封育条件下科尔沁沙地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)群落改良土壤效应的研究

封育措施是恢复植被、改良土壤性质的重要措施。文中以科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落为研究对象,主要研究不同封育年限的沙地小叶锦鸡儿群落对土壤养分、土壤含水量、土壤紧实度、微生物生物量C、N、P含量等土壤性质的改良作用。结果表明,封育措施可以从土壤养分、土壤水分、土壤紧实度和土壤微生物等方面全面改良土壤,尤其是对表层土壤(0-10cm)的改良效果尤其明显。     

民勤荒漠区霸王群落植物生态位研究

运用Simpson生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,对民勤荒漠区霸王群落两大分布区的植物生态位宽度及生态位重叠度进行计算,从生态位角度分析霸王群落内各物种对资源的利用状况,揭示霸王群落的结构及分布格局。结果表明:两大分布区建群种均为霸王,霸王的生态位宽度较其他物种都要宽;建群种霸王与猫头刺、沙生针茅相互之间的重叠度指数相对较高,猫头刺、沙生针茅与霸王相互间对资源利用竞争激烈,对群落的结构共同起着重要的作用。生态位宽度大的物种不一定和其他物种有大的重叠指数,较高的生态位宽度和较高的生态位重叠度之间并不存在直接的线性关系,说明植被在演替进化的过程中对资源利用分化严重,环境资源存在着高度的空间异质性。     

放牧和封育条件下科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落土壤种子库特征

以科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落为研究对象,对比分析了放牧干扰和不同封育年限下土壤种子库特征。结果表明:①放牧和封育样地土壤种子库均以一年生植物为主,物种丰富度没有明显差异;②放牧样地土壤种子库密度为(3 475±519)粒/m2,封育6年和封育12年样地土壤种子库密度分别为(20 241±1 714)粒/m2和(28 777±3 946)粒/m2,显著高于放牧样地;③Shannon-W iener多样性指数、S impson多样性指数和P ielou均匀度指数在放牧样地分别为1.36,0.68和0.56,并随着封育年限的增加而降低;④放牧和封育样地土壤种子库主要分布于0~2 cm的土壤表层,封育样地各层的种子库密度均显著高于放牧样地;⑤放牧和封育样地土壤种子库均为聚集分布,但放牧样地种子库的空间异质性高于封育样地。     

人工固沙植被群落学特征研究

植物固沙是一项最基本,最主要的流沙固定措施,人工固沙植的稳定性和持久性是治沙工作中一个具有重大理论和实践意义的问题。本文运用植物群落学的理论和方法中对滩站１２龄人工固沙植被进行研究表明：该地选用沙拐枣     

茅山丘陵地区茶园秋季杂草种群生态位

2013年10月对茅山丘陵茶园秋季杂草的发生种类、数量、高度等进行调查,将其转换成相对多度和重要值数据,在此基础上计测了茅山丘陵茶园22种主要杂草的生态位宽度和生态位重叠值。结果表明:茅山丘陵茶园秋季杂草共发现80种,隶属36个科、74个属。其中,发生频率20%的杂草有22种。22种杂草中,马唐(Digitaria sanguinalis)、小飞蓬(Conyza canadensis)、小旱稗(Echinochloa crusgalli var.austro-japonensis)、牛筋草(Eleusine indica)等4种杂草实际生态位较宽,为茅山丘陵地区茶园秋季优势杂草;马唐、小旱稗小飞蓬、牛筋草、酢浆草(Oxalis corniculata)、泥胡菜(Hemistepta lyrata)、繁缕(Stellaria media)、铁苋菜(Acalypha australis)、族生卷耳(Cerastium caespitosum)、苦苣(Sonchus oleraceus)等杂草生态位重叠值较大,说明它们对资源的竞争较为激烈。     

内蒙古典型草原蝗虫群落结构和生态位研究

采用定点调查和生物量定量分析方法对内蒙古典型草原不同草地蝗虫群落结构和生态位进行研究,结果表明,典型草原蝗虫群落结构丰富,主要蝗虫有11种,草原蝗虫的时间分布揭示了蝗虫时间生态位的分化,宽须蚁蝗[Myrmeleotettix palpalis(Zubowsky)],亚洲小车蝗(Oedaleus decorus asiaticus B.-Bienko)、短星翅蝗(Calliptamus abbreviatus Ikonnikov)分别构成镶黄旗草原蝗虫早期、中期、晚期优势种;根据蝗虫种群地位,将11种蝗虫划分为优势种、附属种、稀少种,把11种蝗虫按空间地位划分为禾草地类、荒草类、特殊类和全域类4类,优势种蝗虫的种群与空间地位,反映了蝗虫与植被、蝗虫与蝗虫之间关系。优势种蝗虫中短星翅蝗的时空生态位宽度最大,其次是亚洲小车蝗和宽须蚁蝗,说明短星翅蝗对时空"资源"的利用程度最高,共存的蝗虫种类在"资源"利用上存在着明显的分化,亚洲小车蝗与宽须蚁蝗的生态位重叠最大,说明两者利用资源的相似性程度最高。我们用生态位来体现蝗虫种群地位及对资源的利用,同时也用资源的系统聚类来预测蝗虫的潜在发生与危害。本文系统地研究了蝗虫群落结构和蝗虫生态位,将为评价草原蝗虫潜在发生与危害、蝗虫宜生区划分和制定草原有害生物防治策略提供理论基础。     

小陇山国家级自然保护区油松群落生态位研究

文中采用样方调查法,对研究区内油松群落中主要种群的Shannon-Weinner多样性指标及Lev-ins生态位宽度、生态位重叠值和生态位相似比例等进行了分析。结果表明:1)油松群落中油松的生态位宽度最大为0.9827,槲树的生态位宽度最小为0.1582;2)优势种油松与其他物种的生态位重叠值在0.06～0.1之间,反之在0.01～0.05之间,说明油松群落的生态位重叠值不大,群落中因利用相同的资源位而产生的种间竞争并不激烈,是一个稳定的森林群落;3)生态位相似比例大于0.5的有9对,占20%,其物种间生态位相似比例值一般较低,反映其主要物种利用资源的相似程度较小。但是生态位宽度较大的物种之间的生态位相似性比例仍较高,如油松与甘肃山楂、锐齿栎的生态位相似性比例分别为0.5209、0.5320。     

天山一号冰川岩面生地衣群落主要种群生态位特征的研究

为了查明天山一号冰川岩面生地衣群落主要种群对环境资源的利用特点及其分布格局,沿海拔梯度设立15个样方,利用生态位宽度和生态位重叠指数,分析了30种岩面生地衣的生态位特征,并以生态位重叠值为指标,应用聚类分析和主坐标排序法对它们进行了分类,用最小生成树对其种间关系进行分析。结果表明:大部分的岩面生地衣生态位宽度属于中等偏窄,其中丽石黄衣Xanthoria elegans(Link) Th. Fr.和地图衣Rhizocarpon geographicum(L.) DC.的Shannon-Wiener和Levins生态位宽度指数最大,广泛的分布在研究区不同海拔的各个样方,对环境适应能力强,对群落结构具有重要作用。研究区地衣种对间生态位重叠现象普遍,但大部分重叠值偏低,物种间形成了生态位的分化,且生态位宽度和生态位重叠值之间无明显相关。最小生成树反映了地衣种对间在生境因子上的相似性,与聚类分析和主坐标排序结果一致,将30种岩面生地衣分成3个生态类群。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工林防风固沙及改良土壤效应研究

为探讨小叶锦鸡儿防风固沙、改良土壤养分状况和生物活性的能力,选取6年和11年生小叶锦鸡儿人工固沙林为对象,以流动沙丘为对照,研究不同年龄固沙林降低风速和风沙流结构特征、土壤有机质和N,P含量、土壤酶的活性以及微生物生物量C,N,P含量的变化特征.结果表明:在小叶锦鸡儿灌木林内,各个高度风速和输沙量均显著低于流动沙丘,防风固沙效果明显.随着小叶锦鸡儿固沙群落发育时间的增长,其综合防风性能提高,土壤有机质、N,P,K含量和生物活性逐渐得到改善.O～30 cm土层中磷酸单酯酶、蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、硝酸还原酶、多酚氧化酶、脱氢酶的活性和土壤微生物生物量C,N和P含量均大幅度提高,其中O～10 cm土层增幅最大.土壤酶中蔗糖酶的活性增加最为迅速,6年和11年生固沙林O～10 cm 土层分别是流动沙丘的28.58倍和55.21倍.小叶锦鸡儿不仅具有较好的防风固沙性能,而且表现出强大的改善土壤养分和生物活性的能力,可作为优良的固沙植物材料在科尔沁沙地大面积推广应用.     

内蒙古高原小叶锦鸡儿灌丛沙堆对气流结构与风蚀的影响

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛沙堆是内蒙古高原东南部农牧交错区的主要风沙堆积类型。通过对该区典型灌丛沙堆周围风沙气流的野外观测,结果表明,气流方向与强度和输沙率,随沙堆不同位置而发生变化。绕过沙堆两侧的气流和越过沙堆上部的气流在背风侧汇集,并在同等沙堆高度的范围内和1.5倍沙堆高度的水平范围内出现涡流。从灌丛沙堆迎风坡脚经南北两侧至背风坡脚以及背风侧5倍沙堆高度的水平距离间,风速依次出现逐渐增大—最大—逐渐减小—最小—回増至旷野风速的变化过程。在不同风向条件下,灌丛沙堆背风侧气流的风速廓线,并不完全遵循对数变化规律,沙堆南侧气流在0.3~0.6 m高度处出现变异。另外,沙堆周围输沙率在迎风侧和南北两侧与风速变化基本一致,但在背风侧因气流方向紊乱而出现变异。输沙率随高度增加,在沙堆迎风侧至两侧各部位呈有规律递减,但在背风侧无规律。     

Variation in soil water content to rainfall under Caragana microphylla shrub in Horqin Sandy Land

In order to investigate the spatio-temporal variability of soil water content to rainfall under Caragana microphylla shrub in Horqin Sandy Land,a plot of 25 m × 25 m,where there were 6 shrub canopies of C. microphylla,was sited for measuring soil water content at two soil layers of 0-20 cm (top layer) and 20-40 cm (lower layer). Soil water content was measured on the 1st,5th,10th and 15th day after a 42 mm rainfall in Naiman of Inner Mongolia. The results showed that soil water contents at both layers under C. microphylla shrub were gradually decreased after the rain. Soil water content at the top layer outside the shrub canopy was higher than that inside the shrub canopy within 5 days,and became similar inside and outside the shrub canopy on the 10th day after the 42 mm rainfall,and it was lower outside than that inside the shrub canopy on the 15th day. The soil water content at lower layer in the area without shrubs was higher than that under shrub canopy all along. All the measured values of soil water content can be fitted to a variogram model. There was significant autocorrelation of the values of soil water content between top layer and lower layer,except for the fourth measured values of soil water content at top layer. The range and spatial dependence of soil water content at top layer were lower than that at lower layer.     

Soil exchangeable base cations along a chronosequence of Caragana microphylla plantation in a semi-arid sandy land,China

As a pioneer leguminous shrub species for vegetation re-establishment,Caragana microphylla is widely distributed in the semi-fixed and fixed sandy lands of the Horqin region,North China.C.microphylla plantations modify organic carbon(SOC),nitrogen(N) and phosphorus dynamics,bulk density and water-holding capacity,and biological activities in soils,but little is known with regard to soil exchange properties.Variation in soil exchangeable base cations was examined under C.microphylla plantations with an age sequence of 0,5,10,and 22 years in the Horqin Sandy Land,and at the depth of 0-10,10-20,and 20-30 cm,respectively.C.microphylla has been planted on the non-vegetated sand dunes with similar physical-chemical soil properties.The results showed that exchangeable calcium(Ca),magnesium(Mg),and potassium(K),and cation exchange capacity(CEC) were significantly increased,and Ca saturation tended to decrease,while Mg and K saturations were increased with the plantation years.No difference was observed for exchangeable sodium(Na) neither with plantation years nor at soil depths.Of all the base cations and soil layers,exchangeable K at the depth of 0-10 cm accumulated most quickly,and it increased by 1.76,3.16,and 4.25 times,respectively after C.microphylla was planted for 5,10,and 22 years.Exchangeable Ca,Mg,and K,and CEC were significantly(P<0.001) and positively correlated with SOC,total N,pH,and electrical conductivity(EC).Soil pH and SOC are regarded as the main factors influencing the variation in exchangeable cations,and the preferential absorption of cations by plants and different leaching rates of base cations that modify cation saturations under C.microphylla plantation.It is concluded that as a nitrogen-fixation species,C.microphylla plantation is beneficial to increasing exchangeable base cations and CEC in soils,and therefore can improve soil fertility and create favorable microenvironments for plants and creatures in the semi-arid sandy land ecosystems.     

半干旱黄土丘陵区柠条林水分生产力和土壤干燥化效应模拟研究

建立固原半干旱丘陵区WinEPIC模型土壤数据库、气象效据库,修订柠条作物参数,验证模型的精度及在该区适应性,在此基础上对黄土高原丘陵区柠条林地水分生产力和9 m土层土壤有效含水量进行30 a长期动态模拟研究.结果表明,前10 a柠条生长主要依靠土壤储水和降水,水分生产潜力稳定且无水分胁迫,但已出现土壤干层;生长10 a以后随着柠条根系的下伸,土壤水分亏缺加剧,水分生产力随降水量变化呈波动性下降趋势.9m土层逐月土壤有效含水量均呈现明显的波动性降低趋势.模拟柠条生长初期(1～10 a)9 m土层土壤有效含水量以101.0 mm/a的速度递减,此后长期在较低水平上随降水量变化而波动.由此得出,固原丘陵区柠条水分持续利用的合理年限为10 a左右.     

固沙网沙障积沙凹曲面特征及其固沙效益分析

在塔克拉玛干沙漠垄间平沙地布设了3种固沙网沙障试验,6个风季后对沙障内积沙和破损状况进行了测量和调查.结果表明:在地形平坦、主风向明显的区域,这3种布设模式的固沙网沙障均发挥了良好的固沙效益,在沙障内发育了积沙凹曲面,凹曲面的纵横断面基本呈光滑的抛物线形,积沙厚度和水平距离符合二次函数,蚀积系数k均小于1/12,k值1 m×1 m＞2 m×2 m＞2 m间距行列式;3种固沙网沙障的固沙能力1 m×1 m＞2 m×2 m＞2 m间距行列式,固沙成本2m间距行列式＜2m×2m＜1 m×1 m,破损率2m×2m＞ m×1 m＞2m间距行列式.研究结果可为固沙网沙障在防沙工程中的应用提供科学参考.     

植被生态系统防风固沙功能价值动态变化研究--以榆阳区为例

以榆阳区北部风沙过渡带1988-2003年的土地利用数据为依据,运用按研究区实际情况建立的测算模型,对该区1988-2003年的林草植被的年度防风固沙服务功能价值进行了测算和动态分析.研究表明:(1)1988-2003年,榆阳区北部风沙草滩区林草植被的防风固沙价值在波动中增加,其中1988-1998年和2001-2002年为上升期;1998-2001年和2002-2003年为下降期.(2)榆阳区林草生态系统防风固沙服务功能价值量的变化是国家生态政策、自然因素、经济因素等合力驱动的结果."退耕还林还草"和"营造防护林"等生态措施的实施,对保育风沙区的环境起到了积极作用.(3)人类对生态系统服务功能的干预主要通过改变土地利用方式来实现,土地利用类型的动态变化会产生相应的生态响应.