祁连山青海云杉林苔藓枯落物分布与水文特性

对祁连山中段青海云杉林苔藓枯落物分布与水文特性能进行了试验研究。结果表明,试验流域苔藓枯落物层分布与组成存在明显差异,15个样地平均厚度8.2 cm,厚度最大达13.7 cm,最薄仅1.5 cm,相差近10倍;苔藓枯落物中未分解成分较多,占总量的42.8%;半分解和已分解成分较少,分别占23.8%和33.4%。其最大持水率在271.1%~418.2%之间变化,平均为319.8%,青海云杉林区苔藓枯落物层的最大持水量约为其自身干重的3倍左右;最大持水量变化范围在7.6~59.1 mm,平均为36.4mm。经2004年测定,青海云杉样地内苔藓枯落物层平均厚度约9.7 cm,总降水量为178.7 mm,截留量为57.8 mm,占穿透降水的32.34%。     

祁连山青海云杉林土壤氮的含量特征

通过野外取样和实验室分析,研究了祁连山东、西段青海云杉林土壤全氮和有效氮(铵态氮和硝态氮)含量的特征.结果表明:①祁连山东、西段土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量变化范围分别为1.78 ～ 7.89 g/kg和1.50～4.39 g/kg,6.33 ～ 24.96 mg/kg和0.37～23.60 mg/kg,5.23～ 20.74 mg/kg和0.20 ～ 10.19 mg/kg,各氮素形态含量均是祁连山东段大于祁连山西段;在祁连山青海云杉林中土壤铵态氮为土壤有效氮的主要存在形式,其所占比例在祁连山东、西段分别为70.58％和87.58％.②在祁连山东、西段0～ 10、10～ 20、20 ～ 40 cm土层中,土壤全氮和铵态氮含量均随土层深度的增加呈减小趋势;不同土层土壤全氮平均含量均是祁连山东段显著高于祁连山西段(P＜0.05);祁连山东、西段土壤铵态氮含量在0～10 cm和10～20 cm土层中差异均不显著(P＞0.05),仅在20～40 cm土层中差异显著(P＜0.05);硝态氮含量在祁连山东段随土层的加深并没有明显的变化规律,在西段随土层深度的增加呈减小趋势,东、西段土壤硝态氮含量在0～ 10cm土层差异不显著(P＞0.05),在10 ～ 20 cm和20 ～ 40 cm差异显著(P＜0.05).③祁连山东、西段土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量在不同土层深度的变异系数均没有明显的变化规律,除土壤硝态氮在祁连山西段不同土层深度的变异为强变异性外,土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量在祁连山东、西段不同土层深度的变异均为中等变异.④祁连山东、西段土壤全氮和铵态氮含量之间均呈显著相关性,但全氮和硝态氮含量及铵态氮和硝态氮含量之间均无显著相关性.     

运用Gash修正模型对祁连山北麓中段青海云杉林降水截留的模拟

选择祁连山北麓中段排露沟流域青海云杉林为研究对象,基于2019年生长季(5—9月)降水截留观测数据、气象数据和林地调查资料,对其降水截留过程进行分析,运用Gash修正模型模拟青海云杉林降水截留过程。结果表明:研究期间林外大气降雨总量为418.7 mm,降雨主要为中、小雨。穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量分别为284.5,6.7,127.5 mm,占大气降雨总量的比例分别为67.94%,1.60%,30.46%。根据Gash修正模型模拟结果,穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量值分别为302.2,3.7,112.8 mm,占大气降雨总量的比例分别为72.18%,0.88%,26.94%,与实测值相比,三者的相对误差分别为6.22%,44.78%,11.53%。通过对Gash修正模型参数敏感性分析,参数在-50%～50%的变化过程中对林冠截留率的影响排序为EcRSS_tP_t。总体来说,Gash修正模型在祁连山青海云杉林降水截留的模拟运用中表现出很好的拟合效果,研究成果可为开展祁连山青海云杉林水分循环研究提供一定参考。     

黄土丘陵区典型群落特征及其与环境因子的关系

研究了安塞县黄土丘陵区4种典型群落分布、物种多样性、生物量变化与环境因子的关系。结果表明,所选群落的盖度和地上、地下生物量随退耕年限增加而明显增加,土壤水分、粘粒含量也有增加趋势;典范对应、多元回归和通径分析表明,群落的分布及变化受环境因子综合影响,土壤有机质、恢复年限、粘粒含量、坡向、海拔、硝态氮含量等是影响退耕地典型群落特征及分布的主要因子;土壤全磷含量对生态优势度,有机质、全氮含量分别对地上、地下生物量有最大正效应。本研究为黄土丘陵半干旱区退耕地植被恢复重建提供了理论依据。     

祁连山青海云杉林叶片—枯落物—土壤的碳氮磷生态化学计量特征

以祁连山排露沟流域青海云杉(Picea crassifolia)林为研究对象,研究其不同海拔梯度叶片—枯落物—土壤间的碳、氮、磷生态化学计量学特征,并对其相关性进行分析。结果表明,在不同海拔梯度上,叶片、枯落物和土壤C∶N比的变化范围分别为22.95~36.72、21.41~41.61、12.41~20.70,均值大小依次为枯落物叶片土壤,C∶P和N∶P比的变化范围分别为510.2~739.8、398.6~698.1、134.1~219.7和18.13~26.86、6.71~26.28、7.96~16.56,均值大小依次均为叶片枯落物土壤。随海拔梯度的增加,除土壤C∶N比差异性不显著外(p0.05),叶片和枯落物的碳、氮、磷化学计量比在不同海拔间的差异显著性各不相同。叶片、枯落物和土壤C∶N比两两均具有显著正相关(p0.05),叶片与枯落物及土壤与枯落物C∶P比均具有显著负相关(p0.05),叶片与土壤C∶P比及不同组分N∶P比之间相关性均不显著(p0.05)。该研究结果有助于进一步了解青海云杉林碳、氮、磷在不同组分间的相互作用规律与机制。     

青海云杉造林密度与水源涵养功能的响应关系

以青海省大通县安门滩小流域7种造林密度的青海云杉人工林为研究对象,利用浸水法、环刀法测定林下枯落物、草本层及0—60cm土壤层的持水量,定量评价不同密度的青海云杉人工林水源涵养功能。结果表明:(1)不同造林密度下的林分枯落物最大持水量变化范围为1.97～7.60m3/hm2,枯落物持水量最大的造林密度为1 725株/hm2,造林密度为2 300株/hm2的枯落物持水量最小;不同造林密度的林下草本层持水量变化范围为1.97～7.17m3/hm2,林下草本层持水量最大的造林密度为1 575株/hm2。(2)0—60cm土层的水源涵养功能与土壤物理性质、土壤渗透性及贮水性密切相关,土壤容重的变化范围为1.20～1.43g/cm~3,土壤总孔隙度变化范围为46.53%～53.30%,土壤容重与土壤总孔隙度随造林密度变化趋势呈负相关,密度1 575株/hm~2的林地具有最小的土壤容重和最大的土壤总孔隙度;土壤渗透性能主要取决于土壤的非毛管孔隙度,二者呈显著性相关,密度为1 575株/hm~2的土壤渗透性能最强,密度为2 300株/hm2的林分土壤渗透性最差;0—60cm土层的饱和蓄水量变化范围为2 792.50～3 197.90m3/hm2,造林密度为1 575株/hm2的土壤饱和蓄水量最大。(3)利用林地总贮水量评价水源涵养功能,林地总贮水量大小依次为D1575(3 207.37m3/hm2)D2300(3 164.67m3/hm2)D1900(3 157.17m3/hm~2)D1650(3 141.12m3/hm2)D1475(3 105.91m3/hm2)D1725(2 998.32m3/hm2)D1350(2 803.68m3/hm2)。研究结果说明造林密度为1 575株/hm2的青海云杉林水源涵养能力较好,这与当地2m×3m的造林规格相匹配,为青海黄土高原高寒区的青海云杉人工林可持续经营提供理论依据。     

祁连山中部青海云杉年内径向生长季节变化及其对环境因子的响应

以祁连山中段排露沟小流域青海云杉为研究对象,2018年5-10月应用带状树木径向生长记录仪对4株青海云杉径向生长过程进行测定,并同步测定气象因子和土壤温度、湿度,分析单株青海云杉径向生长的季节变化特征及其树木个体之间的差异,确定青海云杉在不同生长阶段的限制因子.结果表明:(1)4株青海云杉6月8日左右开始生长,7月28...     

高寒草地群落物种多样性与土壤环境因子的关系

对新疆巴音布鲁克高寒草地植物群落4个物种多样性指数和14个土壤指标进行回归分析,结果表明,全盐,HCO3-,Ca2+,速效N,pH值,土壤含水量与物种多样性有显著相关关系(P<0.05).全盐,HC3-,Ca2+,速效N和土壤含水量与丰富度指数的最好拟合为二项式,pH值与丰富度指数的最好拟合为直线回归,全盐,Ca2+.和pH值与Shannon-Wiener指数的最好拟合为二项式,土壤含水量与Shannon-Wiener指数的最好拟合为直线回归,这表明物种多样性与土壤环境因子的关系并不是简单的正相关或负相关关系.     

陇东黄土高原地区石油污染土壤微生物群落及其与环境因子的关系

为了认识和评价石油开采对陇东地区土壤环境的影响,采用平板培养和多元分析法研究了不同石油污染程度下的土壤微生物群落特征及其与土壤环境因子的关系。结果显示:(1)微生物3大类群的数量以距污染源30m的样地S1-3最高,200m的S7-9次之,100m的S4-6最低;放线菌数量变化对Shannon—Wiener指数影响较大。(2)土壤有机质、含油量、含盐量、速效磷均为S1-3最高,S4-6次之,S7-9最低;土壤pH值、碱解氮及速效钾含量均以S7-9最高,S4-6次之,S1-3最低。(3)PCA结果显示TPHs含量在8种环境因子中作用最大,其含量的上升导致了土壤含盐率、有机质和速效磷的增加,进而影响到了土壤含水量、pH值、土壤细菌、放线菌、微生物总数及其他环境因子。研究表明,陇东黄土高原地区开展生物修复石油污染时,应充分开发利用土壤细菌及放线菌资源,并外源投加N,K等营养元素,从而刺激土著石油降解菌的生长,进而提高石油烃的降解效率。     

外生菌根的功能及与环境因子的关系

本文对外生菌根的功能、环境因子对外生菌根及外生菌根菌的影响进行了综述,并针对当前存在的主要问题提出了建议。     

贺兰山云杉林根土复合体提高边坡稳定性分析

为了研究贺兰山青海云杉林(Picea crassifolia)边坡根土复合体对边坡稳定性的影响,该文在直剪试验、三轴试验等获得的土壤参数基础上,建立了基于有限元理论的贺兰山青海云杉林边坡稳定性计算数值模型,并在5种坡度条件下(18.43°、21.80°、26.57°、33.69°、45.00°)计算了无林边坡和有林边坡的安全系数、最大塑性应变、最大位移、破坏时间及它们的增长率随坡度的变化规律,并计算了土壤强度参数摩擦角、黏聚力、剪胀角与安全系数的灰色关联度矩阵和平均关联度。结果表明:1)无林边坡与有林边坡的安全系数随坡度的变化规律是一致的,都以幂函数递减。有林边坡相对于无林边坡安全系数的增长率以指数函数增加,且坡度越陡根土复合体对边坡稳定性的提高作用越强;2)根土复合体的存在可以延长边坡的破坏时间,有林边坡的破坏时间均高于无林边坡,根土复合体提高边坡破坏时间的增长率随坡度的增大呈抛物线增加,且坡度越陡提高作用越明显。边坡破坏时有无塑性贯通区会明显改变最大塑性应变、最大位移、破坏时间的值;3)摩擦角、黏聚力、剪胀角3个土壤强度参数中,黏聚力是影响边坡稳定的主导因素,摩擦角、剪胀角的影响次之,此规律不受边坡坡度的影响,这是根土复合体可以显著影响边坡稳定性的根本原因之一。该文的研究结果对于解释森林根土复合体加固边坡作用的本质、推进边坡稳定性计算的数值模拟、防治贺兰山浅层滑坡及水土流失灾害都具有重要的意义。     

宁夏贺兰山主要森林树种的含碳率分析

[目的]分析宁夏自治区贺兰山自然保护区4种主要森林树种青海云杉、油松、灰榆、山杨不同器官的含碳率,为更大区域森林碳储量研究提供参考。[方法]通过实地调查取样、室内实验测定及生物量资料对这4种主要林分地上部分平均含碳率进行了测定分析。[结果]宁夏贺兰山4种主要森林树种青海云杉、油松、山杨和灰榆,林分的地上部平均含碳率分别为:0.457 6,0.518 4,0.466 4和0.439 0。同一树种不同组分间的变异系数在1.30%~2.57%间,相同组分的变异系数在0.62%~1.92%间;不同树种不同组分变异系数在0.89%~5.68%间,不同树种相同组分变异系数在4.87%~13.37%间。[结论]不同森林类型林分含碳率不同。针叶树种各器官的平均含碳率高于阔叶树种,相应的针叶林分的平均含碳率也高于阔叶林。     

宁夏贺兰山东麓洪积扇区酿酒葡萄对水肥一体化响应

按照有机农业生产要求,通过田间试验,研究水肥一体化条件下施用有机滴灌肥对宁夏贺兰山东麓洪积扇区酿酒葡萄产量、品质以及葡萄园土壤化学和生物学性状的影响,探索半干旱区高山下洪积母质发育的瘠薄粗骨性灰钙土水肥高效利用途径。结果表明:施用不同数量的有机滴灌肥各处理酿酒葡萄产量与品质差异显著(p<0.05),其中3.6t/hm^2处理产量最高,达到8.29t/hm^2。T4.5处理葡萄单果最重,果粒最大;与CK相比,3.6t/hm^2处理能显著提升酿酒葡萄果实可溶性固形物、可溶性糖、总酚和花色苷等关键品质指标的含量(p<0.05)。酿酒葡萄品质指标与施肥处理间的关系分析表明,3.6t/hm^2处理得分最高。在0—20,20—40,40—60cm土层,土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等化学性质以及脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶均呈现出随施肥量的增加而增大的趋势,4.5t/hm^2处理达到最大值(p<0.05)。研究结果对地处大西北的宁夏贺兰山洪积扇生态脆弱区有限土肥水资源的高效利用,并生产最高端有机酿酒葡萄和葡萄酒,促进水土保持与经济效益的有机结合,实现农民增收、农业增效具有重要作用。     

贺兰山东麓不同种植年限酿酒葡萄林生物量分配及估算模型

通过对贺兰山东麓同一立地类型不同种植年限的人工酿酒葡萄林形态指标和生物量的测定,研究了葡萄林生物量随时间的分配格局,同时利用主要构件形态指标与各构件生物量建立了生物量估测模型。结果表明:1)供试林地葡萄树株高(H)、主蔓长(SH)、新梢长(YSH)、分枝数(BN)及茎粗(D)均基本上随林龄增加而逐渐增大。2)葡萄林各构件生物量随林分年龄的增加而增加。3)葡萄树地上部各构件生物量分配表现如下,1~4 a林分为叶生物量>新梢生物量>主蔓生物量,4~12 a林分为主蔓生物量>新梢生物量>叶生物量,2~12 a林分为地上生物量>地下生物量。4)以茎粗与株高结合的D2H作为自变量建立模型,各组分生物量最优估测模型均为幂函数W=a×(D2H)b(其中,W为生物量,D2H为茎粗D2与株高H的乘积,a和b为估测参数):叶生物量与D2H拟合模型为W=12.909×(D2H)0.825 9(R2=0.849 9,P=0.000),主蔓生物量与D2H拟合模型为W=3.963 4×(D2H)1.344 9(R2=0.938 1,P=0.000),新梢生物量与D2H拟合模型为W=6.190 6×(D2H)1.051 7(R2=0.804 7,P=0.000),地上生物量与D2H拟合模型为W=23.017×(D2H)1.076 6(R2=0.938 5,P=0.000),地下生物量与D2H拟合模型为W=27.126×(D2H)0.689(R2=0.892 4,P=0.000)。各预测模型精确度较高。     

贺兰山10种典型植物固碳释氧能力研究

为探讨贺兰山典型植物固碳释氧能力,运用Li-6400XT便携式光合仪对贺兰山10种乔灌草进行了光合生理指标的测定,计算10种乔灌草不同尺度的日固碳释氧量,并分析其固碳释氧能力.结果表明:(1)青海云杉的单株叶面积、单株叶干重、叶面积指数显著高于其他植物;苔草的比叶面积最高,且呈现出草本>灌木>乔木的规律;披针叶黄华的日...     

旅游干扰对贺兰山典型草原生物多样性及土壤性质的影响

[目的]探讨旅游干扰对贺兰山典型草原生物多样性及土壤性质的影响,进一步理解旅游干扰的生态影响效应与机制,为风景区资源与环境的保护管理提供参考。[方法]采用样方法对贺兰山景区主要游览线路两侧植物群落及其土壤进行了调查,分析了不同强度旅游干扰(低度旅游干扰,中度旅游干扰,重度旅游干扰)对植物群落及其土壤性质的影响。[结果](1)旅游干扰显著降低了植被覆盖度、枯落物含量、丰富度指数、均匀度指数和多样性指数(p0.05);(2)旅游干扰对土壤理化性质具有较大影响,土壤容重随着干扰强度的增加而增加,含水量和电导率随着干扰强度的增加而降低;(3)在旅游干扰条件下,土壤微生物量碳和氮变化幅度较大,对旅游干扰表现最为敏感;(4)随着旅游干扰强度的增加,土壤有机碳、全氮、碱解氮和微生物量碳、氮均明显降低,全钾和有效钾随干扰强度的增加而增加;(5)旅游干扰区域土壤养分指标相关性基本与对照区域相一致,土壤全量养分均与其对应的有效养分呈极显著正相关(p0.01)。[结论]中度旅游干扰并没有影响植被属性;旅游干扰对土壤性质有一定影响,而此影响并没有改变土壤养分因子之间的相互作用效应。     

不同起源云杉林土壤有机碳密度及与物种多样性关系

对甘南地区云杉人工林和天然林的不同林龄(包括幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)土壤有机碳密度及其群落物种多样性的关系进行研究。结果表明:不同起源云杉林在各林龄中均以表层土壤(0—10cm)土壤有机碳含量最高,随土壤深度的增加逐渐减少;土壤有机碳密度除天然云杉成熟林在表层最高外,其他均以深层土壤(50—100cm)最高,且土壤有机碳含量和有机碳密度随林龄的变化不显著(p0.05)。冗余分析表明,人工林0—10,10—20,20—30,30—50cm的土壤有机碳密度除与Ea指数呈负相关关系外,与丰富度(S)、Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D)、Pielou指数(Jsw)均呈正相关关系;天然林0—10,10—20,20—30cm的土壤有机碳密度与这5个指数均呈正相关关系。     

关帝山云杉次生林土壤的空间异质性及其与地形相关性

为揭示森林土壤空间变异特征及其变异机制,参照CTFS样地土壤采样方案,在关帝山4 hm2云杉次生林样地199个采样点进行土壤取样和测定,运用经典统计方法分析寒温性云杉林土壤pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质的水平和垂直空间分布特征,应用地统计学和ArcG IS插值的方法,重点分析了0～ 10 cm层土壤性质的空间异质性及其分布格局,并基于RDA排序和方差分解定量评价地形因子对土壤各指标空间变异的影响程度和解释量.结果表明:云杉次生林土壤的pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质含量呈明显的水平及垂直空间变异,0 ～ 10 cm层土壤上述5个指标的变异系数分别为8.78％、41.15％、58.36％、46.60％和48.38％;土壤变异的空间自相关范围为4.9～58.8 m,pH值和有效氮呈中等程度的空间自相关,有效磷、有效钾和有机质呈强烈的空间自相关变异;有效氮、有机质和有效钾呈相似的空间斑块状分布格局,即样地有效氮含量高的斑块中有机质和有效钾含量也高.pH值和有效磷则表现出相反的斑块分布格局;地形因子中,pH值、有效氮和有效磷受海拔影响最大,其中,海拔与pH值、有效磷呈正相关,分别解释其空间变异的40.43％和28.81％,而与有效氮呈负相关,能单独解释其空间变异的19.48％.凹凸度对有效钾和有机质的影响最大,可分别解释9.37％和6.88％的有效钾和有机质的空间变异,与这2个土壤性质指标为负相关.研究可为深入认识华北地区植物分布和物种共存提供基础依据.     

子牙河水系滨岸带植物群落结构及其与环境的关系

[目的]以海河流域子牙河水系河流滨岸带植物为对象,研究影响植物群落结构和分布格局的主要环境因子,为相关研究提供依据。[方法]2013年6月,在子牙河水系干支流设置了94个滨岸带样地,调查植被结构和海拔、护岸类型、堤外土地利用类型等6个环境因子。[结果]子牙河水系滨岸带植物共249种,分属于51科,166属。山区河段滨岸带有199种植物,分属于43科,135属,优势物种有芦苇(Phragmites australis)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)、荆条(Vitex negundo)、黄花蒿(Artemisia annua)等;平原河段滨岸带有36种植物,分属于22科35属,优势物种主要有芦苇(P.australis)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)等,山区植物丰富度明显高于平原区。[结论]海拔高度和堤外土地利用类型与植物群落结构显著相关。水热条件和人类活动压力是影响植被构成的主要成因。     

宁夏山地土壤的发育规律及系统分类研究

为全面了解宁夏山地土壤的发育特性及其系统分类归属,基于宁夏土系调查项目挖掘的典型剖面,选取10个发育在宁夏贺兰山山地(剖面编号为3、11、13、14和108)和六盘山山地(剖面编号为73、82、119、120和121)的土壤作为研究对象,结合剖面形态特征和理化性质,尝试对山地土壤的发育特征和系统分类归属进行研究。结果表明:(1)发育在宁夏的10个山地土壤高级单元归属为新成土、雏形土、淋溶土和均腐土等4个土纲,正常新成土、干润雏形土、湿润雏形土、冷凉淋溶土、湿润均腐土等5个亚纲,干旱正常新成土、简育干润雏形土、暗沃干润雏形土、冷凉湿润雏形土、简育冷凉淋溶土、斑纹湿润均腐土等6个土类,石灰干旱正常新成土、普通简育干润雏形土、普通暗沃干润雏形土、暗沃冷凉湿润雏形土、普通简育冷凉淋溶土、斑纹简育湿润均腐土等6个亚类,续分为10个土族,包括粗骨砂质硅质混合型温性—石灰干旱正常新成土,粗骨砂质长石型温性—石灰干旱正常新成土,壤质长石混合型石灰性冷性—普通简育冷凉淋溶土,砂质硅质混合型非酸性冷性—斑纹简育湿润均腐土等,10个供试剖面在土族完全分异,因而续分为10个土系,包括葡萄泉系、一堆系、滚钟口系、六盘山公园系、绿塬腰系等10个土系。(2)海拔对宁夏山地土壤的发育特征有着明显影响,表现为随海拔升高:腐殖质积累过程逐渐明显、土体淋溶过程加剧、土体石灰反应逐渐减弱直至消失;土壤水分条件逐渐改善,处于高海拔位置的山地土壤土体底部有弱氧化还原反应发生,形成铁子和铁锰胶膜;土壤pH逐渐减小,土壤酸碱性发生一定的变化。(3)受成土环境和成土因素的作用,土壤发育规律在诊断特征上的反映为随海拔高度的抬升呈现一定的垂直分异规律,其中诊断表层由淡薄表层演变为暗沃表层;土壤水分状况经干旱/半干润土壤水分状况向湿润土壤水分状况演化;土壤温度状况由温性土壤温度状况变为冷性状况。