科尔沁沙地黄柳灌丛降雨截留与再分配特征

2012年5-9月,通过对科尔沁沙地典型沙生灌木——黄柳灌丛对降雨再分配过程的野外观测,确定了穿透雨量(TF)、树干茎流量(SF)和冠层截留量(I)在降雨过程中的分配比例,并分析了降雨量(P)和降雨强度(RI)对冠层截留过程和降雨再分配的影响。试验期间,完整观测到穿透雨和树干茎流的降雨共20次,降雨量共为135.32 mm,其中TF、SF和I分别为(112.01±5.77) mm,(2.96±0.03) mm和(20.35±5.74) mm,占总降雨量的百分比分别为82.78%,2.19%和15.03%。回归分析表明,分别用二次函数、幂函数和“S”型曲线拟合TF、SF和I与P的关系较好(P<0.001),TF、SF和I均随降雨量的增加而增加,但I存在1个上限(1.40 mm),I随降雨量的增加无限趋近于1.40 mm;TF%、SF%和I%与P的关系分别可以用对数函数、幂函数和指数函数拟合(P<0.001),TF%和SF%随降雨量的增加而增加,I%反之;I%随RI的增大呈逐渐减小的趋势,SF%随RI的增大呈先增大后减小的趋势;5-9月灌丛截留率呈先增大后减小趋势,连续性降雨减小冠层的截留率,更利于树干茎流的形成。     

内蒙古小叶锦鸡儿灌丛化草地

小叶锦鸡儿灌丛化草地,是内蒙古草地的重要组成部分之一。本文在简述了小叶锦鸡儿灌丛化草地演替过程及其在内蒙古草原区的主要演替类型的基础上,通过灌丛化与非灌丛化草地类型化学成分分析资料对比,说明小叶锦鸡儿灌丛化草地具有较高的放牧利用价值。强大的抗旱性能和有关生物学特性,揭示出在干旱草原区小叶锦鸡儿所特有的生态效益,是不容忽视的。     

灌丛化草原小叶锦鸡儿灌丛地上生物量测量方法研究

灌丛化草原已经成为干旱半干旱区的一种重要植被景观类型，在我国以内蒙古草原的小叶锦鸡儿灌丛化现象最为典型。为探索小叶锦鸡儿灌丛地上生物量的最佳测量方法，本研究在锡林郭勒盟镶黄旗和正镶白旗内选取了17个典型样地，对比了“标准枝”和“标准样方”两种直接测量方法获取的地上生物量精度。同时，采用real-time kinematic(RTK)获取到的高度、不规则冠幅面积等4种直接易测因子和衍生的3种复合因子，研究了在无损条件下间接测量地上生物量的可能性，构建了用于研究区小叶锦鸡儿灌丛地上生物量的估测模型。研究结果表明：1）运用“标准枝”法（R=0.95,P<0.01）预测的生物量要比运用“标准样方”法（R=0.84,P<0.01）预测的生物量更精确且对灌丛的损害性更小。2）在易测因子相关性分析中，单因子冠幅、不规则冠幅面积、不规则冠幅周长之间关系紧密，相关性系数均大于0.98(P<0.01)，可用于小叶锦鸡儿地上生物量的预测；高度与其他单因子关系一般，相关性系数为0.67～0.72(P<0.05)，但是基于高度因子衍生表征体积的冠幅与高度乘积因子、冠幅周长与高度乘积因子、...     

荒漠草原小叶锦鸡儿灌丛土壤线虫群落研究

本研究比较了小叶锦鸡儿灌丛内外部及不同土层土壤线虫群落特征。结果表明：灌丛内土壤线虫数量和多样性高于灌丛外,且随土壤深度增加均呈下降趋势,土壤线虫群落垂直分布具有明显表聚性。灌丛内表层土自由生线虫成熟度指数最低,这说明灌丛内表层土具有相对稳定的土壤环境;随土壤深度的增加,灌丛内外植物寄生线虫成熟度指数均呈下降趋势。表层土自由生活线虫丰富度最大,富集指数相对较高,结构指数最大,说明灌丛内表层土环境稳定,受干扰程度较低;灌丛内表层土土壤线虫通道指数小于50,其余处理通道指数均大于50,说明灌丛内表层土土壤线虫分解有机物以细菌通道为主。灌丛内食微线虫丰富度明显大于灌丛外,捕食杂食类线虫比例没有显著变化,说明灌丛并未影响土壤食物网的复杂性。小叶锦鸡儿灌丛通过影响灌丛土壤资源影响土壤线虫的群落组成、多样性和功能性。     

两种灌丛化草原小叶锦鸡儿的叶片化学计量特征

本研究分析了内蒙古19个灌丛化草原样地（典型草原区11个、荒漠草原区8个）的小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）叶片碳（Carbon，C）：氮（Nitrogen，N）：磷（Phosphorus，P）化学计量特征。结果显示：典型草原中小叶锦鸡儿叶片C含量，C：N，C：P，N：P显著低于荒漠草原，N，P含量显著高于荒漠草原；小叶锦鸡儿叶片N，P含量与土壤N，P含量呈正相关关系，叶片C含量与C：N，C：P呈正相关关系，叶片N与P含量呈正相关关系；小叶锦鸡儿叶片化学计量特征具有环境可塑性；叶片C含量在两种草原类型中，随年平均降水量（Mean annual precipitation，MAP）和年平均气温（Mean annual temperature，MAT）的变化趋势不一致；叶片N，P含量与MAP呈正相关关系，与MAT呈负相关关系；叶片C：N，C：P，N：P与MAP呈负相关关系，与MAT呈正相关关系；小叶锦鸡儿的生长主要受P限制。本研究结果有助于了解小叶锦鸡儿的养分利用策略，并为灌丛化草原植被的保护和恢复工作提供参考。     

小叶锦鸡儿灌丛地植被对沙源供给的响应

以阴山北麓东段附近的小叶锦鸡儿灌丛地为研究区,在坡积残积地（内源型供给）、洪积扇下风向和农耕地下风向（外源型供给）3个沙源供给有差异的样地,每个样地布设3个样区,每个样区设置3个样方（3个样地共计27个样方）,调查样方内小叶锦鸡儿沙堆和堆间地的植被,分析沙源量和沙物质差异供给下的小叶锦鸡儿灌丛地植物群落特征。结果表明：1）三类沙源供给的小叶锦鸡儿灌丛沙堆上群丛类型基本相同,均为小叶锦鸡儿-羊草群丛;2）三类沙源地的灌丛沙堆上物种数均高于堆间地,其中沙源量最大的洪积扇下风向物种数最多;样地间的物种相似度以洪积扇和农耕地下风向间的最高（38%~42%）,样地内灌丛沙堆和堆间地上的物种相似度以坡积残积地的最高（80%）;3）在三类沙源供给地的灌丛沙堆和堆间地上均出现的植物有6种,即克氏针茅、羊草、糙隐子草、冷蒿、细叶韭、刺沙蓬;4）顺风向随着沙源供给量的增加（坡积残积地）或减少（洪积扇和农耕地下风向）,三类样地的堆间地上物种数沿风向均呈现先增加后减少的趋势,灌丛沙丘上则是农耕地和洪积扇下风向靠近沙源区的物种数高于坡积残积地,随沙源量减少其物种数逐渐与坡积残积地的相近。综上,沙源供给量及供给方式对小叶锦鸡儿灌丛地的物种多样性影响较大,而群丛类型几乎不受影响。     

小叶锦鸡儿SSR-PCR体系优化及应用

为建立适宜小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）SSR PCR的反应体系,利用正交试验设计L16(45),对模板DNA、Mg2+、dNTP、引物和Taq DNA聚合酶的浓度进行五因素四水平优化筛选,确立最佳反应体系和扩增程序。即在25 μL反应体系中包括：40 ng模板DNA,3 mmol/L Mg2+,300 μmol/L dNTP,0.6 μmol/L引物,1 U Taq DNA聚合酶,1×Buffer。扩增反应程序为：94℃10 min;94℃ 45 s,65℃ 1 min,72℃ 1 min,10个循环,每循环的复性温度递减1℃;94℃ 45 s,55℃ 1 min,72℃ 1 min,30个循环;72℃ 10 min,4℃保存。应用该优化体系对小叶锦鸡儿种质资源及不同引物进行了检验及筛选。本研究表明,该体系的建立为今后利用SSR标记对小叶锦鸡儿属遗传多样性研究、遗传图谱构建及种质资源鉴定等研究工作提供依据。     

小叶锦鸡儿灌丛化对锡林河流域草原植被的影响

小叶锦鸡儿是锡林河流域重要的饲用植物，小叶锦鸡儿灌丛化为蒙古高原草原植被的一大特点，由于灌丛化造成不同的小环境，而导致草原植被镶嵌体的形成，小叶锦鸡儿灌丛对防止草原风蚀，水蚀，增加土壤肥力和水分起重要作用，从而延缓了草原进一步退化，提高了生产力。     

小叶锦鸡儿灌丛引起的植物生物量和土壤化学元素含量的空间变异

对退化草地恢复8年后，由于小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）灌丛引起的周围植物生物量、植物组成、羊草中化学成分、土壤中大量营养元素和微量营养元素的变异情况进行了研究。结果表明，退化草地恢复过程中小时锦鸡儿灌丛诱导了植物组成、生物量和土壤化学含量在空间上的分异，这种生态效应有利于退化草地的恢复，并对小叶锦鸡儿灌丛的生态意义进行了讨论。     

小叶锦鸡儿根瘤固氮活性的动态变化

对多年生小叶锦鸡儿不同生育期根瘤固氮能力、不同树龄小叶锦鸡儿根瘤固氮能力进行调查,结果表明:开花期固氮酶活性最高,此时土壤含氮量和植株含氮量最高;新瘤多发生于果后营养期,植株生物量的峰值出现在结实期;二年生和五年生植株的根瘤固氮能力强于三年、四年生植株,随生长年限的延长,植株生物量逐渐增大,含氮量呈小幅度下降趋势。     

科尔沁不同沙地类型植被动态特征及其与凋落物的关系研究

为探究科尔沁不同沙地类型植被动态特征及其与凋落物的关系，本试验以科尔沁沙地不同类型样地（流动沙丘、固定沙丘和封育草地）为研究对象，测定了2005-2016年生长季高峰期（8月中旬）植被特征和整个生长季（4-9月）凋落物量的动态，分析了二者的年际动态及关系。结果表明：不同类型样地植被特征差异极显著，植被密度、盖度和生物量均有明显的年际动态，且年际动态和样地类型间存在显著交互效应；凋落物量受样地类型、年、月3因素及其交互效应的影响；回归分析表明，植被特征与凋落物量呈极显著线性关系，但小区域范围内，植被特征与凋落物量关系不显著。综上，植被生长显著影响凋落物产生，但植被特征与凋落物量关系不显著，凋落物量可能还受其他因素的影响。     

科尔沁沙地灌溉与施肥对退化草地生产力的影响

在科尔沁沙地典型退化草地上开展了裂区组合设计的灌溉与施肥二因素试验。结果表明,科尔沁沙地退化草地土壤储水量受降水量的影响强烈。由于受到干旱气候和灌溉量的影响,灌水仅对地表0~30 cm的土壤含水量变化有作用,对深层土壤的含水量没有作用。灌溉和施肥对沙地退化草地的植物生物量有着明显的促进作用。灌溉处理中,灌溉90 mm试验区的植被生物量为最高(128.3 g/m2),施肥处理中,每hm2施600 kg氮肥试验区的植被生物量为最高(147.3 g/m2)。灌溉90,60,30 mm和对照试验区的植被耗水量分别为379.00,349.90,313.20和293.50 mm。与其相应的水分利用率分别为0.28,0.38,0.34和0.35 kg/(mm.hm2)。综合分析认为科尔沁沙地退化草地的基本耗水量为294 mm。     

科尔沁沙地不同恢复年限退化植被的物种多样性

 研究了科尔沁沙地封育０年的流动沙丘、封育１１年的沙丘（流动、半流动和半固定沙丘）和封育２０年的沙丘（流动、半流动、半固定和固定沙丘）的群落组成及其物种多样性变化。结果表明,随着沙丘的固定和封育年限的增加,植被丰富度、盖度和物种多样性逐渐增加,优势度逐渐减小。沙地退化植被恢复演替模式为：先锋植物沙蓬为主的一年生植物群落（流动沙丘阶段）→灌木差巴嘎蒿和一、二年生草本植物为主的群落（半流动和半固定沙丘阶段）→一、二年生草本和多年生草本为主的杂草群落（固定沙丘阶段）。在沙地退化植被恢复过程中,群落物种组成结构存在递进性和渐变性;禾本科植物和多年生草本逐渐增加,植物群落结构趋于复杂、草本质量明显改善。     

播期、品种对沙地紫花苜蓿抗氧化特性与越冬率的影响

为探讨不同播种时期紫花苜蓿（Medicago saliva L.）根颈抗氧化特性变化规律及其与越冬的关系,本试验选择3个紫花苜蓿品种（骑士T、公农1号、擎天柱）,于2017年7月1日开始,每5天播种一期,播种至8月15日。2017年10月11日（土壤冻融交替期）、11月11日（土壤封冻期）取样测定紫花苜蓿根颈中超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性和丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量,翌年春季调查越冬率。结果表明：随着播种时期的推迟,3个紫花苜蓿品种的越冬率均明显下降,紫花苜蓿根颈中CAT,POD,SOD酶活均呈下降趋势;越冬率与10月11日紫花苜蓿根颈的SOD酶活性及11月11日根颈的POD酶活性呈显著正相关关系,与10月11日和11月11日根颈的MDA含量呈负相关关系。研究认为,紫花苜蓿根颈中SOD,POD,CAT 3种抗氧化酶是其适应低温的关键酶,在阿鲁科尔沁地区,7月21日之前播种可有效提高紫花苜蓿越冬率。     

东北黑土区水土保持林降雨截留特征分析

为了解林冠截留对东北黑土区水土保持林水分循环、分配及利用率的影响,以落叶松和落叶松-蒙古栎混交林为研究对象,在吉林省东辽县杏木小流域布设野外观测试验,对两种不同林分降雨截留特征进行分析。在15次降雨观测中,落叶松与落叶松-蒙古栎混交林的林下穿透雨分别占总降雨量的72.02%和67.42%,树干流占2.62%和2.74%,截留量占25.32%和29.80%,两种林分林冠截留率为8.93%~73.50%,落叶松-蒙古栎混交林对降雨的截留作用较佳。落叶松与落叶松-蒙古栎混交林产生地表径流各8次,共计产流3.52 和3.40 mm。不同林分林下穿透雨和截留量随月份变化表现为8月>7月>6月>5月>9月,树干流为7月>8月>6月>5月>9月,9月截留率最高,分别为44.49%和49.02%,7月份截留率最低,分别为20.40%和25.17%。不同林种林下穿透雨、树干流及截留量均与降雨量呈显著线性相关(P<0.05),且当降雨量<30 mm时,树干流增幅较小,降雨量>30 mm时,树干流迅速增加并逐渐趋于平稳。截留率随着降雨量的增加则逐渐降低,当降雨量较小时(<30 mm),林冠截留率由73.50%降低到21.90%,随着降雨量的增大,截留率变化幅度较小,并趋于稳定。两林分林下穿透雨与降雨强度呈显著线性相关(P<0.05),树干流与降雨强度以对数拟合较好(P<0.05),降雨强度与林冠截留量和截留率相关性不显著。当降雨强度≤2.65 mm/h时,两林分林冠截留率均大于50%。     

科尔沁沙地草原畜牧业经济效益研究

为了有效解决科尔沁沙地草原生态环境脆弱性与畜牧业经济掠夺性之间的矛盾,通过对120户实地调研样本数据分析,基于会计理论,分别对畜牧业经营成本、收入两方面进行了详细的归集与分配,研究得出:(1)牧户生产经营成本中支出较大的项目主要有饲草料费、燃料动力费以及固定资产折旧费;(2)该地区牧户畜牧业收入主要来源于销售犊牛和成年母牛收入,其次为销售羔羊和母羊收入;(3)尽管畜牧业收入较高,但仍有21.67%的牧户畜牧业经营收益为负。针对此研究结果,提出相应的政策建议。     

灌溉制度对科尔沁沙地紫花苜蓿生产性能的影响

为制定适合在科尔沁沙地种植紫花苜蓿（Medicago sativa L.）的灌溉制度,本试验设2个单因素处理,分别为5个灌溉定额和4个灌溉频率处理,通过分析其产量、品质和水分利用效率等指标,以期制定最合适的灌溉制度。结果表明：不同灌溉定额对紫花苜蓿粗蛋白和酸性洗涤纤维含量的影响差异显著（P<0.05）,对产量和水分利用效率的影响差异显著（P<0.05）,当灌溉定额为546 mm时,土壤的相对含水量为39.43%,苜蓿的年产量、水分利用效率最高,为最佳灌溉定额。不同灌溉频率对产量和水分利用效率的影响差异显著（P<0.05）,2 d灌水1次土壤相对含水量维持在42.45%左右,年产量和水分利用效率最高,为最佳灌溉频率。可以通过0～20 cm土壤相对含水量来判断是否缺水,该地区土壤的最佳相对含水量应保持在40%左右。     

种植密度对科尔沁沙地饲用燕麦产量和品质的影响

通过对不同种植密度条件下燕麦株高、根、茎、叶、穗生物量测定,计算根冠比、茎叶比、根系贡献率、茎秆贡献率、叶片贡献率、穗贡献率等相关指标,探讨种植密度对沙地燕麦株高、生物量和物质分配规律的影响,为科尔沁沙地燕麦合理种植密度的确定提供参考。结果表明：燕麦株高随着种植密度增加呈现逐渐增加的变化趋势,450万株·hm^-2条件下株高最高,其值为92.06 cm;地上生物量、地下生物量和总生物量均随密度增加呈现先升高后降低的变化趋势,最高值均出现在350万株·hm^-2条件下,分别为2 277.32 g·m^-2,578.47 g·m^-2,3 022.46 g·m^-2;300万株·hm^-2条件下根冠比和茎叶比均高于其他密度条件下,其中密度处理之间茎叶比差异不显著,300万株·hm^-2条件下根冠比显著高于其它密度处理;叶片贡献率和茎秆贡献率各密度处理之间没有显著差异,300万株·hm^-2条件下根系贡献率显著高于400万株·hm^-2,根茎叶中可溶性糖、淀粉含量在350万株·hm^-2条件下达到最大值,叶片中粗脂肪、粗蛋白含量随密度增加呈逐渐降低的变化趋势,最大值分别为16.02%,5.66%。因此,综合考虑,以饲用为主要目的建议科尔沁沙地燕麦种植密度350万株·hm^-2。