黄土丘陵沟壑区铁杆蒿群落种间联结性研究

取样技术对种间联结性的测定有很大影响，取样面积过大、过小以及取样数目过少都会造成较大偏差。黄土丘陵沟壑区铁杆蒿群落的取样面积在0．125－1m^2、取样数不小于60时能取得良好的测定效果。对于其它群落，样方面积的大小可以根据样方中平均出现的物种数占统计物种数的55％－80％来确定。铁杆蒿群落中有8个种对具有显著正联结，11个种对具有显著负联结，这种联结是种间竞争、种间互利或偏利以及物种对环境的趋同或分异的结果。根据物种对生境的要求并结合种间联结系数星座图，11个物种可以划分为2个生态种组。     

榆林市黄土丘陵沟壑区沙打旺种子繁殖试验

在陕西省榆林市黄土丘陵沟壑区建设沙打旺种子繁殖基地,试验结果表明,为获得较高的种子产量,立地条件应选择梁峁的缓坡,坡向为东北、东南和东3个方向。播种时间为3～5月份,种植密度18～24万株/hm2。这样做不仅播种当年可收获青草8289～14577kg/hm2,而且第2年的产子量就可以达到445.5～479.9kg/hm2。     

白羊草群落优势种种间联结性的分析

用x^2检验和Jaccard指数对山西白羊草群落19个优势种种间联结性进行了分析，检验了种间相关关系。结果表明，白羊草群落优势种整体上多呈现正关联，群落处在较稳定的演替阶段，各种间关系随群落类型和生境的变化而发生变化，并可反映一定的发展趋势。对生境要求相同或相似的种对在适合其生存的生境中表现出显著的正关联.     

黄土丘陵沟壑区林草间作种植效益评估

为了评估黄土丘陵沟壑区近10年来退耕还林还草工程实施过程中林草间作模式产生的实际效益,对定西市部分地区随机抽样调查,选取5种典型的林草复合植被系统进行定量分析,结果表明：林草间作种植模式兼顾了生态、经济和社会3大效益,达到了农民增收致富,同时改变土地利用结构、恢复植被、减少水土流失、改善生态环境的目的。林草间作模式的经济效益主要体现在草畜转化上,生态效益主要为水土保持与改良土壤结构,社会效益主要表现为林草牧业统一协调发展。林草间作模式培育初期经济效益较低,后期生态效益和社会效益较高。     

黄土丘陵沟壑区植被恢复过程中物种组成及多样性

通过小流域内不同生境条件下的植被调查,研究了半干旱黄土丘陵沟壑区植被恢复过程中的物种组成和植物多样性。结果表明:各植物种占总数比例为多年生草本一年生草本灌木乔木;阳坡灌木作用较大,半阳坡和半阴坡乔木树种与灌木树种作用相近,阴坡明显以乔木树种作用占优势;不同人工林类型之间植物多样性不存在显著差异,而立地条件是影响植物多样性的主要因素,人们对退耕地的经营活动,不利于生物多样性恢复。     

黄土丘陵沟壑区不同植被类型次降雨产流产沙特征

在甘肃省定西市安家沟小流域以径流小区为研究对象,利用径流场在自然降雨条件下监测所得径流泥沙资料,对不同植被类型的次降雨入渗、产流产沙特征进行了对比研究。结果表明：不同植被类型土壤入渗率均随着雨强的增大线性增大,入渗速率与降雨历时呈幂函数关系。油松林的径流系数（15.97%~19.88%）最大,小麦地（10.91%~17.32%）和沙棘林（9.51%~17.47%）次之,冰草地（4.62%~8.30%）和苜蓿地（6.82%~10.66%）的径流系数最小。径流系数（1%~28%）与降雨量之间符合幂函数关系（P<0.05）。径流含沙量平均值排序依次为小麦地（16.49~22.71 g·L^-1）>苜蓿地（12.66~16.91 g·L^-1）>沙棘林（7.04~11.8 g·L^-1）>油松林（6.95~7.78 g·L^-1）>冰草地（5.53~7.71 g·L^-1）。径流含沙量和土壤侵蚀率均与降雨侵蚀力呈正相关关系（P<0.01）,可分别采用线性函数和二次函数进行定量描述。研究成果可为黄土丘陵沟壑区水土保持优化配置提供参考。     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库与地上植被的关系

土壤种子库与地上植被的耦合研究对于探索有效的植被恢复方法具有重要意义。通过野外调查和室内试验研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,地上植被的物种数(54种)多于土壤种子库中的物种数(28种),菊科、禾本科和豆科都是它们物种组成的主要植物;土壤种子库和地上植被的丰富度指数、多样性指数、生态优势度与退耕年限的相关性未达到显著水平,只有均匀度指数和退耕年限呈显著正相关关系;土壤种子库和地上植被的相似性比较小,相似性系数(CC)变化范围为0.143~0.414,平均为0.261。黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库的物种数、丰富度指数和多样性指数均小于地上植被,这从一定程度上说明了该研究区土壤种子库在植被恢复中的潜力还比较小,植被恢复还需要适度的人为干预与调控。     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库特征与季节动态

采用野外样线取样与室内萌发相结合的方法研究了黄土高原丘陵沟壑区退耕地种子库的组成、密度、分布特征、季节动态、种子库类型。结果表明,土壤种子库中共发现50种植物的种子,隶属15个科,39个属,主要物种组成与密度季节间差异不显著;在演替过程中土壤种子库的物种数量与密度随退耕年限的增加表现出:增加-减少-增加的趋势,同时阳坡种子库密度波动较阴坡剧烈;土壤种子库密度年内变化范围为1 067～14 717粒/m²,土壤种子库平均密度是夏季＞秋季＞春季;研究区域退耕地土壤种子库类型属于以猪毛蒿为优势种,并具有其他一年生、多年生草本植物与灌丛种子的没有显著的季节动态的持久种子库,是物种适应黄土丘陵沟壑区特有生态环境条件的繁殖更新策略;从土壤种子库的物种组成、密度、类型来看,黄土丘陵沟壑区退耕地具有一定的自然恢复潜力。     

黄土丘陵沟壑区不同立地环境下植物的抗氧化特性

通过野外取样,对黄土丘陵沟壑区坡沟系统5种立地环境(阳坡沟谷地和沟间地、峁顶、阴坡沟间地和沟谷地)下19种主要物种叶片的膜脂过氧化指标丙二醛(MDA)含量,3种抗氧化酶即超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,及2种非酶抗氧化物质即还原型谷胱甘肽(GSH)和类胡萝卜素(Car)含量进行了测定与分析,旨在探讨不同物种适应不同立地环境的抗氧化特性。结果表明:各立地环境下物种间的MDA积累量均呈极显著差异(P<0.01),说明各立地环境的胁迫均导致供试物种遭受不同程度的膜脂过氧化作用,其中互生叶醉鱼草的膜脂过氧化水平最高,猪毛蒿的最低;在不同立地环境间,白羊草、达乌里胡枝子、阿尔泰狗娃花和狼牙刺的各抗氧化酶活性和非酶抗氧化物质含量均无显著差异(P>0.05),中华隐子草、糙隐子草、长芒草、草木樨状黄芪、糙叶黄芪、甘草、菊叶委陵菜、猪毛蒿、铁杆蒿、茭蒿、沙棘、杠柳和互生叶醉鱼草存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异,说明在不同立地环境下,前者均采用多种抗氧化酶和非酶抗氧化物质协同抵御胁迫的策略,后者则调用不同抗氧化酶或非酶抗氧化物质发挥主要抵御作用;由于植物科属和碳同化途径的差异,其抗氧化特性也存在差异:菊科和豆科植物分别主要通过CAT和SOD减轻活性氧的伤害,禾本科植物则能以较高的SOD、POD活性和Car含量维持较低的膜脂过氧化水平,C₄植物比C₃植物具有较高的GSH和Car含量。隶属函数法综合评价表明,中华隐子草的抗氧化能力最强,互生叶醉鱼草的最弱。     

陕北黄土丘陵沟壑区主要植物种子对干旱胁迫的萌发响应及抗旱性评价

陕北黄土丘陵沟壑区土壤水分匮乏是影响植被恢复的重要因素,而干旱胁迫对种子萌发的制约是植物自然更新的关键限制因子。本研究通过设置不同浓度梯度聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟不同的干旱胁迫条件,测定黄土高原丘陵沟壑区16种主要植物种子的萌发特性及抗旱性。结果表明,随PEG浓度的增加,16种植物种子的萌发均受到不同程度的抑制,种子的萌发时滞延长直至不萌发,种子的发芽势、发芽率、发芽指数和抗旱指数均呈下降趋势。而轻度的干旱胁迫(50 g·L-1)能促进部分种子的萌发,增加种子发芽率和发芽势。采用隶属函数法对16种植物种子的相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数和抗旱指数进行综合评价,结果发现,鬼针草(Bidens pilosa)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)、狗尾草(Setaria viridis)种子萌发耐旱性最强,而大针茅(Stipa grandis)最弱。     

黄土丘陵区铁杆蒿光合蒸腾特性的研究

使用Li-6400便携式光合测定仪,测定了自然条件下黄土丘陵区铁杆蒿的光合速率、蒸腾速率和光合响应等指标。结果表明:(1)晴天叶片净光合速率在12点达到峰值21.19μmolCO2.m-2.s-1,日变化为平稳的单峰曲线。(2)铁杆蒿的光补偿点为44.1μmol.m-2.s-1,光饱和点为351μmol.m-2.s-1,说明铁杆蒿喜光但不属于典型的阳生植物。(3)铁杆蒿的蒸腾速率(Tr)随有效光辐射强度(PAR)的增强一直处于上升趋势,没有出现蒸腾速率饱和现象。(4)铁杆蒿叶片水分利用效率(WUE)随PAR的增强呈抛物线状变化,<160μmol.m-2.s-1时,WUE增加较快,当PAR在160-2000μmol.m-2.s-1内变化时,WUE基本维持在2.5-3.39 mmol.mol-1之间。     

黄土丘陵区沟谷地植被恢复群落特征研究

对黄土丘陵区2个不同沟向沟谷地植被群落特征进行样方调查,统计分析沟谷地植物物种频度和植物种群相似系数。调查共记录植物81种,隶属31个科,菊科、禾本科和豆科物种分别占物种总数的19.75%、16.05%和14.81%;封禁20年左右的沟谷地植被演替表现出良性演替的趋势;目前该沟谷地植物群落生活型中草本植物仍占主导地位,尤其是多年生草本,而灌乔生活型植物也已占有重要地位。灌乔木树种对植物群落多样性和结构等方面具有重要影响,沟谷地植被分布的斑块格局较为突出,不同沟向沟谷地的灌乔植物种的重要值构成格局存在一定差异,南北沟向较西东沟向分配均匀;沟向不同,沟谷地所形成的植被种群相似性具有一定差异,主要是由于受到一些伴生种和罕见种的影响。此研究对掌握该地形植被演替方向,明确植被恢复任务和目标具有一定意义。     

放牧强度对黄土丘陵区草地植物群落特征的影响

退耕还林(草)工程实施后,黄土丘陵区形成大面积草地,该草地的可持续管理备受关注。适度放牧可能有利于草地植物群落的自然更新及可持续发展,同时可增加经济收入,但该区鲜见相关报道。为此,本文以该区20年以上退耕草地为研究对象,通过野外调查,研究了不同放牧强度(以单位面积羊粪球数量表征)对草地植物群落特征的影响。结果表明：轻度放牧(粪球密度为0～10个·m^-2)可促进退耕草地植物群落发育,群落平均高度、盖度、生物量、Shannon-Wiener指数和Margalef指数较封禁草地分别增加了39.8%,5.0%,26.0%,14.8%和32.8%。放牧超过一定强度(粪球密度大于10个·m^-2)将导致退耕草地植物群落退化,群落平均高度、盖度、生物量、Shannon-Wiener指数和Margalef指数较封禁草地分别降低了48.0%,24.2%,63.1%,14.3%和27.0%。在一定放牧强度(15～20个·m^-2)下植物群落中直立、丛生生活型物种优势度降低,莲座和匍匐生活型物种优势度增加,耐牧性增强。本研究可为黄土丘陵区大面积退...     

黄土丘陵区不同饲草混播模式对种间关系的影响

为探究不同草种混播对饲草种间竞争的影响,筛选出适合黄土丘陵区种植推广的混播模式和混播组合,本研究于2018—2020年在宁夏回族自治区固原市原州区展开试验,设置C₃+C₃型禾豆混播模式：无芒雀麦（Bromus inermis）+紫花苜蓿（Medicago sativa）（BM）,燕麦（Avena sativa）+箭筈豌豆（Vicia sativa）（AV）;C₃+C₄型禾豆混播模式：玉米（Zea mays）+拉巴豆（Dolichos lablab）（ZD）,高丹草（Sorghum bicolor×S.Sudanense）+拉巴豆（SD）,所有混播比例均为1∶1,以相应草种单播为对照,测定各物种生物量,土地当量比（Land equivalent ratio,LER）,相对产量（Relative yield,RY）,竞争力（Competition ratio,CR）和侵袭力（Aggressiveness,AG）差异特征和动态特征。结果表明：各混播处理下,LER均显著高于1（P<0.05）,地上生物量均高于对应单播处理;C₃模式中BM组合中紫花苜蓿RY,CR和AG显著大于无芒雀麦,其余混播组合中均表现出禾本科RY,CR和AG大于豆科饲草,高丹草对拉巴豆的CR和AG高于玉米。本研究表明,玉米（C₄）+拉巴豆（C₃）组合资源利用效率最高,群落结构最稳定。     

落地石油量对黄土丘陵区撂荒草地植物群落的影响

为定量反映落地原油对草地植物群落的影响,选择黄土丘陵区撂荒草地进行野外石油污染模拟试验。试验共设5个处理水平,4个重复,周期为11个月。结果表明:随着浇油量的增加,石油对群落的影响逐渐增大,表现为群落的返青时间推迟,返青系数下降,返青系数与浇油厚度呈极显著负相关;浇油厚度为4.3和5.8 mm时,群落盖度降低、植株数减少且在整个生长季增加缓慢,群落物种丰富度指数和Shannon-wiener多样性指数显著低于对照组;不同种群对石油污染的响应不同,达乌里胡枝子(Lespedeza daurica (Laxm.) Schindl.)和阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus (Willd.) Novopokr.)8月生长系数有相似趋势,都在1.4 mm浇油厚度时达到最大值0.697和0.612,随着浇油厚度的继续增加,二者的生长系数迅速下降;冰草(Agropyron cristatum (L.) Gaertn.)8月生长系数与浇油厚度呈显著负相关。     

黄土丘陵区不同恢复年限草地土壤微团粒分形特征

运用分形理论研究黄土丘陵区不同恢复年限草地土壤微团粒的粒径组成、分形维数特征及与土壤理化性质关系,使分形学在土壤微团粒性状与土壤肥力特征研究中得到进一步应用,并为评价草地生态系统土壤特征及生态恢复提供新方法。结果表明:表土层分形维数随植被恢复年限的增加而减少;剖面土壤沙粒含量越高,微团粒分形维数越低,粘粒规律相反,而粉粒与分形维数相关性不显著;土壤质地由粗到细使得分形维数由小到大变化;分形维数也可有效地表征不同植被恢复年限的草地土壤结构和养分的变化趋势;分形维数与土壤容重、非活性孔度、全磷、速效钾及氨态氮之间存在正相关性,与土壤活性孔度、孔隙比、有机质、全氮、碱解氮及硝态氮表现出负相关。     

黄土丘陵区撂荒对土壤酶活性的影响

为了解侵蚀环境下植被恢复对土壤酶活性的影响,以典型侵蚀环境黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复1至50年撂荒地长期定位试验点为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了植被恢复过程中土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶及理化性质的演变特征。结果表明,土壤酶活性前期变化波动较大,后期(20-30a)年变化趋于稳定;尿酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶与其他因子相关性相对较强,可以作为评价土壤质量的生物学指标;尿酶、淀粉酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶活性随恢复年限而增加,多酚氧化酶则减少;土壤酶指数可以作为评价土壤质量的方法。     

黄土丘陵区天然群落的植物组成、植物多样性及其与环境因子的关系

选择陕北黄土丘陵区不同立地条件下的4个典型群落,进行群落调查与土壤水分和养分的测定,探索天然群落自然恢复过程中群落的结构组成、植物多样性与环境因子的关系,为该地区的植被恢复提供指导。结果表明:植物群落组成主要集中在菊科、禾本科、豆科和蔷薇科,这4大科植物在该区具有较强的生态适应性;研究区天然群落组成较为简单;铁杆蒿(Artemisia sacrorum)在各立地均有分布,且重要值相对较大,为各个群落的优势种或者亚优势种;植物的生活型中多年生草本植物占优势,其次是半灌木,再其次是一、二年生草本植物,灌木植物所占的比例最少;相同坡向不同坡位的群落较为相似;不同立地条件下群落多样性指数的大小与各立地的水分条件关系密切。植被盖度、坡度、海拔高度和坡向对多样性产生影响,主要是通过直接影响土壤含水量实现的。土壤含水量是影响植物群落组成和多样性最为关键的生态因子,是黄土高原植被恢复和重建的关键性因子。     

黄土丘陵区铁杆蒿群落植被特性及土壤养分特征研究

对黄土丘陵区森林草原带铁杆蒿种群演替变化中不同恢复年限的群落植被特征和土壤养分进行分析,结果表明,随着植被恢复年限增加,群落物种组成不断变化,群落总盖度、地上与地下生物量逐渐增加,群落多样性指数先增加后减小再趋于稳定,丰富度指数缓慢升高但变幅不大,而均匀度指数与多样性、丰富度指数变化趋势相反;土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾增加且上层土壤养分恢复较下层块。群落植被因子与表层土壤养分相关分析表明,植物群落总盖度、铁杆蒿盖度、群落物种多样性指数、群落地上与地下生物量与表层土壤(0~20 cm)养分间均呈现正相关关系,铁杆蒿盖度与群落总盖度、表层土壤有机碳、碱解氮间呈显著正相关,与群落地下生物量和丰富度指数(Ma)间的相关性达到极显著水平。群落地上与地下生物量、有机碳和碱解氮间存在显著正相关。群落地下生物量与Ma间存在显著正相关,与土壤有机质、碱解氮达到极显著水平。这说明群落生物量可以在土壤养分因素的作用下得以显著恢复,土地生产力的提高又促进演替的进行。     

人工培育条件下羊草与冷蒿的种间关系研究

通过人为控制种群密度的盆栽实验,研究羊草的高度生长和播种比例的关系以及羊草、冷蒿的地上生物量与播种比例的关系。结果表明:羊草的高度生长不受单播、混播的影响,其增长曲线为H=a bt ct2;不同的播种比例,羊草的生长速率不同。当两者株丛数接近相等时,冷蒿对羊草的高度生长有明显的抑制作用;株丛数相差较大时,冷蒿促进羊草的生长。对总生物量而言,羊草的混播比例增大不利于总体生物量的积累。