草地开发与保护过程中土壤颗粒分形特征

为加强草地土壤修复状况的定量化表征,以毛乌素沙区天然草地与人工灌溉饲草料地为研究对象,对开发与保护过程中土壤理化性状变化及其与颗粒分形维数的关系进行了研究,结果表明,不同土壤分形维数为2.352.54;人工草地沙粒含量、分形维数大于天然草地,有机质含量小于天然草地。研究认为,土壤颗粒含量分形维数与粘粉粒、有机质含量呈正相关关系,与沙粒含量呈负相关关系,土壤颗粒分形维数能够定量表征土壤颗粒性状变化,可作为评价沙、退化草地土壤退化程度的定量综合指标。     

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。     

不同退化阶段伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分动态

通过对阿什里乡伊犁绢蒿 Seriphidium transillense 荒漠草地在未退化、中度退化、重度退化、极度退化下不同层次的土壤养分的分析,结果表明:1)不同退化阶段下,有机质含量极度退化明显高于未退化、中度退化和重度退化,未退化、中度退化和重度退化之间有机质的差异不明显;全氮含量随着退化加剧也是升高的;全磷和全钾在不同退化阶段变化不明显.2)在剖面上,随着土层的加深土壤有机质、全氮、全磷、全钾均减少;在0～10、10～20、20～30 cm土层中,变化比较明显的是0～10 cm.     

新疆天山北坡荒漠草地退化现状及展望

草地退化是当今世界面临的极为严峻的生态问题之一,特别是新疆天山北坡地区的荒漠草原,由于其独特的地理环境所导致的荒漠草地退化越来越受到人们的关注。分析了新疆天山北坡荒漠草地退化的现状,在总结了国内外荒漠草地研究概况的基础上,重点综述了对新疆天山北坡地区荒漠草地退化的研究进展;在新疆天山北坡地区的荒漠草地退化研究,近年来主要集中在荒漠草地退化多样性演替、荒漠草地退化特征、荒漠草地退化遥感监测和重牧下抗牧策略等方面;通过以上综述,提出了荒漠草地退化中需要进一步深入研究的4个问题,包括荒漠草地生态系统退化机理、荒漠草地退化评价体系、荒漠草地退化监测体系和生态恢复研究,并对今后该领域的研究做出了进一步的展望和分析。     

新疆荒漠草地退化与治理建设方略

从生态系统原理出发，分析新疆荒漠草地环境资源恶化现状，指出荒漠草地治理建设的首要任务是构筑荒漠生态安全，而核心是水资源的合理分配供应。主要技术措施是建植高效人工草地、治理改良与封育保护天然草地、推进牲畜舍饲利用方式，而以水为先导进行适度牧业土地开发高效建设，可逐步减少荒漠草地放牧，实现由天然草地放牧向人工草地舍饲的生态置换。     

西鄂尔多斯荒漠灌丛土壤粒径分形特征与养分的耦合关系

植物适宜的生长和发育需要理想的土壤机械组成与养分保障,土壤分形维数和养分的分布特征及其关系对研究土壤结构的稳定性、抗风蚀性和水肥运动有着重要的作用。四合木(Tetraena mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)和霸王(Zygophyllum xanthoxylum)作为西鄂尔多斯地区广泛分布的3种孑遗濒危荒漠灌木物种,既是重要的自然资源,也是天然的生态屏障,对保障荒漠草原生态系统稳定安全具有重要意义。本研究通过测定分析3种灌丛0–60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨荒漠草原土壤分形特征与土壤养分的关系,揭示灌丛植被生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛拦截风沙流后沉积在灌丛土壤粒度特征不同,其中粘粉沙、极细沙体积百分含量和分形维数在不同物种间差异显著(P <0.05),土壤分形维数表现为四合木(2.432±0.041)>沙冬青(2.391±0.046)>霸王(2.276±0.034)>裸沙地(2.218±0.059);土壤分形维数主要由粒径小于0.5 mm的粘粉沙(...     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤粒径分形特征

以宁夏东部荒漠草原-人工灌丛地典型镶嵌区域为研究对象,根据生态界面理论,选取荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为主要转变样地,利用野外采样室内分析的方法,研究荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤性状、土壤粒径分形维数变化特征及其相互关系.结果表明,转变过程各样地土壤颗粒体积百分含量均表现为砂粒>粉粒>黏粒,且砂粒比例随着...     

退化伊犁绢蒿荒漠草地特征植物光谱特征

分别对退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地上8种特征植物长势较好时期的原始光谱、包络线去除后光谱及一阶微分光谱曲线特征波段进行对比分析,发现在特定波段不同植物光谱反射率特征值与其他植物有明显不同;760-930 nm植物光谱强反射带波段间8种特征植物的反射率值最大相差近40%,反射率从大到小依次为伊犁绢蒿＞萹蓄(Polygonum aviculare)＞骆驼蓬(Peganum harmala)＞画眉草(Eragrostis pilosa)＞地肤(Kochia scoparia)＞弯果胡卢巴(Trigonella arcuata)＞角果藜(Ceratocarpus arenarius)＞叉毛蓬(Petrosimonia sibirica);1 400 nm附近水分吸收带光谱反射率值最大,相差近27%,从大到小依次为伊犁绢蒿＞地肤＞角果藜＞画眉草＞叉毛蓬＞萹蓄＞弯果胡卢巴＞骆驼蓬;从红边位置(P)、幅值(K)识别8种特征植物高光谱特征信息为:除萹蓄P为708 nm外,其他7种特征植物P值均集中在718 nm处;伊犁绢蒿K为0.925 4;叉毛蓬K为0.188 5;萹蓄K为0.685 4;骆驼蓬K为0.799 8;地肤K为0.183 9;弯果胡卢巴K为0.538 7;画眉草K为0.441 6;角果藜K为0.132 7。包络线去除后的光谱红边及峰谷特征与原始光谱曲线相比显得更为清晰、明显。一阶微分对于精确提取该类草地植物光谱特征的红边参数特征值有重要作用。     

北疆地区伊犁绢蒿荒漠草地退化与土壤理化性状相关分析

研究了不同退化阶段的伊犁绢蒿草地主要经济性状的特征与变化,结果表明,伊犁绢蒿荒漠草地在原生阶段,重度退化阶段和极度退化阶段,草地的各项经济性状均发生了一定变化,草地中植物种数逐渐减少。伊犁绢蒿由原生的建群种退至偶见种乃至消失;植物高度、盖度下降显著。由于牧压的加强,致使退化草地土壤的物理性状变差,退化草地的表层土壤容重和比重较原生草地增大了1．3倍和1．1倍,孔隙度过大或过小,不利植物生长,并引起土壤肥力下降;退化草地土壤表层有机质含量较原生草地下降了2倍,使土壤肥力不能满足植物所需。退化愈严重的草地其土壤水溶性盐含量愈高。因此,研究土壤的变化状况与草地退化的关系,可改善土壤肥力,使草地向健康的方向发展。     

伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地土壤种子库分析

采用萌发试验研究了伊犁绢蒿(Seriphidium transillense)荒漠不同退化阶段草地土壤种子库的变化特征,以期为干旱、半干旱地区退化草地生态系统恢复提供参考依据。结果表明:伊犁绢蒿荒漠土壤种子库共有14个物种,分属8个科;从未退化阶段到重度退化阶段种子库密度由684粒·m^-2下降到443粒·m^-2,而在极度退化阶段种子库密度却升高至758粒·m^-2;种子库在空间垂直分布上表现为随土壤深度的增加而减少,有67%的种子集中在土壤表层。种子库物种丰富度和多样性指数在不同退化阶段之间变化不大,但均匀度指数呈现先上升后下降的趋势;不同退化阶段种子库间的相似性表现为随退化程度相差距离越远其土壤种子库相似性越低,土壤种子库与地上植被的Jaccard相似性指数介于0.11~0.21之间,处于极不相似水平。     

持久种子库在黄土高原植被恢复中的作用

通过对荒漠草原11个植被群落持久种子库特征及其与地上植被、地理位置关系的研究,探讨了持久种子库在植被恢复重建中的作用。结果表明,荒漠草原持久种子库以草本植物为主,密度为31.5～482.3粒·m-2,群落类型和土壤分层对持久土壤种子库密度影响显著（P<0.05）。持久土壤种子库密度与纬度之间呈显著负相关,而与经度的相关性不显著（P>0.05）;经纬度对持久种子库物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性影响不显著;海拔对持久种子库密度影响不显著,但对持久种子库的物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性影响显著,随着海拔的升高,物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性降低。持久种子库与地上植被的相似性较低,依靠持久种子库恢复灌木层植被的潜能很小。     

土壤筛对一定深度不同退化高寒草甸土壤种子库的分选效果

对4种不同退化程度的高寒草甸(未退化草甸、轻度退化草甸、中度退化草甸、重度退化草甸)土壤种子库种子用不同大小孔径分析筛进行分离处理。结果表明:未退化高寒草甸可萌发种子粒径主要为0.5~2mm,其余3种退化草甸可萌发种子粒径为0.25~0.5mm。高寒草甸土壤种子库中可萌发种子总量的94%~98%集中于0.25~2mm粒径。粒径大于6mm的可萌发种子数占2%~6%,小于0.25mm粒径土样中未发现可萌发种子。双子叶植物在5~7d内开始萌发,单子叶植物在10d左右萌发,种子萌发主要集中在第2~3周内。因此,直接用0.25mm土壤分析筛分离土样种子库是一种方便、可行的方法。     

管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

封育对山地荒漠土壤微生物量碳及养分的影响

采用新疆博格达山北坡荒漠草地土壤调查取样与室内分析相结合的方法,分析自由放牧和围栏封育下草地土壤微生物量碳和土壤养分的变化,探讨了长期围栏封育对土壤的影响。结果表明,与自由放牧草地相比,围封7年可显著增加0-10 cm土壤有机碳、碱解氮、速效钾和有效磷含量,以及10-20 cm土壤全氮含量(P0.05)。围封7年相同土层微生物碳含量均显著大于自由放牧,表明土壤微生物量碳对围栏封育较为敏感,可作为衡量土壤有机碳变化的敏感指标。     

禁牧对中度退化伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分的影响

为了探究荒漠土壤理化性质对禁牧的响应规律,以中度退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为研究对象,采取野外取样与室内分析相结合的方法,对不同禁牧年限(0、1、4和11a)的荒漠草地土壤有机碳,全量和速效氮、磷、钾,pH,土壤含水量,容重进行测定分析,探讨草地恢复演替过程中土壤养分的变化规律。结果表明,随着禁牧年限的增加,土壤表层(0-5cm)有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾均呈先降后升的变化趋势;与对照未禁牧相比,0-5cm土壤有机碳含量降低了11.9%~23.0%,5-10cm土壤全氮显著降低了31.3%~46.7%;禁牧11a后全磷、速效钾分别增加了8.5%,12.0%;全钾、碱解氮、速效磷无明显变化趋势;土壤含水量呈波动性增加,容重呈波动性下降趋势。     

开垦和封育年限对退化沙质草地土壤性状的影响

在内蒙古科尔沁沙地选择不同开垦和封育年限的退化沙质草地,测其土壤理化和生物学性质.结果表明:1)随开垦年限的增加,土壤性状发生了一系列演变,耕作层(0～15cm)＜0.1 mm细颗粒组分逐渐下降,2.0～0.1 mm之间的中粗沙和细沙含量逐渐升高,土壤容重增大,总孔隙度下降,土壤全量养分和酶活性也依次下降;2)封育7、11年后,土壤各性状有较大的改善,耕层土壤＜0.1 mm细颗粒组分较放牧草地提高了26.5%和80.3%,有机碳分别增加了73.8%和98.0%;3)犁底层(15～30 cm)土壤各性状变化无明显规律;4)随着开垦后连年春翻耕作,整个土壤耕层逐渐流沙化,在开垦5年后,土壤耕作层已经损失了大量的碳和氮,采取围封措施后,植被得到恢复进而减少了风蚀,土壤性状得到改善.     

放牧对荒漠草原土壤和优势植物生态化学计量特征的影响

以宁夏荒漠草原土壤和优势植物为研究对象,分析放牧对荒漠草原生态系统土壤和植物C、N、P化学计量学特征的影响机制。结果表明,土壤C、C∶N、C∶P随着放牧强度的增加呈下降趋势,P呈增加趋势,而N及N∶P呈先增加后下降趋势。不同优势植物N含量对放牧强度的响应存在一定的差异,中度和重度放牧区甘草、砂珍棘豆、山苦荬、牛心朴子N含量明显低于轻度和围封禁牧N含量,牛枝子、短花针茅、中亚白草、刺叶柄棘豆、虫实、猪毛菜、乳浆大戟、骆驼蓬N含量明显高于轻度和围封禁牧N含量,表明适度放牧会显著增加某些物种的N含量;13种优势植物C∶N和C∶P在不同放牧强度下均表现为与N、P的规律相反,且不同优势植物N∶P对放牧强度的响应也存在一定的分异性。优势植物P、C∶P与土壤P、C∶P呈显著正相关,而C、N、C∶N和N∶P与土壤C、N、C∶N和N∶P无显著相关性,说明植物叶片的化学计量特征并非是由土壤养分含量特征直接决定的,而更多是受植物自身遗传特性的影响,体现了荒漠草原优势植物对极端环境具有相对稳定的适应能力。