封育对荒漠退化草地土壤主要养分的影响初探

以新疆天山北坡荒漠草地为研究对象,通过对两年围栏内外的0~20 cm土壤养分进行对比分析,探讨短期围栏封育对土壤的影响。结果表明,退化草地围栏后土壤有效磷含量降低;中度、重度退化草地土壤表层碱解氮含量降低,极度退化草地土壤碱解氮含量升高;中度、极度退化草地土壤有机质含量升高。由此可以看出,当地严酷的自然条件和草地退化程度的不同,使得短期围栏封育对土壤养分恢复的效果除有效磷变化一致降低外,有机质、碱解氮、速效钾变化不一致,差异不明显。因此,只有通过长期监测,才能对围栏封育的效果做出客观的评价。     

围封对天山北坡荒漠草地土壤有机碳的影响

以天山北坡中段退化荒漠草地为研究对象,通过分析封育与放牧对草地土壤有机碳、易氧化碳、微生物量碳含量及活性有机碳的分配比例的影响,以揭示土壤质量的变化。结果表明：禁牧封育5年后草地土壤有机碳及其活性组分含量低于放牧草地。与封育草地相比,在5～10 cm放牧草地土壤有机碳、微生物量碳及MBC/SOC显著升高（P<0.05）,分别增加了0.81 g·kg^-1,34.12 mg·kg^-1,0.59%;土壤易氧化碳含量及ROC/SOC在10～15 cm土层差异均达显著水平（P<0.05）。可见,荒漠草地在封育5年后土壤质量降低,因此,应该实行合理的围封-放牧体系,更有利于退化荒漠草地生态系统的恢复。     

天山北坡低山草地类型复合体结构与成因分析

本试验研究了新疆天山北坡低山蒿类荒漠带草地类型复合体的结构，并从大量环境数据分析中证明了地形与土壤基质引起的水热再分配，是复合体形成的主要因素。     

3S技术在草地产量生态成因分析与农业资源估测中的应用研究

首先,利用新型的3种生物气候谱分析法,对22年来在新疆天山北坡观测的草地与生态资料进行了系统的产量成因、周期性变异规律和生态效应分析和讨论,经研究天山草地产量形成的发生年季周期性变化规律主要是受生态气候要素波动所致,两者呈4年周期性变化趋势,且具有明显的滞后生态效应,通常滞后1/4个周期,其中影响产量形成和高低的主导生态因子是土壤含水量和降水量因子;其次,在大量"天地"资料实际观测基础上,利用3S(RS、GIS和GPS)技术和生态系统分析方法,对新疆天山草地农业资源进行了系统地动态监测和大面积估产研究,结果表明阜康县草地和森林面积1998年比1988年分别下降了17.5%和51.0%,而农业用地面积和沙漠危害面积却分别增加了57.8%和21.2%,实现了利用3S技术准确监测新疆阜康县草地农业资源动态变化结果,其大面积草地遥感估产精度达到75.8%以上。     

天山北坡草地蝗虫群落的数量分类与排序

文章对天山北坡紫泥泉地区不同草地类型上的蝗虫群落结构和排序分类进行了研究,结果表明,该地区蝗虫的群落结构与草地类型是密切相关的,蝗虫群落可分为:(1)荒漠类蝗虫群落(2)草原类蝗虫群落(3)草甸类蝗虫群落,三个大类。     

3S技术在草地产量生态成因分析与农业资源估测中的应用研究

首先，利用新型的3种生物气候谱分析法，对22年来在新疆天山北坡观测的草地与生态资料进行了系统的产量成因、周期性变异规律和生态效应分析和讨论，经研究天山草地产量形成的发生年季周期性变化规律主要是受生态气候要素波动所致，两者呈4年周期性变化趋势，且具有明显的滞后生态效应，通常滞后1／4个周期，其中影响产量形成和高低的主导生态因子是土壤含水量和降水量因子；其次，在大量“天地”资料实际观测基础上，利用3S(RS、GIS和GPS)技术和生态系统分析方法，对新疆天山草地农业资源进行了系统地动态监测和大面积估产研究，结果表明阜康县草地和森林面积1998年比1988年分别下降了17．5％和51．0％，而农业用地面积和沙漠危害面积却分别增加了57．8％和21．2％，实现了利用3S技术准确监测新疆阜康县草地农业资源动态变化结果，其大面积草地遥感估产精度达到75．8％以上。     

基于遥感监测的天山新疆段草地退化时空特征及其与气候因子的关系

以植被覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,基于2001-2020年天山新疆段MODIS NDVI和气象遥感资料,采用像元二分模型、草地退化指数、冷/热点分析、变异系数和相关性分析等方法,分析草地退化时空特征及其与气候因子的关系,结果表明：1) 2001-2020年平均草地退化面积占总面积的34.04%,草地退化指数为1.67,处于轻度退化水平。2)空间上,轻度退化草地空间分异特征明显,主要集中分布在天山西部和中段山区,中度退化和重度退化草地面积较小且不集中,95%以上的区域草地植被覆盖度变异系数小于0.2,总体上覆盖度的年际波动小,变化相对稳定。3) 2001-2020年草地植被覆盖度受气候因子驱动的区域占总面积的44.23%,主要分布在天山西部和东部,受非气候因子驱动的区域占总面积的55.77%,在山区和南北两侧地势较平缓的区域均有分布,说明非气候因子在天山新疆段草地的变化中起到主导作用。该研究结论可为当地草地资源保护与利用提供科学依据。     

伊犁绢蒿生物学特性的初步研究

伊犁绢蒿荒漠草地既是新疆天山北坡重要的春秋牧场,又是新疆草地退化最严重的一类草地。通过对伊犁绢蒿生长发育节律的观测及生物量动态分析,初步探究伊犁绢蒿的生物学特性。研究结果表明：草地植物年内产量变化曲线与伊犁绢蒿生长规律一致为“双峰”型,植物群落生长主要受降水的影响;伊犁绢蒿在5月到6月初生长速度较快,春季生长强度是秋季的1．6倍。     

伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地特征与载畜力研究

伊犁绢蒿(Seri phidium transiliense)荒漠是新疆北疆地区重要的草地类型,但长期的超载过牧使该区域草地呈现不同程度的退化,严重地制约草地生产及生态功能的发挥.对伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地的植物性状和载畜力进行分析,以期为区域草地的合理利用和畜牧业的可持续发展提供参考.结果表明:随着草地退化程度的加剧,伊犁绢蒿在群落中的优势地位逐渐被叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)取代；伊犁绢蒿和群落的粗灰分与粗纤维含量在春季变化趋势相似,而伊犁绢蒿和群落的粗蛋白及粗灰分含量与粗纤维含量在秋季变化趋势相反；未退化草地春、秋季载畜力分别为1.20个绵羊单位/hm2和1.78个绵羊单位/hm2,中度退化草地春、秋季载畜力分别为0.29个绵羊单位/hm2和1.15个绵羊单位/hm2.为防止当地生态环境恶化,应在优势种发生更替前对草地进行有效的保护措施,即在对未退化和中度退化的草地利用时应以理论载畜力为最大承载力阈值.     

天山北坡伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地特征分析

对天山北坡不同退化阶段伊犁绢蒿(Seriphidium transillense(Poljak.)Poljak.)荒漠草地植被特征和土壤特性进行分析,以期为该地区的草地恢复提供理论依据.结果表明:随着草地退化程度的加剧,伊犁绢蒿荒漠的优势种逐渐被叉毛蓬(Petrosimonia sibirica(Pall.)Bunge)替代;地带性植被伊犁绢蒿的频度、盖度、生物量和密度随着草地退化程度的加剧逐渐降低,而叉毛蓬却呈相反趋势;叉毛蓬种群在扩繁时采用"r"对策,产生大量种子迅速占领领地,阻止了草地的完全崩溃.随着伊犁绢蒿荒漠退化,草地的饲用价值劣化,草地植物种类向低矮、适口性差、短命和类短命植物过度.草地的植被退化与土壤退化不完全一致,随着草地退化,土壤表层颗粒有变粗趋势,然而土壤有机质和全氮却呈现稳定升高的趋势;极度退化地区的高养分含量主要是由家畜排泄物导致.     

从西部大开发透视阿拉善盟荒漠草地生态建设的意义与对策

由于人为破坏和自然因素的影响，致使阿拉善盟荒漠草地严重退化，特别是草地植被的破坏，引起生态环境的恶化，对阿拉善盟17万居民的生产生活构成严重威胁，乃至对西北，华北地区生态环境的可持续发展构成严重威胁，本文通过对阿拉善盟荒漠草地的退化现状及成因分析，阐述了草地生态建设的意义和对策，对该地区荒漠草地生态建设具有一定的指导意义。     

河西山地绿洲荒漠植物群落种群多样性研究——I 生态地理及植物群落的基本特征

河西山地绿洲荒漠区包括祁连山北坡中段森林草原区、张掖荒漠绿洲区和东大山森林草原区第3个地理地段，海拔在1450～4200m之间。近50年气候的变化趋势是20世纪60年代冬冷夏热春雨多；70年代冬暖夏冷，夏秋雨多；80年代至本世纪末，年平均气温偏低，降水量增加。相应地，祁连山发育的现代冰川今后将出现稳定乃至前进现象。黑河流量动态变化与降水量的变化趋势一致。主要植被类型有红砂荒漠、山地荒漠草原、典型草原、寒温性针叶林、高山灌丛及高山流石滩植被等。祁连山北坡产高等植物1064种。植物区系从区第特征上可以分为两个区系小区，即祁连山坡中段、东大山森林草原区和河西荒漠区。东大山与祁连山北坡中段属于同一个植物区系类型，是一个年轻衍生的温带植物区系，区系发生在晚第三纪至第四纪。河西荒漠区是一个古老的植物区系。维管植物生活型谱组成中，地面芽植物占优势，其次是高位芽植物、一年生植物、隐芽植物和地上芽植物，分别占60%、17.6%、11%、6.5%和4%。植物生活型谱表现出明显的垂直地带性变化格局。     

新疆阜康荒漠植被指数特征和时空过程分析

研究天山北坡典型荒漠区草地植被覆盖变化,对于荒漠区草畜平衡及畜牧业可持续发展具有重要现实意义。采用1990,1999和2008年同时相TM/ETM+遥感影像,经辐射校正和几何校正后,基于荒漠植被指数特征和垂直地带性特征,进行了专家知识决策树分类,研究了阜康市典型荒漠草地、农田等地物近20年间的归一化植被指数(NDVI)和面积变化特征。结果表明,1) 经辐射校正后的NDVI与实际地物情况更接近,大致呈高山草甸>农田>温性草甸>平原荒漠>山前荒漠的规律;2)近20年间农区面积大量占用平原荒漠草地和山前荒漠,新增农田面积296.3 km²,是1990年耕地总面积的1.54倍;3)高山冰盖消融随即转变成为高山草甸类型的趋势明显,20年间减少冰雪区74.7 km²,是1990年冰雪区总面积的0.345倍,这也印证了近20年来全球变暖的说法。     

黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征

近几年,黄河源区高寒草原退化沙化明显。研究了黄河源区紫花针茅高寒草原在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤的特征,结果表明,随着高寒草原退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,植物群落多样性指数和均匀度指数呈单峰式曲线变化规律。随着退化加剧,禾草地上生物量减少显著,杂草类植物地上生物量先增加后减少,而莎草科植物地上生物量的变化不受草地退化程度的影响。高寒草原土壤表层0～20 cm的植物根系随土壤深度的增加而减少,随草地退化程度的加剧呈倒“V”型变化。高寒草原物种多样性与生物量之间呈“V”型变化规律,随着退化程度增加,物种丰富度与生产力的关系由显著正相关转变为负相关。随着高寒草原的退化程度加剧,土壤湿度、土壤有机质、速效磷、硝态氮、速效钾的含量和土壤紧实度都减小。随着高寒草原植被的退化演替,土壤退化越来越严重,贫瘠化不断加剧,到重度退化阶段,旱生沙生植物出现,呈现沙化初始景观。     

荒漠草原灌丛转变过程土壤呼吸动态变化及其影响因素研究

探析荒漠草原向灌丛转变过程土壤呼吸动态及其影响因素，对确定干旱半干旱生态系统碳“源”/“汇”状态具有重要意义。本研究以宁夏东部荒漠草原-灌丛镶嵌体为研究对象，选取荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地，开展各样地微生境(植丛与空斑)下土壤呼吸(Rs)及相关土壤性质研究，结果表明：随着荒漠草原向灌丛地转变，土壤呼吸日动态与季节动态呈上升趋势，季节动态在7月达到峰值(P<0.05)，灌丛地显著高出荒漠草地42.4%；土壤温度为转变过程土壤呼吸日动态的主要影响因子，温度和水分共同影响(R²介于0.44~0.80)土壤呼吸季节动态；回归分析和主成分分析表明，土壤呼吸与全碳、全氮、微生物生物量碳、生物量氮、土壤有机碳呈显著负相关(P<0.01)，与硝态氮呈显著正相关(P<0.05)。综上，近30年灌丛转变过程促使土壤二氧化碳通量增加，加速荒漠草原有机碳养分消耗。     

近百年全球草地生态系统净初级生产力时空动态对气候变化的响应

气候变化是影响生态系统空间地理分布、结构和功能的主要因素。为了从长时间序列大空间尺度上了解气候变化对草地生态系统的影响及其反馈机制,本研究利用综合顺序分类法及分段模型分别模拟了1911-2010年间全球草地生态系统及净初级生产力(NPP)的时空动态,并通过相关性分析揭示草地NPP对不同气候因子的响应。结果表明,在过去的百年间,全球草地面积从1920s的5175.73万km²下降到1990s的5102.16万km²,其中冻原与高山草地类组的面积下降最多,为192.35万 km²,荒漠草地类组、典型草地类组和温带湿润草地类组的面积分别下降了14.31、34.15和70.81万km²,而热带萨王纳类组的面积增加了238.06万km²。在气候变化的影响下,大多数草地类组的重心均向北方移动,在北半球尤为明显。全球草地NPP从1920s的25.93 Pg DW/年增加到1990s的26.67 Pg DW/年。就各草地类组而言,冻原与高山草地类组、荒漠草地类组、典型草地类组、温带湿润草地类组的NPP均呈现下降趋势,分别下降了709.57、24.98、115.74和291.56 Tg DW/年,而热带萨王纳类组的NPP则增加了1887.37 Tg DW/年。从全球尺度来看,降水是影响草地NPP的主要气候因子。总的来说,近百年气候变化对全球草地生态系统产生了深刻的影响,尽管草地NPP呈现增加的趋势,但暖湿化的气候变化对草地生态系统的结构和空间分布产生了不利的影响。     

荒漠草原植物抗旱生理生态学研究进展

荒漠草原植物由于长期在干旱环境下生存,形成了一系列抵御干旱逆境的生理生态机制.研究其生理生态学适应机制,对当前植物抗逆育种、生态环境恢复和作物抗旱性能评价等都具有重要意义.简要回顾了近20年来国内外在荒漠草原植物生理生态学方面的研究进展,包括形态结构、水势和渗透调节、光合和水分利用效率、蒸腾和气孔导度以及种群和群落等对水分胁迫的响应,并结合各个领域当前采用的主要实验手段进行了评述.进而分析了我国在上述领域的研究现状和应予以重点关注的问题.     

新疆北部绢蒿荒漠水源圈土壤养分的梯度变化

由于干旱缺水,新疆北部绢蒿（Seriphidium）荒漠形成以饮水点为中心的定居放牧,导致水源圈大量出现。2014年5月底,以新疆木垒县天山北坡绢蒿荒漠一个典型的牧场水源点为中心,采集了东南西北4个方向和6个采样距离（50 m,100 m,200 m,400 m,800 m和1200 m）的土样,分析了土壤含水率、电导率、pH值以及土壤有机碳、土壤全量和速效养分变化特征。结果表明,随着离水源点距离的增加,土壤含水量、全钾和速效钾没有明显变化,土壤电导率、pH值、土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮和速效磷的含量随着离水源点距离的增加而增加,说明放牧扰动强度的增加降低了土壤有机碳和土壤养分含量。结果说明,在新疆北部涓蒿荒漠,过度放牧导致水源点附近土壤养分明显减少,甚至枯竭。     

新疆草地荒漠化过程及驱动因素分析

草地作为新疆生态环境的主体,其荒漠化的发生与发展关乎新疆的生态安全及生态环境质量。本研究通过对新疆草地生态系统分布规律、特征及利用现状的分析,从草地荒漠化过程及其与其他生态系统的相互关系入手,探讨自然因素和人为因素对草地荒漠化的影响。结果表明,1）新疆草地荒漠化过程分为两种类型,Ⅰ型为低山、平原荒漠类型草地的沙化、盐碱化和退化过程,Ⅱ型为山地草地类型的退化过程;2）在人类活动和水文环境变化的综合作用下,草地与耕地、沙地、林地、湿地和社区在荒漠化过程中可进行相互转化;3）地形地貌、气候和土壤等自然因素是草地荒漠化发展的背景条件,为草地荒漠化的发展提供了物质基础,气候变化是南疆和东疆盆地草地荒漠化的主要驱动因素之一;4）水资源不合理利用是各流域中下游草地荒漠化的主导因素,滥垦滥挖是绿洲周边草地荒漠化的直接导因,放牧场、割草场荒漠化的主要导因是长期超载、无序利用及草地建设投入严重不足。新疆草地荒漠化形成的驱动因素不仅具有多因素性、地域性的特点,而且具有交叉和叠加的综合特点和多营力综合作用特征。     

基于光能利用率模型的内蒙古天然草原植被净初级生产力动态监测与气候因子的响应

利用光能利用率模型和MODIS数据对内蒙古天然草原2000-2018年植被生长期草原净初级生产力进行连续动态监测,并在像元尺度利用最小二乘法分析了近20年植被净初级生产力(NPP)时空变化规律。结果表明:近20年中,内蒙古天然草原NPP在空间上呈由西向东递增分布规律,年均NPP为198.04 g C·m^-2·a^-1,潜在草地退化面积16.22万km²,其中重度、较重度面积分别为0.20万和1.11万km²,主要分布于人类活动密集区域,如矿区、建设用地及周边;在草地类型上,温性草原、温性草甸草原、温性荒漠以及温性荒漠草原潜在退化面积分别为5.22万、1.40万、4.04万和2.21万km²。通过分析NPP与气候因子的相关性表明:近20年,内蒙古草原NPP与降水具有显著相关性,与温度无相关性;温性草甸草原NPP对降水的响应最敏感,温性荒漠草原其次,温性草原对降水响应最低。研究还根据上述结果,围绕草地生态保护提出了建议。