浅析沙棘根系在砒砂岩地区坡面上的分布情况

以人工种植在砒砂岩地区坡面上的中国沙棘的根系为研究对象,通过对其不同径级的三个生长指标：根密度、根长、根量进行研究,可以得出：沙棘根系主要分布在0-40 cm土层范围内,这种分布为浅根型分布,且水平根系比较发达。对于径级〈3 mm的根系,它的根密度值在表层最大,之后沿土层深度的增加而减少;其它径级的根系其根密度的实测点分布呈现出表层较少,10-20 cm处最大,20 cm以下沿土层深度的增加而递减的规律。根长随根系径级的增加大致呈现出减小的趋势。根量则反之,随径级的增加而增大。具有固氮能力的根瘤主要分布在0-40 cm的土层内,在表层最多。     

砒砂岩区三种沙棘根系特征与固土能力

[目的] 研究中国沙棘(Hippophae rhamnoides ssp.sinensis)、太阳沙棘(Hippophae rhamnoides ssp.taiyang)、乌兰沙林沙棘(Hippophae rhamnoides ssp.mongolica “Wulanshalin”)在砒砂岩区的根系分布特征及林下土壤抗蚀性特征,为改善当地生态环境提供新的树种选择。[方法] 在野外挖土壤剖面获取根土复合体,在室内进行根扫描及崩解试验。[结果] ①沙棘根系垂直分布规律大致相似。随土层深度的增加,根长、根体积逐步减少。根系主要分布在0—60 cm土层,占总根量比例分别为90.96%(中国沙棘),83.38%(太阳沙棘),74.93%(乌兰沙林沙棘);粗根主要分布在0—40 cm土层。水平方向粗根主要分布在距根基0—20 cm的范围内,细根主要分布在20—100 cm范围内,且距根基越远细根含量越少,根系整体呈浅层化分布。②沙棘林下土壤崩解速度变化趋势基本一致。以0—20 cm表层土平均崩解速度最低。随着深度增加逐步增大,水平方向距根基部越远土壤平均崩解速度越大。土壤崩解速度表现为：中国沙棘(3.18 g/s)＞太阳沙棘(1.27 g/s)＞乌兰沙林沙棘(1.21 g/s)。③土壤崩解速度与沙棘根系分布有显著相关关系。垂直方向上受到粗根和细根的共同影响,水平方向主要受到细根的影响,细根对固持水土的作用更大。[结论] 太阳沙棘的根系含量高于乌兰沙林沙棘,且根系分布特征和林下土壤崩解速度变化规律联系更密切,更适用于砒砂岩区的水土流失防治工作。     

沙棘植物对砒砂岩沟道土壤改良效应的研究

基于内蒙古砒砂岩地区准格尔旗东一支沟沙棘植物柔性坝野外水保试验,根据监测的土壤有机质数据,运用比较与统计分析的方法,研究了沙棘植物对沟道土壤的改良效应.结果表明,沙棘植物的存在,极大地提高了沟道土壤肥力,改善了植物群落的生长环境,对于该区生态环境的恢复与重建具有重要意义.沙棘柔性坝所形成的复合地表枯枝落叶层的腐殖质、根系的死亡代谢及分泌物都是沟道土壤有机质的重要来源;沙棘植物柔性坝沟道0-30 cm土壤层的有机质含量平均值要高出对比沟1.25倍;东一支沟沙棘柔性坝沟道土壤有机质含量从上游到下游表现出沿程增加的趋势;各典型沙棘柔性坝沿土壤剖面的有机质含量平均值是相应对比沟的约1.8倍;有机质沿土壤剖面的分布对比说明,沙棘植物的存在改变了沟道有机质沿土壤剖面的分布,这种分布有利于沙棘植物及砒砂岩沟道次生植物群落的生长与恢复.     

利用沙棘治理砒砂岩

<正> 一、砒砂岩的分布 砒砂岩,是当地群众对伊克昭盟广泛分布的中生代陆相碎屑沉积岩类的砂岩、泥岩和砂砾岩的俗称。它主要分布在东胜市、准格尔旗中北部、伊金霍洛旗东北部和达拉特旗的丘陵区。从水系分,砒砂岩地区涉及皇甫川流域、窟野河流域。以及库布其沙漠的部分地区,面积约一万平方公里     

砒砂岩区沙棘生态建设成效显著

砒砂岩区沙棘生态建设 ,使有“环境癌症”之称的砒砂岩区得到有效治理 ,林木覆盖率由 10 %提高到 3 5 3 %,每年可拦蓄径流 490万m3 ,拦截泥沙 2 0 0万t ,有效地控制了水土流失 ,防止了土壤沙化 ,生态环境得到明显改善 ,土地生产力由 15 5 4元 /hm2 提高到 769 8元 /hm2 ,基本上实现了环境效益和经济效益的协调和可持续发展。介绍了准格尔旗沙棘生态建设的经验和做法     

砒砂岩区典型坡面土壤颗粒组成空间分布特征研究

为揭示土壤颗粒组成在垂直和水平方向上的分布规律,采集砒砂岩区典型坡面0—100 cm剖面的土壤,运用经典统计学测定其颗粒组成。结果表明：坡面0—100 cm土壤质地主要为砂壤土(59.21%)和壤砂土(36.40%)。随土层深度增加,砂粒含量增加,粉粒和黏粒含量减少,土壤逐渐呈现粗粒化的趋势;坡面尺度上,表层0—10 cm砂粒为弱变异,其余各层各粒级均为中等程度变异,且随土层深度增加变异性增强,不同粒级的变异系数表现为砂粒<粉粒<黏粒。沿坡面等高线方向,样带B粗粒化程度最弱,10 cm土层以下,样带B粗粒化程度最强。沿垂直坡面等高线方向,坡中砂粒含量(73.60%)相比于坡上和坡下分别增加6.90%(p<0.05)和11.66%(p<0.05),坡下粉粒(31.85%)和黏粒(3.10%)含量相比于坡上和坡中分别增加13.13%(p<0.05),23.59%(p<0.05)和4.36%,51.70%(p<0.05),坡中粗粒化程度最强,坡下是细颗粒堆积的主要区域。研究结果可加强对砒砂岩区坡面土壤颗粒空间分布规律的认识。     

沙棘治理砒砂岩工程建设与管理模式

为了有效地治理砒砂岩区的水土流失,1998年水利部批准实施沙棘治理砒砂岩生态工程。在实践中总结出“盖顶、束腰、锁边、护坡、固沟”的工程建设模式和从合同管理、技术培训、种苗准备、技术管理、自查初验、复查验收、经费兑现到产品开发一条龙的“八流程”管理模式,取得了较好的生态效益、经济效益和社会效益。     

沙棘在砒砂岩区小流域冻融风化侵蚀中的作用

通过对砒砂岩区西召沟小流域冻融风化侵蚀实测资料的分析,认为砒砂岩区冻融风化侵蚀主要发生在裸露沟谷坡面,其冻融风化侵蚀与砒砂岩的种类有关。与同种砒砂岩相比,种植沙棘7年后,支沟上、中、下游的坡面冻融风化侵蚀模数平均从11748t/km2降为3535t/km2,降低69.9%。单位长度沟沿线与沟角线和的冻融风化侵蚀量平均从0.0974m3/m降为0.004m3/m,降低95.9%。冻融风化侵蚀量占整个沟道总产沙量的百分比上游从76.1%降到52.6%,下游从6.4%升到13.2%。可见沙棘在防止冻融风化侵蚀方面的作用是非常明显的。     

砒砂岩沟谷种植沙棘林防止土壤重力侵蚀的实践

黄河中游的砒砂岩区是我国土壤侵蚀最为严重的地区之一,也是黄河下游河道淤积物中粗泥沙的集中来源区之一。该区严重的重力侵蚀,构成了流域产沙的主体,并为水力侵蚀提供了丰富的泥沙来源。1999—2008年在砒砂岩裸露沟谷地段种植的沙棘林保存面积达1 642.86 km2,较好地减弱或消除了产生表层碎屑层的水热条件,起到了很好的拦截泻溜作用。据估算,砒砂岩区目前人工沙棘林平均减少的土壤侵蚀模数(重力)为4 833 t/(km2.a),年可减少土壤重力侵蚀量达741万t,为减少入黄粗泥沙发挥了很好的作用。     

砒砂岩区沙棘人工林的萌蘖能力

为了达到快速治理砒砂岩区的目的,采用标准地调查方法,对内蒙古区鄂尔多斯市准格尔旗准格尔召镇近年来营造的不同林龄沙棘林萌蘖能力进行研究,以期对沙棘种植的设计、施工以及管理等提供依据。结果表明：沙棘具有极强的萌蘖性能,定植株2-8 a的沙棘人工林分,其萌蘖能力为0.2万-8.0万株/hm^2;沙棘萌蘖能力随林龄的变化,在2-4 a逐渐增加,5-6 a时达到最高,之后7-8 a又逐步下降;萌蘖能力以水、肥等条件最好的沟谷地川滩地最高,平均可达2.1万株/hm^2;不同立地条件类型间,萌蘖能力相差超过1倍;中等盖度（40%-70%）的沙棘人工林分,其萌蘖能力最高。生产实践中可充分利用沙棘萌蘖能力强的优势,适度降低种植密度,有效减少苗木和种植成本,从而实现砒砂岩区快速、经济、高效恢复植被、根治严重水土流失的目的。     

砒砂岩区种植沙棘后景观格局变化预测

沙棘是砒砂岩区沟谷部位常用的一种生态恢复树种。通过运用马尔科夫模型,对种植沙棘后砒砂岩区景观格局变化趋势的分析,预测沙棘等各类景观要素的发展规模,以为科学指导类似沙棘生态工程的建设项目提供相关依据。为探索种植沙棘对景观系统的影响,将沙棘单独分出来作为一种景观类型,与其他常规景观类型一起进行景观格局分析。结果表明:在砒砂岩区,沙棘生态工程建设是对区域景观生态格局变化影响最大的因素;预测确定的砒砂岩区沙棘种植面积的最大比例为10.21%,乔木林地面积比例预测值在10%以下,林地面积过大将会造成土壤干层下移,最终可能导致大片林分死亡现象出现;稀疏植被地的面积稳定比例为32.25%,在干旱少雨的砒砂岩区,较高的稀疏植被比例,是适应当地环境条件的最佳选择。     

砒砂岩区沙棘林生态工程减洪减沙作用分析

 通过"水保法"计算沙棘林在砒砂岩区的减洪减沙效益,分析晋陕蒙砒砂岩区沙棘林生态工程的减洪减沙量,以及对研究区直接入黄支流的减洪减沙作用。结果显示:研究区流域内沙棘林占流域内总林地面积的比例逐年增大,沙棘林的减洪减沙量也逐年增大,从2002年到2008年,皇甫川、孤山川、窟野河等三支流沙棘林平均每年总减洪量480.84万m3,总减沙量302.65万t。研究结果对砒砂岩区配置水土保持措施有重要的参考价值。     

砒砂岩区沙棘人工林雌雄分异规律

雌雄分异规律的研究对于晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程的建设具有十分重要的意义。通过对36块沙棘人工林标准地的调查统计发现：这一地区沙棘人工林雌雄比例平均为1：2．6;低龄时雄株比例很高,其数量甚至可达雌株的10倍;而在5～8年生时,雌雄比例变化渐趋平缓,基本上在1：2左右波动;冲积土、风沙土（盖沙黄土）、黄土基质上生长的沙棘人工林,其雌雄比例约为1：2．2～2．4,而砒砂岩上的沙棘雌雄比例为1：3．4。严酷的自然生态环境条件,是当地人工林中雄株比例明显居多的主要原因。以采果为主要经营目标的“经济型”或“生态经济型”沙棘林,应当建立在生态条件相对较好的沟谷川滩地段,适度追求经济效益;条件严酷立地应当建设“生态型”沙棘林,采取切实措施加以保护,充分发挥其水土保持、涵养水源和防风固沙等效益。     

超声波微波协同提取沙棘叶黄酮及其组成和活性研究

沙棘叶中富含黄酮类化合物等多种活性成分,为提高其提取率和利用率,本研究采用常规溶剂萃取、超声辅助、微波辅助、超声波微波协同提取4种方法对沙棘叶黄酮进行提取,测定沙棘叶黄酮得率并观察沙棘叶的微观组织结构,比较筛选沙棘叶黄酮的最佳提取方法。并采用响应面法对最佳提取方法进行工艺优化,同时测定沙棘叶黄酮组成和体外抗氧化活性。结果表明,超声波微波协同提取法是提取沙棘叶黄酮的最佳方法,黄酮得率较常规溶剂萃取法提高了42.54%(P<0.05),沙棘叶细胞损伤最严重。超声波微波协同提取沙棘叶黄酮的最佳工艺为乙醇体积分数61%、提取时间18 min、微波功率446 W,此时黄酮得率为42.09 mg·g^-1。沙棘叶黄酮提取液中共鉴定出6种黄酮类成分,分别为儿茶素、丁香酸、山萘酚、槲皮素、异鼠李素、杨梅素,其中儿茶素含量最高,为1.474 8 mg·g^-1,其余5种的含量均在0.1~0.3 mg·g^-1之间,山萘酚最低,为0.125 2 mg·g^-1;沙棘叶黄酮提取液具有较强的还原力及较高的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)和羟基自由基清除率,抗氧化活性较高。本研究为沙棘叶黄酮的工业化生产提供了科学依据。     

黄土退耕坡地植物根系分布特征及其对土壤养分的影响

为明确黄土退耕坡地植物根系分布特征及其对土壤养分的影响,在陕西神木六道沟流域选取退耕30 a的长芒草坡地和裸地坡面,利用图像处理和常规分析方法研究了长芒草根系和土壤养分在土壤剖面分布及其相互关系。结果表明：长芒草根系主要分布在0～50 cm土层,分布规律可用指数函数来模拟。有根系存在的土壤表层有机质、全氮、全磷、硝态氮和铵态氮含量均高于无根系存在的坡面。在有根系存在时土壤有机质、全氮和硝态氮的具有明显的表聚现象。0～ 50 cm有机质、全氮、硝态氮和铵态氮随深度的变化可用幂函数来表示,而全磷随深度呈线性相关。0～50 cm的土壤养分与根长密度的关系可以用线性函数来表示。其研究结果为坡面退耕地土壤管理提供科学依据。     

隔盐层对滨海地区盐分动态及国槐生长的影响

以天津市大港区的盐渍土为研究对象,通过大田试验分别在栽植穴底部和侧壁铺设10 cm厚的陶粒、蛭石和沸石作为隔盐层,研究种植国槐后不同隔盐措施对中度盐碱地的改良效果.通过每月定期测定土壤盐分质量含量及国槐的生长指标,分析不同隔盐措施的降盐效果及对国槐生长状况的影响.结果表明:不同隔盐措施的表层土壤盐分质量含量受当地气候条件的影响发生积盐和脱盐的周期性变化,在此期间出现2次显著的聚盐高峰期,分别是春末和夏末;3种隔盐材料都能够降低该地区土壤中的主要盐离子和全盐量,其中以沸石作为隔盐层处理的降盐效果最佳;不同隔盐措施都能够改善国槐生长环境,其中以沸石作为隔盐材料最有利于改善国槐生长环境,可最大程度地促进国槐生长.     

Cluster root allocation of white lupin (Lupinus albus L.) in soil with heterogeneous phosphorus and water distribution

Cluster roots are structures formed by many plants adapted to phosphorus (P)-deficient soils. We investigated the combined influence of spatial heterogeneity in soil water and P distribution on the allocation of cluster root formation in white lupin (Lupinus albus L.). In this study, single plants were grown at a low or a high rate of water supply in containers filled with a P-poor sand to which either no P was added or which was fertilized homogeneously or heterogeneously. Furthermore, heterogeneous soil water distribution was established in half of the containers by using a finer instead of a coarser sand in a lateral third of the containers. Plant growth increased with water supply rate, but P fertilization had no influence on shoot biomass production. Although overall cluster root production decreased with increasing homogeneous P supply, localized P fertilization had no effect on cluster root allocation. However, cluster roots were preferentially allocated in the soil sections with lower water availability when overall water supply rate was low. The results suggest that overall cluster root production was a systemic response to initial plant P status, while cluster root growth was stimulated locally in drier patches when overall water supply was limiting plant growth.     

花岗岩侵蚀区木豆引种试验初报

通过在花岗岩侵蚀区的引种试验表明,改良型木豆适应性强,在本地能较好地生长,具有鲜肥、薪柴产量高,再生能力强,保土效果好等特点,生长快,当年可见效,生态经济利用价值高,在燃料、饲料、保持水土等方面具有广阔的推广前景,是一种优良的水土保持植物。