呼伦贝尔草地风蚀坑分布区土地覆被景观变化

以呼伦贝尔草地风蚀坑分布区1959、2002、2004、2009年4期影像解译数据为基础,研究该区近50a土地覆被变化情况,揭示景观格局时空演化规律,模拟未来土地覆被变化情景。结果表明:研究区各土地覆被类型变幅较大,除草地面积减少外,其它类型面积总体都呈增加趋势。其中,裸露风蚀坑、流沙区面积呈先增后减趋势,与近5a加大人工固沙力度有关。斑块尺度上,风蚀坑景观数量增加,平均斑块面积先增后减,分维数增加,风蚀坑结构变得复杂;景观尺度上,多样性和破碎度指数增加,蔓延度指数减少,草地遭到风蚀破坏。预测2012-2020年间,土地覆被格局继续保持目前发展态势,但发展速度减慢。若保持目前影响因素不变情况下,风蚀坑的发展将得到有效控制。     

土壤风蚀对表层土壤粒度特征的影响

土壤风蚀是一种严重的环境问题。文中选择我国西北干旱及半干旱区,风蚀严重的盐池县风沙土地为研究对象,利用Marven2000粒度分析仪对不同风蚀强度的表层土壤粒度进行分析,探讨土壤风蚀过程对地表粒度的影响,研究表明:随着风蚀程度的增加,表层土壤粒度逐渐变粗,由灌丛-推平耕地-草地-吹蚀地,地表中的细沙,粉沙和粘土的含量逐渐降低,而中沙和粗沙的含量逐渐增加。灌丛表面以细沙为主,占34.9%;推平耕地和草地以中沙为主,占32.7和39.1%;吹蚀地以粗沙为主,占44.2%;土壤平均粒径逐渐变粗,分别为2.48,2.08,1.91,1.12φ。土壤风蚀过程,地表的细沙,粉沙和粘土大量损失,灌丛的细沙,粉沙和粘土分别占34.86,20.01和10.98%,但在严重风蚀的吹蚀地,细沙,粉沙和粘土仅占6.09,3.72和2.52%。由此可见,土壤风蚀造成地表细颗粒物质损失,形成沙漠化土地。不同地表沙粒的分维数不同,随平均粒径增加,分维数总体降低。     

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑地表风沙流结构特征

在呼伦贝尔沙质草原北部沙带中段风蚀坑集中分布区内,选取不同发育阶段的风蚀坑,通过同步观测风蚀坑地表(0～200 cm)风速及输沙通量,分析并比较风沙流结构特征,为呼伦贝尔沙质草原风蚀坑治理提供理论依据。研究表明:在裸地沙斑、活跃发展、固定阶段及重新活化阶段的风蚀坑,风速廓线基本遵循对数分布规律;而在未风蚀草地、消亡阶段的风蚀坑,气流受下垫面扰动,呈"S"形分布。风蚀坑各发育阶段输沙量与高度的最优拟合模型为负指数模型,不同发育阶段风蚀坑内部风沙流输沙量差异较为明显;超过95%的输沙量均在地表0～30 cm高度内,且63. 97%～90. 96%的输沙量集中分布在距地表10 cm高度内。风沙流跃移高度与风速正相关,依次为:活跃发展重新活化裸地沙斑固定阶段消亡阶段未风蚀草地。通过分析风沙流通量系数,可知在裸地沙斑、活跃发展及重新活化阶段,输沙量有向高层移动的趋势;而在其他阶段,由于植被盖度较高,使得风沙流多集中在近地层。     

沙质草地风蚀坑动态演变特征

根据2002年、2004年和2009年高精度QuickBird遥感数据和野外实测数据,分析碟形、槽形和复合型3种主要类型风蚀坑的形态特征,从风蚀坑形态的几何计量意义探讨不同发育阶段的形态变化及演变。2002-2009年,3种类型风蚀坑面积经历了先增加后减小的变化过程,风蚀坑侵蚀坑区面积持续增大,而积沙区面积表现为先增后减。复合型和槽形坑的飘沙区面积持续减小,碟形坑飘沙区表现为先增后减。从风蚀坑的整体形态变化来看,2002-2009年,复合型风蚀坑形态变化最大,槽形坑次之,碟形坑变化最小,侵蚀坑区的坑缘扩张多发生在东缘、偏东缘和南缘。从2002-2010年,3种类型风蚀坑侵蚀坑的几何形态差异,显示其分别处于不同的演变阶段。其中,复合型风蚀坑侵蚀坑区的短长轴之比变化很小,侵蚀坑区的形状基本保持不变,处于固定消亡阶段;碟形坑与槽形坑侵蚀坑区的短长轴之比变化较大,处于活跃发展阶段。     

毛乌素沙地不同土地利用类型的土壤粒度及有机质特征

在毛乌素沙地选择半固定沙丘地、留茬地、翻耕地及草地4种土地利用类型,采集土壤表层（0~5 cm）和亚表层（5~10 cm）实验样品,测试并分析粒度和有机质的含量变化及其二者之间的相关性。结果表明：①留茬地、翻耕地和草地的优势粒级为粉粒（0.002~0.05 mm）。表层土壤粉粒含量草地（61.06%)>留茬地（53.09%）>翻耕地（48.28%）;亚表层为草地（61.25%)>翻耕地（49.43%）>留茬地（48.42%）。半固定沙丘地的优势粒级为细砂（0.1~0.25 mm）。其表层含量52.69%,亚表层含量54.53%。② 土壤有机质含量,表层草地（18.75 g·kg-1）>翻耕地（12.53 g·kg-1）>留茬地（11.25 g·kg-1）>半固定沙丘地（8.13g·kg-1）;亚表层草地（13.36 g·kg-1）>留茬地（13.05 g·kg-1）>翻耕地（12.67 g·kg-1）>半固定沙丘地（7.73g·kg-1）。③ 土壤粒度与有机质的相关性表现为留茬地、半固定沙丘地的有机质与粉粒呈显著正相关,翻耕地有机质与中砂、细砂呈正相关,反映了翻耕地土壤有机质不稳定且易受其他因素影响。     

呼伦贝尔沙地樟子松人工林土壤细菌网络特征北大核心CSCD

为揭示呼伦贝尔沙地樟子松人工林土壤细菌相互关系,以呼伦贝尔沙地不同林龄樟子松人工林(25 a、34a和43 a)为研究对象,以沙质草地为对照,采用分子生态网络分析法对不同土层(0~10 cm和10~20 cm)土壤细菌群落进行比较分析。结果表明:(1)从25 a到43 a,土壤细菌网络总边数增多,平均路径长度降低。土壤深度由0~10cm到10~20 cm,人工林土壤细菌网络总边数减少,平均路径长度升高。与沙质草地相比,人工林土壤细菌网络总边数较少。(2)25 a人工林关键菌种隶属于嗜酸菌目(Acidimicrobiales)、RB41和MB-A2-108,34 a人工林关键菌种隶属于Gaiellales,43 a人工林关键菌种隶属于Gaiellales、RB41、Subgroup_7、Subgroup_6、和DA101_soil_group,草地关键菌种隶属于匿杆菌门(Latescibacteria)。(3)全氮、氨氮、微生物碳含量和脲酶酶活性对土壤细菌网络中具有高中介中心性的部分细菌有显著正相关影响(P<0.05);转化酶和过氧化氢酶活性、土壤含水量以及速效磷含量对土壤细菌网络中具有高中介中心性的部分细菌有显著负相关影响(P<0.05);土壤有机质对土壤细菌网络中具有高中介中心性的部分细菌既有显著正相关影响又有显著负相关影响(P<0.05)。樟子松人工林从25 a到43 a,土壤细菌网络愈加复杂和紧密,土壤深度由0~10 cm到10~20 cm,网络复杂性和紧密度降低;与草地相比,人工林土壤细菌网络复杂性较低。43 a人工林土壤细菌网络关键菌种类型数量最多。另外,土壤细菌网络受土壤有机质影响最大。研究结果有助于深入理解呼伦贝尔沙地樟子松人工林土壤细菌群落,并为呼伦贝尔沙地樟子松人工林的可持续经营提供科技支撑。     

呼伦贝尔沙质草地植被的沙漠化演变规律及其机制

为了了解呼伦贝尔沙地植被的沙漠化演变规律及其机制,于2009年在呼伦贝尔沙地陈巴尔虎旗设置样地,调查不同类型沙地植被差异和变化特征,分析植被变化与土壤理化特性的关系,得到如下结果：①随着沙漠化的发展,草地的植被盖度、高度、地上地下生物量和凋落物量急剧下降,物种丰富度、多样性指数、均匀度指数和植物密度呈波动式下降;②沙漠...     

呼伦贝尔草甸草原羊草群落不同退化程度土壤理化指标

文中对放牧干扰下不同退化程度呼伦贝尔草甸草原羊草群落土壤理化性质进行了研究。结果发现,土壤含水量、土壤全氮、土壤有机物、土壤速效氮随着退化程度的增加显著下降,而土壤容重、土壤(1-2mm)粗粒百分含量、土壤速效钾随着退化程度的增加而显著提高。土壤速效磷和pH值没有规律性变化。通过研究表明:土壤含水量、土壤容重、土壤(1-2mm)粒径粗粒、土壤有机物、全氮、速效氮和速效钾在不同退化程度之间都具有显著性差异,因此,这些指标可做为草甸草原羊草群落确定土壤退化程度的退化指标。     

呼伦贝尔草甸草原不同退化程度羊草群落指标研究

本试验对放牧干扰下不同退化程度呼伦贝尔草甸草原羊草群落进行研究。结果发现,随着退化程度的增加,群落的平均高度、地上生物量及植物群落α多样性指数均表现出降低的趋势。各物种的重要值变化幅度很大,建群种羊草的重要值在重度退化区高于轻度退化区。随着退化程度的增加,羊草群落伴生种的重要值降低,一些耐践踏、适口性差的物种增加,一、二年生植物的重要值也呈现出增加的趋势。通过研究表明,可用群落的平均高度和地上生物量、物种α多样性指数和重要值作为放牧干扰下确定不同退化程度的植物群落学指标。     

红砂灌丛沙堆土壤粒度组成及养分积累特征

为探究荒漠灌丛对其沙堆土壤结构和养分空间异质性的影响,以白音恩格尔自然保护区的优势种红砂（Reaumuria soongorica）灌丛沙堆为研究对象,对其土壤粒度组成及土壤养分积累特征进行分析。结果表明：（1）研究区土壤粒径组成以细砂为主,含量为36.34%～65.31%,黏粒、粉粒含量均小于7.00%;(2)红砂灌丛沙堆沉积物趋于细化,由背风侧、迎风侧到沙堆间空地土壤颗粒分选性依次变差,峰态逐渐宽平,分形维数逐渐变小,灌丛沙堆土壤粒径组成含量分布较丘间空地更对称;（3）灌丛沙堆迎风侧和背风侧有机质（SOM）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）、速效钾（AK）含量分别较沙堆间空地增加29.37%和40.63%、23.49%和35.12%、62.72%和66.45%、30.10%和22.75%(P<0.05),且相对作用强度（Relative Interaction Intense, RII）,即RII>0。红砂灌丛起到防风滞沙和重新分选沙粒的作用,并且在丛间地风蚀和植物反馈作用下养分向灌丛沙堆富集,形成“肥岛”效应。     

退化沙质草地植被与土壤分布特征及相关分析

对科尔沁退化沙质草地的植被与土壤的分布特征及两者的相关性进行了研究。结果表明 ,退化沙质草地土壤养分含量贫瘠 ,土壤性质已经高度异质化 ;植被盖度低 ,物种较为贫乏 ;植被与其着生的土壤基质之间关系密切 ,是一个相互作用 ,相互影响的统一系统。要恢复退化生态系统 ,首先要恢复退化草地的植被 ,通过植被—土壤相互作用 ,土壤肥力可得到提高。     

科尔沁沙质草地封育过程中的植被变化及其机制

对科尔沁沙地乌兰敖都地区的沙质草地封育后的植被变化及其机制进行分析研究。结果表明：① 围栏封育使植被物种丰富度、密度显著提高,群落的优势种发生明显变化;围封地的Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数均表现为随封育时间增加而下降,而Pielou均匀度指数随围封时间增加表现出先增加后下降的趋势。② 围栏封育可以增加土壤表层（0~10 cm）的养分含量,但电导率随围封时间表现出先降低后增加的趋势,同时围栏封育使土壤水分含量下降。③ 土壤表层（0~10 cm）各因子对多样性的影响不同,全氮和pH与Pielou指数呈显著(P<0.05)负相关;全氮对于丰富度指数呈显著(P<0.05)正相关;其他土壤环境因子与多样性指数间关系均不显著,表明在沙质草地封育不利于植物多样性的维持,但有利于土壤养分的积累。     

河岸沙丘粒度分布特征

沙丘沉积物粒度特征分析是研究风沙地貌过程的主要内容之一。通过野外实地考察与测量,并沿盛行风向对西辽河平原西部响水河两岸的河岸沙丘进行样品采集,经室内激光粒度仪测试,研究河岸沙丘的粒度分布规律。结果表明:1响水河东岸沙丘粒径粗于西岸沙丘。东岸沙丘由迎风坡脚到背风坡中下部粒径总体变细,从两侧坡脚到丘顶分选性逐渐变好。西岸沙丘由两侧坡脚到丘顶粒径变细,偏度趋于正偏,分选均较好。河流砂最细,其平均粒径总体细于东、西岸沙丘砂,分选性好于东岸沙丘,差于西岸沙丘。2东岸沙丘受河流与风力作用可以从较深地层获取沙源,西岸沙丘主要受风力作用从较浅地层获得沙源。     

塔克拉玛干沙漠北缘沙尘暴源区地表沉积物粒度特征

研究表明,在肖塘地区,地表沙主要以细砂(0.125～0.25 mm)为主,占48.35%,极细砂(0.062 5～0.125 mm)占30.05%,中砂(0.25～0.5 mm)占14.34%,粉砂(0.003 9～0.062 5 mm)占6.09%,同时丘间沙有黏土(0.000 02～0.003 9 mm)存在,含量在0.5%～0.8%;以细砂为主是造成肖塘地区沙尘暴结束后,很少出现浮尘天气的主要原因,也是造成该地沙尘暴主要以就地起沙为主,只有少数几次较强的天气系统形成远源沙尘暴;沙丘砂样分选良好,标准偏差(σ1)为0.61,其次是胡杨林带和生态防护林带,分别为0.65,0.69,古河床的砂样分选最差为1.31,河床沉积土为1.64;沙尘暴输沙贡献以沙为主,河床裸露面积小,表土胶结紧实,对沙尘暴沙源贡献不大.     

Effect of vegetation on soil bacteria and their potential functions for ecological restoration in the Hulun Buir Sandy Land,China

To date, much of research on revegetation has focused on soil microorganisms due to their contributions in the formation of soil and soil remediation process. However, little is known about the soil bacteria and their functions respond to the diverse vegetational types in the process of vegetation restoration. Effects of dominated vegetation, i.e., Artemisia halodendron Turcz Ex Bess, Caragana microphylla Lam., Hedysarum fruticosum Pall. and Pinus sylvestris L. on bacterial community structures and their potential functions in the Hulun Buir Sandy Land, China were determined using high-throughput 16 S r RNA gene sequencing and phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states(PICRUSt) in 2015. Although the dominant phyla of soil bacterial community among different types of vegetation, including Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes and Firmicutes, were similar, the relative abundance of these dominant groups significantly differed, indicating that different types of vegetation might result in variations in the composition of soil bacterial community. In addition, functional genes of bacterial populations were similar among different types of vegetation, whereas its relative abundance was significantly differed. Most carbon fixation genes showed a high relative abundance in P. sylvestris, vs. recalcitrant carbon decomposition genes in A. halodendron, suggesting the variations in carbon cycling potential of different types of vegetation. Abundance of assimilatory nitrate reduction genes was the highest in P. sylvestris, vs. dissimilatory nitrate reduction and nitrate reductase genes in A. halodendron, indicating higher nitrogen gasification loss and lower nitrogen utilization gene functions in A. halodendron. The structures and functional genes of soil bacterial community showed marked sensitivities to different plant species, presenting the potentials for regulating soil carbon and nitrogen cycling.     

不同强度放牧后沙质草场土壤微生物的分布特征

本文通过对科尔沁沙质草场不同强度放牧后围栏封育过程中表层(0-5cm)和亚表层(5-15cm)土壤微生物及土壤因子的研究表明:不同放牧强度围栏内,土壤微生物总数表现出:轻牧区>中牧区>对照区>重牧区>自由放牧区,11年的围栏封育不能使不同放牧强度下的沙质草场恢复到相同水平;亚表层土壤的细菌、真菌和放线菌数量、pH、电导率和含水量均大于表层土壤。轻牧和中牧有利于微生物各类群的生长繁殖,过度放牧会抑制微生物的活动,一直自由放牧则会严重破坏沙质草场表层土壤,使其微生物数量和土壤含水量减少,土壤碱性增强。     

会宁地区全新世黄土沉积粒度特征及其古气候意义

以会宁陈塬剖面全新世段的粒度变化作为主要研究对象,辅以磁化率曲线变化,对该区全新世时期的气候变化进行了初步分析。研究认为,会宁地区全新世时期黄土—古土壤沉积以粗粉砂(16~63μm)为主,占47.99%~55.78%,其次为细粉砂(4~16μm)、砂粒(63μm)和黏粒(4μm),对粒度参数的计算显示,该时期粒度组成较单一,分选较差,粒度频率分布曲线较宽平且呈微弱正偏。将气候变化分为4个阶段:16~11.3 ka BP,晚更新世向全新世过渡时期;11.3~8.5 ka BP,波动时期;8.5~4.5 ka BP,变暖时期;4.5 ka BP至今,现代气候时期。粒度指标对气候变化尤其是具有显著影响的气候事件反映更加敏感,对全球性气候变化和东亚季风边缘区区域性的气候变化均有良好记录。     

不同类型沙地长穗虫实的繁殖分配及其与个体大小的关系

研究了不同类型沙地一年生植物长穗虫实的繁殖分配及其与个体大小的关系.结果表明:①不同类型沙地长穗虫实的个体大小、繁殖器官大小、单株种子数以及株高等其他地上部分特征均表现出极显著的差异性,其大小排列顺序为:固定沙地>半固定沙地>流动沙地,即表现出随沙面的固定而逐渐增大的趋势;②不同类型沙地虫实繁殖分配、单株种子重和种子均重也不相同,其差异程度从不显著到极显著不等;③不同类型沙地虫实个体大小与繁殖器官大小均呈极显著的正相关关系,个体大小与繁殖分配在不同类型沙地呈负相关关系,其中在流动沙地和固定沙地上达到显著水平;④个体大小与单株种子数、单株种子重之间存在正相关关系,但流动沙地相关程度较低;⑤不同类型沙地上虫实繁殖分配具体表现为,流动沙地为34.9%,固定沙地和半固定沙地大于50%,即随着沙面固定程度的增加,一年生植物种虫实倾向于将更多的资源和能量用于繁殖生长.这一结论不仅有助于分析该植物对沙生生境的适应对策,也有助于对种群繁殖对策理论问题的深入探讨.     

粘粒含量——夏季风的良好替代指标

通过对位于东亚季风区尾闾部位的沙沟剖面、东部半湿润区王官剖面、东部湿润区扣马剖面的气候代用指标的分析发现 ,黄土地层中 <5 μm的粘粒含量指标对各剖面中黄土-古土壤序列指示得比较清晰 ,可以较好地反映东亚夏季风的变化。对黄土地层中粘粒含量的测试及其环境意义分析以及与经典的东亚夏季风的替代指标———磁化率、红度指标 (a )的对比分析发现 ,粘粒含量指标的意义比较明确 ,适应范围更广 ,灵敏性也较高 ,是一比较可靠的、新的东亚夏季风的良好替代指标。