毛乌素流动沙地飞播后基质的变化与播区植被的演变

流动沙地飞播以后，随着基质稳定性的不断增强，即随着沙地由流动到半固定和固定状态的变化，沙地的物理和化学性质都会发生一系列的变化，而群落环境的变化又往往对飞播植物产生不利的影响。研究表明，毛乌素流动沙地飞播以后植物群落自身引起的群落环境的改变主要表现在地表０—１０ｃｍ深度内土壤粘粒含量、有机质含量、水解Ｎ含量和ＰａＯ５含量的增加以及盐酸和碳酸钙的淋洗。沙地的这些理化性质的变化又正是群落进展．演替的动力，而群落的进展演替则表现在飞播植物的衰退和天然植物油蒿以及草本植物盖度和群落丰富度的增加。本文研究了毛乌素流动沙地飞播以后沙地理化性质的变化以及这些变化对植物群落本身的影响。     

毛乌素沙地南缘生态过渡带植被物种多样性的研究

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种不同生境的植被物种组成及多样性进行研究。结果表明:随着沙化程度的加重,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,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;物种丰富度指数、多样性指数及均匀度指数均下降。     

毛乌素沙地17年间植被覆盖度变化的遥感监测

为揭示毛乌素沙地植被变化规律,利用归一化植被指数(NDVI)和像元分解模型,建立了TM影像尺度下的毛乌素沙地植被覆盖度遥感定量模型。在此基础上,对毛乌素沙地1990年和2007年2个时期植被覆盖的进行了等级的划分。采用转移矩阵的方法,分析了该区17年来植被覆盖度的变化趋势。研究结果表明:研究区植被覆盖类型的主体为低盖度植被(NDVI,<0.3),其面积由1990年的33176.7369km2下降为2007年的30671.6454km2,年变化率为-0.048%;中盖度(NDVI,0.3-0.6)、高盖度(NDVI,>0.6)的总面积由1990年的1313.5023km2变为2007年的3818.5938km2,年变化率分别为3.91%和3.48%。整个研究区17年间发生正向转移的面积为3209.5153km2,占总面积的9.31%;负向转移的面积为633.0195km2,占总面积的1.84%。毛乌素沙地植被覆盖状况总体呈良性转移趋势,但局部退化的问题也应该加以关注。     

基于RDVI的尉犁绿洲植被覆盖动态变化研究

植被覆盖度是绿洲生态环境变化的最重要标志之一。本文在尉犁地区地形图数字数据和土地利用图数字数据的基础上 ,通过遥感技术 ,使用不同年份同一季相的 TM图像数据为基础底料编制重规一化植被指数图 ( RDVI) ,根据尉犁绿洲的生态环境特征 ,并结合实地调查分析的结果 ,研究植被指数灰度级与盖度级的对应函数关系 ,将其转换成植被覆盖度图。最终利用植被覆盖度度度图像所提供的各盖度级的数量和空间分配状况来评价图像所包括时段 ,即 1 991年至 2 0 0 0年期间植被环境质量的变化 ,并阐明原因 ,为该区域的生态环境综合治理提供科学方法和依据。     

毛乌素沙地东南缘植被恢复中优势灌木的保育作用分析

以毛乌素沙地东南缘优势灌木作为保育植物,选择油松(Pinus tabulaeformis)和樟子松(Pinus sylvestris)幼苗作为目标物种,将其分别种植在开阔地和优势灌木冠层下,连续3 a统计松树幼苗的存活率和主枝生长长度,从而确定毛乌素沙地优势灌木对松树幼苗的定居是否存在保育作用。同时,测量开阔地和灌木冠层下的环境指标,揭示优势灌木保育作用产生的机理。结果表明:1优势灌木冠层下松树幼苗的总存活率显著高于开阔地(P0.05),说明优势灌木可增加松树幼苗的存活率。2在持续3 a的恢复实验期间,优势灌木对松树幼苗定居的保育作用不随时间的变化而发生改变。3优势灌木冠层下松树幼苗的主枝生长良好,并未受到抑制。4优势灌木通过改善微环境,从而对其冠层下松树幼苗的定居产生保育作用,其中改善最为明显的是光照强度和土壤湿度,其次是土壤的有机质和全氮含量。总的来说,优势灌木对松树幼苗的定居存在保育作用,保育植物技术可作为一种有效的恢复措施,应用在毛乌素沙地东南缘的植被恢复中,从而为该区植被的恢复与生态保护提供基础数据。     

浑善达克沙地植被生长季流沙地及其接壤草地的沙物质粒径组成

为进一步了解浑善达克沙地植被生长季流沙地及其接壤草地沙物质粒径的组成.选择正蓝旗为研究区,在植物生长季,沿草地-流沙地的过渡带设置取样点,在流沙地上风处草地、流沙地、流沙地下风处草地各设置15个样点,每个样点取表层沙物质,然后测定植被盖度、高度和生物量鲜重,通过分析比较不同植被盖度下的沙物质的粒径组成,发现流沙地上风处草地和流沙地下风处草地中沙(0.25-0.5mm)和细沙(0.1-0.25mm)含量较稳定,流沙地粗沙(＞0.5mm)含量最高.通过分析植被盖度、高度、生物量与沙物质粒径组成的相关关系,得知随着植被盖度的增加,细物质(包括中沙(0.25-0.5mm)、细沙(0.1-0.25mm)、极细沙(0.05-0.1mm)、粉沙＜0.05mm))的百分含量在增加,而粗沙的百分含量在减少.该研究可为沙化草地的合理利用提供参考.     

毛乌素沙地凝结水动态变化及其影响因子的研究

基于2002年5~10月间运用直接称重法对毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris Ant.)群落林间空地的0-1.5cm表层土壤凝结水连续观测资料,分析讨论了凝结水的日变化和季节变化特征以及影响凝结水形成的环境因子。结果表明:毛乌素沙地天然臭柏群落内各月均有凝结水发生,并且可从午后持续至翌日清晨,但各月间凝结水量和凝结持续时间有所不同。5月份凝结水持续时间最短,凝结水量也最少;而9月份凝结水持续时间最长,凝结水量也最多。影响毛乌素沙地凝结水形成的主要环境因子有风速、大气相对湿度、气-地温差及其相互作用。其中,风速与凝结量间存在较高相关性,而气温能否趋近或降至露点产生土壤凝结水是决定夜间水分凝结量的一个关键因素。     

对影响飞播成效因子的研究 研究对象区为内蒙古鄂尔多斯地区

为了防止沙漠化的进一步扩展,于1983～1995年期间,在鄂尔多斯地区飞播了 12万hm2,在这里使用138个飞播区的调查数据,首先对适宜飞播植物种和合理的播种量进 行了探讨,得到如下结论:①在鄂尔多斯地区适宜飞播的植物种有杨柴、籽蒿、沙打旺、草苜蓿。 ②由于种子处理技术的应用,低播种量6.0-7.0kg/ha取得了良好的飞播成效。其次用Ⅰ类 数量化理论对播种时间、沙丘高度、沙丘密度、播前自然植被覆盖率与播后植被覆盖率的关系 进行了探讨,得到如下结论:①适宜的播种时间为5月25日-6月25日。②适宜的播区立地 条件为沙丘平均高度为10m以下,沙丘密度低于75%,播前自然植被覆盖率为12-25%。     

毛乌素沙地南缘不同植被类型土壤水分特征

为了研究沙地不同植被类型土壤水分分布特征,深入揭示沙地植被与水分之间的关系,文中选取红石峡4种典型植被类型樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica Litv.)、紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)、柠条(Caragana korshinskii Kom.)和草地为研究对象,运用单因素方差法比较各样地间土壤水分差异性。结果表明:研究区土壤含水量平均值介于2.34～3.70%;土壤蓄水量不足60mm,处于较低水平。在0～100cm土层范围内,土壤含水量和蓄水量均表现为樟子松林地最高,紫穗槐林地最低,不同植被类型间存在显著差异(P<0.05);各林地土壤水分变异程度在紫穗槐林表现为最大。合理的林草空间搭配更有利于沙地土壤水分的保持。     

毛乌素沙地天然臭柏种群年龄结构

以毛乌素沙地天然臭柏(Sabina vulgaris)种群为研究对象,按水分、地形等立地条件变化,将臭柏种群划分为滩地、沙丘底部、沙丘坡面和沙丘顶部4种生境类型进行实地调查,分析种群的年龄结构及其动态。运用WinDENDRO~(TM)年轮分析系统确定种群个体年龄,建立幼龄个体和成过熟个体的地径与年龄的回归方程,用以推算样地内所有个体的年龄。结果表明:滩地和沙丘底部生境下的臭柏种群10年以下幼龄植株占94%以上,其年龄结构图表现为金字塔型,属扩展种群;沙丘坡面生境下的臭柏种群以21～30年中龄植株为主,年龄结构表现为圆锥型,属稳定种群;沙丘顶部生境下的臭柏种群以51～60年成熟或老龄植株为主,年龄结构表现为倒金字塔型,属衰退种群。     

毛乌素沙地风沙流结构的研究

运用曲线拟合、拟合方程等方法,对毛乌素沙地南缘流动沙丘0～30cm垂直高度范围内的风沙流结构进行了分析研究。结果表明:在0～30cm高度,输沙率均与风速成正比,与高度成反比,幂函数拟合关系最佳。其中,各高度层输沙率随风速的变化分别呈幂函数或指数函数关系,同风速下输沙率随着高度的增加而减小,呈幂函数或指数函数关系;随着风速和气流中总输沙率的增加,0～30cm高度范围内的绝对输沙率增加,相对输沙率(%)的变化为下层趋于减少,中层略变,上层增加,风沙流结构的特征值λ增大;风沙流中沙粒粒度沿垂向变化为细沙增加,中沙减少,沙粒平均粒径变细。     

毛乌素沙地沙柳与柠条根系分布特征对比

采用土柱法对毛乌素沙地沙柳与柠条的根系进行了研究。研究表明:沙柳与柠条均为主根型植物,沙柳的水平根更为发达。三年生沙柳根系水平分布在距树基160cm范围内的土层中,距树基0～40cm范围内根系分布最多,占总根量的78.73%;柠条根系水平分布在距树基60cm范围内的土层中,占总根量的78.58%。沙柳根系垂直分布在60cm土层以上,而柠条根系垂直分布在30cm至90cm土层之间。     

Groundwater evapotranspiration under psammophilous vegetation covers in the Mu Us northern China

Groundwater is a significant component of the hydrological cycle in arid and semi-arid areas. Its evapotranspiration is an important part of the water budget because many plants are groundwater-dependent. To restore the degraded ecosystems, the need is pressing to further our understanding of the groundwater evapotranspiration (ET_g) in arid and semi-arid areas. This study employed the White method to estimate ET_gat four sites in the Mu Us Sandy Land in northern China, and the four sites are covered by Salix psammophila(SP site), Artemisia ordosica(AO site), Poplar alba (PA site), and Carexenervis(CE site), respectively. The depth of groundwater table and the duration of drainage were taken into account in calculating the specific yield (S_y) to improve the accuracy of the ET_gestimats. Our results showed that from late May to early November 2013 the ET_g were 361.87 (SP site), 372.53 (AO site), 597.86 (PA site) and 700.76 mm (CE site), respectively. The estimated ET_g rate was also species-dependent and the descending order of the ET_g rate for the four vegetation was: C. enervis, P. alba, A. ordosica, and S. psammophila. In addition, the depth of groundwater table has an obvious effect on the ET_g rate and the effect varied with the vegetation types. Furthermore, the evapotranspiration for the vegetation solely relying on the water supply from unsaturated layers above the groundwater table was much less than that for the vegetation heavily relying on the water supply from shallow aquifers.     

毛乌素沙地东南缘不同植被盖度下土壤水分特征分析

2007年利用EC-5土壤水分探头对毛乌素沙地东南缘土壤水分进行了定位观测,分析了不同植被盖度下土壤水分的时空分布特征及土壤蓄水量的差异。结果表明:在时间尺度上,固定沙地土壤水分含量表现为:秋季>春季>夏季,半固定沙地和流动沙地土壤水分含量为:夏季>秋季>春季。在垂直方向上,固定沙地整个剖面土壤水分变化成"S"型曲线变化,半固定沙地和流动沙地土壤水分成反"S"型曲线变化。0～200cm沙层中,流动沙地土壤蓄水量最大,半固定沙地次之,固定沙地最差。     

Effects of vegetation types on soil water dynamics during vegetation restoration in the Mu Us Sandy Land,northwestern China

The arid and semi-arid northwestern China has been undergoing ecological degradation and the efforts to reverse the ecological degradation have been undertaken for many years. Some shifting dunes have been fixed and the vegetation has been partially recovered in certain areas and the Mu Us Sandy Land in the Ordos Plateau is an example of the success. The present study attempts to reveal the relationships between the vegetation restoration and ecohydrology in the Mu Us Sandy Land. We continuously measured soil water content at 10-min intervals under three vegetation types(i.e., shifting dune, shrub-dominated community, and herb-dominated community) in the Mu Us Sandy Land from April 2012 to October 2013. The results show the infiltration coefficient increased with increased rainfall amount and eventually reached a stable value. Infiltration coefficients were 0.91, 0.64, and 0.74 in the shifting dune, in the shrub-dominated community, and in the herb-dominated community, respectively. Cumulative infiltration and soil texture are two vital factors affecting the depths of rainfall penetration. Only rainfall events larger than 35.0 mm could recharge soil water at the 60–80 cm layer in the herb-dominated community. Our results imply that the expected forward succession of restored vegetation may be destined to deterioration after reaching the climax simply because of following two facts:(1) soil water is mainly retained at shallower layer and(2) plant fine roots mainly distribute in deeper layer in the herb-dominated community.     

古尔班通古特沙漠植被覆盖变化及其对沙尘天气的影响

利用1981～2003年逐月NOAA/AVHRR NDVI时间序列数据,分析了古尔班通古特沙漠荒漠植被覆盖的动态变化及其对沙漠南缘绿洲沙尘天气的影响。结果表明:近23年来古尔班通古特沙漠覆盖面积总体上呈现增加趋势,植被覆盖程度较高的区域分布在沙漠中部和西部,同时,这里也是23年来植被覆盖程度显著增加的区域;春、夏季植被覆盖与沙尘天气日数之间均呈现负相关关系,其中,夏季植被覆盖程度与沙尘天气日数之间的负相关最为显著。这说明在古尔班通古特沙漠植被覆盖程度与其南缘绿洲沙尘日数间存在负耦合关系,植被覆盖是影响沙尘天气发生及其强度的因子之一。     

Estimating aboveground biomass in Mu Us Sandy Land using Landsat spectral derived vegetation indices over the past 30 years

Remote sensing is a valuable and effective tool for monitoring and estimating aboveground biomass （AGB） in large areas.The current international research on biomass estimation by remote sensing technique mainly focused on forests,grasslands and crops,with relatively few applications for desert ecosystems.In this paper,Landsat Thematic Mapper （TM）/Enhanced Thematic Mapper Plus （ETM＋） images from 1988 to 2007 and the data of 283 AGB samples in August 2007 were used to estimate the AGB for Mu Us Sandy Land over the past 30 years.Moreover,temporal and spatial distribution characteristics of AGB and influencing factors of climate and underlying surface were also studied.Results show that：（1） Differences of correlations exist in the fitted equations between AGB and different vegetation indices in desert areas.The modified soil adjusted vegetation index （MSAVI） and soil adjusted vegetation index （SAVI） show relatively higher correlations with AGB,while the correlation between normalized difference vegetation index （NDVI） and AGB is relatively lower.Error testing shows that the AGB-MSAVI model established can be used to accurately estimate AGB of Mu Us Sandy Land in August.（2） AGB in Mu Us Sandy Land shows the fluctuant characteristics over the past 30 years,which decreased from the 1980s to the 1990s,and increased from the 1990s to 2007.AGB in 2007 had the highest value,with a total AGB of 3.352×106 t.Moreover,in the 1990s,AGB had the lowest value with a total AGB of 2.328×106 t.（3） AGB with relatively higher values was mainly located in the middle and southern parts of Mu Us Sandy Land in the 1980s.AGB was low in the whole area in the1990s,and relatively higher AGB values were mainly located in the southern parts of Uxin.In 2007,AGB in the whole area was relatively higher than those of the last twenty years,and higher AGB values were mainly located in the northern,western and middle parts of Mu Us Sandy Land.