荒漠绿洲过渡带灌丛沙堆土壤养分研究进展

回顾和总结了国内外关于灌丛沙堆土壤养分研究的最新进展,阐明了灌丛沙堆的"沃岛"效应、变化特征、空间异质性以及不同类型灌丛沙堆养分变化特征等方面的研究成果。     

民勤白刺灌丛沙堆演替过程中土壤粒径分形特征

通过野外采样与室内分析相结合,研究白刺灌丛沙堆在演替过程中土壤粒度与分形维数特征,分形维数与土壤粒级及土壤理化性质的关系。结果表明:1）民勤不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤均以细砂（46.71%～64.06%）为主;土壤分形维数变化为1.665～2.242,在白刺灌丛沙堆演替过程中分形维数呈现先升高后降低的趋势,衰退阶段达到最大值。2）分形维数与黏粒、粉粒、极细砂呈极显著正相关（P＜0.01）,与中砂呈极显著负相关（P＜0.01）,说明黏粉粒、极细砂含量越多,土壤分形维数越高。3）分形维数与有机质、全氮含量呈极显著正相关（P＜0.01）,与速效磷含量呈显著正相关（P＜0.05）,土壤分形维数可以用来评价土壤的养分状况。研究结果可为荒漠灌丛发挥防风固沙和土壤保育功能的定量化评价提供科学依据。     

沙漠绿洲过渡带柽柳灌丛沙堆—丘间地系统土壤粒度分异规律

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲西部过渡带为研究区,从风沙地貌的角度详细研究了柽柳灌丛沙堆—丘间地系统土壤粒度空间异质性变化规律。结果表明,研究区以极细沙为主,其次为粉沙和细沙,属于风力有效搬运的粒径范围。随着植被总盖度从30%→15%~20%→10%→5%降低,0~10 cm土层平均粒径从74.41→77.28→86.29→92.71 μm变化,并伴随着黏粒消失和粗沙出现。相同植被条件下,以灌丛下土壤平均粒径最小、沙堆边缘和风影区次之、丘间地最大,分选性则以丘间地最好而灌丛下最差。过渡带植被可截获相当部分远程输送的悬移质,使表土物质组成细化;灌丛沙堆明显的细粒富集效应及丘间地土粒相对粗化与风力分选和沙物质原地再分配密切相关;随着植被总盖度降低到5%以下,灌丛沙堆及丘间地普遍发生风蚀,表土粒度组成粗化,“资源岛”效应消失。至少要维持大于10%的植被覆盖是过渡带灌丛沙堆科学保育的前提。      

民勤绿洲荒漠过渡带群落特征及其物种多样性研究

【目的】以民勤绿洲荒漠过渡带为研究对象,沿绿洲向荒漠演变方向,测定和分析不同区段各物种在群落组成中的地位和作用,以期为该区域荒漠化防治和生态恢复提供依据。【方法】从绿洲外围边界开始,沿绿洲至荒漠(东南-西北)方向,采用样线调查方法,测计区域内不同区段群落中植物种类、数量、频度、冠幅、高度和地径等,计算获得各物种重要值及其多样性指数。【结果】研究区不同区段共有23种植物,隶属于10科23属,其中灌木6科8种,草本8科15种;灌木层重要值最大的为Ⅲ-灌丛沙包区唐古特白刺,达到153.48%,草本层则以藜科占据主导地位;基于重要值计算得到的不同区段灌木层和草本层的多样性均无明显差异,灌木层和草本层的H′、D和Dmc随着绿洲向荒漠过渡均逐渐减小,Jsw值由于唐古特白刺出现单优现象呈现波动变化。【结论】研究区内群落灌木层更新和生长相对稳定,但群落整体结构简单,物种多样性低,克隆植物的有效生长在一定程度上加速了物种多样性的简单化。     

干旱荒漠区不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤粒度特征

为探讨干旱荒漠区白刺灌丛沙堆土壤粒度特征,以民勤不同演替阶段（发育、稳定、衰退、严重衰退）白刺灌丛沙堆为对象,分别采集0~100 cm土层土壤样本,测定土壤粒度组成,计算并分析粒度参数。结果表明:1）干旱荒漠区发育阶段白刺灌丛沙堆土壤以细砂（50.04%~57.10%）和中砂（16.05%~22.03%）为主,稳定、衰退、严重衰退演替阶段白刺灌丛沙堆土壤以细砂（46.71%~64.06%）和极细砂（17.14%~29.06%）为主。2）平均粒径介于极细砂、细砂和中砂（1.92~3.17ф）,分选系数介于较好和较差之间（0.69~1.41）,偏度负偏至正偏（-0.141~0.299）,峰度中等至很尖锐（1.01~1.99）,分形维数（1.665~2.242）。随着白刺灌丛沙堆的演替发展,平均粒径变细、细粒物质所占比重增大,分选系数从中等、较好-中等之间、较差、中等-较差,粒度频率曲线变窄。3）从垂直分布来看,4个演替阶段不同土层粒度参数差异不显著。在0~10 cm土层中,不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤粒度参数存在极显著差异（P＜0.01）。     

民勤绿洲荒漠过渡带沙拐枣群落种间关联及生态位研究

基于野外样方调查资料,采用方差比率法、χ²检验、联结系数Ochiai、Spearman秩相关分析和生态位量化方法对民勤绿洲荒漠过渡带沙拐枣群落种间关系进行研究,以期为荒漠区固沙植被抚育管理提供理论支撑。结果表明：1)方差比率分析发现,沙拐枣群落总体上呈现显著正联结的关系,群落处于稳定状态。2)χ²检验正关联种对数(98)高于负关联种对数(92),正负联结种对比1.07,显著关联种对占总种对数的7.37%。3)沙拐枣与沙蓬、梭梭的正联结Ochiai指数最大分别为0.90和0.79,体现出互相促进的种间关系,但大部分种对Ochiai联结系数、Spearman秩相关系数较低,种间联结关系松散。4)沙拐枣、梭梭、沙蓬、猪毛菜生态位宽度较大,对绿洲荒漠过渡带具有较强环境适应能力。5)生态位重叠指数由高到低依次为碟果虫实和骆驼蓬(0.93)>阿拉善碱蓬和红砂(0.89)>黄花补血草与画眉草(0.68)。其均值0.16,整体上群落种间竞争较小。建议干旱区防风固沙造林树种应以种间竞争较小的林草植物种为主,构建稳定人工防护体系。     

荒漠绿洲过渡带不同立地沙蒿光合特性研究

对巴丹吉林沙漠东南缘民勤西沙窝荒漠绿洲过渡带不同立地条件下沙蒿光合特性进行了研究。结果表明,5种立地类型土壤含水率最大值均为20～40 cm土层,0～60 cm各土层土壤水分含量及总含水率变化趋势均为丘间低地＞平缓沙地＞流动沙丘＞半固定沙丘＞固定沙丘;5种立地类型中沙蒿总叶绿素含量及叶绿素荧光参数变化与水分变化特征均一致;各立地类型中叶片快速光响应曲线中有效量子产量、PSⅡ光化学淬灭系数(qP)均随光强升高而减小,而叶片非光化学淬灭系数NPQ和电子传递速率ETR均随光强升高而增加,中低光强时差异较小,随光强升高差异性逐渐增大,总体表现为丘间低地ETR最大,流动沙丘、平缓沙地及半固定沙丘次之,固定沙丘最小。由此说明,丘间低地上生长的沙蒿具有较强的抗光抑制能力,可产生较高的光化学效率,是最适宜于沙蒿生长的立地类型。     

干旱荒漠区白刺灌丛沙堆土壤温度及水分养分变化特征

以民勤沙区不同变化阶段白刺灌丛沙堆为研究对象,测定白刺灌丛沙堆高度、长短轴、迎风坡与背风坡植被株高、盖度、枯枝和结实等形态特征,分析不同变化阶段土壤温度及水分养分变化特征。结果表明,1）土层0～10 cm处的土壤温度随着时间推移地面温度呈现出先逐渐升高而后缓慢下降的趋势,日变化规律为发育阶段＞雏形阶段＞稳定阶段＞衰退阶段。2）在不同发育阶段土壤含水率在40～60 cm土层中最高, 0～5 cm最低,随着土层深度增加水分含量呈现逐渐升高的趋势。3）不同变化阶段土层pH在5～10 cm最高,不同坡向pH均为迎风坡大于背风坡;衰退阶段背风坡中电导率最高,均大于其他发育阶段的坡向。4）土壤TN、速效磷平均含量发育阶段最高、有机质衰退阶段最高、稳定阶段均最低;土壤TN为雏形阶段、发育阶段和衰退阶段迎风坡中大于背风坡中,稳定阶段则相反;土壤有机质为雏形阶段和发育阶段背风坡中大于迎风坡中,稳定阶段和衰退阶段则相反;土壤速效磷为不同发育阶段迎风坡中大于背风坡中,土壤温度在0～10 cm处日动态呈现出先逐渐升高而后缓慢下降的趋势;土壤含水率在40～60 cm土层中最高,0～5 cm最低;pH在5～10 cm最高;电导率在衰退阶段背风坡中最高;土壤TN、有机质和速效磷在发育阶段表面养分含量达到最高,且显著高于其他几个阶段。研究结果为民勤荒漠区白刺群落植被恢复与保护提供科学理论依据。     

民勤荒漠绿洲边缘甘草的人工栽培技术

甘草（Glycyrrhirza uralensis Fisch）属豆科甘草属（Glycyrrhiza L．）多年生根蘖型草本植物。地上部分常呈群丛状，地下根和根茎极发达，具有较强的抗寒、抗旱、耐盐碱和防风同沙能力，喜生于干旱、半干旱地区的钙质土壤，是维护我国西部荒漠、半荒漠草原地区生态环境的重要植物群落。甘草根和根茎中含有甘草酸、甘草甜素、甘草甙、有机酸等成分，且根茎可入药．自古以来就是我国传统和重要的大宗药材．被列入我国重点专控药材名录。此外。甘草茎叶含有较高的粗蛋白和粗脂肪．是优良的牧草。     

干旱荒漠区不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤呼吸特征及其影响因素分析

为了研究干旱荒漠区不同演替阶段白刺土壤呼吸特征,探讨土壤呼吸对环境因子变化的响应,采用自动土壤二氧化碳通量监测系统,测定了不同演替阶段(雏形、稳定、发育、衰退)白刺灌丛沙堆的土壤呼吸速率,同步测定了土壤温度、水分等指标,分析了环境因子与土壤呼吸之间的关系。结果表明:1)不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤呼吸变化呈单峰曲线。土壤呼吸速率均值按大小顺序排列为稳定阶段雏形阶段发育阶段衰退阶段;2)4种演替阶段土壤呼吸速率与10cm处土壤温度之间有一定的相关关系,对白刺灌丛沙堆土壤温度可以解释雏形70.16%、发育82.67%、稳定87.81%、衰退88.73%的土壤呼吸变化;3)随着水分的增加,土壤呼吸速率也相应的增大,当土壤水分达到最高时,水分的限制作用减小,水分增加对土壤呼吸的促进作用减弱;4)各发育阶段不同坡位土壤呼吸日变化动态存在差异,但平均值都表现为迎风坡中部迎风坡底部迎风坡顶部背风坡中部背风坡底部。对不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤呼吸及其影响因素的研究有助于认识区域生态过程和全球气候变化。     

北疆绿洲—荒漠过渡带草地开发优化生态经济模型研究

北疆绿洲-荒漠过渡带草地具有生态边际效应,极具开发潜力.根据水、土条件,选择宜垦天然草地建立优质高产人工饲料基地,极大地增加第一性生产,提高向第二性生产转化效率是克服草地生态危机,提高草地畜牧业经营效益的关键.以第一性生产给第二性生产提供最多的净能(NE)和可消化粗蛋白(DCP)为目标,以资源、生态平衡和基本需求为约束条件,NE和DCP的供需平衡为调控手段,运用线性规划为优化方法,确定了草畜优化配置的肉类生产模式.并用系统动力学方法对农草畜系统进行了动态仿真.结果表明天然草地开垦为人工饲料基地后,生态效益改善明显,光能利用率可从0.0138%提高到1.193%;土壤含盐量可从25 g@kg-1下降到8 g@kg-1;载畜量可从每公顷0.346羊单位,提高到9.34～33.03羊单位;可食畜产品的饲料能转化效率从0.0547%增加到7.131%～11.428%.系统的经济效益也产生了巨大的变化,每公顷纯收入从47.25元递增到8187.4元,农草畜系统的综合生态经济效益提高120倍.表明所建立的农草畜系统是一种持续发展的模式.     

南疆绿洲-荒漠过渡带土壤盐碱化分析

该研究采用野外实地采样和实验室实验分析相结合的方法,对南疆泽普县金胡杨林、莎车县依盖尔其镇、麦盖提县叶尔羌河特大桥和巴楚县夏玛勒林场采样点0~60cm土壤样品进行分析。结果表明:(1)土壤各层pH值均值8、盐离子以K+、SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+、HCO_3~-为主,含盐量在1.409~6.953g/kg,土壤pH、电导率及盐离子随采样深度增加均有降低趋势,且其中电导率、SO_4~(2-)、Cl~-以及Ca~(2+)+Mg~(2+)与采样深度相关性较强,其他指标相关性不强。研究表明该地区土壤盐分离子在垂直方向变化有规律,在水平方向分布情况比较复杂;(2)南疆绿洲-荒漠过渡带土壤上层盐渍化程度不严重,盐分中碳酸盐和重碳酸盐最多,随着深度增加碳酸盐和重碳酸盐所占盐分比例先增大后变小。上层土样以苏打盐土为主,中层全为苏打盐渍化土,下层以纯苏打盐渍化土为主。Cl~-/SO_4~(2-)的值在0~1,表明在上层氯化物-硫酸盐盐渍化土为主,中下层以硫酸盐盐渍化土为主;(3)EC25与SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+呈极显著正相关,在0~20cm层EC25除受SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+影响外,也受CO_3~(2-)影响,在K+含量极低的情况下可能出现与K+显著负相关情况,但是EC25与总盐呈极显著正相关。     

民勤县荒漠绿洲过渡带土地荒漠化类型判定

应用因子分析方法对民勤县荒漠绿洲过渡带7个样点的土壤容重、土壤有机碳、土壤全氮、土壤电导率、土壤pH值、地下水位、植被盖度、植被种类、植被生物量9个指标进行分析,得出各样地的因子得分,并确定了其荒漠化类型及程度。结果表明,民勤县西南为以地下水位下降为主导的重度沙质荒漠化,中部为以盐渍化为主的轻度盐渍化,东北部为以盐渍化为主的重度盐渍化,沿“绿洲—荒漠”方向荒漠化有加剧—减轻趋势。     

民勤荒漠绿洲区蒲公英优质高产栽培技术

在介绍了蒲公英价值的基础上,从种子选择、整地施肥、播种、田间管理、病虫害防治、越冬管理、种子的采收等方面总结了民勤荒漠绿洲区蒲公英优质高产栽培技术。     

荒漠绿洲过渡带梭梭周边土壤水分分布研究

通过对甘肃民勤荒漠绿洲过渡带优势物种梭梭的根系带土壤水分进行测定,分析了该植被周围土壤含水量在东、西、南、北四个方向的变化规律以及土壤含水量与降雨、地形、根系分布等因子的关系。结果表明:①降水增加了0～100 cm深度土壤含水量,对100 cm及以上深度土壤含水量影响不明显;②梭梭周围土壤含水量会受到地形位置的影响;③日照加快土壤水分的蒸发,植物冠幅遮盖面可以减少蒸发;④根系向土壤水分条件好的方向上延伸,梭梭的根系主要集中在20～40cm平均含水量高的土层。     

荒漠绿洲过渡带不同固沙植物根区土壤养分空间分布特征

选取甘肃省临泽县北部的荒漠绿洲过渡带梭梭、泡泡刺、沙拐枣根区的土壤为研究对象,于2020年7-9月采集固沙植物根区不同水平距离处不同土层深度的土壤样品,检测分析土壤样品中的有机质、全N和全P指标。结果表明:1）梭梭根区土壤中各养分含量总体上大于泡泡刺与沙拐枣根区,且梭梭根区土壤中各养分含量的空间变异程度相对沙拐枣、泡泡刺较大。2）固沙植物根区水平距离0~0.5 m处的土壤养分含量大于水平距离1.5~2.0 m处,且梭梭对土壤养分的蓄积作用大于泡泡刺与沙拐枣,说明梭梭可以将大量的自身凋落物和根部分泌物等进行有效保蓄,是一种理想的固沙植物。3）随着土层深度的增加,固沙植物根区土壤中有机质含量基本上都呈现出先增高后降低的趋势,全P、全N含量呈现出表层较高的趋势。4）固沙植物根区的土壤有机质、全N、全P之间均呈显著正相关关系。荒漠绿洲过渡带不同固沙植物根区的土壤养分分布特征,决定了过渡带上固沙植被的空间格局,对进一步科学合理地选择固沙植物具有现实意义。     

荒漠—绿洲生态过渡带环境状况及区域发展方向研究

以GIS和RS为平台,通过对青海省鱼卡煤矿周边区域的土地利用、植被、土壤及土壤侵蚀等方面进行研究,来揭示区域生态环境状况。研究表明,作为西部干旱和半干旱区的绿洲荒漠过渡带,区域地带性景观为荒漠景观,区域生态环境较为敏感,加上长期煤矿开采的扰动,使得该区的生态环境不断恶化,区域土壤侵蚀严重,土壤贫瘠,生物生产力低,植被一旦破坏恢复起来极为困难。最后针对研究区生态环境状况特点,探讨了该区域的发展方向。研究结果较好地反映了区域的生态环境状况,并可作为区域生态综合整治的参考依据。     

河西走廊荒漠绿洲过渡带沙丘不同生境沙拐枣种群扩张特征研究

我国荒漠绿洲边缘天然固沙植被如何利用有限的资源实现种群稳定和扩张一直是干旱区生态环境建设亟待解决的科学问题。本研究以河西走廊荒漠绿洲边缘关键天然固沙植物沙拐枣为研究对象,对流动沙丘、固定沙丘不同生境的沙拐枣种群扩张特征进行调查,旨在更全面的认识其种群扩张特征和对干旱高温环境的适应对策。结果表明：(1)沙丘不同生境,沙拐枣种群扩张方式存在显著差异：在流动沙丘,丘间低地和过渡带以有性繁殖为主,无性繁殖为辅;迎风坡和背风坡以无性繁殖为主;而随着流动沙丘固定,种群以有性繁殖为主,无性繁殖数量和所占比重显著下降,并导致种群数量下降。(2)不同生境中沙拐枣种群密度与年龄均呈显著负相关,种群以幼龄苗为主,种群最大年龄出现在丘间低地,为30龄。(3)流动沙丘不同生境根状茎主要为2年生,多年生根状茎长度较短：而固定沙丘不同生境根状茎年龄结构较为均衡。     

荒漠绿洲过渡带不同植被下土壤全氮的空间分布规律研究

荒漠绿洲过渡地带主要位于荒漠和绿洲之间的交错地带,其是一个具有灵活性和敏感性的退化变迁趋势的生态脆弱地区,又是严重威胁着荒漠土壤稳定性及其土壤盐渍变化、板结化、沙化最为常见的地区,此区域植被稀少且比较单一,植物生存环境恶劣。因此,对于荒漠-绿洲过渡带不同地点植被下土壤全氮的空间分布规律的研究,可为旱区的健康可持续发展提供一定的科学指导意义,塔里木盆地位于我国西北的中纬度地区,地形四周高,中间低,阻挡了湿热气流的进入,离海洋比较远,干旱少雨降雨较少,因此该地区的气候属于温带大陆性气候,植被分布类型主要为温带,在荒漠地带,河流主要依靠高山冰雪和融水供应为主。塔里木盆地的荒漠绿洲进行了过渡地带,属于对生态环境和气候变化敏感的地方,同时也是当前我国进行生物多样性保护和对全球气候变化进行研究的2个重点区域之一,对外界干扰有强烈反应。特别是为了开发以人类活动为主的区域水和大规模资源,地基被天然绿洲改造,肥沃的土壤多年退化,该地区丧失了维持经济平衡的强大功能。     

荒漠绿洲过渡带退化胡杨林地土壤水文生态特性

采用野外典型抽样调查和室内测定相结合的方法,研究了塔里木荒漠绿洲过渡带退化天然胡杨林地的土壤物理性质、土壤持水贮水性能、土壤入渗特性的变化规律与差异,探讨荒漠绿洲过渡带胡杨林土壤水文生态特性对退化程度的响应及其退化机理。结果表明:(1)随胡杨林退化程度的加剧,林地土壤容重、砂粒含量、非毛管孔隙度、土壤通气度显著增大(P 0. 05),而黏粒与粉粒含量、毛管孔隙度则显著降低(P 0. 05),土壤质地明显粗化。土壤砂粒含量高而黏粒含量极低是植被退化与土壤风蚀作用下形成的。(2)Kostiakov模型能较好地反映退化胡杨林地的土壤入渗过程,随退化程度的加剧,林地土壤初渗速率、平均渗透速率和稳渗速率显著增大(P 0. 05),尤其表层土壤渗透指标极显著增大(P 0. 01),明显提高了土壤入渗性能。(3)随胡杨林退化程度的加剧,林地土壤含水量、最大持水量、毛管持水量、吸持贮水量、有效涵蓄量显著降低(P0. 05);非毛管持水量、滞留贮水量、涵蓄降水量则增大。土壤持水贮水、调节水分和供给荒漠植物利用有效水分的能力降低及抗风蚀性能减弱,增强干旱胁迫和导致植被衰败、土壤沙化、生态系统退化。