沙漠苔藓结皮植物体分解特征研究

苔藓植物是许多极端环境下植物演替过程中的先锋植物,研究风沙环境下苔藓植物的分解特征对科学评价苔藓结皮层生态功能具有重要意义。采用野外分解试验和室内测定相结合的方法,分析了沙漠苔藓植物残体中元素含量变化。结果表明,在0.41～2.33 a的分解过程中,苔藓植物体全N、全P、全K和全C含量呈现波动降低特征,全Ca含量则总体呈现增加趋势;苔藓植物体分解拟合方程为Y=115.42e~(-0.1033x);苔藓植物残体中N、P、K和C元素积累系数分别为0.84～0.94、0.87～0.97、0.82～0.96和0.88～0.97,而Ca、Mg和Fe元素的积累系数分别为1.00～1.09、0.92～1.14和0.91～1.11。在风沙环境和苔藓植物较低的N含量条件下,尽管苔藓植物分解过程缓慢,但仍然存在着N、P、K和C元素的释放过程。     

黄土丘陵区生物结皮条件下土壤有机质及氮素的累积特征

【目的】研究生物结皮条件下土壤有机质及不同形态氮素含量的变化,明确生物结皮养分积累及培肥土壤的作用,为其潜在的环境风险评价提供依据。【方法】采用野外调查结合室内分析的方法,调查黄土丘陵区不同发育年限生物结皮的样地,分层采集样地的土壤样品,同时以同一区域退耕1年以内的撂荒地为对照(CK),测定生物结皮层以及0~2,2~5,5~10cm土层有机质、全氮及碱解氮、硝态氮、铵态氮含量。【结果】1)生物结皮条件下,结皮层土壤全氮和有机质的积累过程可分为快速增长和趋于稳定2个阶段,这2个阶段以生物结皮发育13年为界限。结皮发育13年时,结皮层土壤全氮含量达到1.34g/kg,是对照的3.72倍;有机质含量为25.41g/kg,是对照的5.05倍。2)生物结皮明显增加了结皮层土壤碳氮比,结皮发育15年时,结皮层土壤的碳氮比最高,为11.8,但碳氮比与发育年限无关。3)结皮层土壤碱解氮含量及其占全氮的比例明显高于0~10cm土壤和对照,碱解氮含量在生物结皮发育15年时达到最大值(94.89mg/kg),是对照的6.51倍,之后趋于稳定。4)生物结皮增加了结皮层土壤硝态氮和铵态氮的含量以及硝铵比。【结论】生物结皮可以明显提高结皮层土壤氮素含量,增加土壤肥力,对土壤表层氮素积累有重要作用,与此同时,生物结皮也有可能增加氮素的流失风险。     

陕北水蚀风蚀交错区不同植被下生物结皮的发育特征研究

研究了黄土高原典型流域内不同植被下生物结皮的厚度、容重和抗剪强度等变化特征。结果表明:不同植被下黄土生物结皮的发育程度差异较大,表现在结皮的厚度、抗剪强度和容重几个指标上,总体发育程度顺序为:乔灌下结皮>多年生草本下结皮>一年生草本下结皮。随着生物结皮的发育和演替,结皮厚度增加,但增加幅度相对缓慢;结皮容重呈降低趋势,土壤孔隙结构得以改善;结皮抗剪强度不断增大,表明其控蚀效果相应增强。生物结皮的覆盖度和厚度均明显表现为:阴坡>阳坡,而容重变化则相反,即阴坡<阳坡;抗剪强度表现为阳坡略大于阴坡。说明坡向对生物结皮的发育具有显著影响。不同植被和坡向下生物结皮的发育特征出现差异,其水文生态功能理应有所不同,这在今后的研究中应予以重视。     

生物结皮层覆盖对风沙土水分蒸发特征的影响

生物结皮作为流动沙丘固定的明显标志,潜在性地影响着风沙土水文的变化特征.本文研究结果表明:生物结皮覆盖直接影响着水分的再分配过程;不同类型生物结皮对土壤自然含水状况和降水再分配的影响不同.生物结皮覆盖对0cm-5cm土层的土壤自然含水量具有一定的保护作用.同时,研究表明,随着土层深度的增加,3种覆盖状态下,土壤自然含水量则朝着不同的趋势发展.沙土表层不同覆盖方式和降水条件不同时,生物结皮层覆盖均不能有效的阻止水分的蒸发过程,并因生物结皮类型的差异,表现出不同的变化趋势.     

2种植被下生物结皮化学特征及其对下层土壤的影响

以毛乌素沙地的生物结皮层和结皮下层土壤为研究对象,对油蒿、羊柴2种植被条件下的土壤生物结皮层以及生物结皮下层土壤进行了化学性质的研究,探讨了不同植被下土壤生物结皮对土壤化学特征的影响。研究表明:生物结皮的土壤养分含量均高于流动沙地,油蒿灌丛下生物结皮的发育时间长,富集的养分含量也比羊柴灌丛的多,土壤生物结皮对下层土壤养分有明显影响,生物结皮下土壤的有机质、全效养分和速效养分的含量均高于对照流沙土壤土层,且呈随土层深度增加含量降低的趋势。     

库布齐沙地人工生物结皮区植被恢复状况

[目的]调查库布齐沙地人工生物结皮区高等植被恢复状况,揭示人工生物结皮形成后高等植被群落演替过程。[方法]采用样方法对不同接种年份的人工生物结皮区高等植被的种类、数量、盖度进行系统全面的调查。[结果]共发现42种高等植物,分属于31属10科,优势种为油蒿、沙蓬、绳虫实、猪毛蒿、羊草、披碱草。随着人工生物结皮发育演替时间的延长,高等植被的种类、数量、盖度、生物量、物种多样性和均匀度也逐渐增大。[结论]在人工结皮区,高等植被群落的演替顺序为油蒿、沙蓬、猪毛蒿、羊草群落。     

油蒿与臭柏沙地生物结皮对土壤理化性质的影响

根据沙地固定情况和生物结皮发育程度选取油蒿(Artemisia ordosica)群落中半固定沙地初期阶段发育的生物结皮(SF-E)、半固定沙地较厚的生物结皮(SF-L)、新固定沙地生物结皮(NF)、中期固定沙地生物结皮(MF)、老固定沙地生物结皮(OF)和苔藓结皮(MOSS)6种类型生物结皮和臭柏(Sabina vulgaris)群落中丘间地(Ⅳ)和丘顶(TV)2种生物结皮,比较了不同类型生物结皮对土壤理化性质的影响.结果表明:不同类型生物结皮表层土壤有机质、总N及土壤粒度组成存在差异.随着生物结皮从MS-SF-E-SF-L-NF-MF( MOSS)-OF-IV-TV的发育,表层土壤有机质、总N及粉粒质量分数呈现递增的趋势,而土壤粗砂粒质量分数随生物结皮的发育而递减;表层土壤富集的养分及细颗粒组分有向下位移的现象,导致表层下10 cm处土壤养分质量分数及颗粒组成也随生物结皮的发育程度而发生与表层土壤趋势相同的变化.总之,生物结皮的发育能显著增加表层土壤有机质、总N及土壤细颗粒成分.     

沙漠苔藓生物结皮层物理特征研究

[目的]研究适宜的方法测定苔藓结皮层物理性指标,并进一步评价其对生物结皮层物理性能的评价。[方法]在借鉴相关土壤物理特性指标测定方法的基础上,采用差减法、室内浸泡法、链条法分别测定了苔藓生物结皮层的容重、吸水速率、生物量及其持水特征和表面糙度等。[结果]苔藓生物结皮层容重为0.95 t/m~3,对照纯沙土为1.52 t/m~3;苔藓生物结皮层吸水2 min时其吸水速度为0.23 g/(g·min),吸水60 min时其吸水速度仅为0.01 g/(g·min);苔藓结皮层表面糙度为5.0,藻类结皮层表面糙度为11.2;苔藓生物结皮层生物体干重为689.69 g/m~2,植物体持水量为283.03%。[结论]该研究采用的相关测定方法不仅具有可操作性、简便等特点,而且测定结果能够客观反映沙漠苔藓生物结皮层特性指标,对指导生物结皮层物理性能研究具有参考意义。     

流动沙漠地区灌溉林地盐结皮层特征的初步研究

盐结皮是干旱区灌溉后土壤表层形成的一个特殊层次,但目前对其形成条件和时空变化规律尚无系统研究.该文通过对2004和2005年在塔克拉玛干沙漠布置的试验地的调查研究表明,在咸水灌溉林地,土壤表层形成明显的盐结皮层.该文对盐结皮层厚度和电导率这两个主要特征进行了综合分析,得到以下结论:①灌溉水质、灌溉方式、灌水定额、灌水周期以及土壤质地在很大程度上可以影响盐结皮的性质.②盐结皮的性质具有明显的空间分布规律,畦灌和滴灌对林地盐结皮性质的微空间分布影响很大,坡向、土壤结构等立地条件在一定程度上也影响盐结皮性质的空间分布.③盐结皮性质存在明显的时间变化,在灌溉周期内,电导率经历增加→降低→稳定的变化过程,一般在灌溉后5 d盐结皮层开始形成;在年内盐结皮的电导率随着气温的变化而呈明显的月际变化;由于土壤中大气降尘和植物枯枝落叶年复一年的加入而导致土壤表层结构的极大变化,因此随着林地的发育,盐结皮层厚度逐渐趋于稳定,而电导率呈先增加后降低的趋势.      

陕北黄土区退耕还林地生物结皮分布及其影响因子研究

为了科学评价黄土区退耕还林工程及其水土保持和生态效益,该文于2005年7—8月在陕西省延安市吴旗县进行了植被状况调查.通过对78个标准地的调查数据进行分析,结果表明:①干扰程度、坡向、坡度、地貌部位、植被结构、维管植物和微生境对生物结皮盖度具有明显影响.干扰程度弱,生物结皮盖度大,反之则小;阴坡生物结皮盖度大于阳坡;沟坡大于梁峁坡.②生物结皮盖度随着维管植物盖度和种数的增加而增加,但随着维管植物种数的进一步增加,生物结皮盖度反而下降.③植被结构不同,生物结皮盖度不同,草本植被结构大于乔灌草结构,乔灌草结构则大于灌草结构.      

乌兰布和沙漠东北部土壤水分变化特征的研究

通过对乌兰布和沙漠东北部土壤水分变化的特征研究表明:流动沙地土壤水分在空间变化上可分为三个层次:表层干沙层、沙地水分变化剧烈层、沙地水分稳定层;半固定沙地黄沙层和灰白色沙层物化性质几乎相似,只是含水量不同引起颜色不同;固定沙地按含水量变化趋势从地表向下分成四个区域:(1)从地表至粘土层结束;(2)不受地下水和降雨蒸发强烈影响的非稳定下渗层;(3)非饱和毛管上升高度层;(4)饱和毛管上升高度层;丘间低地土壤水分在空间上分为:(1)水分变化频繁活动层;(2)水分潜在供应层;(3)水分相对稳定层。     

西鄂尔多斯荒漠四种灌木根系生态特性研究

本文以西鄂尔多斯荒漠中4种灌木--绵刺、四合木、霸王、沙冬青的地下部分为研究对象,对4种灌木所组成的多优群落内不同土壤层中各灌木生物量、根系含水量及土壤水分含量进行测定分析,结果表明成龄植株随土壤深度的增加根系的功能和吸收水分的状况也会相应变化.在同一生境中,不同物种的根系会利用不同土层的土壤水分,并确定它们之间地下部分的相互协调性.     

土壤保墒剂DQ-1在黑龙江省西部风沙土中保水效能研究与分析

在试验室稳定蒸发条件下测试了ＤＱ－１型保墒剂在黑龙江省西部风沙土中的保墒性能。结果表明,ＤＱ－１型保墒剂可在一定程度上增加土壤持水性能并增加土壤有效持水量。在风沙土中该保墒剂施用量得当可明显增强风沙土的保墒性能;其最佳保墒阶段在该土壤中为重量含水量的１０％～２０％。ＤＱ－１型保墒剂在风沙土中施用量在５．０‰左右表现出最好的保墒效果。     

乌兰布和沙漠不同沙地类型土壤水分特征的研究

通过对乌兰布和沙漠不同沙地水分状况研究表明 :根据流动沙地土壤水分垂直分布状况可划分为 :表层干沙层、湿度变化层、稳定层 ;白刺灌丛沙堆与流动沙地相似 ,但层次区分与流动沙地略有差异 ;流动沙地各层湿沙含水量均高于白刺灌丛沙堆 ;流动沙地迎风坡不同坡位含水量均呈现 ;坡上部 <坡中部 <坡下部 :固定沙地丘间低地 8月份土壤含水量小于 9月份 ;固定沙地土壤含水量小于流动沙地丘间低地     

放牧强度对荒漠草原淡栗钙土水分、养分及生物量的影响

本试验比较研究了放牧强度的对内蒙古荒漠草原的土壤水分、养分以及地上生物量的影响,结果表明:轻牧(LG)处理土壤速效氮、磷的含量显著高于对照区(CK)、中牧(MG)和重牧(HG)处理。土壤水分表层大致呈现出:CK>LG>MG>HG。而深层土壤水分呈现相反的结果。随着放牧强度的增加,植物地上生物量逐渐下降,群落高度降低,尤其是一些优势种以及杂草生物量及其所占比例减少,LG对地上植物生物量影响不大。土壤各因子之间及其与生物量之间都有正相关关系,并且大部分指标之间都达到了显著水平。而生物量与有机质之间极显著正相关。本研究结果显示围栏封育和适度放牧有助于土壤水分、肥力和地上生物量的保持和提高。     

草地早熟禾宜牧性状的研究

草地早熟禾是我国东北地区很有发展前途的人工栽培牧草,特别是用作放牧地草种。通过对草地早熟禾的产量、草层结构及根系结构进行分析,表明了几乎在所有观测宜牧性状中,草地早熟禾均表现为良好的适宜特征。     

基于BP神经网络的太阳能集热器热特性仿真研究

集热器出口气流温度及温升的影响因素很多,有些因素不可控制,且有交互作用,采用传统数学方法模拟较复杂.本文分析了太阳能空气集热器出口气流温度与太阳辐射、环境温湿度的关系,确定了太阳能空气集热器出口气流温升的主要影响因素.利用BP神经网络建立集热器出口气流温升预测模型,在试验条件范围内,实测值与模型预测值拟合较好,可以用BP网络模型较准确地预测集热器出口气流温升.     

土壤粘粒矿物对水稻生长及根系生理的影响

在培养液中加入高岭土,水稻生长正常,略优于纯培养液;加入蒙脱石,水稻长势前差后好,最后超过加高岭土培养的水稻。此外,在培养液中加入土壤粘粒矿物,水稻根系也发生不同程度的生理学变化,推测与土壤宜种性有关。     

杭锦旗穿沙公路综合防沙技术及其效益的研究

本文介绍了杭锦旗穿沙公路沿线的综合防沙技术措施。根据防沙目的,在公路两侧５００ｍ 内设置了机械沙障,并配套进行了生物措施治理。分析表明,流沙得到控制,防沙效果明显,且取得了较好的经济效益、生态效益、社会效益。同时也指出了综合防沙措施中的一些问题。