沙坡头地区生物结皮的水文物理特点及其环境意义

包兰铁路中甘段,大规模生物防护体系取得了明显的生态环境效益。随着时间的展延环境诸要素发生变化,特别生物结皮的形成和发育,制约着生态防护体系的演变和发展。生物结皮是人工生态防护体系建立后,外来尘埃动态沉积,一年生植被的侵入,植物凋落物腐解,在微生物及其环境条件综合作用下的新生成物。生物结皮作为一新的环境因子介入人工生态防护体系之中,使沙面固结稳定,增强了抗风蚀的能力。同时它的形成和发育,增大了降水的无效蒸发,使降雨入渗浅,沙地水分恶化,导致深根性植物衰退,浅根性的半灌木和草本植物得到发展,使人工体系向半人工半自然体系变化和演变。     

沙坡头地区防护体系建立过程中生态环境变化的特点

本文主要揭示沙坡头地区流动沙丘经人工措施固沙后，生态环境条件变化的特点，如沙丘由动态状况逐渐稳定的过程，沙土发育及沙面结皮的形成因素，过程及特征；沙层含水量的变化趋势及对防护体系的影响。     

腾格里沙漠东南缘沙坡头地区防护林建设与生物气候关系的研究

运用实验生态和生态动力学,生态气候学的原理、途径和方法,研究在降水180毫米左右的草原化荒漠地区,依天然降水建立人工生态防护体系机理、演替变化。大气降水是本区植物繁衍的主要补给源。自八十年代以来降水有减少趋势,但年内分配趋于均匀,相对来说提高了降水对植物补给的有效性。流动沙丘和固沙初期沙丘体为一半封闭系统;在固沙年代较久的地区,由于沙丘表面生物结皮的发展,植物生长消耗了沙丘体内的贮持水量,沙体水分枯竭呈一封闭系统。固沙植物、微气候和沙地水分间形成一复杂的循环系统。据对流沙、1964和1981年固沙地水分动态与空气相对湿度、气温、降水、生物结皮、植被总盖度等关系分析,建立了数值模型。吸湿凝结水包含着分子吸湿和热力学二个过程,微气候因子影响并制约着吸湿凝结的过程和数量,它们从不同矢量方向参与和制约着热动力学过程。水面蒸发它包含了温度,相对湿度和风速三个要素,建立数值模型可揭示其影响的方式和强度。     

黄土丘陵沟壑区生物土壤结皮理化性质

为了解黄土丘陵沟壑区生物结皮发育过程中理化性质的变化,分析了不同盖度水平结皮的机械组成、养分、化学元素以及土壤因子与生物结皮盖度的相关性和结皮发育过程中土壤因子之间的相互作用。结果表明:随着结皮的发育,土壤有机质、全氮、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量均呈增长趋势,pH值则相反;土壤细砂粒含量(0.25~0.05 mm)减少,粗粉粒(0.05~0.01 mm)含量增加;土壤中的化学元素含量也呈增加趋势。土壤有机质、全氮、全磷、pH值、细砂粒、粗粉粒、Ca,Mg,Na和Fe含量与生物结皮的形成发育密切相关(P0.01)。此外,各土壤因子之间存在着相关关系,特别是粗粉粒含量和pH值,与其他因子有显著的相关性。     

荒漠藻固沙结皮试验研究初报

本文利用跑道式培养池培养了已筛选的两个荒漠藻品种 ,并在野外进行了荒漠藻结皮人工接种效果的研究 ;探讨了荒漠藻固沙结皮的形成与植被发育的关系 ;提出了藻沙粒结皮是荒漠藻结皮的早期形式。进一步分析了荒漠藻固沙结皮综合固沙技术的关键问题     

土壤微生物在生物结皮形成中的作用及生态学意义

在荒漠地区的固定、半固定沙地和流动沙地上,微生物、藻类植物及地衣、苔藓植物能参与并形成生物结皮,其在干旱和半干旱荒漠地区具有重要生态意义。其中土壤微生物因其极强的适应性和生存能力,在生物结皮形成各阶段都起着积极的作用。土壤微生物的生长和活性与土壤酶活性的变化具有良好的相关性,它的组成、分布和数量因沙丘类型和沙土层深度的不同而有所变化,也受到季节和植被的影响。土壤微生物的生理代谢活动及数量变化可以改变沙土表面理化性质,在土壤结皮的形成、植物营养的转化过程中发挥积极作用,为植物生长创造了良好的条件。     

生物结皮发育对地表蒸发过程影响机理研究

生物结皮的形成与发育显著改变了土壤地表特征及下伏土壤性质,对地表蒸发过程产生深远影响.但目前已有研究对生物结皮存地表蒸发过程中的作用仍存在很大争议.文中通过覆盖结皮和模拟降水的方法对土壤蒸发过程进行研究,以期初步揭示生物结皮发育影响地表蒸发过程的机理.结果表明:生物结皮主要通过结皮层对降水的截留和阻碍扩散作用及对下伏土...     

高寒地区人工植被恢复过程中沙表生物结皮特性研究

野外采样和室内分析相结合,对我国高寒地区荒漠化植被恢复不同阶段土壤生物结皮特性变化进行了研究.结果表明在沙质荒漠化地区,通过人工植被恢复,土壤生物结皮的形成是荒漠化土壤得以固定的基础,沙丘的固定时间不同,结皮层的特性有很明显的差异：①随固定时间变长,结皮层的土壤颗粒组成细化.结皮层砂粒总含量呈降低趋势,其中1～0.25 mm砂粒的含量逐渐降低,0.25～0.05 mm砂粒含量先升高后降低,而0.05～0.02 mm砂粒的含量在逐渐升高,粉粒和粘粒含量在固定初期呈逐渐增高趋势,之后趋于稳定;②固定过程中结皮层的化学性质逐渐变优.土壤结皮层的有机碳、速效养分、全氮含量及CEC均不断提高,说明结皮层对土壤养分有强烈的富集作用;碳酸钙和pH值没有十分明显的变化;有机物质的增多,促进土壤微生物的繁殖,从而促进土壤酶活性的提高.     

荒漠生物结皮研究中的几个问题

生物结皮在干旱区生态系统中扮演着一个关键的角色,它可以影响干旱区土壤的结构、功能、生产力,包括土壤稳定性、土壤保水力、碳、氮的固定和土壤的肥力等。结合国内外生物结皮的研究,提出生物结皮的影响因子、生物结皮与周围植物的关系、生物结皮形态的变化与分布的异质性等几个问题并进行了讨论。     

巩留野核桃林土壤的形成及其特征特性

本文研究了我国唯一的野核桃自然保护区的野核桃林土壤的形成条件、形成过程、剖面特片及理化特性。野核桃在巩留凯特明山前峡谷的繁衍生息，并发育着野核桃林土壤，是特殊的地质历史条件和小气候等综合作用的结果，野核桃土壤在长期特定的生物、气候条件下，其腐殖化过程和钙积化过程明显，粘化过程较弱。土壤剖面含硅铝高，但分异明显，具有特色。ＡＳ和Ａ１层质地适中，土体温润，结构良好，富含有机质和养分，春肥力较高，林木自     

Microbiotic Crust Influence on Unsaturated Hydraulic Conductivity

Microbiotic crusts occur extensively in rangeland soils . Developed by filaments of cyanobacteria and algae , and thalli of lichen and moss entanglement of soil particles , they create a physical discontinuity in the surface profile with greater concen trations of clay , silt , and potentially hydrophobic organic matter. These conditions potentially contribute to variability in soil hydrology of arid land and should be considered in the development of hydrologic and erosion models. However, there is limited manipulative research examining the functional relationships between soil and microbiotic crusts . We investigated the influence of cyanobacterial-dominated microbiotic crust on measured hydraulic conductivity (K) in a sandy loam soil at a southeastern Utah site . Using a tension infiltrometer , we determined K under three surface treatments: undisturbed , chemically killed (representing dead microphytes within the crust), and removed (scalped) microbiotic crusts. We applied treatments to spatially interspersed intact surface soils within shrub interspaces . Microbiotic crusts at this site and in this stage of successional development had no discernible influence on K. This finding supports results from research conducted in a variety of soils from sandy to silt dominated with a range of microbiotic development . Because this research was site and time specific , and because the role of microbiotic crusts in the environment continues to be debated , additional research is warranted to deter mine how stage of development of microbiotic crust influences soil hydrology .     

不同生态因子对生物结皮中土生绿球藻生长的影响

通过对生物结皮中土生绿球藻(Chlorococcum humicola)的分离、纯化及培养,初步探讨了pH、光照强度、温度和3种不同浓度的K ,Ca2 ,Mg2 等因子对土生绿球藻生长的影响.结果表明:pH和温度对土生绿球藻生长的影响极显著,Ca2 ,Mg2 浓度影响显著,K 和光照强度影响不显著.最适pH为 12,最适温度是25 ℃,Ca2 和Mg2 的最适浓度分别为1.77×10-4 mol/L和2.04×10-5 mol/L.其研究结果将为生物结皮的进一步人工培养奠定理论基础.     

巴丹吉林沙漠湖泊形成的机理分析

依据实际调查资料并结合前人研究成果,在探明区域水文地质条件的基础上,系统计算分析了沙漠区及外围盆地地下水的补给与排泄,发现沙漠区地下水补给量小于排泄量2.55×108 m3/a,不能解释内陆湖泊水量长久不衰的原因;而位于沙漠区西缘的黑河金塔-鼎新盆地地下水补给量大于排泄量2.66×108 m3/a,未见盆地内地下水位大幅度上升,多余的水量不知去向;与沙漠区衔接的其它盆地地下水资源匮乏且处于补排基本平衡的状态,根本无途径和多余的水量补给沙漠区.前人研究结果证实,横贯我国西北-东西的阿尔金大断裂的东延部分及其所形成的羽翼状断层带存在地表破碎带,且地势西高东低并具有良好的导水性,而这个地表破碎带通过了金塔-鼎新盆地和巴丹吉林沙漠,正好位于沙漠内陆湖泊群附近.而湖泊群一带存在大量钙华和钙质胶结层及湖水中3He/4He的比值,均表明湖泊水经过了深部地壳层的循环,加上黑河正义峡-哨马营段河水海拔高于湖泊群的佐证,认为黑河在金塔-鼎新盆地强烈渗漏所产生的地下水顺着阿尔金断裂自西向东源源不断地补给了巴丹吉林沙漠,经过目前还不为人知的深部循环方式,地下水在湖泊群地表破碎带向上运移形成上升泉,最终成为巴丹吉林内陆沙漠湖泊群水源的补给来源.     

塔克拉玛干沙漠腹地灌溉条件下土壤盐渍度变化研究

本文研究了塔克拉玛干沙漠腹地自然和灌溉条件下土壤盐渍化状况及变化规律 ,并对不同灌溉方式下土壤的盐分动态、变化规律和盐渍度的调控进行了研究 ,提出在塔里木沙漠地区控制盐害的较好方式是充分灌溉和延长灌溉周期。     

准噶尔盆地莫索湾龟裂地径流的研究

准噶尔盆地是北疆的主要平原荒漠草场,牧草资源丰富。然而这些草场不同程度的缺乏人畜饮水,在有水源的地段虽然能放牧利用,但广大的缺水或无水草场,尚未能放牧利用。为了解决该类部分草场人畜饮水与建设人工草地的水源,1980-1986年,我们在准噶尔盆地南缘莫索湾对龟裂地径流进行了研究。龟裂地径流的利用不但对开发该盆地的荒漠草场资源有重大作用,而且对绿洲边缘建立防风固沙林及改善荒漠生态环境都具有重要的作用。现介绍如下。     

古尔班通古特沙漠生物结皮中藓类植物形态解剖特征

对组成古尔班通古特沙漠生物土壤结皮的4种1变种藓类植物刺叶墙藓(Tortula desertorum Broth.)、真藓(Bryum argenteum Hedw.)、绿色流苏藓〔Crossidium squamiferum(Viv.)Jur.〕、泛生墙藓(Tortula muralis Hedw.)、泛生墙藓无芒变种(Tortula muralis var. aestiva Brid. ex Hedw.)的茎、叶形态解剖结构进行了观察。结果表明:除刺叶墙藓叶片上部为2层细胞组成外,其他4种叶片均由1层细胞组成。所有藓类植物叶片都具有明显或粗壮的中肋,起到了支持叶片和导水的作用。茎皮部外层细胞壁不同程度加厚。生物结皮中的藓类植物表现出叶片背卷或内卷、具疣状突起、透明毛尖(泛生墙藓无芒变种除外)以及边缘细胞壁加厚等特征,这些特征是对干旱荒漠环境长期适应的结果。研究结果为进一步揭示荒漠藓类植物形态特征与环境之间的关系提供理论依据。     

荒漠结皮对土壤水分状况的影响

本研究针对鄂尔多斯沙地生物结皮进行调查 ,利用人工喷水模拟降雨分析结皮对土壤入渗性能的影响。研究表明 :生物结皮能显著地降低土壤水分的入渗速率。在去掉结皮时 ,表层下 5 cm处的土壤含水量在 1 0分钟时即开始显著增加 ,而有结皮时 ,此处的含水量则在 1 5分钟时才开始显著增加。利用圆盘入渗仪测定有结皮和无结皮条件下的土壤饱和导水率表明 :固定沙丘间地有生物结皮的土壤饱和导水率范围是 :2 9.1 0 - 82 .2 1 mm/ h;半固定沙丘有微弱结皮时饱和导水率为 1 43.5 4 - 2 30 .2 5 ;去掉结皮后土壤的饱和导水率可显著上升数倍 ,无结皮的流沙的饱和导水率最高。     

土壤侵蚀成因机制分析与模拟

本文对黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀的成因机制与运动机理进行了深入探讨，分析了黄土地区高含沙火流通人的形成及其汇流过程，讨论了泥沙运动的基本模式。在此基础上对高含沙水流的运动机理及其挟沙力进行了力学模拟，分析了高含沙水流的流速分布及泥沙的垂线分布，构造了推移质泥沙的输沙模型。     

腾格里沙漠沙坡头地区的风沙土及其改良利用

腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区，由于气候干旱，风蚀频繁，因而形成的各类土壤均具有质地轻粗，有机质贫乏，保肥能力弱和富钾缺磷等特点，所以，在改良利用上应该积极营 护林，创造细土层，改造粗骨性，并以广开肥源，种植绿肥，培养和提高土壤肥力为重点。     

结皮土壤的抗风蚀性分析

土壤结皮是土壤在自然状态下形成的“保护层”,它的存在使得土壤变得稳定,使土壤的抗风蚀性有显著的提高,可以有效地抵抗冬春季节严重的风蚀,因此在干旱荒漠化地区越来越受到重视。土壤结皮分为物理结皮和生物结皮两类,由于生物结皮的生成需要长时间的积累,而且要求具有一定的湿度、温度,才可能存活和生长。而物理结皮只要土壤经过干-湿的过程很容易形成。本文通过实地观察,从不同的土质取得的原状土壤结皮样本进行扫描电镜观察,对土壤物理结皮的形成,与土壤的含水量、颗粒组成、含盐量等的关系,以及对土壤抗风蚀性的作用进行了详细的论述,以便使其在干旱、寒冷地区土壤荒漠化防治中受到足够的重视,减少人为因素对土壤结皮的破坏,利用人为手段促使结皮的形成,减少冬春季节风沙对土壤的侵蚀。