西北干旱区景观要素镶嵌结构的分形研究——以黑河流域为例

以黑河流域为区域背景，运用分形理论，定量化地研究西北干旱区景观镶嵌结构的复杂性与稳定性。研究结果表明：（1）各景观要素，按照镶嵌结构的复杂性程度（分维值D）排序，依次分别为：高山草原＞河滩地绿洲＞漫灌戈壁绿洲＞高山寒漠＞土质平地盐漠＞土质平地荒漠＞中山森林＞低滩地绿洲＞中山草原＞高山草甸＞草原化荒漠＞河湖滩地盐漠＞冰川和永久性积雪＞平沙地沙漠＞固定沙丘沙漠＞低平滩地盐漠＞人工绿洲＞荒漠草原＞居民点（城市）＞荒漠戈壁＞荒漠剥蚀戈壁＞高山草甸沼泽＞半固定沙丘沙漠＞流动沙丘沙漠＞丘陵山地荒漠＞高山灌丛草甸＞中山灌丛草原＞中山草甸草原。（2）各景观要素，按照镶嵌结构的稳定性程度（SK）排序，依次分别为：高山草原＞河滩地绿洲＞中山草甸草原＞中山灌丛草原＞高山灌丛草甸＞丘陵山地荒漠＞漫灌戈壁绿洲＞高山寒漠＞流动沙丘沙漠＞半固定沙丘沙漠＞土质平地盐漠＞土质平地荒漠＞中山森林＞低滩地绿洲＞高山草甸沼泽＞中山草原＞荒漠剥蚀戈壁＞高山草甸＞荒漠戈壁＞居民点（城市）＞荒漠草原＞草原化荒漠＞人工绿洲＞低平滩地盐漠＞固定沙丘沙漠＞平沙地沙漠＞河湖滩地盐漠＞冰川和永久性积雪。（3）在各景观要素的镶嵌结构中，高山草原是最复杂，同时也是最稳定的；自然绿洲的复杂性和稳定性都大于人工绿洲。镶嵌结构最为简单的是中山草甸草原。最不稳定的景观要素，恰恰就是维系绿洲生存的关键－冰川和永久性积雪。（4）在沙漠和荒漠化景观中，固定沙丘和平沙地沙漠的复杂性虽然高于半固定沙丘、流动沙丘、荒漠戈壁、荒漠剥蚀及壁及荒漠草原，但是其稳定性却低于半固定沙丘、流动沙丘、荒漠戈壁、荒漠剥蚀戈壁、荒漠草原及草原化荒漠。这就是说，固定沙丘并不稳定。（5）在草原景观中，荒漠草原的稳定性最差。     

准噶尔盆地南缘盐生植被的类型和组成

新疆准噶尔盆地南缘的盐生植物群落,有盐生荒漠、盐化草甸、盐化沼泽、盐化灌丛、盐化吐加依疏树林和一年生盐生植物群落等类型。据29个调查样地统计,盐生植被的区系组成中,共有高等植物58种,隶属于14科、39属。其中,藜科植物15属,占属总数的38.5%,29种,占全部植物种的一半。区系植物组成虽然贫乏,但生活型仍有10类,干旱区植物生活型中的绝大多数都有代表。木本和半木本种类22种,占38%。特别是荒漠灌木和半灌木很多,且多为盆地南缘盐生植物群落的建群种或优势种,反映了准噶尔盆地盐生植被的荒漠性质,而与滨海盐生植被相异。根据盐生植物对水、盐的适应关系,可划分为强盐超旱生、盐旱生、盐旱中生、盐中生和盐湿生等生态类群。另外,群落组成中具有很多古老成分,短命和类短命植物贫乏并缺少典型的草原成分等,也是盆地南缘盐生植物群落的特点。     

叶尔羌河,喀什噶尔河流域的绿洲化和沙漠化环境问题

本文以该流域的绿洲化和沙漠化环境问题为主线，通过对沙漠与绿洲过渡带的评价，合理利用水资源的评价，河床改造利用的评价，阐述了荒漠生态系统的被破坏和绿洲生态系统的被建立。     

乌兰布和沙漠绿洲不同生态功能区划分及其建设策略

绿洲是乌兰布和沙漠最重要的生态经济区域,绿洲寓于沙漠而异于沙漠。本文采用样线与样方相结合的方法,综合调查了绿洲-荒漠综合体的景观、地貌、植被、水土资源特征、经济活动及生态环境问题等因子,依据各因子特征的差异,将乌兰布和沙漠绿洲-荒漠综合体划分为绿洲生态经济核心区、绿洲—荒漠生态缓冲区和自然荒漠生态恢复区三个生态功能区;并论述了各功能区的特征、存在的生态环境问题,提出了不同生态功能区今后的建设方向和策略。     

荒漠河岸林生态系统的结构分析

在以塔里木河为中心的荒漠河岸林生态系统中，植物种类及生活型单一；动物种群不够丰富，荒漠环境下的微生物种群在河岸林风沙土中，细菌，放线菌及真菌数量分别占63.1%,26.8%和10.1%，在柽柳根际土壤中，细菌及放线菌分别占96.74%和3.26%，而胡杨根际土壤中则全部为真菌，生物种群的这种特点，决定了荒漠生态系统中生态过程的特殊性，生产用水及生态用水的矛盾长期得到解决，造成了天然植被衰退，土壤干旱，盐渍化，沙漠化发展，加之大风及沙尘暴频繁，生态环境脆弱特征明显，以胡杨为建群种的荒漠生态系统的组成群落十分多样，随着系统内的水文，土壤，植被，地形及气候条件的相应更替，群落的结构及组成也自然要随之变化，最终一种生态系统将为不同群落生态系统所替代，以水资源为中心，大力营造生态工程，优化系统结构，实午动态监测与管理，实现荒漠河岸林生态系统的可持纽发展。     

民勤荒漠植被的形成与演替过程及其发展趋势

甘肃省民勤县是我国的典型荒漠化地区,自西汉以来生态环境逐渐退化,植被经历了一个从沼泽植被到盐生草甸植被再到荒漠植被的退化过程。水资源的变化是决定当地植被退化的主导因子,在大面积湖泊、河流背景上是沼泽植被,在干涸湖泊、河床背景上的是盐生草甸植被,在沙质荒漠背景上的是荒漠植被。目前,荒漠植被正处于进一步退化过程中。退化演替的同一阶段存在多种演替过程,现阶段存在着荒漠植被退化演替和盐生草甸植被向荒漠植被演替2种退化过程。20世纪中叶,在当地是从盐生草甸植被向荒漠植被演替的过渡时期,20世纪50年代以来,荒漠植被逐渐占据了优势。目前的天然种子植物共有22个科,72个属,127个种,其中以典型荒漠为主,共有3个植被型,7个群系组,17个群系。植物种类少,群落结构简单,群落随生境的分异性较大。目前的植被正处在进一步退化过程中,植物种类和面积减少,大面积枯梢、死亡,优势种的优势度增大。现阶段决定荒漠植被生长状况的主要是大气降水,植被盖度和密度随年际降水量变化较大,尤其是一年生草本植物。目前影响植被退化的人为因素主要是上游来水量减少,地下水严重超采、草场严重超载和造林密度过大等。在干旱内陆盆地,一旦水资源供给减少,湖盆、河道干涸,泥沙出露,形成沙漠和沙漠化则是必然结果。     

绿洲—荒漠生态脆弱带的研究

绿洲—荒漠生态脆弱带是具有敏感地退化趋势的生态交错带 ,它受绿洲生态系统和荒漠生态系统的双重影响。本文在分析了绿洲—荒漠生态脆弱带的性质、特点等以后 ,按照其毗邻绿洲的不同 ,探讨性地将它分为三类 :( 1 )河岸林绿洲—荒漠脆弱带 ;( 2 )冲洪积扇绿洲—荒漠脆弱带 ;( 3 )湖沼和湖滨三角洲绿洲—荒漠脆弱带。由于其本身所具有的脆弱性 ,加上人类活动的强烈干扰 ,该区出现了以土地荒漠化为主的多种生态环境问题 ,针对这些问题 ,作者提出了若干治理建议     

绿洲—荒漠化生态脆弱带的研究

绿洲－荒漠生态脆弱带是具有敏感地退化趋势的生态交错带，它受绿洲生态系统和荒漠生态系统的双重影响。本文在分析了绿洲－荒漠生态脆弱带的性质、特点等以后，按照其毗邻绿洲的不同，探讨性地将分为三类：（1）河岸林绿洲－荒漠脆弱带；（2）冲洪积扇绿洲－荒漠脆弱带；（3）湖沼和湖滨三角洲绿洲－荒漠脆弱带。由于其本身所具有的脆弱性，加上人类活动的强烈干扰，该区出现了以土地荒漠化为主的多种生态环境问题，针对这些问题，作者提出了若干治理建议。     

天山博格达峰西北麓盐生植物群落及其化学元素特征

天山博格达峰西北麓盐生植被的种类组成７３种，优势科依次为藜科、豆科、十字花科、禾本科、柽柳科、菊科、蒺藜科。生活型组成以地面芽和一年生植物最多，前者占２２％，后者达４５．２％，组成该区盐生植被的层片１１个；盐生植物群落类型多样，其中盐柴类荒漠植被的景观意义最大，在该地区颇具代表性；据１５种占优势的盐生植物元素化学成分含量高低顺序，按元素化学成分，对它们进行排序，划分了盐生植物群落类型和该区盐生植被的元素化学特征。除此之外，从科的角度还初步拟定了科的元素的化学特征型，并对灰分含量的高、低也进行了排序。     

绿洲外缘区植被现状及其恢复可行性研究——策勒县为例

绿洲外缘地区 ,是绿洲与荒漠相互转化活动程度最剧烈、表现最突出的地区 ,而植被是生态系统的重要组成部分和景观状况的重要指针。选择典型绿洲策勒县作为重点研究区 ,经过多次实际调研 ,在充分了解当前绿洲外缘植被生境现状基础上 ,重点研究了其恢复重建的可行性措施。有关结论对绿洲地区生态环境保护及其可持续发展研究具有一定参考价值。     

荒漠植物群落特征及其与气候因子的对应分析

2002-2008年,采用样方法对内蒙古典型荒漠区禁牧样地的植物群落进行了调查。以7年的调查结果和数据分析了荒漠植物群落的季节和年度特征,并利用除趋势对应分析(DCA)和典范对应分析(CCA)对植物群落特征与气候因子的相关性进行了排序分析。结果表明:灌木和草本植物的高度、盖度、密度和生物量的季节特征均为夏季和秋季间差异均不显著(P>0.05),而秋季显著高于春季(P<0.05)。灌木植物与草本植物群落特征的年动态具有差异,草本植物群落特征的年间波动大于灌木植物。DCA排序表明荒漠植物群落结构的季节性和年度间差异不明显。CCA排序表明草本植物特征因子与气候因子的相关性大于灌木植物。草本密度与年降水量的相关性较大,草本高度与年均温度的相关性较大,草本生物量与年降水量、年均温度的相关性均较大。     

西鄂尔多斯天然荒漠灌丛光合生态适应性

为了探究西鄂尔多斯地区荒漠灌丛的光合生态适应性,以4种天然荒漠灌丛半日花(Helianthemum songaricum)、红砂(Reaumuria songarica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon)为研究材料,利用Li-6400便携式光合测定仪野外原位测定荒漠灌丛日光合动态和季节动态规律。结果表明:①不同季节灌丛光合作用适宜的温度存在差异,高温环境使灌丛净光合速率最适温度升高,低温环境使其降低。②不同季节4种灌丛的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率和气孔导度日变化曲线趋势为"双峰形",胞间CO2浓度日变化曲线趋势为"W形",但不同季节各指标平均日变化趋势表现各异。③不同季节灌丛净光合能力表现为:沙冬青>霸王>红砂>半日花,说明沙冬青具有较强的生态适应性。④净光合速率和蒸腾速率日变化趋势几乎保持同步状态,表明4种灌丛叶片气孔对外界环境变化反应敏感。⑤水分是限制荒漠灌丛生长发育的关键因素。为了保证荒漠植物的群落稳定性和生物多样性,在夏、秋季需对沙冬青、半日花、红砂和霸王进行水分管理。     

凝结水对温带荒漠一年生植物生态作用研究

选取一年生草本植物雾冰藜作为研究对象,设计有凝结水和无凝结水2个处理,每个处理又分干旱条件和人工浇水2组控制试验,研究凝结水的发生对雾冰藜的叶相对含水量、叶水势、净光合速率、气孔导度、生物量及生物量分配比例的影响。结果表明:2种土壤水分状况下凝结水的发生改善了一年生荒漠植物的叶片相对含水量。但只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著提高了荒漠一年生植物的叶水势。只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著提高了荒漠一年生植物的净光合速率及其最大值。凝结水对气孔导度的影响只发生在干旱条件下,而且只对上午10:00以前的气孔导度有显著影响。无论在人工浇水还是在干旱条件下,凝结水的发生均显著增加了一年生荒漠植物的生物量。但只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著降低了一年生植物黄叶生物量。无论哪种水分处理,凝结水的发生都促进了荒漠一年生植物地上部分的生长,减少了根/茎比例,促进了光合产物在整个植株叶片中的积累,而相应减少了在茎中的分配比例。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地三种灌木的离子吸收特性

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地长期使用矿化度 4.0g/L以上的地下水灌溉 ,柽柳、梭梭和沙拐枣三种灌木仍然能够正常生长 ,表现出较强的抗盐特性。通过对三种不同年龄的灌木及其根、茎和凋落物的盐分分析 ,表明 :不同种类和年龄灌木对可溶性离子的吸收特性存在较大的差异 ;同一种灌木不同器官的离子吸收特性差异显著 ,表现出三种灌木在抗盐机理方面不同的生理和生态学特性 ,即 :柽柳从土壤中吸收的大量盐分离子 ,通过叶片的泌盐腺排出体外 ,使植物体内的盐分离子含量保持在相对较低的水平 ,这类植物属于泌盐类植物 ;梭梭能够从外界环境吸收大量的盐分 ,在植物体内储藏 ,并且依靠植物肉质同化枝吸收大量的水分 ,使得植物体内的盐分浓度维持在一定的限度内 ,这类植物属于盐多汁类植物 ;而沙拐枣通过根部运输系统的超滤 ,使得过量的盐被阻止在体外 ,保持植物体内较低的盐分浓度 ,此类植物主动避开盐分 ,属于拒盐类植物     

黄土丘陵沟壑区乔灌木植物系数计算与适应性评价

利用长期定位试验资料,研究了黄土高原丘陵沟壑区乔木和灌木植物系数的计算方法,比较了两种代表性乔木(榆树和小叶杨)和两种代表性灌木(柠条和沙棘)的实际蒸散量和生育期土壤平均含水量的差异,分析了土壤含水量变化对植物根系吸水和土壤水分有效性的影响。结果发现:该地区灌木的实际蒸散量小于乔木,但同类植物的实际蒸散量没有显著差异;土壤含水量柠条最高,沙棘最低;榆树植物系数最小,柠条其次,沙棘最大,但榆树和小叶杨的土壤水分有效性高,耗水量大,所以灌木较适于该区生长。     

阴山北麓木本植物区系研究

阴山北麓是典型的草原向荒漠的过渡区,由于其物种组成、植物群落结构以及生态功能上的特殊性,具有较为丰富的物种组成和复杂的植物区系。采用植物区系地理学的理论与方法,以实地调查为主,通过查阅相关文献,对阴山北麓木本植物区系组成、地理成分进行分析。研究表明:阴山北麓木本植物区系由16科38属68种植物组成。该区系木本植物≥10种的优势科有3科,含2种的属和含1种的属物种较为丰富多达31属,占区系植物总属数的81.58%。植物科分布包含5个分布型和1个分布变型,以世界分布型占优势。植物区系地理成分分布有11个分布型和4个分布变型,以温带分布型占主导地位。     

天山北麓的水资源利用与绿洲稳定性-以玛纳斯河流域为例

玛纳斯河是天山北麓最大的河流流域 ,玛纳斯流域拥有天山北麓最大的绿洲 ,以玛纳斯河流域绿洲为研究对象 ,来分析天山北麓水资源的利用对流域绿洲稳定性的影响。天山北麓自然环境体现为山地 -绿洲 -荒漠复合生态系统。绿洲是干旱区所特有的一类景观 ,它是一个人工与自然的复合生态系统 ,它作为发育在干旱气候大背景下的隐域性的自然景观 ,水分条件是决定其存在和发展的基础。天山北麓地区人类活动历史悠久 ,对水资源利用的影响较大 ,也是引起天山北麓绿洲演变、分布变化及其稳定性的重要因子。处于不同地貌位置的绿洲 ,由于其水资源特点不同 ,绿洲的稳定性以及绿洲演变规律也有所区别。总的来说 ,绿洲的稳定性由其内部与外部生态系统的结构、功能及生态过程决定 ,直接关系到区域社会经济的持续发展 ,水资源状况及利用是关系到天山北麓绿洲稳定性的关键性因素。合理利用水资源 ,可保持绿洲面积的稳定性 ,绿洲分布的稳定性 ,以及绿洲生态系统结构、功能的稳定性 ;水资源利用不当会导致绿洲内部土地发生大面积次生盐渍化 ,绿洲外围则由于生态用水不足加之人为破坏 ,使作为绿洲屏障的过渡带转变成生态断裂带 ,威胁绿洲的稳定性。利用工程技术方法和工程管理方法解决好灌区水利工程存在的问题 ;实施高新技术?     

Species-specific traits determine shrub-annual interactions during a growing season

Stress gradient hypothesis predicted that facilitative interactions usually increase in intensity and are importance with abiotic stress.By contrast,facilitation may be lost in time,when it involves the growth of benefactors or beneficiaries.Less is known about which response pattern is more common in arid desert.We present an empirical study to explore shrub-annual interactions at the community and individual level along the course of a single growing season in a desert steppe in northwest China.Here the severity of drought stress may increase in time due to uneven precipitation during plant growing season.We assessed growth responses of annuals in understory where two dominant shrubs were removed.Annuals responses showed a switch from weakly positive to more strongly positive beneath Calligonum mongolicum,whereas from positive to negative beneath Nitraria sphaerocarpa during the growing season.Additionally,annual species with contrasting functional traits showed distinct growth responses to canopies removal.There was evidence of an increase in soil moisture below the canopy of shrubs,but a decrease in potential evaporation rate and photosynthetically active radiation,which can partly explain these species-specific responses.We conclude that the balance between competitive and facilitative effects in shrub-annual interactions is not only governed by the severity of stress but also determined by plant traits,such as canopy structure of shrubs and functional traits of their understory annuals.     

Vegetation of semi-stable rangeland dunes of the Navajo Nation,Southwestern USA

Dune destabilization and increased mobility is a worldwide issue causing ecological, economic, and health problems for the inhabitants of areas with extensive dune fields. Dunes cover nearly a third of the Navajo Nation within the Colorado Plateau of southwestern USA. There, higher temperatures and prolonged drought beginning in 1996 have produced significant increases in dune mobility. Vegetation plays an important role in dune stabilization, but there are few studies of the plants of the aeolian surfaces of this region. We examined plant species and their attributes within a moderately vegetated dune field of the Navajo Nation to understand the types and characteristics of plants that stabilize rangeland dunes. These dunes supported a low cover of mixed grass-scrubland with fifty-two perennial and annual species including extensive occurrence of non-native annual Salsola spp. Perennial grass richness and shrub cover were positively associated with increased soil sand composition. Taprooted shrubs were more common on sandier substrates. Most dominant grasses had C4 photosynthesis, suggestive of higher water-use efficiencies and growth advantage in warm arid environments. Plant cover was commonly below the threshold of dune stabilization. Increasing sand movement with continued aridity will select for plants adapted to burial, deflation, and abrasion. The study indicates plants tolerant of increased sand mobility and burial but more investigation is needed to identify the plants adapted to establish and regenerate under these conditions. In addition, the role of Salsola spp. in promoting decline of perennial grasses and shrubs needs clarification.     

民勤黑果枸杞形态学特征与土壤因子的关系

通过对民勤绿洲外围4种不同立地类型黑果枸杞群落物种组成、生长特征、土壤因子等的调查,分析不同立地类型土壤因子对黑果枸杞生长的影响。结果表明:①不同立地类型黑果枸杞群落物种结构简单,共出现12科24属28种,存在多个单属单科单种现象,多为适应干旱盐碱化的藜科、蒺藜科植物,无乔木和高大灌木,黑果枸杞在不同立地类型中优势地位明显。②黑果枸杞群落丰富度指数砾石地高于盐碱地、覆沙地及固定或半固定沙丘地(P<0.05);多样性指数砾石地高于盐碱地,盐碱地高于覆沙地及固定或半固定沙丘地(P<0.05)。③不同立地类型黑果枸杞密度表现为:盐碱地>覆沙地>固定或半固定沙丘地>砾石地。株高表现为:固定或半固定沙丘地>盐碱地>覆沙地>砾石地。冠幅表现为:固定或半固定沙丘地>盐碱地>砾石地>覆沙地。④土壤速效钾、有效磷、全磷及有机质含量均为盐碱地显著高于其他3个立地类型(P<0.05),全钾、全氮含量在4种不同立地类型之间差异性不显著(P>0.05)。不同土层中土壤因子变化规律不同。⑤土壤水分随土层深度的增加变化趋势不同,砾石地和固定或半固定沙丘地中土壤含水率随土层深度的增加而增加,覆沙地随土层深度的增加呈现波动变化,盐碱地随土层深度的增加变化不大。⑥黑果枸杞的生长状况和形态学特征株高、冠幅等受土壤水分、土壤氮、磷、钾及有机质等土壤因子的影响和制约,且10~20 cm土层深度土壤因子影响最为密切。