒草地土壤性状之间有显著差异(P<0.05)。相关分析表明,土壤含水量、容重、孔隙度和全氮等指标与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度有显著的相关关系。可见,研究区河谷高寒草地植被与土壤之间的影响主要表现为土壤含水量、容重、孔隙度和全氮与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度间的相互作用。     

民勤荒漠植被的形成与演替过程及其发展趋势

甘肃省民勤县是我国的典型荒漠化地区,自西汉以来生态环境逐渐退化,植被经历了一个从沼泽植被到盐生草甸植被再到荒漠植被的退化过程。水资源的变化是决定当地植被退化的主导因子,在大面积湖泊、河流背景上是沼泽植被,在干涸湖泊、河床背景上的是盐生草甸植被,在沙质荒漠背景上的是荒漠植被。目前,荒漠植被正处于进一步退化过程中。退化演替的同一阶段存在多种演替过程,现阶段存在着荒漠植被退化演替和盐生草甸植被向荒漠植被演替2种退化过程。20世纪中叶,在当地是从盐生草甸植被向荒漠植被演替的过渡时期,20世纪50年代以来,荒漠植被逐渐占据了优势。目前的天然种子植物共有22个科,72个属,127个种,其中以典型荒漠为主,共有3个植被型,7个群系组,17个群系。植物种类少,群落结构简单,群落随生境的分异性较大。目前的植被正处在进一步退化过程中,植物种类和面积减少,大面积枯梢、死亡,优势种的优势度增大。现阶段决定荒漠植被生长状况的主要是大气降水,植被盖度和密度随年际降水量变化较大,尤其是一年生草本植物。目前影响植被退化的人为因素主要是上游来水量减少,地下水严重超采、草场严重超载和造林密度过大等。在干旱内陆盆地,一旦水资源供给减少,湖盆、河道干涸,泥沙出露,形成沙漠和沙漠化则是必然结果。     

奇台荒漠草地自然保护区典型植物群落物种多样性分析

以重要值为测度指标,选择反映群落物种多样性、丰富度、优势度和均匀度的7个测定指数对奇台荒漠草地自然保护区荒漠植物群落物种多样性进行了研究。结果表明:在整个研究区荒漠植物群落中,白梭梭、梭梭、碱蓬、琵琶柴、沙蓬、驼绒藜和沙漠娟蒿等物种有较高的重要值。依据群落外貌结构和植物种类组成等特征,按照样方中建群种和优势种的重要值,将研究区植物划分为14个典型群落,各群落类型的物种多样性指数(Shannon-wiener指数H′)的顺序为:梭梭+角果藜(2.0740)>白梭梭+驼绒藜(1.9037)>白梭梭+羽毛三芒草(1.8909)>梭梭+芦苇(1.8474)>梭梭+雾冰藜(1.7434)>芦苇+猪毛菜(1.7278)>梭梭+白茎娟蒿(1.6723)>白梭梭+琵琶柴(1.5410)>白梭梭+沙蓬(1.4886)>白梭梭+假木贼(1.4530)>梭梭+碱蓬(1.4437)>白梭梭+刺木蓼(1.4277)>白梭梭+角果藜(1.3637)>白梭梭+沙漠娟蒿(1.3362)。     

艾比湖湿地自然保护区荒漠植物群落物种多样性研究

以重要值为测度指标,选择反映群落物种多样性、丰富度、优势度和均匀度的6个测定指数对艾比湖湿地自然保护区荒漠植物群落物种多样性进行了研究。结果表明:在整个研究区荒漠植物群落中,盐穗木、盐节木、白梭梭、梭梭和盐爪爪等物种有较高的重要值,草本的重要值较低。各群落类型的物种多样性指数的顺序为:白梭梭>胡杨>盐穗木>盐豆木>罗布麻>琵琶柴>花花柴>白刺>柽柳>白麻>芦苇>芨芨草>梭梭>骆驼刺>甘草>盐节木。     

Spatial heterogeneity of soil chemical properties between Haloxylon persicum and Haloxylon mmodendron populations

Spatial heterogeneity is a ubiquitous feature in natural ecosystems,especially in arid regions.Different species and their discontinuous distribution,accompanied by varied topographic characteristics,result in soil resources distributed differently in different locations,and present significant spatial heterogeneity in desert ecosystems.In this study,conventional and geostatistical methods were used to identify the heterogeneity of soil chemical properties in two desert populations,Haloxylon persicum Bunge ex Boss.,which dominates on the slopes and tops of sand dunes and Haloxylon ammodendron (C.A.Mey.) Bunge,which inhabits interdunes in the Gurbantunggut Desert of Xinjiang,China.The results showed that soil pH,electrical conductivity (EC),soil organic carbon (SOC),available nitrogen (AN) and available phosphorus (AP) were significantly higher in H.ammodendron populations than that in H.persicum.The coefficient of variation (CV) indicated that (1) most parameters presented a moderate degree of variability (10%＜CV＜100%) except pH in both plots,(2) the variability of soil pH,EC and AP in H.ammodendron populations was higher than that in H.persicum populations,and (3) SOC and AN in H.ammodendron populations were lower than that in H.persicurn populations.Geostatistical analysis revealed a strong spatial dependence (Co/(Co+C)＜25%) within the distance of ranges for all tested parameters in both plots.The Kriging-interpolated figures showed that the soil spatial distribution was correlated with the vegetation distribution,individual size of plants,and the topographic features,especially with the plants nearest to sampling points and the topographic features.In each plot,soil EC,SOC,AN and AP presented similar distributions,and fertile islands and salt islands occurred in both plots but did not affect every individual plant,since the sampling distance was larger than the size of such fertile islands.The results of topographic effects on soil heterogeneity suggested significant differences between the interdunes and dune-tops.Different topographic characteristics (physical factors) between plots result in the differences in SOC,AN and AP,while the heterogeneity of soil pH and EC arise from plant species and their distribution (biotic factor).Such biotic and physical factors did not occur in isolation,but worked together on soil heterogeneity,and played important parts in improving the soil properties.Hence these factors were ecologically valuable in the highly resource-stressed arid study area.     

克拉玛依植物群落物种多样性研究

根据30个样地102个样方的调查资料,采用Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Gleason丰富度指数[17]、Simpson优势度指数与Pielou均匀度指数[16]对克拉玛依植物群落进行研究。研究结果表明:克拉玛依植物群落结构简单、物种稀少,群落物种多样性水平较低,群落多样性指数的顺序为:胡杨群落﹥柽柳群落﹥梭梭群落﹥琵琶柴群落﹥芦苇群落﹥假木贼群落﹥猪毛菜群落﹥盐节木群落﹥碱蓬+麻黄群落﹥盐穗木群落。随着水分与土壤盐碱度的变化,群落物种多样性出现相应的变化趋势:乔木群落﹥灌木群落﹥草本群落。     

Soil properties and herbaceous characteristics in an age sequence of Haloxylon ammodendron plantations in an oasis-desert ecotone of northwestern China

Haloxylon ammodendron,a typical desert shrub with C4 pathway of photosynthesis,possessing a strong ability to adapt to an extreme drought environment,has a rapid growth rate in sandy lands and is widely used in sand-fixing shelter-forest systems in oasis-desert ecotones.To assess the effects of H.ammodendron plantation on the soil,we measured soil properties and herbaceous characteristics along a nearly 40-year chronosequence after H.ammodendron was planted in shifting sand dunes in an oasis-desert ecotone.Results showed that silt and clay fractions increased significantly in the topsoil.The accumulation rates of soil organic carbon(SOC),total nitrogen(TN) and total phosphorus(TP) were faster in the early stages(0–9 years) and slower in the late stages(9–39 years).The soil p H and electrical conductivity(EC) were higher than those in the non-vegetation dunes.Moreover,the soil properties in the topsoil(0–5 cm) showed larger variation scope than those in the deeper soil layers(5–20 cm).The significant relationships of the soil silt+clay content with the chemical properties mainly appeared in the topsoil.The wind erosion susceptibility of the soil,evaluated by erodible fraction(EF),decreased significantly with increasing H.ammodendron plantation age.Additionally,the annual pioneer herb,Agriophyllum squarrosum,was gradually substituted by the annual salt-tolerant herb,Bassia dasyphylla,with increasing plantation age.These results showed beneficial effects of H.ammodendron plantation on improving soil conditions.However,the dynamics of the herbaceous species also reminded us that the longterm effects of H.ammodendron plantation,especially on changes in vegetation composition,still need further evaluation.