干旱风沙区人工柠条林对退化沙地改良效果的关联度分析与综合评价

针对宁夏干旱风沙区大量营造人工柠条灌木林恢复治理沙化土地的状况下，作者从影响土壤质地结构、物理性质、化学性质以及地上植被生态系统等儿个因素人手，对退化沙地土壤与环境的影响进行灰色关联分析和综合评价，结果表明：无论在各评价性状权重值等同重要的情况下还是各评价性状权重值非等同的情况下排列序位次是一致的，呈现出造林密度1665丛／hm^2〉2490丛／hm^2〉3330丛／hm^2自然恢复地。由此说明干旱风沙区营造人工柠条灌木林对退化沙地土壤改良及植被的恢复具有积极的作用，而且从综合效果来讲，人工柠条营造密度为1665～2490丛／hm^2较为适宜。     

深松截流对干旱牧区柠条生长的影响

 为了解决干旱牧区柠条地雨水利用效率低的问题,采用柠条地深松形成线状沟截流和在旱季剪枝减少柠条腾发量措施来增加雨水的利用效率。研究表明:深松后的柠条地土壤密度降低,平均下降0.21g/cm3,柠条的株高和冠幅增长量都比对照组有明显增加,平均增长率分别比对照组高45.54%和30.71%,水利用效率也相应提高;剪枝后的柠条株高和冠幅比对照组增长速度快,株高和冠幅的平均增长速率分别提高31.15%和32.32%;剪枝柠条和对照组柠条的株高与冠幅在试验结束时二者无显著差异。研究结果可为改善牧区生态环境提供理论依据。     

封育年限对干旱河谷灌丛土壤理化性质的影响

[目的]探讨不同封育年限对干旱河谷灌丛土壤理化性质的影响,为该地区的天然植被恢复与管理提供理论依据。[方法]采用野外调查和实验室分析相结合的方法开展研究。[结果](1)封育后灌木层的盖度、密度、平均冠幅、高度明显升高,而草本层则相反。(2)随着封育年限的增加,土壤容重呈V形变化,封育13a达到最小值,而群落植被特征、土壤孔隙度、土壤持水量、土壤养分,呈倒V形变化,封育13a达到最大值。0—40cm,封育13a的土壤平均速效N,P,K较未封育草地分别增加26.42%,107.35%,33.92%;全量N,P,K含量分别增加了168.42%,47.62%和31.12%。(3)封育后,土壤理化性质有所改善,具有明显的表聚现象,土壤固碳能力有所提高,土壤有机碳密度表现为:F_(13)F_(22)F_(30)F_5CK;土壤有机碳储量表现为:F_5F_(13)F_(22)F_(30)CK,说明在狼牙刺群落封育恢复过程中,土壤环境有较为明显的改善。(4)采取封育措施后,外界干扰减少,狼牙刺灌丛覆盖度增加,从而增加地上生物量,使生产力得到提升,生物量与封育年限存在线型关系。[结论]采取封育措施后,干旱河谷地带的狼牙刺群落植被特征和土壤理化性质及有机碳密度和储量均优于未封育,植被自然恢复状态良好。     

人工柠条灌丛行间距对荒漠草原土壤有机碳含量空间分布的影响

以天然荒漠草原(CK)为对照,在6m行间距(BD),3m行间距(MD),1.5m行间距(SD)人工柠条灌丛水平方向上按照灌丛根围、灌缘和灌丛间取样,垂直方向上按照0-10cm,10-20cm,20-40cm,40-60cm,60-80cm,80-100cm取样,系统开展土壤有机碳(SOC)空间分布格局研究,探讨不同行距人工柠条灌丛对荒漠草原SOC空间分布的影响。结果表明:4种样地SOC含量垂直方向分布格局均表现为先上升后下降,而且SOC含量在80-100cm土层最低,但是BD和MD人工柠条灌丛均以40-60cm土层SOC最高,而SD和对照样地在20-40cm土层最高,3种不同行间距柠条灌丛SOC主要存储于20-60cm土层中,天然荒漠草原SOC主要存储于0-40cm土层中,0-100cm土层SOC平均含量为SDMDBDCK,分别比对照高16.13%,14.64%和12.41%;水平方向分布格局为0-20cm土层3种柠条灌丛根围、灌缘、灌丛间的SOC含量低于对照,SD和MD柠条灌丛表层根围土SOC含量高于对照,20cm土层以下3种不同行间距柠条林根围、灌缘和灌丛间SOC均明显高于对照。上述结果说明,人工柠条灌丛能够增加荒漠草原SOC含量,随行间距的增大其增加效果减弱,垂直方向的增加效应集中在柠条灌丛20cm土层以下,同层相比水平方向增加效应表现为根围灌缘灌丛间,根围土增加效果最为显著,1.5m小行距柠条灌丛无论在水平方向还是在垂直方向上影响最大。     

干旱风沙区水库边缘植被-风力侵蚀的变化及成因

[目的] 对干旱风沙区水库边缘植被覆盖度和土壤风力侵蚀的动态变化及其成因进行分析,为该库区风沙危害的防治提供依据。[方法] 基于Landsat影像使用像元二分模型计算植被覆盖度,运用定性与定量相结合的方法,研究甘肃省瓜州县桥子水库边缘植被变化和风力侵蚀状况。[结果] 2006,2011,2018年植被覆盖度分别为0.15,0.13和0.35,水库边缘的植被呈先减后增的趋势,其生长有远离水库的趋势。2006-2011年桥子库群周边环境变化剧烈,2011-2018年植被退化速度减缓。研究区强烈以上侵蚀面积比例仍较大（50%以上）。[结论] 研究区植被和侵蚀变化的原因除了气候等自然因素外,地下水补给量减少,水位降低,超生态负荷扩大绿洲,不合理的种植业结构、耕作方式及牧业发展等人为因素加速了天然植被退化和局部侵蚀,而采取的草场封育、固沙造林等治理和修复措施在一定程度上延缓这一进程。建议采取生态引水、补给地下水、发展节水农业、禁垦禁牧、调整产业结构、恢复植被等抢救性措施和预防保护治理措施,以维护绿洲的持久稳定。     

沙柳和柠条灌丛分枝生长对模拟降雨改变的响应

利用模拟降雨操纵试验(对照、降雨增加45％和减少50％),研究第2年沙柳和柠条灌丛不同径级分枝生长对模拟降雨改变的响应.结果表明:1)沙柳10～15 mm径级的分枝基径、枝长和生物量对降雨改变有一定响应,15 ～ 20 mm径级分枝枝长和生物量对降雨改变有响应;干旱显著降低了10 ～ 15 mm径级枝长和生物量的增加量,而增水增加了15～20 mm径级枝长和生物量的增加量,其他径级对降雨改变无显著响应.2)柠条＜20 mm径级的基径生长对降雨改变均有显著的响应,但只有＜ 10 mm径级枝长对降雨改变有显著响应,小径级分枝对降雨改变的响应更敏感.增水增加了＜ 10 mm径级生物量,而干旱并未导致该径级生物量显著降低;增水对10～20 mm径级生长季生物量并未产生影响,但干旱导致该径级生物量显著降低.3)增水导致沙柳和柠条每丛生物量增加量分别为11.3％和35.5％,而干旱导致每丛生物量增加量分别下降14.2％和36.8％,降水改变对柠条生长的影响要大于沙柳.该研究可为未来降雨格局改变下,2种灌木的生长动态和生产力预测提供理论依据.     

不同沙地生境下柠条灌丛化对草地土壤有机碳含量及分布的影响

为揭示不同沙地生境下灌丛化草地土壤有机碳及其组分的分布特征,以宁夏盐池县沙化草原不同沙地生境(丘间低地、固定沙地、半固定沙地、流动沙地)下不同发育期的柠条灌丛斑块及其对应的草地斑块为研究对象,对土壤颗粒组成、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)及易氧化有机碳含量(labile organic carbon,LOC)进行分析。结果表明:1)各沙地生境发育中期灌丛斑块的SOC、POC、LOC及POC/SOC极显著高于草地斑块(P0.01),而LOC/SOC在灌丛和草地斑块间差异性不显著;2)从丘间低地、固定沙地、半固定沙地到流动沙地,灌丛斑块及其对应的草地斑块SOC、POC、LOC及LOC/SOC均在固定沙地出现峰值,然后呈下降趋势,表明固定沙地及不同沙地生境发育中期的灌丛斑块和草地斑块是SOC、LOC及POC变化的临界点;3)相关分析发现,发育中期2种斑块SOC与POC及LOC间及SOC与LOC/SOC间均呈极显著相关(P0.01),但土壤黏粉粒与各组分有机碳及其分配比率间没有显著相关,因此LOC和POC可作为表征草地退化最敏感的指标。研究可为沙化草原土壤恢复研究提供理论依据。     

干旱风沙区路域柠条灌丛林地土壤重金属分布及其与土壤分形维数的关系

为了解干旱风沙区路域柠条林地土壤重金属的分布特征,探究其与不同粒径土壤颗粒和土壤分形维数的相关关系,为公路旁柠条林地土壤污染评价提供参考。以青银高速旁人工柠条林地为研究样地,调查了距高速公路0,30,60,100,150,200m灌丛林下表层土壤重金属Pb,Cu,Cd,Zn含量,并对土壤重金属含量与土壤粒径分布及土壤分形维数进行了相关分析。结果表明:(1)0~200m,土壤重金属Pb,Cu,Cd,Zn变化曲线均呈"单峰"型,峰值分别出现在150,30,0,60m处。(2)随着距高速公路距离的增加,土壤黏粒含量呈上升趋势,而极细砂粒呈下降趋势;土壤分形维数呈缓慢上升趋势。(3)相关分析显示,土壤Cd和Zn在土壤黏粒中存在明显富集作用,而土壤Pb和Cu在各粒径颗粒中均无富集作用。土壤Pb,Cu,Cd,Zn与土壤分形维数间均未表现出相关性(p0.05),而土壤黏粒(r=0.71,p0.05)和极细砂粒(r=0.73,p0.05)与土壤分形维数间均表现出线性相关关系。研究表明,干旱风沙区路域柠条灌丛林不同种类土壤重金属空间分布变化较大,且存在阈值。土壤粒径较小的黏粒更容易吸附重金属,其分布特点对路域土壤重金属扩散范围的研究有重要的参考意义。并且,土壤分形维数变化能够反映该区土壤理化性状的变化特征,可以将其作为路域土壤结构、土壤退化恢复程度的一个定量指标。     

干旱风沙区苜蓿后茬不同轮作方式对水分利用效率和产量的影响

为了评价宁夏干旱风沙区苜蓿翻耕不同轮作模式对水分恢复及适宜的轮作模式,研究了10a生紫花苜蓿翻耕后不同轮作方式对水分利用效率、产量和经济效益的影响。结果表明:苜蓿草地翻耕后不同轮作方式对土壤水分的恢复有一定效果,不同轮作方式土壤含水量有差异。轮作第1a玉米和高粱的水分利用效率与苜蓿地(CK)相比分别增加了1.14倍和1.09倍;轮作第2a苜蓿-玉米-玉米(ACC)和苜蓿-玉米-高粱(ACS)方式水分利用效率与苜蓿地相比分别增加了0.94倍和0.85倍;产量与苜蓿地相比分别增加了0.86倍和0.79倍;2a轮作结束后,ACS方式产投比高于其他轮作模式,是宁夏干旱风沙区最佳的草田轮作方式。     

宁夏干旱风沙区林药间作生态恢复措施与土壤环境效应响应的研究

以干旱风沙区林药间作恢复措施为研究对象,研究了通过不同密度柠条林内种植甘草的生态恢复措施对土壤环境的影响.结果表明:8 m,6 m柠条带间的土壤含水量明显高于自然恢复地,3 m带间土壤含水量低于自然恢复地;土壤容重以6 m带距和8 m带距的较低,自然恢复地最高;总孔隙度以6 m带距内的最高,其他处理措施差异性不显著;土壤速效氮、速效磷表现出以自然恢复地较高;物种多样性为8 m带距内的人工甘草恢复区＞6m带距内的人工甘草恢复区＞野生甘草自然恢复区＞3 m带距内的人工甘草恢复区;适宜的林药间作恢复措施一定程度上增加了物种数和植被的盖度,但是人工柠条林的密度过大,反而引起植被盖度的下降及单个植物优势度的增加.     

风沙区不同配置农田防护林防护效应及其对农田土壤水分的影响

[目的] 明确风沙区不同配置农田防护林产生的防护效果差异以及影响田间土壤含水率的作用因子,为该地区水分管理和土地利用提供理论依据。 [方法] 选择南疆阿拉尔市十团3种典型配置的农田防护林,研究不同配置防护林内土壤含水率、风速、光照强度、空气温湿度等因素,综合分析土壤含水率变异性决定因子。 [结果] 疏透度为41%的5行新疆杨对田间小气候改善作用在0～1 H范围最显著,疏透度为47%的1行胡杨+2行新疆杨的林内有效防护距离最长,且田间土壤含水率显著大于5行新疆杨且大于4行新疆杨。5行新疆杨林内土壤含水率主要受空气温度、湿度、光照强度的影响,4行新疆杨和1行胡杨+2行新疆杨土壤含水率与防护林距离和土层深度有关。总体来看,林带疏透度对土壤含水率有直接负向作用,同时土壤容重随土层深度变化间接对含水率产生负向影响。 [结论] 合理调整农田防护林配置结构,能够提高防护林防护效益,为风沙区作物生长提供有利条件,同时促进当地水资源合理利用和可持续发展。     

青藏高原高寒灌丛昼夜温差对NEE的影响及其变化特征

为了探讨气候变化背景下昼夜温差的减小对高寒生态系统碳平衡产生的影响,基于涡度相关系统,利用2009年、2010年、2011年的涡动相关系统观测资料,对青藏高原高寒灌丛昼夜温差对净生态系统CO_2交换(NEE)的影响及其变化特征进行了研究。结果表明:高寒灌丛生态系统2009年、2010年、2011年NEE的逐日变化趋势基本一致,最大碳吸收的月份都是7月,分别为-263.49,-318.73,-278.47 g/(m~2·月)。就全年来看,高寒灌丛生态系统2009年、2010年、2011年的NEE为-466.19,-483.65,-204.83 g/(m~2·a),表现为弱的碳汇。高寒灌丛的日最高温和日最低温在一年中都表现为先增大后减小的变化趋势,而昼夜温差却有着相反的变化趋势。2009年、2010年、2011年昼夜温差的月平均最小值都出现在9月,分别为11.28,12.29,10.87℃,但NEE的月平均最小值都为7月。在2009年、2010年和2011年的5—9月的昼夜温差与NEE都呈显著的负相关关系,说明高寒灌丛在生长季昼夜温差的增大有利于生态系统碳的积累,暗示在未来昼夜温差减小的条件下高寒灌丛可能会促进陆地生态系统的碳损失。     

干旱荒漠区土地利用变化对地表温度的影响

该文以Landsat TM 遥感影像为主要数据源,获取了宁夏中卫市沙坡头区1992年和2007年的土地利用信息;利用单窗算法反演了对应时期该区域的地表温度（LST）;据此分析了土地利用变化与地表温度变化之间的关系。结果显示：1）不同利用方式的土地的LST有显著差异,流动沙地的LST最高,其次是固沙用地、草原化荒漠等;2）过去15 a间,研究区内最为明显的土地利用变化方向是“草原化荒漠转变为农田”和“流动沙地转变为固沙用地”;3）“草原化荒漠转变为可灌溉农田”会导致LST明显下降,“草原化荒漠转变为压砂田”     

基于SEBAL模型评估干旱半干旱区人工灌丛植被对陆表蒸散的影响

评估人工灌丛植被重建对干旱半干旱区陆地生态系统蒸散的影响,不仅能揭示植被变化与水文过程的耦合机理,又可为区域生态治理与水资源管理提供科学指导。该研究利用Landsat-8 OLI/TIR遥感影像及气象数据等驱动SEBAL模型,反演宁夏盐池县的年内不同日期的陆表蒸散,结合目视解译选取的人工灌丛区与对照草地,评估了人工灌丛植被对陆表蒸散的影响。结果表明：1）SEBAL模型的蒸散反演精度与站点观测结果较为一致,可用于干旱半干旱区蒸散反演及空间特征研究;2）盐池县人工灌丛植被区日平均蒸散为1.20 mm/d,高于对照草地1.17 mm/d的日平均蒸散量,即干旱半干旱区人工种植灌木林增加了生态系统水分消耗,但不同季节和不同生物地理条件下的蒸散增强作用存在差异,蒸散增强在8月份最大,而3、4月份呈现负效应;3）人工灌丛的密度越大、植被盖度越高,对陆表蒸散的增强作用越强,特别在NDVI>0.4的高盖度情况下蒸散增强作用更加明显。由此可知,在水资源紧缺的干旱半干旱区开展以灌木树种为主的植被重建需在合理的生态水文阈值范围内开展,才能构建出稳定可持续的人工生态系统。     

径流季节变化对清水河河道生态环境需水量的影响

[目的] 估算清水河河道生态环境需水量,为保证清水河发挥其正常生态功能以及流域内水资源的合理配置提供依据。[方法] 通过对清水河流域用水情况实地调查,在分析整理多年水文统计资料的基础上,考虑生态用水安全,根据清水河径流随降水时间的季节性变化特点以及流域多年水文变化特征,在空间上选取清水河干流的不同断面计算河道生态环境需水量。针对需要满足河流不同生态功能要求,分别采用Tennant法、面积定额法,90%保证率最枯月水量法等方法计算河道基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量以及水体自净需水量。[结果] 清水河河道生态环境需水量包括基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量及水体自净需水量,年需水总量上游段为6.29×10⁶ m³,中游段为6.57×10⁷ m³,下游段为1.65×10⁸ m³。[结论] 清水河河道生态环境需水量与泥沙含量和水质有直接关系。泥沙含量高是清水河河道生态环境需水量高的最主要因素。     

采煤塌陷对风沙区土壤性质的影响

以毛乌素沙地东南缘大柳塔矿区为典型研究区,将灰色关联度模型引入土壤性质研究体系,对近20年陕北风沙区采煤塌陷造成的土壤性质变异性进行分析.结果表明：1）沉陷区坡中部位土壤含水量明显减小（P＜0.01）;坡中和坡顶部位土壤孔隙度增大（P＜0.05）;土壤粒级变粗;沉陷区土壤有机质和速效氮质量分数与未沉陷区相比差异显著（P＜0.01）;沉陷区土壤过氧化氢酶活性明显降低且在相当长的一段时间内不可修复（P＜0.01）.2）从不同土层深度上,风沙区采煤塌陷主要对表层（0 ～ 20 cm）土壤性质影响显著,对土壤养分的影响主要表现在碳和氮元素上,特别是不利于土壤中氮元素的保持与利用,同时塌陷裂缝和风蚀、水蚀作用加剧了土壤水分流失.     

浅析不同立地条件对油茶生长量的影响

针对引进的长林系列8个品种优良的油茶在不同立地条件下的生长量进行观察与分析,并对不同立地条件对油茶生长量的影响进行阐述。参与试验的油茶均已栽植2年,试验结果表明:在油茶生长的过程中,海拔不会对其生长量造成影响,在第2年生长的过程中,油茶苗木无论是在生长地径方面,还是在树高方面,都与海拔有直接关系;不同坡位和不同坡向对油茶的生长高度也有一定的影响。因此,为更好地提高油茶生长量,在造林地工作中可以将栽植地段选在600 m以下的东、南坡位置,并尽可能在中下坡处栽植。     

阿拉善干旱荒漠区土地利用变化对生态系统服务的影响

为探析干旱荒漠区生态系统服务对土地利用变化的响应,支撑干旱荒漠区生态—经济—社会可持续发展,选择生态环境脆弱、人地关系紧张的阿拉善干旱荒漠区为典型研究区,运用ArcGIS对阿拉善2000—2015年土地利用变化进行了分析,在此基础上利用InVEST模型评估了阿拉善土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响。结果表明:2000—2015年,阿拉善土地利用变化明显,草地、建设用地、耕地、水域面积呈增加趋势,而未利用土地和林地面积呈减少趋势。同期,研究区生态系统服务总价值从1 025.26亿元增加到1 237.70亿元,主要归因于未利用土地面积的减少和草地面积的增加;而这一变化对研究区土壤保持服务价值增加的影响尤为明显。2000—2015年,研究区分布有5个生态系统服务价值热点区域,这些区域生态服务价值的提高普遍得益于近些年生态治理工程的实施。但值得注意的是,阿拉善右旗和居延海绿洲的热点区域有缩小的趋势,在今后的生态治理过程中需要重点关注。     

神府煤田风沙区采煤塌陷对风蚀的影响

[目的]探究神府煤田风沙区采煤塌陷对风沙活动的影响,为矿区防治风蚀危害和植被恢复提供科学依据。[方法]以塌陷区扰动地表为研究对象,通过野外定位观测,研究塌陷1~2a沙丘典型位置及不同的地表破损率对风蚀/风积量影响。[结果]塌陷1a、塌陷2a和对照(非塌陷)沙丘不同典型位置的风蚀/风积深度分别达到-28.2,-45.6和-2.8cm,其整体的风蚀概率达60%以上,90%以上和10%以下。地表破损率越大,其地表风积过程越显著,且随着地表破损率的减小,风沙运动状态逐渐由风积填缝过程转化为风蚀过程,其风蚀/风积深度(Q)与地表破损率(V)呈多项式函数关系。[结论]采煤塌陷有效地促进了风沙运动,改变了局部的风蚀/风积深度,可能引起固定半固定沙丘重新活化。