库布齐沙漠植被特征与土壤营养状况的研究

通过实地定位观测的方法,研究库布齐流动沙地、半固定沙地、固定沙地和人工种植的沙打旺(As-tragalus adsurgens)和塔落岩黄芪(Hedysarumlaeve)植被与土壤养分特征变化。结果表明:土壤营养与盖度相互关联,总体趋势是植被水平高的其土壤营养含量也升高。天然植被的土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、全钾以及土壤蛋白酶、脲酶、转化酶含量均为固定沙地最多,其次为半固定沙地,流动沙地最少。人工种植的沙打旺和塔落岩黄芪植被土壤养分多数高于天然植被,其中,有机质、全氮、速效氮、全磷含量比天然植被分别高79.8%、15.0%、41.7%和29.3%,土壤蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶和转化酶的活性比天然植被分别高30.6%、59.2%、8.6%和90.8%。群落组成为一、二年生植物种占44%~63%,多年生植物种占25%~43%,灌木和半灌木占8%~18%。植物种的多样性为半固定沙地固定沙地流动沙地。生物量为塔落岩黄芪沙打旺固定沙地半固定沙地流动沙地。     

库布齐沙地土壤微生物数量初步研究

对库布齐沙地不同生境下土壤微生物细菌、真菌、放线菌、自身同氮菌数量进行研究,结果表明,不同菌种之间表现为细菌最多,其次是自身固氮菌、放线菌,最后是真菌.土壤微生物数量垂直分布顺序是5～10cm>2～5cm>10～20cm>0～2cm.在土壤有无结皮不同样地间微生物数量排列顺序是固定沙地藓结皮>半固定沙地藻结皮>固定沙地无结皮>半固定沙地无结皮>流动沙地无结皮>固定沙地藻结皮.4种微生物数量的季节变化为夏季是秋季的2.25倍,是冬季的26.13倍,秋季是冬季的11.64倍.     

库布齐沙地6种植物叶绿素荧光参数比较

利用便携式叶绿素荧光分析仪测定了库布齐沙地油蒿（Artemisia ordosica）、中间锦鸡儿（Caragana intermedia）、羊柴（Hedysarum laev）、沙柳（Salix cheilophila）、紫花苜蓿（Medicago sativa）和达乌里胡枝子（Lespedeza davurica）的叶绿素荧光参数。结果表明,固定荧光(F0)、最大荧光(Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光学效率(Fv/Fm)、光化淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(NPQ)、PSⅡ实际光化学效率(Yield)7项叶绿素荧光参数表现出不同程度的差异。在6种沙地植物中,中间锦鸡儿、羊柴、沙柳、油蒿4种灌木植物的Fm、Fv/F0、Fv/Fm、qP、Yield值均显著（P<0.05）高于草本状半灌木达乌里胡枝子和草本植物紫花苜蓿,这表明中间锦鸡儿、羊柴、沙柳、油蒿的光合能力大于达乌里胡枝子和紫花苜蓿。然而,达乌里胡枝子和紫花苜蓿的NPQ显著高于中间锦鸡儿、羊柴、油蒿、沙柳,说明紫花苜蓿和达乌里胡枝子的叶片通过热耗散的能量较多,这两种植物通过热耗散消耗掉过剩光能,从而避免了沙地强光环境对光合机构的破坏。     

内蒙古库布齐沙地土壤蛋白酶初步研究

用Folin-Ciocalteu比色法对库布齐沙地不同生境下土壤蛋白酶活性进行了测定,结果表明：在流动沙地中,土壤蛋白酶活性的季节变化为夏季＞春季＞秋季＞冬季,垂直变化为10～20 cm＞2～5 cm＞5～10 cm＞0～2 cm。在半固定和固定沙地中,土壤蛋白酶活性的季节变化为夏季＞秋季＞春季＞冬季,垂直变化为0～2 cm＞2～5 cm＞5～10 cm＞10～20 cm。在半固定沙地中无结皮类型的土壤蛋白酶活性大于藻结皮类型,在固定沙地中藓结皮类型土壤蛋白酶活性＞藻结皮类型＞无结皮类型。     

紫花苜蓿根系生物量垂直分布规律

本文综述了紫花苜蓿(Medicago sativa L.)根系生物量垂直分布的影响因子和若干自然区域内紫花苜蓿根系生物量的垂直分布及其规律。紫花苜蓿根系生物量垂直分布的影响因子包括土层厚度、地下水位、土壤特性、施肥、灌溉、刈割、混播、品种和生长年限。土层越薄、地下水位越高、土壤障碍(酸、碱、盐、粘重和紧实)越重,紫花苜蓿根系生物量在土壤浅层的分布比例越高。施(磷)肥会提高紫花苜蓿根系生物量在土壤深层的分布比例。灌溉对紫花苜蓿根系生物量垂直分布的影响,因灌溉定额、灌水定额和灌水频率的不同而异,降低灌溉定额可提高紫花苜蓿根系生物量在土壤深层的分布比例;降低灌水定额和提高灌水频率则提高其在土壤浅层的分布比例。随着刈割频率的增加,紫花苜蓿根系生物量在土壤浅层的分布比例逐渐提高。与禾本科牧草混播,使紫花苜蓿根系生物量在表土层的分布比例提高。不同品种紫花苜蓿根系生物量的垂直分布比例存在差异。随着生长年限增加,紫花苜蓿根系生物量在土壤深层的分布比例提高。一般而言,由浅至深,紫花苜蓿根系生物量逐层递减,而且,随着土层深度增加呈指数函数规律递减。通常情况下,紫花苜蓿根系生物量在0～30cm土层的分布比例在60%～90%之间,0～60cm土层为65%～95%。     

库布齐沙地不同沙丘类型植物多样性研究

选择库布齐沙漠东缘三种沙丘类型(固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘)为研究对象,采用样线与样方结合法定位监测调查10年来沙化草地植被多样性的动态变化、生物量变化,结合气候数据,探讨多样性与生产力、生态系统的关系,为库布齐沙漠的退化草地恢复与重建提供科学依据。结果表明:(1)三种类型沙丘的地上总生物量随年限的增加而增长,半固定沙丘中灌木比重升高而草本比重降低。(2)物种丰富度呈递增趋势,Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielous均匀度指数在每种类型沙丘上变化趋势一致,在固定沙丘和半固定沙丘几乎保持不变,而在流动沙丘上递增。(3)相关性分析,固定、流动沙丘中,物种多样性与生物量呈正相关(P0.05),在半固定沙丘中物种丰富度与生物量呈显著性正相关(P0.05),地上生物量与年降水量呈正相关关系。     

柳枝稷根系垂直分布及植株生长对土壤盐分类型的响应

采用土柱法研究了土壤NaCl(0.40%)、Na₂SO₄(0.80%)和NaHCO₃(0.80%)胁迫对建植当年柳枝稷(Pani-cum virgatum L.)根系垂直分布和植株生长的影响,以期明确不同盐分胁迫下柳枝稷的响应机制,为其在盐渍土地上的栽培管理提供理论依据。结果表明:盐土条件下,柳枝稷的倒三叶尺寸、叶绿素a含量、地上和地下生物量、总生物量、籽粒产量和根冠比均显著低于对照(无盐处理),叶绿素b和总叶绿素含量增加,对总根长、根表面积和根体积的抑制作用显著。土壤盐分类型为NaCl时,柳枝稷的株高与CK差异不显著,根系生物量重心上移至23 cm(CK为50 cm),根系集中分布在0～40 cm土层;土壤盐分类型为Na₂SO₄时,根系生物量重心上移至38 cm,根系分布在0～120 cm土层范围内,且随着土层深度的增加而逐渐减少;土壤盐分类型为NaHCO₃时,根系生物量重心上移至18 cm,根系集中分布在0～80 cm土层。NaCl和NaHCO₃对柳枝稷根系向下延伸的影响较大,而Na₂SO₄对根系向下延伸的影响较小。     

库布齐沙地三种植物光合、蒸腾特性和水分利用效率研究

采用LI-6400便携式光合系统,对库布齐沙地建群种油蒿以及人工栽培植物塔落岩黄芪和沙打旺的光合作用、蒸腾作用及水分利用效率进行了研究。结果表明,库布齐沙地的油蒿表现出高光合、高蒸腾的特点,其净光合速率和蒸腾速率均大于塔落岩黄芪和沙打旺,但水分利用效率较低;塔落岩黄芪表现出高光合、低蒸腾的特点,水分利用效率较高;沙打旺表现出低光合、低蒸腾的特点,水分利用效率介于油蒿和塔落岩黄芪之间。油蒿与塔落岩黄芪的净光合速率日变化呈明显的双峰曲线,沙打旺只在16∶00出现一个单峰。气孔导度和光合有效辐射作为重要的生理因子和主要环境因子分别影响着三种植物净光合速率和蒸腾速率的变化。     

羊草草原不同退化程度植物群落内地上部分变化对群落根系的影响

应用逐步聚类分析(FASTCLUS)方法,对内蒙古自治区赤峰市克什克腾旗达里诺尔自然保护区境内的羊草Leymus chinensis草原进行定量划分.其结果为,从当地冬季打草场的围栏至居民点附近(由北到南)4 100 m的距离范围内,有3段处于不同退化程度的草地植物群落,其距离范围分别为:0～1 700 m,1 700～2 700 m,2 700～4 100 m.在此基础上,探讨了不同退化程度草地植物群落内地上生物量的变化,这种变化与地下生物量的关系及其对群落根系的影响.结果表明,地下生物量的变化并非随着人为干扰强度的加剧及地上生物量的减少而递减,而是表现为在适度放牧干扰的地段(0～1 700 m)出现最大生物量;且地下生物量在不同退化程度草地植物群落内的差异,主要是由聚集于表层土壤中的根量引起的.     

内蒙古库布齐油蒿固定沙丘土壤微生物数量的季节动态分布研究

对内蒙古库布齐油蒿固定沙丘土壤微生物数量的季节动态分布进行了研究。结果表明,(1) 好气性细菌和放线菌数量的季节动态分布是秋季＞春季＞夏季,秋季分别是春季和夏季的2.8倍和3.2倍;(2) 芽孢细菌数量活动强度的季节动态分布是秋季＞夏季＞春季,从春到秋依次加强;(3) 厌气性细菌数量的季节动态分布是秋季＞夏季＞春季,秋季分别是夏季和春季的1.7倍和2.3倍;(4) 真菌数量的季节动态分布是夏季＞秋季＞春季,夏季分别是秋季和春季1.3倍和1.5倍。反映出土壤微生物各类群数量变化均有明显的季节性。     

心叶驼绒藜根系的研究

以新疆地区天然心叶驼绒藜为研究材料,选取不同龄级的标准植株,采用全根挖掘法和烘干法,分析了心叶驼绒藜根系形态特征与生长状况。结果表明,心叶驼绒藜主根系发达,主根长为株高的2．0～11．7倍;随着龄数增长,根系呈现哑铃状分布的特点,侧根系主要分布在0～50cm土层;2月龄植株主根生长速度最快,达12．9mm／d;心叶驼绒藜土壤水分稳定层为60～320cm,该层土壤含水量为6．81％～9．05％。多年生植株在0～50cm土层内,主根直径由14．6mm减小为4．0mm,变化幅度大。     

10个紫花苜蓿品种根系形态特征的研究

对国内外10个紫花苜蓿（Medicago sativa）品种在黄土高原半干旱区根系的发育能力进行了研究,结果表明,杜普梯表现为主根最长,德福表现为主根直径最大,牧歌表现为最粗侧根直径、根干重最大,Spred表现为侧根数最多,巨人表现为根体积最大,且单项指标值最大品种与其他品种差异显著（P〈0．05）。根据根系形态特征的7个指标对10个紫花苜蓿品种进行聚类分析,可分为3类,巨人、阿尔刚金、陇东表现出在黄土高原半干旱区具有较强的根系发育能力。     

模拟条件下布氏田鼠对草原植被的作用2——鼠密度对植物群落结构及根系的影响

在模拟条件下研究了不同密度的布氏田鼠Lasiopodomys brandtii啃食对植物群落结构及根系生物量的影响。结果表明：1）低密度鼠对植被群落结构的影响不显著,而高密度鼠可改变草地植被群落结构,植被在每100 m2 5只出现退化演替表现为优质牧草的比例降低而其他杂类草的比例增高,使之向退化草地方向演替。2）鼠类啃食促进茎叶枯萎,加速植被演替。茎叶枯萎率与鼠密度呈线性正相关。3）植被根系生物量与布氏田鼠密度关系呈现“高-低-高”的变化趋势;鼠密度为每100 m2 8只时,根系生物量降至最低。随鼠密度的增加,其须根系植物所占比例降低,其他杂草类轴根系植物比例增加。     

不同坪床配比百慕大T-419的生物量和根系分布特征研究

本试验采用9种不同的坪床配比,对热带亚热带运动场常用品种百慕大T-419的生物量和根系分布特征进行了研究。结果表明,各处理的地上与地下生物量变化基本一致,中等含沙量的处理Ⅲ和Ⅶ的地上与地下生物量最高。不同处理的根系分布随土壤深度的增加而减少,集中分布于0~10 cm土层,方差分析表明,0~10 cm土层各处理间根系生物量差异显著,其中处理Ⅲ、Ⅵ和Ⅶ显著高于处理Ⅰ和对照CK,10~20和20 cm以下的生物量均无显著差异。地下总生物量与总根长相关系数为0.541(P＜0.05),与根系表面积、根系体积相关系数分别为0.651和0.615(P＜0.01);根尖数与总根长、平均直径相关系数分别为0.500和0.695(P＜0.01)。     

不同生长年限紫花苜蓿根系及其土壤微生物的分布

采用分层取样法,对不同生长年限紫花苜蓿Medicago sativa根系及根际微生物的分布进行了研究.结果表明:在0～40 cm土层内,5年生紫花苜蓿的主根干质量、侧根干质量和侧根发生数分别是2年生紫花苜蓿的1.98、1.44和1.29倍,紫花苜蓿根系的重心随生长年限的增加而下移;根瘤数、根瘤体积和根瘤干质量5年生紫花苜蓿分别是2年生紫花苜蓿的1.85、2.81和1.43倍,二者相差倍数随着土层深度的增加而增加;细菌和放线菌的数量5年生紫花苜蓿地均相应高于2年生紫花苜蓿地,而真菌的数量相差不大;各土层的呼吸强度5年生紫花苜蓿地均相应高于2年生紫花苜蓿地.     

根钻不同取样法对估算根系分布特征的影响

利用根钻法得到的代表性值估算根系整体值的问题尚未得到解决。针对文献中普遍采用的3孔取样法,本研究采用根钻加密采集棉花根系,利用根系干重分析了水平方向取3孔、5孔和7孔条件下计算单株根系干重的精确性。结果表明在水平方向上取5孔能较准确的估算单株棉花的总干重;取3孔仅在表层具有较好的代表性,对裸行30 cm土层以下根系干重不能准确描述,其决定系数低,且未达到显著水平,对于根系的估算有较大的偏差;在裸行、窄行和宽行分别取2孔,1孔和1孔是保证准确度前提下最为省力的取样方法。根系干重在垂直方向上呈单峰曲线,40 cm土层以上,根系干重急剧下降,40 cm土层以下变化区域缓和,在裸行70～90 cm处有小幅度的增加;在水平方向上宽行根重大于裸行根重。     

生物埂护坡上黄花根系分布特征及其对土壤养分的影响

以川东丘陵区的梯田生物埂为研究对象,选择生物埂护坡上种植的黄花和生物埂网格内土壤为研究内容,为明确4种不同种植年限黄花根系分布特征及其对土壤养分的影响,通过野外调查和室内实验相结合的研究方法,分析了生物埂护坡上黄花根系分布特征、生物量与土壤养分之间差异性和相互关系。结果表明,随着种植年限的增长,黄花根长、根量、根表面积和根体积等指标均增加,4年生黄花根系垂直分布明显比其他3种种植年限的大,分别为185.3 cm、17 133条、237.5 cm²、301.2 cm³和158.9 cm。根系水平分布由于受到网格大小的限制而出现差异性。4种不同种植年限黄花根系平均生物量的大小顺序依次为: 4 a>3 a>2 a>1 a,不同生长年限不同土壤层内根系的生物量也存在一定的差异。黄花根系形态不但影响植物本身的生长,还影响其保土培肥效果,3、4年生黄花根系土壤养分含量均比1、2年生黄花高,且种植植物的样地比对照裸坡地养分含量高,不同种植年限同一土层的土壤养分含量有显著性差异,土壤全氮、有效氮和有效钾含量均与黄花根系指标有显著的相关性,说明黄花根系的水土保持作用有保留土壤养分的能力。研究结果可为川东丘陵区的梯田生物埂的草本选择和土壤养分改良方面提供理论依据和实际应用参考价值。     

不同放牧强度对贵州威宁人工草地植被和土壤特性的影响

贵州威宁地区栽培草地的建植常以鸭茅(Dactylis glomerate)和白三叶(Trifolium repens)为主,通过在建植均匀的草地上进行分群分区放牧,研究了不同羊群的放牧强度对人工栽培草地植被和土壤特征的影响。结果表明:高强度放牧利用下的群落高度和地上生物量显著降低(P<0.05),而低度和中度放牧处理下的群落高度和生物量均没有显著性变化(P>0.05);放牧利用降低了鸭茅和白三叶的频度和盖度;放牧利用对表层土壤容重的影响不显著(P>0.05),但是在高放牧压力处理中,10~30cm土层土壤容重比其他处理平均升高32%;放牧对土壤化学性质有显著影响(P<0.05),随着放牧强度的增加,土壤养分含量呈下降趋势。综合草产量和草地恢复能力分析,贵州威宁地区的栽培草地最适载畜量应该在17~23SU/hm^2。     

半干旱沙地草本植物群落特征对短期降水变化的响应

在半干旱地区,降水是制约草本植物群落结构与物种组成最主要的生态因子,而植物群落特征对降水变化的响应研究仍有很多不确定性。针对此现象,于2018年生长季在科尔沁沙地运用野外增减雨装置开展控制试验,通过自然对照、减少30%降水量、减少60%降水量、5月起连续干旱45 d、6月起连续干旱45 d、增加30%降水量、增加60%降水量7种试验处理,以期揭示草本植物群落特征及其物种组成对降水变化的响应,从而为植物生长对降水变化的适应机制研究提供理论依据。研究结果表明:1) 减少60%降水量将造成沙地草本群落向单一结构发展,使物种丰富度指数、优势度指数和多样性指数显著减少,其减少率依次为8.57%、1.36%和4.80%,同时降低植物生产力。2) 5月起连续干旱45 d对沙地草本植物物种组成、物种多样性和群落生产力无显著影响。3) 6月起连续干旱45 d影响沙地草本植物多个物种重要值,导致物种密度减少,但对植物物种多样性和群落生产力影响不显著。半干旱沙地植物群落对长期干旱事件响应较大,对短期极端干旱事件具有一定的抵抗力。     

不同苜蓿品种建植当年田间生长发育与根系特征的比较

以8个苜蓿品种为研究对象,对其建植当年的生长速度、物质积累动态以及主根直径、根颈特性、根体积进行研究。结果表明,8个苜蓿品种在建植当年整个生育期的物质积累动态均表现为＂慢-快-慢-快＂的规律,但是不同品种的生长潜力及对环境敏感性存在差异,其中生长潜力较大且对环境敏感性小的品种有皇冠、阿尔冈金、WL-323、宁苜一号、三...