天山北坡蒿类荒漠植物群落数量特征及其多样性

【目的】研究天山北坡蒿类荒漠植物群落数量特征及多样性变化规律,分析不同地区植物群落数量特征及多样性的差异,为该类荒漠草地的科学经营管理提供理论依据。【方法】采用野外调查取样方法,调查分析天山北坡西段、中段和东段蒿类荒漠草地植物群落特征。【结果】(1)从天山北坡西段到东段,半灌木生物量呈逐渐增加趋势,且东段比西段显著高了266.51%(P<0.05);而多年生草本盖度、密度和生物量从西到东呈逐渐降低的趋势(P<0.05);一年生草本和短生、类短生植物在数量特征上均在中段呈现最大值。(2)植物群落高度、盖度、密度和生物量由西向东均呈先增后降的趋势,在中段达到最大值。Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数在空间上均表现为由西向东呈先增后降的变化趋势,而Pielou均匀度指数由西向东呈逐渐降低趋势。(3)天山北坡不同区域草地之间植物群落数量特征与多样性的相关性各有差异,蒿类荒漠草地群落盖度、密度和生物量对植物多样性呈正相关,而植物高度对植物多样性呈负相关。(4)引起蒿类荒漠植物群落空间变异的主要影响因素是海拔、土壤有机碳、年均...     

新疆野生梯牧草种质资源分布与保护利用

【目的】 研究野生梯牧草在新疆的地理分布与种的分布区形成和结构、群落特征以及开发利用与保护,为新品种选育、种质创新、种质保护提供基础材料和科学依据。【方法】 以新疆野生梯牧草(Phleum. pratense L.)为研究对象,调查种质资源的分布、群落学特征。【结果】 (1)新疆是我国野生梯牧草分布的重要区域,集中分布于天山山地的中段和西段海拔1 900～2 200 m山地草甸植被中;(2)梯牧草在天然草地中数量极少,在群落中常以伴生种和偶见种出现,少有以优势种出现的种群分布;(3)在天然草地中,梯牧草种群个体空间分布多数地段呈聚集分布,随机分布形式较少。【结论】 新疆野生梯牧草具优异的种质资源特性,有重要的开发利用价值。     

高强度采伐对天山云杉更新群落物种组成的影响

【目的】分析高强度采伐后群落物种组成与不同采伐等级和采伐时期下,天山云杉更新群落主要植物种重要值变化特征,研究物种组成角度解释更新群落的变化规律,为天山云杉更新群落物种组成与天保工程实施和伐后森林恢复评价提供科学依据。【方法】采用重要值定量分析法,分析天山云杉更新群落乔木层、灌木层和草本层主要植物种在不同高强度采伐等级和采伐时期下的动态变化。【结果】高强度采伐后更新群落中共有植物33科61属67种,双子叶植物占决定性优势。乔木层发达,灌木植物发育不良,草本种类繁多且数量庞大,其中菊科种类最多,伴随出现一定数量特征鲜明的单科单属、单属单种植物种类。干扰强度增加,天山云杉(Picea Schrenkiana)重要值小程度降低,天山桦(Betula tianschanica)相对优势度和重要值呈先上升后小幅度下降趋势。采伐发生时间越远,更新天山云杉重要值和相对优势度减小,天山桦相反。物种丰富度在小灌木和草本层随采伐强度变化不明显,优势种是林下植物高山羊角芹(Aegopodium alpestre)。在采伐＞40年时物种丰富度最小,森林更新修复后物种丰富度增大,近20 a来天保工程禁伐措施的实施使得植物群落竞争加剧,弱势种减少,林下物种丰富度小程度减少。【结论】人为干扰强度增加和采伐发生时间离现在越远,乔木层天山云杉重要值小程度降低,天山桦的重要值和相对优势度增加;灌木、草本层物种丰富度随采伐强度变化的差异不明显。     

放牧对山地草甸草地植物多样性与生产力关系的影响

【目的】 研究不同放牧强度下,山地草甸草地植物群落变化,为合理利用该类草地提供科学依据。【方法】 2016~2018年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,以天山北坡中段山地草甸草地为研究对象,设置轻度放牧(LG)、重度放牧(HG)和无放牧对照(CK),分析山地草甸草地植物群落数量特征、多样性指数,以及多样性指数与地上生物量间的关系。【结果】 (1)不同放牧强度下山地草甸草地以多年生草本植物为绝对优势,主要优势种有细果苔草(Carex stenocarpa)、溚草(Koeleria cristata)、针茅(Stipa capillata)、醉马草(Achnatherum inebrians);在重度放牧(HG)条件下,家畜首先采食适口性较好的植物,群落中适口性好的植物数量减少,群落优势地位逐步被有毒植物醉马草所替代。(2)CK与LG、HG条件下,随着放牧强度的增加,2016~2018年间植物群落地上生物量、群落高度和盖度呈下降趋势(P<0.05);群落密度在2016~2017年间呈下降趋势(P<0.05)。(3)随着放牧强度的增加,植物群落物种Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均下降趋势,表现为CK＞LG＞HG;2016~2017年CK、LG、HG之间差异不显著(P＞0.05),2018年CK与LG、HG之间差异显著(P＜0.05)。(4)植物群落Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数与地上生物量在LG、HG和CK条件下,均呈现正线性相关关系(P＜0.05)。【结论】 不同放牧强度下,山地草甸植物群落Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数随放牧强度的增加而降低;群落地上生物量与均匀度指数、多样性指数和丰富度指数均有显著的正线性相关关系(P<0.05)。     

天山云杉林土壤有机碳含量沿海拔梯度变化

【目的】 研究天山中部地区海拔对土壤有机碳含量的影响,研究区域尺度上土壤有机碳含量随海拔梯度变化,以及土壤其他因子之间的相关分析,精确估算森林生态系统土壤有机碳库。【方法】以新疆天山三个样区云杉林为对象,利用单因素方差分析和最小显著差异法等统计分析方法,研究不同海拔各土壤层有机碳含量垂直分布、积累特征及其与土壤全氮、全磷和pH值的关系。【结果】不同海拔梯度下,不同林区土壤有机碳含量随着土层深度呈逐渐减少的趋势;海拔梯度对有机碳含量的影响比较明显,尤其是2 000和2 200 m处的有机碳含量最高,1 800 m处次之,而2 400 m处最低;【结论】 三个林区有机碳含量在不同土层厚度中随海拔高度的增加无明显规律;土壤各土层有机碳含量与全氮含量为极显著正相关和土壤全磷含量为显著正相关,而与土壤pH值为弱负相关关系。     

奇台无芒雀麦区域试验

于1988年至1990年,分别在乌鲁木齐市老满城、奇台县、阿勒泰市蒙库、昭苏县和天山北坡中山带谢家沟进行了奇台无芒雀麦品种区域试验。试验结果表明奇台无芒雀麦可以在北疆很大的地区(从海拔670m的平原荒漠到海拔1900m的中山带)生长,每年可以刈草1～2次,甚至3次,其产草量极显著地高于对照品种——生产利用的老芒麦。方差分析结果表明与其它供试材料相比,奇台无芒雀麦的品种丰产性好,稳定性最高,在草场改良中用奇台无芒雀麦取代老芒麦的策略是正确的。     

12种植物萌发期耐盐性筛选

【目的】 研究12种植物萌发期耐盐性,为盐渍化土壤生态恢复选取耐盐碱的多年生草本植物提供参考依据。【方法】 以披碱草、碱茅、扁穗冰草、高冰草、狗牙根、无芒雀麦、紫花苜蓿、沙打旺、红豆草、甘草、苦豆子和草木樨种子为材料,在萌发期用NaCl溶液在0.0%(CK)、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%不同浓度下进行盐胁迫处理,测定每种植物的每日发芽数、根长、芽长,计算出植物的相对发芽率、相对发芽指数、相对发芽势、相对伤害率、相对根芽比,并采用隶属函数计算不同植物的耐盐性得分。【结果】 各种植物种子受到盐胁迫抑制,各个生长指标随NaCl浓度的增加呈下降的趋势。12种植物耐盐性得分排列顺序为甘草>高冰草>碱茅>披碱草>苦豆子>扁穗冰草>紫花苜蓿>红豆草>草木樨>无芒雀麦>沙打旺>狗牙根。【结论】 哈密大南湖二矿生态修复区盐碱地生态修复可以优先考虑甘草、高冰草、碱茅、披碱草、苦豆子等多年生草本植物。     

天山中部天山云杉林土壤种子库海拔梯度分布格局

[目的]通过对天山北坡中部海拔1 450～2750m高度天山云杉林土壤种子库的采样与分析,深入了解天山云杉林土壤种子库的海拔梯度分布格局,以期为天山森林生态系统的保育恢复与可持续管理提供科学依据.[方法]采用野外土壤种子库采样与室内萌发相结合的方法,对土壤种子库物种组成及种子数量进行鉴定.[结果]从天山云杉林土壤种子库中共萌发鉴定出种子植物49种,隶属23科38属.随着海拔高度上升,天山云杉林土壤种子库的物种组成数量总体上呈现波动中下降的趋势,最大值出现在海拔2000 m(1 950 ～2 050 m),达到30种;相邻海拔梯度之间共有物种数量呈现先增加后下降,最后趋于平稳;土壤种子库种子密度呈现单峰分布格局,密度最大值(1 813.8±154.0粒/m2)出现在海拔2000m(1950～2050m);土壤种子库中天山云杉种子密度也呈现单峰分布格局,密度最大值(190.0±16.8粒/m2)出现在海拔1800m(1 750～1 850 m).[结论]随着海拔高度上升,天山云杉林土壤种子库的物种组成数量总体上呈现波动中下降的趋势.天山云杉林土壤种子库种子密度和土壤种子库中天山云杉种子密度随着海拔高度上升均呈现单峰分布格局,但二者在海拔垂直空间分布上不具有同步性.     

基于高通量测序技术的酿酒葡萄产区土壤微生物多样性

【目的】研究新疆4大酿酒葡萄产区土壤中的微生物群落结构及多样性,为构建新疆酿酒葡萄主产区的微生物菌库奠定基础。【方法】分别从新疆酿酒葡萄主产区采集土壤样品,提取总DNA,通过Illumina MiSeq高通量测序结合生物信息学分析,得到新疆酿酒葡萄主产区的土壤微生物群落结构及多样性。【结果】在12份土壤样品中,伊犁河谷土壤中细菌的群落多样性最高,天山北麓土壤中细菌群落多样性最低;吐哈盆地中真菌群落多样性最低,焉耆盆地中真菌的群落多样性最高。节杆菌属细菌和耐冷酵母属真菌是吐哈盆地和天山北麓葡萄园土壤中的优势菌属;芽单胞菌属细菌和刚毛四枝孢属真菌是伊犁河谷葡萄园土壤中的优势菌属;节杆菌属细菌和赤霉菌属真菌是焉耆盆地葡萄园土壤中的优势菌属。土壤pH值对细菌群落组成的影响最显著,Mn元素含量对真菌群落组成的影响最显著。【结论】揭示了新疆酿酒葡萄主产区土壤中细菌和真菌群落组成,新疆酿酒葡萄产区的微生物多样性存在差异。     

新疆山地草甸植被群落特征及养分含量对围封和放牧的响应

【目的】 研究新疆山地草甸草地的植被群落特征和养分含量对围封和放牧的响应规律,分析其在不同生长季的动态变化规律,为退化草甸的恢复和科学管理提供理论依据。【方法】 在围封(5 a)与放牧条件下,以新疆山地草甸草地为对象,采用野外调查取样和室内分析相结合的方法,测定整个生长季(5~8月)的草地群落物种组成、数量特征、植物多样性以及牧草养分。【结果】 (1)围封和放牧条件下,禾本科植物在山地草甸草地中均占重要地位,其重要值分别为46.48%和26.91%,而在放牧区退化指示植物(如草原老鹳草、草原糙苏和紫花鸢尾等)所占比重增加;但围封降低了植物多样性。(2)植物群落数量特征对围封和放牧的响应明显,围封区群落植被密度、高度、盖度、地上生物量(7~8月)和地下生物量(0~10 cm)均高于放牧区。(3)与围封区相比,放牧区牧草粗纤维含量在生长季前期(5月)显著降低了18.95%,而牧草粗蛋白含量在生长季中期(6月)显著提高了的8.37%。【结论】 围封能提高草地的数量特征,增加优质牧草的比例,有效恢复退化草甸草地,但不利于植物多样性的维持;而在生长季前期适度放牧有利于提高群落的牧草品质。     

天山西部云杉林群落数量分类与排序

[目的]研究植物群落的数量分类和排序,分析植物群落与环境之间的关系,为新疆天山云杉林保护、天山西部山区森林群落更新恢复评价提供支撑.[方法]以天山西部国有林管理局巩留分局恰西森林公园为试验点,天山云杉(Picea schrenkiana var tianschanica)林为研究对象,基于群落学调查和环境因子测定数据,...     

天山西部天然乔木林空间分布与地形因子的定量关联

【目的】研究天山西部山区天然乔木林分布规律与地形因子(海拔、坡向、坡度)的定量关联,为森林资源的保护与管理提供科学依据。【方法】选取天然乔木林为对象,通过3S技术对Landsat数据进行分类,基于DEM数据生成地形因子,结合森林资源二类调查数据,定量研究天山西部山区天然乔木林的空间分布规律。【结果】天山西部山区天然乔木林主要分布在海拔1 200~2 500 m的区域,分布指数96.19%;坡向上主要分布在阴坡、半阴坡(包含北坡、西北坡、东北坡全部以及东坡、西坡部分区域),分布指数88.72%;坡度上主要分布在坡度≥15~55°,包括斜坡、陡坡和急坡以及险坡的部分区域(≥45~55°),其中在陡坡的分布指数最大。研究区树种有雪岭云杉(Picea schrenkiana)、欧洲山杨(Populus tremula)、疣枝桦(Betula pendula)、杏(Armeniaca vulgaris)和天山野苹果(Malus sieversii),其中以雪岭云杉分布面积最大,海拔范围最广;其次为欧洲山杨,第三为杏;适宜雪岭云杉生长的海拔区域为1 800~2 400 m,欧洲山杨适宜生长区为1 400~2 000 m,杏适宜生长区为1 000~1 600 m。【结论】天山西部山区天然乔木林树种以雪岭云杉、欧洲山杨和杏为主,主要分布在中山—亚高山的阴坡、半阴坡且坡度为≥15~55°的区域。森林抚育、更新时应根据地形条件选择适宜树种,保证树种幼苗成活率,促进乔木林快速更新。     

地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响

【目的】研究地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响。【方法】在新疆农业大学实习林场选取不同海拔、不同坡度和不同坡向的样地采集土壤样品,测定土壤有机碳含量并计算其碳密度。【结果】不同海拔梯度下,天山云杉林土壤有机碳含量介于41.65~77.67 g/kg,土壤有机碳密度介于9.47~14.27 kg/m²,土壤有机碳含量及密度均随着海拔的升高呈减少的趋势。0~20 cm土层坡度小于15°时,土壤有机碳含量表现为最高(105.08 g/kg),而当坡度达到30°~35°时,土壤有机碳含量最低;不同坡向上土壤有机碳含量从高到低依次为阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡,其中0~20 cm土层阴坡上土壤有机碳含量显著高于阳坡(P<0.05),20~60 cm土层土壤有机碳含量在各坡向之间差异不显著。【结论】天山北坡天山云杉林在高海拔区域内整个剖面土壤有机碳含量分布较低海拔区域相对均匀。坡向对土壤有机碳的再分配作用在20~60cm土层土壤中难以发挥作用。     

新疆春季融雪型洪水分布特征研究

利用2004—2013年灾情和积雪深度资料,采用统计分析方法,分析了近10年新疆春季融雪型洪水的时空分布特征以及与地理气候特征关系。结果表明,伊犁河谷、塔城地区北部、阿勒泰地区为春季融雪型洪水的极易发区,天山北坡为易发区,南疆为低发区;近10年新疆春季融雪型洪水有明显的增加趋势,3月和4月下旬为高发时期,特别是3月中旬;春季融雪型洪水多发生在山麓、山前平原和河谷地带的3~5级水系附近;2月底积雪深度距平百分率可作为春季融雪型洪水预测预报的重要指标。     

新疆气候特征对设施农业布局的影响

为了调控新疆设施农业发展,通过对新疆全区的气温、日照时间、纬度和无霜期等特征进行分析,提出了新疆设施农业发展区域布局的建议。结果表明：新疆发展设施农业可划分为4个区,东疆和南疆热量丰富日照充足,为优先发展区;北疆西部寒冷期短,寒冷程度低,日照时间较长,为适宜发展区;天山北坡冬季温度较低,寒冷期较长,光照时间短,为次适宜发展区;北疆北部寒冷程度高,寒冷期长,极端低温低,为限制发展区。     

1980-2014年新疆地区碳库时空动态研究

通过对1980-2014年新疆地区时空尺度上碳库的动态进行研究,结果表明,1997年之前气候变化波动相对较小,碳收支基本处于平衡状态,1998-2008年有2次较大的碳流失现象发生.南疆和北疆呈现出不同的碳汇趋势,碳汇发生在天山及阿尔泰山等山区的中低山带,昆仑山北部山区以及阿尔泰山南缘出现较大程度的土壤碳降低态势.     

天山北坡植被NPP时空格局及气候因子驱动分析

【目的】研究天山北坡植被净初级生产力(NPP)的时空格局,分析NPP与气候因子的关系,为天山北坡自然资源的合理开发利用与管理提供科学依据。【方法】利用CASA模型估算天山北坡植被的NPP,分析其年内时空变化特征,采用相关性分析法研究天山北坡NPP与气候因子的关系。【结果】(1)2015年天山北坡NPP总量为34.57 TgC,平均值为173.34 gC/(m²·a),中西部区域NPP占天山北坡总量的82.25%,是天山北坡NPP的主要供给区,山地区域的NPP平均值最高。(2)不同植被类型的NPP差异较大,林地、耕地、草地、未利用地分别为534.47、333.47、174.20和124.18 gC/(m²·a)。(3)天山北坡NPP月总量波动在0.29~3.00 TgC/mon,6月NPP达到一年中最大值,为7.39 TgC/mon。草地NPP随季节的波动幅度最大,林地随季节波动幅度最小。NPP季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季。(4)温度对天山北坡不同植被类型的影响大于降水。NPP的变化受气候因子驱动影响的区域占66.06%,主要集中在天山北坡中西部区域;非气候因子的影响占33.94%,主要集中在天山北坡中东部以北地区。【结论】天山北坡NPP总体上呈现西高东低的趋势,不同植被类型随季节的变化趋势不同,温度是天山北坡NPP年内变化的主要影响因素。     

民国时期新疆玛纳斯河流域的农业生产

玛纳斯河流域地处新疆天山北麓中段,位于新疆天山北坡综合经济带的中心地段,是新疆农业发展的核心地带之一。玛纳斯河流域真正意义上的农业开发始于清朝乾隆中期统一新疆之后。民国时期,玛纳斯河流域作为新疆战略要地,成为历次战乱的争夺焦点之一。流域屯垦和农业开发也经历了多次起伏,在水利建设和农牧业生产方面得到一定的发展,为新中国成立以来的玛纳斯河流域社会经济的发展奠定了重要基础。