生物结皮富集营养元素和重金属元素的空间分异特性

通过测定库布齐沙漠腹地达拉特旗火力发电厂附近沙地中不同年代人工结皮和下层土壤中重金属和营养元素的含量,旨在研究生物结皮富集重金属和营养元素的能力,富集结果及空间差异性。通过单因素方差分析(ANOVA)和比较,得出以下结论:在水平格局,结皮中的重金属和营养元素含量表现为:Cr>Pb>Cu>Cd和C>K>N>P的顺序关系,相同发育年代结皮中的重金属和营养元素含量均表现为:藓结皮>藻结皮>物理结皮;不同发育年代结皮中各种重金属和营养元素含量均表现为随着发育时间的增加而增加;在垂直格局,各类型结皮中重金属和营养元素含量均表现为随着土壤垂直深度增加而降低。     

新疆古尔班通古特沙漠生物结皮绿藻研究

通过对古尔班通古特沙漠中39块样地253份生物结皮土样的分析,研究了古尔班通古特沙漠中绿藻的区系组成、生态分布特点和结皮不同发育阶段绿藻的种类组成的动态变化.结果表明:该沙漠中有绿藻门植物10科14属26种,其中以单细胞种类占优势;绿藻在该沙漠不同地貌部位的分布,以背风坡的种数最多(9种),迎风坡、丘间低地和垄顶逐渐降低;在结皮的不同层次中,绿藻主要分布在结皮层,而在结皮层以下种类很少;在生物结皮的几个不同发育阶段中,绿藻的物种多样性差别不大,其种类组成略有差别.     

北方农牧交错带沙地生物结皮研究

为了解我国北方农牧交错带生物结皮的生态意义,本文以宁夏盐池为例,采用样线调查法进行结皮及植被调查,并在有结皮和无结皮覆盖两种情况下进行入渗试验。研究表明:北方半干旱区生物结皮对植物生长存在先促进、后抑制的过程。在风蚀环境条件和不稳定的土壤条件下,生物结皮的出现可创造适合植物生长的微环境,为植物的生长提供了条件。方差分析显示有结皮时的植被盖度明显高于无结皮覆盖的植被盖度。当环境条件改善时,结皮开始抑制植物的生长,两者存在一种显著的线性负相关关系。研究区从封育边缘到核心,结皮盖度为核心>边缘,植被盖度正好相反,两者的相关系数高达-0.920;生物结皮对入渗具有明显的阻碍作用,结皮盖度与入渗深度之间呈线性负相关,相关系数为-0.765,说明结皮的存在使土壤水分呈现浅层化趋势。     

土壤微生物在生物结皮形成中的作用及生态学意义

在荒漠地区的固定、半固定沙地和流动沙地上,微生物、藻类植物及地衣、苔藓植物能参与并形成生物结皮,其在干旱和半干旱荒漠地区具有重要生态意义。其中土壤微生物因其极强的适应性和生存能力,在生物结皮形成各阶段都起着积极的作用。土壤微生物的生长和活性与土壤酶活性的变化具有良好的相关性,它的组成、分布和数量因沙丘类型和沙土层深度的不同而有所变化,也受到季节和植被的影响。土壤微生物的生理代谢活动及数量变化可以改变沙土表面理化性质,在土壤结皮的形成、植物营养的转化过程中发挥积极作用,为植物生长创造了良好的条件。     

生物结皮发育对地表蒸发过程影响机理研究

生物结皮的形成与发育显著改变了土壤地表特征及下伏土壤性质,对地表蒸发过程产生深远影响.但目前已有研究对生物结皮存地表蒸发过程中的作用仍存在很大争议.文中通过覆盖结皮和模拟降水的方法对土壤蒸发过程进行研究,以期初步揭示生物结皮发育影响地表蒸发过程的机理.结果表明:生物结皮主要通过结皮层对降水的截留和阻碍扩散作用及对下伏土...     

荒漠生物结皮研究中的几个问题

生物结皮在干旱区生态系统中扮演着一个关键的角色,它可以影响干旱区土壤的结构、功能、生产力,包括土壤稳定性、土壤保水力、碳、氮的固定和土壤的肥力等。结合国内外生物结皮的研究,提出生物结皮的影响因子、生物结皮与周围植物的关系、生物结皮形态的变化与分布的异质性等几个问题并进行了讨论。     

初读《准噶尔荒漠生物结皮研究》

我国是世界上受荒漠化影响最为严重的国家之一,荒漠化土地面积达2.64×106 km2,占国土面积的27.5%.保护地球生态系统,保护生物多样性,防治土地荒漠化是当今首先要关注的人类生存环境问题.随着全球变暖,世界干旱地区的荒漠化趋势加剧,我国荒漠化土地面积已占到国土总面积的27.5%,其中以沙漠化危害最为突出.其生态状况不仅关系到广大干旱区的内部环境与经济社会的可持续发展,也深刻地影响到我国东部地区,甚至更远地区的环境.选择正确的生态战略是保障国家生态安全的核心和基础.长期以来,我国生态安全以部门工程性措施和基于植树造林的政策为主,在实践中也取得了很大成效.但是,并非任何地区都适应这一治理途径,地理地带性是自然界的基本规律.植被与环境具有高度的区域共轭性和动态稳定性,是生态恢复必须遵循的基本原则.我国温带干旱区广袤的荒漠地带,不足200 mm的年降水量无力支撑由维管束植物组成的优势植被,但却足以支撑结皮中占优势地位的孢子植物类群.     

古尔班通古特沙漠生物结皮影响下土壤水分的日变化

对新疆古尔班通古特沙漠生物结皮影响下土壤水分的日变化特征进行了定量研究,结果表明:①无论是结皮覆盖区还是无结皮覆盖区,其土壤含水量随深度的变化均表现出明显的层次性,其中以距地表 20 cm处的土壤含水量最高.②结皮覆盖区距地表5 cm和10 cm处的土壤含水量显著高于无结皮覆盖区(LSD检验, p ＜0.05);而45 cm和60 cm处的土壤含水量则表现为结皮覆盖区极显著低于无结皮区(LSD检验,p＜0.05),说明生物结皮具有较强的保持土壤表层水分的能力.③结皮覆盖区与无结皮覆盖区土壤水分的日变化特征明显不同于距地表5 cm处,而其他各土层的变化趋势则较为一致.无结皮覆盖区距地表5 cm处土壤水分的日变化呈先上升后下降的趋势,而结皮覆盖区的变化则恰恰相反.     

不同理化因子对荒漠生物结皮中三种蓝藻生长的影响

对实验室分离荒漠生物结皮中的具鞘微鞘藻〔Microcoleus vaginatus(Vauch.)Gom.〕、眼点伪枝藻(Scy-tonema ocellatum Lyngb)、地木耳(Nostoc commune Vauch.)3种蓝藻分别进行了培养,利用正交设计的方法研究了pH值、K+、Ca2+、Mg2+4种理化因子对其生长的影响,初步探讨了3种蓝藻在实验室内生长所需的最适生理条件。研究结果表明,具鞘微鞘藻的最适生理条件:pH值为8,Ca2+浓度为3.54×10-5mol/L,Mg2+浓度为5.1×10-5mol/L,K+浓度为1.345×10-5mol/L;眼点伪枝藻的最适生理条件为:pH值9,Ca2+浓度为1.77×10-5mol/L,Mg2+浓度为5.1×10-5mol/L,K+浓度为2.69×10-5mol/L;地木耳的最适生理条件为:pH值为10,K+浓度为5.38×10-5mol/L,Ca2+浓度为1.77×10-5mol/L,Mg2+浓度为1.02×10-4mol/L。     

高寒地区人工植被恢复过程中沙表生物结皮特性研究

野外采样和室内分析相结合,对我国高寒地区荒漠化植被恢复不同阶段土壤生物结皮特性变化进行了研究.结果表明在沙质荒漠化地区,通过人工植被恢复,土壤生物结皮的形成是荒漠化土壤得以固定的基础,沙丘的固定时间不同,结皮层的特性有很明显的差异：①随固定时间变长,结皮层的土壤颗粒组成细化.结皮层砂粒总含量呈降低趋势,其中1～0.25 mm砂粒的含量逐渐降低,0.25～0.05 mm砂粒含量先升高后降低,而0.05～0.02 mm砂粒的含量在逐渐升高,粉粒和粘粒含量在固定初期呈逐渐增高趋势,之后趋于稳定;②固定过程中结皮层的化学性质逐渐变优.土壤结皮层的有机碳、速效养分、全氮含量及CEC均不断提高,说明结皮层对土壤养分有强烈的富集作用;碳酸钙和pH值没有十分明显的变化;有机物质的增多,促进土壤微生物的繁殖,从而促进土壤酶活性的提高.     

荒漠藻固沙结皮试验研究初报

本文利用跑道式培养池培养了已筛选的两个荒漠藻品种 ,并在野外进行了荒漠藻结皮人工接种效果的研究 ;探讨了荒漠藻固沙结皮的形成与植被发育的关系 ;提出了藻沙粒结皮是荒漠藻结皮的早期形式。进一步分析了荒漠藻固沙结皮综合固沙技术的关键问题     

沙坡头地区土壤结皮形成机理的研究

本文通过大量的事实和依据论述了结皮形成的物质来源和结皮的形成与土壤性质的关系，表明了粉粒（０．０５－０．０１ｍｍ）含量是结皮形成的关键，并从结皮的发育过程、剖面变化、地理位置和养分含量等方面说明了粉粒的分选和聚积过程，进而论述了粉粒的累积机理、结皮的形成过程及结皮形成－破碎的动态变化。     

毛乌素沙地生物结皮对土壤温度的影响

土壤温度对作物生长发育、土壤水盐运移、生物的数量与活性、土壤碳平衡等均有较大的影响。为了研究毛乌素沙地生物结皮区和裸沙区土壤温度的差异,于2010年9~11月在陕北毛乌素沙地东南缘神木县圪丑沟地区,选择晴朗天气进行定位观测试验。结果表明: ① 同一剖面深度,生物结皮样地土壤温度的日变化趋势同裸沙样地一致;且从6:00~21:00时每隔3 h,土壤垂直剖面的温度沿着“\” 型、 微“（”型、明显“（”型、“/” 型、微“）”型、“\”型进行周期性变化。② 生物结皮的覆盖极显著降低了地表的土壤温度（[WTBX]P[WTBZ]＜0.01）。③ 生物结皮样地和裸沙样地表层土壤温度变幅最大,随剖面深度的增加土壤温度变化趋缓。当气温和土壤含水量较低时,生物结皮对同一深度土壤温度变化幅度的影响更明显。从垂直剖面角度看,生物结皮降低了土壤温度及其变幅。④ 生物结皮提高了0~25 cm深度土壤温度对气温的敏感程度。表明土壤温度的变化是多因素作用的结果,前人仅根据生物结皮的颜色来判断其对土壤温度的影响是不够的。生物结皮对土壤温度造成影响的主要原因,可能是其改变了土壤表层结构及土壤水分状况。在今后相关研究中如水分蒸发、土壤化学性状的改变等,要特别注意生物结皮的温度效应对这些过程的影响,从而使分析更加客观深入。     

结皮土壤的抗风蚀性分析

土壤结皮是土壤在自然状态下形成的“保护层”,它的存在使得土壤变得稳定,使土壤的抗风蚀性有显著的提高,可以有效地抵抗冬春季节严重的风蚀,因此在干旱荒漠化地区越来越受到重视。土壤结皮分为物理结皮和生物结皮两类,由于生物结皮的生成需要长时间的积累,而且要求具有一定的湿度、温度,才可能存活和生长。而物理结皮只要土壤经过干-湿的过程很容易形成。本文通过实地观察,从不同的土质取得的原状土壤结皮样本进行扫描电镜观察,对土壤物理结皮的形成,与土壤的含水量、颗粒组成、含盐量等的关系,以及对土壤抗风蚀性的作用进行了详细的论述,以便使其在干旱、寒冷地区土壤荒漠化防治中受到足够的重视,减少人为因素对土壤结皮的破坏,利用人为手段促使结皮的形成,减少冬春季节风沙对土壤的侵蚀。     

准噶尔盆地莫索湾龟裂地径流的研究

准噶尔盆地是北疆的主要平原荒漠草场,牧草资源丰富。然而这些草场不同程度的缺乏人畜饮水,在有水源的地段虽然能放牧利用,但广大的缺水或无水草场,尚未能放牧利用。为了解决该类部分草场人畜饮水与建设人工草地的水源,1980-1986年,我们在准噶尔盆地南缘莫索湾对龟裂地径流进行了研究。龟裂地径流的利用不但对开发该盆地的荒漠草场资源有重大作用,而且对绿洲边缘建立防风固沙林及改善荒漠生态环境都具有重要的作用。现介绍如下。     

沙坡头地区豆科植物共生固氮资源初步研究

对沙坡头地区引进和野生的１９属５１种豆科植物的结瘤固氮状况进行了调查，除花生，三刺皂荚，铃铛刺３属３种外，其余４８种均能自然结瘤，种的结瘤率为９４．１％，其中２７种为Ａｌｌｅｎ文献中未记载的结瘤豆科植物。根瘤形态大多数圆形，棒状域指状，形态较为规则，白色黄色者居多，乙炔还原活力测定表明，２４．６％为无效根瘤，不同种豆科植物根瘤的乙炔还原活力相差不大，一般活力都较低，乙炔还原活力小于１μｍｏｌＣ２Ｈ     

坡耕地暴雨结皮对作物生长发育影响的实验研究

采用盆栽和小区试验的方法,经3年试验发现,坡耕地土壤结皮对作物的出苗、生长、产量和生物量等均有不同程度的影响。小麦出苗率、苗高、最大苗高、产量和生物量分别降低了22.06％、4.60％、6.86％、1.16-9.84％和0.74-6.98％;结皮虽对玉米出苗影响不大,但延长了出苗期,使产量和生物量降低了5.66—9.17％和7.17—11.25％,而且随结皮厚度、强度和地表坡度的增加,其影响更为明显。因此,通过增加地面覆盖和雨后人工耕锄以消除结皮,增加产量和保持水土。     

青枯病菌噬菌体P3株系的生物学特性及其应用研究

作物青枯病是一种土传细菌性维管束病害,由于作物病害的发生和严重度与土壤中的病原菌数量呈正相关,因而快速准确测定土壤中的病原菌数量是病害预测及有效防控的前提。本文对筛选获得的一株具有生防潜力的噬菌体P3株系进行了生物学特性测定,并探讨其在检测烟草根际土壤中青枯病菌数量的可行性,为烟草根际土壤青枯病菌的检测提供一种新方法。研究结果表明,噬菌体P3株系由一个二十面体的头部和非常短的尾部构成;裂解谱广,可裂解烟草、番茄、辣椒、马铃薯和甘薯的青枯病菌;最佳感染复数为0.0001;潜伏期60 min,裂解期80 min,裂解量179;对1%氯仿不敏感;55℃以下及pH 4~12的环境中保持稳定;对紫外线敏感,照射18 min失活;20℃~28℃存放一个月效价稳定。同等条件下,检测烟草根际土壤中青枯病菌数量,平板检测法的实测值仅为1.79×10⁴CFU/g,而噬菌体检测法实测值为2.83×10⁵CFU/g,说明噬菌体检测法的灵敏度较平板检测法高10倍。本研究通过噬菌体检测法检测了烟草根际土壤的青枯病菌数量,可为今后烟草青枯病的预测预报提供技术支持。