2006—2014 年民勤4 种典型荒漠群落结构 及物种多样性变化研究

根据2006—2014 年民勤荒漠植物4 个样区36 个样方调查数据,对该区沙蒿、梭梭、麻黄和白刺4种典型荒漠植物群落结构及物种多样性进行分析。结果表明：该区群落结构简单,物种相对单一且数量较少,植物都是以较低的芽位适应生境条件;灌木层物种的变化不大,草本层物种有所增加;多样性指数沙蒿群落、梭梭群落和白刺群落的略有增加,而麻黄群落略有减小;该区群落结构和物种多样性的变化主要由于草本层的物种变化引起。了解和掌握民勤荒漠植物群落的结构和物种多样性变化规律,对于推动干旱荒漠区植被恢复和物种多样性的保护提供依据。     

民勤沙区绿洲-荒漠过渡带典型植被群落物种多样性特征分析

为了探索绿洲-荒漠过渡带植被群落物种多样性特征,以及不同生活型植物在维持物种多样性和群落稳定性方面的机理,对民勤沙区绿洲-荒漠过渡带8种典型植被群落的物种组成、群落结构特征、物种多样性进行研究。结果表明：（1）灌木层在物种组成和数量上占有绝对优势,除红砂群落外,其他群落中灌木所占比例均在56.86%以上,多年生草本植物所占比例较小,在整个群落中仅占0.30%~3.14%（除沙蒿群落6.65%）,数量较稳定;（2）8个群落中白刺重要值最高,达84.41%,猫头刺群落最低为20.70%,其余6个群落在56.78%~68.07%之间;（3）8个群落多样性指数由大到小排列顺序为：猫头刺群落>绵刺群落>红砂群落>沙蒿>沙拐枣群落>珍珠猪毛菜群落>膜果麻黄群落>白刺群落,群落多样性指数均偏低,物种丰富度较低,生态优势度较高,种间相遇率偏低,群落中物种分布不均匀。说明民勤沙区绿洲-荒漠过渡带群落物种主要以矮化的小灌木、小半灌木为主,多年生草本植物所占比例较小,优势种群在荒漠灌木群落中的地位和作用非常突出,对群落结构、生态系统的功能过程和群落的演替方向,具有比其他物种更重要的作用,荒漠灌木群落由于缺乏冗余物种的支持,是一类不稳定的群落。     

腾格里沙漠东南缘绿洲荒漠过渡带天然群落结构特征及其多样性研究

为了掌握绿洲荒漠过渡带天然植物群落结构及其多样性特征,为荒漠区植被恢复与多样性保护提供理论依据,通过野外实地调查,对腾格里沙漠东南缘绿洲荒漠过渡带白刺、猫头刺、油蒿3种天然群落结构特征及其多样性进行研究。结果表明：该区天然群落结构简单,组织水平低,群落中共有植物种29种,隶属10个科26个属,灌木层物种相对单一且数量较少,草本物种相对丰富且数量较大,植物都是以相对较低的芽位适应生境条件;天然群落丰富度指数较高,多样性指数较低,群落间的均匀度指数相差不大。本研究为当地生态环境建设和天然植被保护提供了一定的理论依据和参考价值。     

民勤绿洲-荒漠过渡带微区土壤水分及粒度特征研究

为阐明民勤沙区3种典型微区土壤水分及其粒度特征变化,在其产流区及积水区采用土壤剖面及多点混合取样法取样,供土壤水分及理化性质分析,研究结果表明：（1）3类微区积水区积水痕迹明显且其植被盖度大于产流区。粘土沙障 梭梭林积水区结皮发育优于产流区,白刺沙包丘间低地及粘土平地与其结果恰好相反。（2）固定白刺沙包丘间低地积水区各层水分优于产流区;粘土平地表层土壤含水量积水区明显好于产流区,而粘土沙障 梭梭林表层土壤含水量产流区好于积水区。（3）3类微区积水区土壤含水量在20~40 cm之间最低,其中固定白刺沙包丘间低地明显高于粘土平地和粘土沙障 梭梭林,而对应产流区土壤最低含水量大小及出现深度基本一致。（4）固定白刺沙包丘间低地积水区表层粘、粉粒含量小于产流区,而深层细砂粒含量产流区大于积水区;粘土平地两区土壤组成以粗、细砂粒为主,粘粒在各对应层产流区都好于积水区。粘土沙障 梭梭林以粗砂粒为主,结构较为单一。总之,微区通过调节降水的分配方式来影响土壤水分及粒度分布进而影响沙地微区植被时空分布。     

民勤绿洲边缘区不同生境沙拐枣种群特征研究

沙拐枣(Calligonum mongolicum)是分布于中国北方干旱荒漠区的一种主要固沙植物,研究沙拐枣种群在沙漠不同生境中的群落特征、空间分布格局及幼苗更新,对绿洲边缘区的生态恢复和重建具有重要的意义。本研究以石羊河流域下游民勤沙井子荒漠绿洲过渡带为研究区域,采用野外调查与室内测定相结合的方法,对3种不同地貌类型（半固定沙丘、流动沙丘、丘间地）和6种微地型（半固定沙丘迎风坡、顶部、背风坡和流动沙丘迎风坡、顶部、背风坡）沙拐枣种群特征、更新苗的数量特征与土壤水分的对应关系及分布格局进行了调查分析。结果表明：（1）沙拐枣种群密度、覆盖度表现为：半固定沙丘＞丘间地＞流动沙丘,半固定沙丘和丘间地与流动沙丘之间存在显著差异(P＜0.05),株高在流动沙丘最大,丘间低地最小,它们之间存在显著差异(P＜0.05);而种群地径、新梢长无显著差异(P＜0.05)。（2）流动沙丘各部位密度、株高、覆盖度差异不显著(P＜0.05),而半固定沙丘则表现为差异性显著(P＜0.05),顶部大于迎风坡和背风坡。（3）不同立地条件下,沙拐枣幼苗数量为流动沙丘＞半固定沙丘＞丘间地,且与5~ 30 cm土壤水分含量大小相对应。（4）在民勤荒漠绿洲过渡带,沙拐枣种群呈聚集分布。     

民勤荒漠区沙葱种群的生态特性分析

为了弄清民勤荒漠区沙葱种群的生态特性,更好地保存和合理开发利用其种质资源,通过实地调查的方法,利用植物生态学种群理论,在民勤沙葱种群分布区,选取有代表性的野生沙葱种群为研究对象,进行沙葱群落的生境特征、种群构成和数量特征,种群空间分布格局的研究,分析了民勤沙葱分布区的土壤类型、土壤养分和盐分、并对沙葱的种群结构和空间分布格局进行研究。结果表明：民勤沙葱不同分布区,土壤类型有灰棕漠土和风沙土2类;土壤均较瘠薄,且均为碱性土壤。民勤沙葱种群构成相对简单,共10科21属25种。从植被地理成分看,主要是典型的戈壁荒漠和草原化荒漠区系植物占优势,还有部分古地中海成分和荒漠特有种构成。在空间分布格局上,民勤大部分分布区均为均匀分布,只有少部分为随机分布。     

民勤绿洲边缘沙拐枣群落分布与土壤理化因子关系研究

在全球气候和土地利用变化背景下,及时了解植被和土壤环境在特定区域的关系有助于预测植被群落的演替变化。在野外调查取样与室内分析的基础上,采用经典统计学和冗余分析的方法,研究了民勤绿洲边缘沙拐枣群落空间分布与土壤理化性质的相互关系。结果表明：民勤绿洲边缘沙拐枣群落出现14种植物,分属7科14属,物种组成贫乏,科属组成较为分散,结构简单。除了pH和电导率之外,沙拐枣群落土壤其他因子在各样带之间差异不显著。整体上看,沙拐枣群落生境土壤水分条件差,养分贫瘠,以粗化呈弱碱性的风沙土为主。冗余分析表明,电导率和pH对沙拐枣群落空间分布有显著的影响。沙拐枣是干旱区优良的固沙造林树种,建议在选择造林地时要考虑土壤盐碱性的影响。     

东洞庭湖湿地指示植被高光谱特征分析

为了建立东洞庭湖湿地指示植被光谱数据库,笔者通过分析指示植被的光谱特征,得到识别湿地植被高分辨率遥感波段窗口,为湿地健康监测提供技术支撑。选取东洞庭湖植被苔草、泥蒿、芦苇、辣蓼与灯心草5种典型湿地植被为东洞庭湖湿地指示植被,对它们进行研究。根据野外测定5种指示植被光谱数据,分析东洞庭湖湿地指示植被的光谱特性、植被类型识别的特征波段及其基本规律。研究发现：（1）在波段范围610~680 nm、810~880 nm、1030~1100 nm、1170~1240 nm、1635~1705 nm之间具有明显的差异。特别在波段1030~1100 nm之间,5种指示植被光谱差异性最大,光谱曲线区分特别明显;（2）通过对苔草、泥蒿、芦苇、辣蓼与灯心草5种湿地植被光谱反射率(R)采用LOG(1/R)变换,得到1个可以区分5种植被的区间,即660~680 nm之间的波段,5种湿地指示植被倒数的对数值依次降低次序是：苔草、芦苇、辣蓼、灯心草和泥蒿;（3）对同一种湿地指示植被苔草不同长势的光谱数据进行降噪、倒数的对数处理后,得到1个特征区间在500~700 nm内,可以明显的区分苔草的长势情况即：长势良好的苔草光谱反射率倒数的对数值要高于长势不好的苔草。     

连古城自然保护区不同群落物种多样性研究

以期为干旱荒漠区物种多样性的保护和利用方面提供理论依据,以民勤连古城自然保护区荒漠植被典型群落为研究对象,应用物种多样性指数、土壤水分变化动态、降雨量等指标因子变化动态趋势对群落演替过程中进行了研究。结果表明：（1）根据群落土壤水分条件变化趋势从高到低依次为：典型群落Ⅲ＞典型群落Ⅱ＞典型群落Ⅴ＞典型群落Ⅳ＞典型群落Ⅰ;（2）不同群落物种多样性指数由大到小排列顺序为：典型群落Ⅴ＞典型群落Ⅱ＞典型群落Ⅲ＞典型群落Ⅰ＞典型群落Ⅳ,整体表现为群落多样性指数均偏低,生态优势度较高;（3）2014年的降雨量高于2013年,降雨量分别为142.9、108.7 mm,2014年除12月外,每月均有不同程度的降雨。可得出结论：物种多样性指数受降水的影响,相应出现增加或减少趋势,但降水对物种多样性的影响效应具有一定的滞后性,要经过一段时间才能充分表现出来。在群落演替进化过程中种群将保持合适大小,群落表现出最大的适应能力,保持种群避免灭绝。     

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

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,旨在更全面地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36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。     

河西走廊不同生境黑果枸杞种群年龄结构及分布格局

通过河西走廊不同生境条件下黑果枸杞种群冠幅、高度、密度等指标的测定,分析黑果枸杞种群生长量差异性,探讨黑果枸杞种群分布格局。结果表明：（1）不同生境条件下黑果枸杞种群密度、高度、冠幅均存在一定的差异,盐渍化程度越严重,群落物种越单一,黑果枸杞种群密度越大。除民勤县马家井黑果枸杞种群外,其他各样地种群高度、冠幅差异不显著(P>0.05)。（2）固定半固定沙丘上黑果枸杞种群年龄结构为衰退型,其余均为稳定型,受干旱气候和盐渍化影响,黑果枸杞种群更新缓慢,幼苗数量十分有限,对种群稳定发展极为不利。（3）8种生境类型黑果枸杞群均表现为聚集分布。各生境中聚集强度有差异,判定聚集强度由强到弱为民勤马家井固定半固定沙丘>酒泉市瓜州县城南重度盐碱地>民勤县白土井湖积沉积物盐碱地>民勤县水盛村中度盐碱地>民勤县丰政村重度盐碱地>民勤县上李家村覆沙中度盐碱地>民勤县皇辉村轻度退耕盐碱地>民勤县兴和村覆沙丘间地。     

民勤荒漠草场退化植被健康序列的数值分析

民勤沙区退化荒漠植被的健康度分析结果表明,基于模糊判别方法的健康度分析方法完全可以运用于退化植被健康度的排序。评判指标的选择是决定评判结果是否准确可靠的关键。将退化荒漠植被的判别指标分为优势种（或灌木）和伴生种（或草本）两类指标,更适合植被群落的自然属性,且可以通过一级判别分别优势种植物和伴生植物研究其健康状况,能更准确地揭示植被群落的影响因素。分析结果表明,同一植物群落在半固定沙丘和流动沙丘上的健康状况优于固定沙丘;群落健康度受优势种健康状况影响明显。健康序列的灵敏度分析既可以用来检验分析结果的可靠性,同时还可以进一步揭示各类指标所代表的对象在植被群落中所处的作用和地位。     

沼气发酵残留物对苹果品质的影响

通过田间设置小区试验，研究分析了沼肥对果树产量、产值，苹果品质的影响。结果表明，应用沼肥进行根施和叶面喷施，具有促进果树生长发育，提高产量，改善果实营养品质，提高商品率，增加产值，减少农药、化肥的支出，降低了面源污染，改善了环境质量。沼肥:化肥=1:1的肥料配比效果最好，其中（1）施户用沼肥的苹果总产量增加6.61%，每公顷增收7626元，每公顷节支2100元，苹果的还原糖、维生素C、糖酸比的含量分别比CK高5.9%、67.6%、16.0%，达到显著水平；（2）施工程沼肥的苹果总产量增加6.80%，每公顷增收6268.5元，每公顷节支2100元，苹果的还原糖、维生素C、糖酸比的含量分别比CK高1.5%、3.1%、2.2%；（3）施工程沼肥与施户用沼肥的苹果品质差异较大。     

民勤荒漠绿洲植被覆盖对地下水和降水变化的响应

荒漠植被的生长受制于地下水和大气降水。民勤绿洲地下水位持续下降,现大部分区域植被已无法利用地下水,降水量逐年呈略增趋势,降水逐渐成为植被生长的主要来源。研究民勤荒漠绿洲地下水位、降水量变化对植被的影响,对绿洲保护具有重大意义。本文利用2000—2018年的地下水观测数据、年降水数据结合遥感反演的NDVI数据,探究民勤绿洲年降水和地下水对植被覆盖的影响。研究结果表明：民勤绿洲地下水主要在15~30 m之间;影响绿洲植被覆盖的地下水埋深主要在1~10 m;随着地下水位下降,对植被覆盖影响降低;NDVI和年降水变化趋势一致,均呈现增加趋势,并且降水显著影响绿洲地表植被覆盖。     

干旱区沙冬青育苗造林技术研究

在甘肃民勤县泉山林场和古浪县马路滩林场不同立地条件下,开展沙冬青容器苗造林试验,通过造林成活率、生长量、土壤水分、土壤有机质等指标的调查,探讨沙冬青在撂荒地和沙丘的造林方法与技术,对不同立地条件下的沙冬青造林存在的问题进行总结。结果表明：民勤撂荒地开沟造林保苗率、成苗率均较高,苗木生长量、生物量大,而马路滩林场固定半固定沙丘造林保苗率相对较高,而成苗率较低,仅为12%左右,生长量较小。因此沙冬青在撂荒地开沟造林后苗木生长表现良好,而沙丘造林由于风蚀等作用成苗率较低,管理难度相对较大,沙丘造林还有待以进一步的探索和研究。     

民勤荒漠区霸王群落种间联结性分析

为了从种间联结性的角度揭示霸王群落的稳定性机制,基于2×2列联表,运用多物种总体联结性,各物种间联结性、联结系数、共同出现百分率,对民勤荒漠区霸王群落2大分布区的种间联结性进行分析。结果表明：五托井霸王群落总体表现为联结程度不显著的正关联,群落处于比较稳定的阶段,建群种霸王的优势明显,整个群落将朝着稳定无关联的方向发展;石榴井西霸王群落总体表现为联结程度不显著的负关联,群落处于比较不稳定的演替阶段。五托井霸王群落内12个主要植物种构成的66个种对间,有显著相关性的仅占12%,正联结程度明显高于负联结程度,但很多χ2检验相关性不显著的种对间,尤其是霸王与其他种对间的联结程度极高,群落处于稳定阶段;石榴井西霸王群落内12个主要植物种构成的66个种对间,有显著相关性的仅占7.58%,负联结程度明显高于正联结程度,霸王与其他物种间的联结系数AC均表现为相互独立,群落处于比较不稳定阶段。群落稳定性、群落总体联结性及群落内物种间联结性相互之间呈正相关关系。     

民勤荒漠生态退化动态特征研究

通过设置样方,调查研究了民勤荒漠生态退化的动态特征。结果表明,民勤绿洲区地下水位正在急剧下降,天然植被面积逐年减少,盖度正在明显下降,随着水资源退化和植被退化,沙漠化土地面积正在扩大,沙漠化程度正在增强。荒漠区水资源退化引起植被退化,植被退化进而导致沙漠化过程加强。随着植物的大面积死亡和稀疏化,生态环境越来越恶化。植被退化加之开垦使得极重度、重度沙化土地面积扩大,中轻度沙化土地面积相对减少。目前地下水位下降的主要原因,一是农业灌溉用水量增大,二是上游入境水量逐年减少。实践证明,在干旱沙漠中造林,尤其是打井提取地下水造林,只能加速沙漠化和生态环境退化的过程。     

典型沙生植物乌丹蒿的沙生适应机制——植冠种子库和粘液繁殖体

为了阐明植冠种子库结合粘液繁殖体对典型沙生植物乌丹蒿在种群繁衍过程中适应沙丘流动性的生态功能,笔者总结了以往对乌丹蒿植冠种子库和粘液繁殖体特性的研究,分析了乌丹蒿的植冠种子库延迟脱落种子特性、对种子库、种子萌发和幼苗出土的调节作用、粘液繁殖体的粘液促进种子抗远距离传播能力及对种子萌发和幼苗发育的作用。结果表明,乌丹蒿同时通过植冠种子库和粘液繁殖体来保证母株周围种子的持续供应和幼苗的集群形成。植冠种子库和粘液繁殖体通过调节繁殖体传播、种子库格局、种子萌发和幼苗出土来减缓风蚀沙埋、季节性干旱对种子供应和幼苗生成造成的不良影响,提高沙生植物补员和定居的成功率。2种机制在乌丹蒿种群繁衍过程中的作用对揭示沙生植物的适应机制、恢复沙丘植被和保护沙丘植物多样性具有重要的理论和实践意义。