毛乌素沙地花棒茎干液流规律研究

利用热平衡包裹式探头茎流测量系统和自动气象站监测了花棒生长季的茎干液流以及周围气象因子。结果表明:(1)花棒白天液流速率大,晚上液流速率较小,具有明显的昼夜节律性。5,6月份由于水分条件有限,且花棒处于生长初期,液流速率较小;7,8月份进入雨季土壤水分充足,生长旺盛期液流速率大;9,10月份液流速率又降至较低水平,整个生长季日平均液流量为0.39～0.87L/(cm-2.d-1)。(2)晴天液流速率较大,变化幅度也大;阴雨天液流速率变化幅度较小但波动剧烈。(3)花棒液流速率变化趋势与环境因子变化趋势基本吻合。相关性分析表明,影响花棒茎干液流变化的环境主要因子为太阳总辐射、风速、空气相对湿度和空气温度。     

盐池毛乌素沙地白榆树干液流研究

采用基于热扩散原理的ES-SF茎流测量系统,监测了盐池毛乌素沙地白榆树干液流的动态变化,同时用自动气象站记录附近的太阳辐射、最高与最低气温、空气相对湿度、风速等气象因子,探讨气象因子对树干液流的影响。结果表明:白榆树干液流日变化为多峰型,昼夜变化显著且夜间液流量小而稳定,晴天变化幅度最大,阴天变化幅度最小;树干液流主要集中在8:00-18:00,占全天液流总量的80%多;白榆树干液流变化趋势与环境因子变化趋势相吻合,相关性分析表明,影响液流变化的主要环境因子依次为太阳辐射、空气温度、空气相对湿度和风速。     

沙木蓼蒸腾耗水特性及环境影响因子研究

为探讨毛乌素沙地固沙树种选择和植被水分管理,2009和2010年5—9月在宁夏回族自治区盐池县利用热包裹式树干液流仪测定沙木蓼(Atraphaxis bracteata)茎干液流,并同步观测环境影响因子。研究表明:(1)沙木蓼茎干液流日变化呈显著规律性,液流速率呈多峰曲线,且昼夜变化明显。(2)沙木蓼生长季液流变化具有节律性。5—6月植物处于生长初期,液流量较小;7—8月雨季到来,植物生长旺盛,液流速率也达到生长季的最大值;9月植物生理过程减慢,沙木蓼液流量逐减降低。(3)采用偏相关分析法分析各环境因子对于沙木蓼茎干液流的影响,结果表明,太阳辐射是影响沙木蓼茎干液流的最主要环境因子,其次是大气温度、大气相对湿度和风速。     

毛乌素沙地农田防护林效益研究

通过对毛乌素沙地不同类型地农田防护林防护效益及经济效益的调查和定位观测，结果表明，毛乌素沙地农田防护林具有降低风速、调节改善气温、土温，提高空气湿度，减少水面蒸发的功能，农田防护林带作用下，农作物增产，并能够提供一定数量的木材。     

毛乌素沙地农田防护林结构配置研究

通过对毛乌素沙地不同类型地农田防护林结构配置与防护效益关系的调查测定与分析，结果表明：毛乌素沙地农田防护林类型可分为林带林多状、小片林、团块状林、复合型林等４种，最佳的农田防护林结构配置应该是林带向同道路、渠系相结合，主带结合采用稀疏型或低度疏透型，副带结构采用低度疏透型或低度通风型，带距在不同类型地风沙危害程度树木生长及农业要求上的差异而不同。     

毛乌素沙地水域防护林体系结构配置的研究

在对毛乌素沙地水域防护林调查分析的基础上，针对水域防护林存在的问题，提出建立乔、灌、草相结合的水域防护体系的配置模式，并注意搭配桑树、苹果、沙棘等经济价值较高的树种，以取得较好的经济效益。     

毛乌素沙地防风固沙林结构与效益研究

以生物量和降低风速百分率等为指标，对毛乌素沙地各立地条件类型上不同结构防风固沙林进行了分析，为各立地类型选择了若干种优化的防风固沙林结构模式。     

毛乌素沙地治理的新模式

通过对毛乌素沙地自然环境特征深入分析,结合前人治沙经验,提出了一种适用于毛乌素沙地的兼具生态和经济双重效益的沙地治理新模式。该模式的构建思路是将沙地推平后通过混合黄土或者其它改良剂改善沙地的立地条件,建设防护林或者种植植被固定沙地,通过打井浇水保证固沙植被的成活率,待沙地固定后进行综合利用。该模式主要适用于水资源有保障的城镇周边和道路沿线地区。随着区域经济实力的增加和土地资源的日益稀缺,本模式具有广阔的应用前景。     

毛乌素沙地治理新思路

毛乌素沙地形成的时间已有几十万年,年降水量350～500 mm,是以森林草原和草原为主的地带.根据毛乌素沙地形成的特殊成囡分析,提出了治理毛乌素沙地的新思路,即除植树种草之外,更要注意利用该区以南丰富的黄土物质改良沙地.这能够阻止大气降水通过沙层向深部的快速渗透,能有效增加土壤的持水性,改善土壤水分条件,有利于植物生长和植物固沙,能够加速植被的恢复,而且还能够在平坦的地区发展良田,能从根本上治理和利用这一沙地.由于该区紧邻黄土高原,土壤物质丰富,采取以土盖沙的改良方式对解决该区沙漠化问题应当是现实而有效的.     

毛乌素沙地植被特征与建设

毛乌素沙地的高等植物共有1106种，分属于98科420属。主要的科有菊科、禾本科、豆科、蔷薇科、藜科。主要的属有蒿属、黄芪属、葱属、柳属、杨属，主要的种有沙蒿、沙竹、牛心朴子、沙柳、乌柳。植物群落类型有草原植被、草原和荒漠灌丛、沙生植被、草甸植被、盐生植被、沼泽和沼泽性植被、水生植被，其中沙生植被占主导地位，其次为草甸植被。植物群落主要有沙蒿群落、沙蒿一柠条群落和沙柳、乌柳、沙棘组成的“柳湾”。简述了毛乌素沙地的植被分布特征，提出该区植被建设应以灌木为主，采取灌、乔、草相结合等措施。     

2001-2016年毛乌素沙地植被的生长状况

[目的]对2001-2016年毛乌素沙地植被生长状况进行研究,为该区域生态系统的可持续发展提供理论支持。[方法]基于MODIS EVI植被指数分析2001-2016年毛乌素沙地生长季和非生长季的植被生长状况,并讨论植被生长与气候变化、人类活动的关系。[结果]①毛乌素沙地植被覆盖度偏低,南部植被覆盖度明显高于北部区域。②毛乌素沙地2001-2016年植被覆盖度好转趋势明显。③生长季,毛乌素沙地南部和东部地区植被覆盖度变化速率大于中部和北部地区;且南部和东部的植被覆盖度部分呈显著增加,部分呈显著减小趋势。非生长季,南部地区植被覆盖度以显著增加为主。④毛乌素沙地EVI年最大值与降水呈正相关,与气温呈弱负相关;EVI年最小值与降水呈强正相关,与气温呈弱正相关。⑤农作物种植面积的增加、大规模人工造林以及大牲畜规模的控制等人类活动有助于植被覆盖度的提高。[结论]受气候因素和人类活动影响,21世纪以来毛乌素沙地植被生长状况好转。     

毛乌素沙地采煤塌陷区土壤水分空间变异研究

探讨毛乌素沙地采煤塌陷区土壤水分空间分布及变异特征,为矿区生态恢复提供理论依据。通过线性取样方式,采用经典统计与地统计学方法,研究了塌陷区及非塌陷区(对照)沙丘典型位置0—100cm范围内土壤水分空间分布特征及变异规律。结果表明:非塌陷区(对照)沙丘典型位置纵横向各层次的土壤水分变化,其概率曲线分布均为正态分布,符合毛乌素沙地常规沙丘土壤水分时空变化特征,而采煤塌陷2年后,其纵横向各层次土壤水分的变异程度差异较大,土壤水分流失严重,比对照沙丘减小了近10%~30%,标准差变化在0.54~1.05,比非塌陷区(对照)增大了52.08%,正负偏离程度大于1的概率超过50%,变异系数变化在0.14~0.28,比非塌陷区(对照)增加80%;采煤塌陷后各层次土壤水分均值、标准差、方差及变异系数都有很大变化,尤其对中层(30—70cm)的土壤水分影响最大,而对表层(0—20cm)和下层(80—100cm)土壤水分影响不明显。采煤塌陷区纵横向各层次土壤水分离散程度大大提高,增强了土壤水分的空间变异。     

毛乌素沙地植被物候变化及其对气候变化的响应

[目的]分析植被物候时空变化特征及其对气候变化的响应,为区域荒漠化土地治理以及退化生态环境的恢复重建工作提供理论依据。[方法]以毛乌素沙地为研究区,基于2000—2019年的MODIS NDVI数据,采用双逻辑函数法拟合植被生长曲线,利用动态阈值法提取植被生长开始日期(SOS)、生长季结束日期(EOS)和生长季长度(GSL)3个物候参数,利用Theil-Sen Median和Mann-Kendall方法对物候进行趋势分析,并利用相关性分析及F检验方法研究物候与气候的关系。[结果](1) SOS呈提前趋势,平均提前0.7 d/a, EOS变化趋势不明显,GSL呈延长趋势,平均延长0.65 d/a。(2)SOS的多年均值主要集中在一年中的第90—140 d,在空间上由东到西逐渐推迟,EOS的多年均值主要集中在第300—330 d,空间上由南向北逐渐提前,GSL多年均值集中在第180—250 d,空间上由东到西逐渐缩短。(3)植被SOS与春季累计降水量、3—4月降水量呈负相关的区域面积分别为90.81%,83.85%和61.70%,与春季季前平均温度、3—4月平均温度呈负相关的区域面积为58...     

毛乌素沙地东南缘沙漠化过程中植被的退化和稳定性

[目的]揭示毛乌素沙地东南缘沙漠化过程中植被退化及其稳定性变化机制,为沙漠化修复和治理提供科学依据。[方法]综合应用野外调查、取样、室内试验和统计分析相结合的多种方法,对研究区沙漠化过程中植被特征变化进行分析。[结果]结构和功能特征中,植被盖度、密度、物种丰富度、多样性指数均呈下降趋势,地上生物量呈现先升高后降低趋势;营养特征中,有机质含量变化规律并不明显,全氮含量在沙漠化进程中逐渐降低,C/N不断升高;且轻度沙漠化阶段植被特征发生突变,是沙漠化逆转的关键阶段。对植被稳定性定量测度结果认为,沙漠化过程中,植被稳定性指数不断降低,稳定性等级非沙漠化阶段和潜在沙漠化阶段为稳定和基本稳定,轻度沙漠化阶段开始均处在不稳定状态。[结论]沙漠化过程伴随着植被的退化和植被稳定性程度的降低,维持土壤—植被系统的良性循环是植被恢复的关键,也是沙漠化治理的关键。     

从百年时间跨度照片对比分析毛乌素沙地生态变化

[目的]分析毛乌素沙地百年时间跨度的景观变化,为该区生态治理研究提供依据。[方法]通过卫星影像判读、实地考察和照片复摄等方法,历时4个多月,找到了1908年罗伯特·斯特林·克拉克考察队在毛乌素沙地考察时拍摄的4张照片的原始拍摄地,于2019年完成了百年老照片的复摄工作,并对新老照片中生态因素的变化进行了对比分析。[结果]一百多年前的毛乌素沙地,植被稀少,风沙肆虐。新中国成立后,当地政府组织群众开展沙地整治,经过几十年治理,流动沙丘得到固定,区域植被得到有效恢复,水土流失得到有效控制。[结论]由于毛乌素沙地生态十分脆弱,已得到治理的沙地仍存在沙化的风险,需要把毛乌素沙地治理纳入黄河流域生态保护和高质量发展总体规划,统筹协调,综合治理。     

毛乌素沙地南缘生态过渡带植被和土壤的特性

对毛乌素沙地南缘生态过渡带流动半流动沙丘、固定半固定沙地、盐化丘间低地和缓坡丘陵梁地4种不同生境植被和土壤特性进行了研究,以探讨毛乌素沙地南缘沙漠化现状。结果表明,从缓坡丘陵梁地,经盐化丘间低地、固定半固定沙地到流动半流动沙丘,植被总盖度、草本植物盖度、物种丰富度均呈下降趋势;植被组成中多年生草本植物逐渐减少,一年生草本植物及沙生灌木、半灌木逐渐增加。土壤含水量为流动半流动沙丘〈固定半固定沙地〈缓坡丘陵梁地〈盐化丘间低地。土壤黏、粉粒及有机质、全氮等养分含量总体为由缓坡丘陵梁地到流动半流动沙丘逐渐降低,砂粒含量逐渐增加。pH和可溶性盐含量无明显变化规律。总体上看,该地区植物群落多以耐瘠薄性强的植物组成,一年生植物比例较高,植被不稳定,土壤组成主要以砂粒为主。土壤含水量低,养分贫瘠,环境脆弱,易产生风蚀、沙化。     

毛乌素沙地飞播造林植被恢复过程土壤酶活性的变化

以内蒙古自治区毛乌素沙地飞播造林地为对象,研究了不同植被恢复年限样地土壤酶活性的变化。结果表明:经过17 a的植被恢复,土壤表层（0—10 cm）脲酶、蔗糖酶和磷酸酶显著增加,土壤过氧化氢酶活性在植被恢复初期上升趋势明显;土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性与土壤养分之间有一定的正相关性,而这种相关性在土壤表层（0—10 cm）中要强于中下层（10—40 cm）;土壤表层（0—10 cm）土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶三种水解酶之间呈极显著相关（p < 0.01）。表明毛乌素沙地飞播造林植被恢复过程中土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性的增强和土壤养分的改善相互促进,土壤酶活性能在一定程度上能反映沙地植被恢复过程中土壤肥力水平,沙地表层土壤中氮素的转化、多糖的转化和有机磷的转化之间关系密切并且相互影响。     

毛乌素沙地西南缘不同土地利用类型土壤颗粒分形特征

为揭示毛乌素沙地西南缘农田、荒地、草地、灌丛沙堆和林地等土地利用类型的土壤分形特征与防风固沙效果的关系,采用野外取样与室内粒度分析相结合的方法,分析了该区5种土地利用类型的土壤颗粒粒径分布、分形维数以及土层深度与分形维数间关系。结果表明:(1)草地、灌丛沙堆以及林地的土壤粒度组成以极细沙、细沙和中砂为主,耕地和荒地则以粉粒和细砂为主;(2)研究区不同土地利用方式的土壤粒径分布和分形维数差异明显,荒地>农田>灌丛沙堆>草地>林地,随土层深度增加,林地分形维数值减小,草地分形维数值增大,荒地、农田和灌丛沙堆分形维数值变化不大;(3)分形维数与<100 μm和>100 μm粒径含量分别呈显著正相关和负相关,其大小由<100 μm的极细砂粒和粉粒含量决定。研究区内5种土地利用类型土壤颗粒粒径分布与分形维数差异显著,这综合反映出在不同植被效应与人为耕作后,土壤的颗粒组成会发生明显变化。研究结果可为毛乌素沙地西南缘防沙治沙以及土壤恢复提供理论依据。