阿拉善戈壁区白刺灌丛沙堆形态特征研究

戈壁地区分布着许多大小不同的白刺灌丛沙堆,为了探究造成戈壁地区灌丛沙堆差异的影响因素,通过对阿拉善戈壁地区白刺灌丛形态(灌丛高度、灌丛长度、灌丛宽度)与沙堆形态(沙堆高度、沙堆长轴、沙堆短轴)指标的测定,分析了白刺灌丛沙堆空间的差异性及其影响因子。结果表明:(1)戈壁地区白刺灌丛沙堆规模受到沙源与风力以及灌丛的影响,规模小于沙漠地区灌丛沙堆。其中,沙源决定了沙堆的发育规模,风力状况决定沙堆形态以及堆积位置,灌丛形态决定沙堆的形态。(2)随着灌丛沙堆的规模越大,灌丛与沙堆参数间相关性越好。灌丛特征决定沙堆特征,其中,灌丛长对沙堆长轴影响最大,灌丛宽对沙堆短轴影响最大,灌丛高度对沙堆高度影响最大。(3)灌丛沙堆在不同立地条件下的沙堆参数关系不同,当灌丛参数间拟合方程为二次函数且二次项系数为负数时,说明灌丛沙堆的发育空间较小,并且可能进入衰退阶段,当沙堆阐述间拟合方程为线性关系时,说明灌丛沙堆正处于发育阶段。     

乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分分布与富集特征

[目的]探究乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分垂直分布情况,为该区白刺灌丛稳定发展提供科学依据。[方法]选取不同演替阶段白刺灌丛沙堆作为研究对象。通过前期植被调查,依据白刺灌丛枯死率和盖度将其划分不同演替阶段,分别为发育阶段(枯死率10%～30%,盖度20%～40%)、稳定阶段(枯死率<10%,盖度40%～60%)和衰退阶段(枯死率>50%,盖度<20%),分别选取每个演替阶段3个相对独立的白刺灌丛沙堆,在丘间地、沙堆迎风坡和背风坡进行植被特征调查和土壤养分测定。[结果]随着白刺灌丛演替推进,白刺高度、冠幅长度和宽度呈先升后降趋势,其中,稳定阶段冠幅长度显著高于其他阶段(p<0.05),较发育阶段和衰退阶段分别增加45.50%和50.01%(p<0.05)。背风坡处,发育阶段土壤养分含量随着土层深度增加均呈“降—升—降”趋势,稳定和衰退阶段有机质含量呈下降趋势,40—60 cm达到最小值。迎风坡处,40—60 cm土层土壤有机质和全氮含量随着演替阶段发展在衰退阶段达到最大值,但发育和衰退阶段土壤全氮含量随着土层深度增加在40—60 cm达到最小值...     

河北坝上低山区坡地灌丛沙堆形态与沉积特征

通过野外调查和室内试验分析的方法对河北坝上康保县北部低山区坡地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)灌丛沙堆形态及沉积特征进行了研究,结果表明:从坡顶到坡脚,灌丛沙堆形态参数(长、宽、高、水平尺度、长宽比和底面积)趋于增加;迎风坡坡顶、坡中、坡脚的灌丛沙堆形态参数大于背风坡相应坡位沙堆形态参数;从坡脚到坡顶,沙堆表层沉积物粒径(0.1mm)的百分含量趋于减少,坡地迎风坡相应坡位沙堆沉积物粒径0.1mm的百分含量大于背风坡;灌丛沙堆表层土壤含水率及硬度从坡脚到坡顶逐渐变大,坡地迎风坡坡相应坡位沙堆表层土壤水分和硬度均小于背风坡;而容重从坡脚到坡顶趋于减小,且迎风坡坡相应部位沙堆容重大于背风坡。因此,低山坡地灌丛沙堆形态发育过程中除受风力强度、沙源和灌丛植被因素影响外,坡位和坡向也是一个重要的影响因素。     

吉兰泰盐湖中心盐爪爪灌丛沙堆形态及其沉积特征

为了探究盐湖区盐爪爪灌丛沙堆形态特征和沉积特征,以阿拉善盟吉兰泰盐湖中心盐爪爪灌丛沙堆为研究对象,通过野外调查和室内分析研究了非围封区、围封区灌丛沙堆形态特征和表层沉积物粒度特征。结果表明:(1)研究区盐爪爪灌丛沙堆均处于初级发育阶段,非围封区盐爪爪灌丛沙堆密度远大于围封区。根据独立样本T检验分析,研究区盐爪爪灌丛沙堆高度(H_d)、体积(V)、底面积(A_d)、长轴与短轴之比(L/W)均无显著差异。(2)研究区表层颗粒主要以细砂和极细砂为主,但围封区粒度集中度大于非围封区,同时灌丛沙堆沉积物土壤粒度由迎风坡向背风坡趋于细化,从坡脚到坡顶沙粒趋于细化。(3)沉积物粒度由坡底到坡顶、迎风坡到背风坡平均粒度逐渐减小。灌丛沙堆分选性较差,沉积物粒度主要以细组分为主,沉积物颗粒分布较为集中。因此,研究结果有助于定量分析盐爪爪的固沙阻沙能力,为吉兰泰盐湖区生态系统保护与恢复提供了数据资料。     

乌兰布和荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆防风效应风洞模拟

灌丛沙堆作为荒漠绿洲过渡带广泛存在的生物地貌类型,其在不同演化阶段和植被盖度下的风速分布及防风效应对土壤风蚀灾害控制具有重要意义。为揭示灌丛沙堆演化阶段及植被盖度对周围风场结构特征及防风效应指标的影响规律,该研究以乌兰布和沙漠荒漠绿洲过渡带单个和两个白刺（Nitraria tangutorum）灌丛沙堆为对象,利用风洞模拟试验测定其在4个不同演化阶段（雏形阶段、发育阶段、稳定阶段、活化阶段）和3种不同植被盖度（0、40%及70%）工况下竖直和水平面的风速分布,探讨演化阶段及植被盖度对相对速率、防风效能等防风效应指标的影响。研究发现,不同演化阶段的白刺灌丛沙堆在0～0.8H（H为灌丛沙堆高度）高度范围内、距沙堆中心-H～5H水平范围内风速有显著变化;对比坡前减速区、上方加速区、两侧急流区和后方减速区的风速变化发现,白刺灌丛沙堆在后方减速区的风速变化最为显著,处于稳定阶段的灌丛沙堆在植被盖度为70%时的风速最大可减少90%;不同演化阶段中,稳定阶段灌丛沙堆对风速的削减更为显著,防风效能较大,而处于雏形阶段的灌丛沙堆的防风能力相对较弱;在两个平行于风向排列的灌丛沙堆的相互影响下,沙堆之间丘间低地的防风效能比单个灌丛沙堆有所提高,且第二个灌丛沙堆下游区域的防风效能略小于两个灌丛沙堆间的丘间低地;各演化阶段单个和两个灌丛沙堆周围的防风效能均随植被盖度增大而增大。该研究结果可为乌兰布和荒漠绿洲过渡带土壤风蚀防治提供参考。     

不同演化阶段白刺灌丛沙堆土壤生态化学计量特征

为了阐明灌丛沙堆发育对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的影响,以吉兰泰荒漠区不同演化阶段白刺(Nitraria tangutorun)灌丛沙堆为研究对象,研究0—100 cm土层土壤C∶N∶P化学计量特征在不同演化阶段的变化规律和垂直分布规律。结果表明:(1)白刺灌丛沙堆土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)随演化阶段(雏形阶段→发育阶段→稳定阶段→衰亡阶段)的变化呈先增后减的变化趋势。演化阶段对白刺灌丛沙堆SOC影响显著(P<0.05),对TN、TP无显著影响(P>0.05),其SOC、TN、TP均值含量在0—100 cm土层分别为0.42~0.58,0.04~0.07,0.22~0.25 g/kg,远小于全国土壤平均水平(11.12,1.06,0.65 g/kg)。(2)白刺灌丛沙堆SOC、TN、TP含量及其生态化学计量比随土层深度增加无明显规律性。(3)土壤SOC、TN、TP含量及其生态化学计量比均属于中等变异,且变异系数随白刺灌丛沙堆演化不断减小。(4)土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度对白刺灌丛沙堆土壤TN、C∶N、N∶P影响显著,而土壤含水量、pH对白刺灌丛沙堆SOC、TN、TP含量及其生态化学计量比无显著影响。各演化阶段白刺灌丛沙堆SOC、TN是调控白刺灌丛沙堆土壤生态化学计量比的主要因素。因此,该研究结果明晰了白刺灌丛沙堆土壤C∶N∶P生态化学计量特征对不同演化阶段的响应,为该区域白刺群落的保护、利用和植被恢复与重建提供科学依据。     

土壤粒径及有机碳特征对灌丛沙堆发育阶段的影响研究

为揭示风沙区柠条灌丛沙堆的发育规律,并为灌丛沙堆的发育阶段划分提供参考,对大、中、小三种柠条(Caragana korshinskii)灌丛沙堆顶部、中部和底部的土壤颗粒组成及分形维数、土壤有机碳特征进行研究。结果表明:土壤有机碳含量随灌丛沙堆的增大而递减,与灌丛及其沙堆的外部形态特征呈显著性负相关;随灌丛沙堆的增大,细砂含量逐渐增加,粉粒的含量逐渐减少;土壤粒径分形维数随灌丛沙堆的增大而递减,其与土壤黏粒、粉粒呈显著性正相关,与细砂、极细砂的百分含量呈负相关;土壤有机碳含量与土壤粒径分形维数之间存在显著性正相关。灌丛沙堆具有明显的空间异质性,沙堆上的土壤有机碳含量与土壤的颗粒组成与沙堆大小具有一定的相关性,并可作为划分沙堆发育阶段的标准,但需要充分考虑风力、植物和沙源等因素的影响。     

半干旱区农田灌丛沙堆形态及沉积特征

采用野外观测和采样分析的方法对半干旱区农田灌丛沙堆形态及沉积特征进行了研究,结果表明:研究区农田灌丛沙堆水平尺度为4.4 m,长宽比为1.5,体积庞大且较为细长,走向与农田垄向相同。农田灌丛沙堆的湿度及硬度随部位的不同而发生变化,沙堆东侧湿度最大,为10.19%,硬度最小,为4.12 kg/cm²;南侧湿度最小,为1.03%,硬度最大,为15.9 kg/cm²;坡顶湿度较小,硬度较大,沙堆坡底硬度较大。沙堆整体的平均粒径、分选性低于周边农田,从迎风坡坡脚→迎风坡坡中→坡顶→背风坡坡中,平均粒径、分选性逐渐降低。垂直剖面颗粒粒径随着深度的加大有逐渐增大的趋势,分选性变差。除植被盖度、风力强度和沙源3个主要因素外,人为耕作也是一个影响农田灌丛沙堆形成演化的重要因素。     

焉耆盆地白刺灌丛沙堆土壤理化性质

对焉耆盆地白刺灌丛沙堆不同演化阶段和沙堆间低地土壤理化性质进行分析。结果显示:（1）白刺灌丛沙堆不同演化阶段土壤粉砂、黏粒、有机质和养分含量均高于沙堆间低地,而土壤砂粒含量和pH值低于沙堆间低地;从白刺灌丛沙堆发育到稳定阶段,土壤砂粒含量和pH值逐渐降到最小值,而粉砂、黏粒、有机质和养分含量达到最高值,从白刺灌丛沙堆稳定到活化阶段,土壤砂粒含量和pH值急剧增加,而粉砂、黏粒、有机质和养分含量大幅度下降;（2）从整个剖面来看,由于白刺灌丛沙堆侵蚀和堆积的差异,随着深度的增加砂粒含量先减后增,而pH值、粉砂、黏粒、有机质和养分含量先增后减;0—15 cm土层砂粒含量最高,而15—45 cm土层最低;0—15 cm土层pH值、粉砂、黏粒、有机质和养分含量最低,而15—45 cm土层最高;（3）白刺灌丛沙堆发育和活化阶段强烈的吹蚀不利于有机质的积累,白刺灌丛沙堆稳定后为降尘截存、凋落物积累和微生物的繁殖提供有力的保障,表层黏粒得以截存和地衣状薄层结皮形成,增加土壤的有机质和养分含量。     

旱区荒漠灌丛沙堆研究进展及展望

[目的]对干旱荒漠区灌丛沙堆的发育过程、形态特征、生态效益及环境演变等方面的研究进展进行总结和展望,以期为荒漠区灌丛沙堆生态机理、灌丛群落生态稳定性等方面研究提供支持。[方法]从干旱荒漠区灌丛沙堆的形成发育过程和机制出发,采用文献综述的方法进行分析和总结。[结果]总结了灌丛沙堆地貌形态特征、空间格局分布、沙物质沉积特征,阐述了灌丛沙堆所具有的多种生态效应和区域环境演变之间的响应关系,并对今后灌丛沙堆的研究方向和动态进行了展望。[结论]对灌丛沙堆演变过程的研究有助于更深入地了解区域生态环境变化过程与全球气候变化间的内在联系。     

干旱区不同生育期白刺灌丛沙堆土壤呼吸空间异质性

[目的]对干旱区白刺灌丛沙堆不同生育期土壤呼吸空间异质性进行研究,为今后估算绿洲荒漠区土壤CO2排放量以及区域碳收支状况提供科学依据。[方法]利用Li-8100土壤呼吸测定系统,于2014年在巴丹吉林沙漠南缘绿洲—荒漠过渡带对白刺灌丛沙堆不同部位的土壤呼吸速率进行野外观测,分析沙堆上不同位点土壤呼吸日动态变化、不同生长时期的季节变化特征。[结果](1)白刺灌丛沙堆在不同生长时期各部位土壤呼吸日动态变化曲线不同,生长初期和生长休眠期各部位日变化呈"单峰"曲线变化,在生长旺盛期各部位变化既有"单峰"曲线又有"双峰"曲线;同时,日变化峰值出现的时间不一致:生长初期各位点的峰值出现在上午11:00左右,旺盛期上午出现在10:00前后,下午出现在17:00左右,休眠期出现在下午14:00前后。(2)沙堆上不同部位土壤呼吸速率具有时空异质性,生长初期和休眠期各部位土壤呼吸速率异质性不显著(p0.05),旺盛期各部位空间差异显著(p0.01),异质性增强;沙堆各时期平均土壤呼吸速率差异显著(p0.01),大小排序为:旺盛期生长初期生长休眠期。[结论]白刺灌丛沙堆上不同部位的土壤呼吸速率日动态变化在不同的生长时期表现不同,具有明显的时空异质性,主要是沙堆不同部位近地表层大气水分条件、土壤20cm深处的温度和水分含量的差异共同作用导致了各个位点土壤呼吸通量具有明显的差异性。     

荒漠-绿洲过渡区灌丛沙包的蒸散特征及模拟

 利用长期的观测与试验数据,采用波文比-能量平衡法对甘肃民勤荒漠—绿洲过渡区柽柳、白刺灌丛沙包和裸露流动沙丘的蒸散特征与变化规律进行分析,探讨蒸散量与气象因子的关系,在此基础上,应用土壤-植被-大气连续体（SPAC）的耦合数值模式,对不同植被灌丛的蒸散过程进行模拟。结果表明:在蒸散日进程中,有植被覆盖的柽柳沙包和白刺沙包的蒸散率峰值出现时间比流动沙丘早12h,且日最大蒸散速率大小顺序为,柽柳沙包（0.24mm/h）>白刺沙包（0.20mm/h）>流动沙丘（0.18mm/h）;柽柳沙包和白刺沙包在7—9月的蒸散量最高,分别占各自生长期耗水量的69.3%和65.4%;影响荒漠—绿洲过渡区灌丛植被蒸散的主要气象因子为日照百分率、气温、空气饱和差以及风速等,它们与日蒸散量的斜率关联度分别为0.717、0.643、0.649和0.705;SPAC耦合数值模式能够模拟不同植被覆盖度下灌丛植被蒸散的变化趋势,模拟值与实测值基本一致,具有很好的稳定性和可靠性。     

青藏高原坡度坡长因子(LS)空间格局及影响因素分析

地形是影响土壤侵蚀的主要因素,但目前关于青藏高原地形因子的分布格局和影响因素有待研究。基于1弧秒分辨率的SRTM(shuttle radar topography mission)高程数据,计算坡度、坡长、LS因子(slope length and steepness factors,LS),结合高程积分和Hack剖面等,对青藏高原LS因子的分布格局、统计分布特征和影响因素进行研究,结果表明：(1)坡度、坡长和LS因子这3个地形指标,均表现出高原内部小、四周高山大的格局,内流区与外流区的坡度均值分别为6.55°和14.3°,坡长均值分别为122.9,172.2 m,LS均值分别为4.8和12.7;(2)青藏高原LS因子整体受坡度影响,但高原边缘陡峭地区LS因子主要受坡长影响;(3)青藏高原6条主要河流的Hack剖面都呈上凸形态,该地区地貌演化整体上处于幼年期;(4)青藏高原LS因子的分布特征与土壤侵蚀类型及其组合有对应关系：周边地区的高值对应冰川侵蚀—水蚀,西北部的低值对应水力—冻融侵蚀和风蚀,东南部边缘向高原内部过渡地区的较高值对应水力—重力侵蚀。通过分析LS因子的分布格局和统计特征...     

青藏高原东北部4种灌木主根和侧根抗拉力学特性比较

[目的]开展青藏高原东北部黄土区4种灌木植物主根和侧根抗拉力学强度试验,探讨主根和侧根抗拉力学特性关系,为深入研究植物根系固土护坡力学机理提供参考。[方法]选取西宁盆地长岭沟流域作为研究区,对生长期为3 a的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、中宁枸杞(Lycium chinense)、白刺(Nitraria tangutorum)和霸王(Sarcozygium xanthoxylon)4种优势灌木主根和侧根进行室内单根拉伸试验,确定其主根和侧根抗拉力、抗拉强度和杨氏模量及其与根径之间的关系;在此基础上,进一步分析了4种灌木主根和侧根根径、抗拉力、抗拉强度和杨氏模量之间的关系。[结果]柠条锦鸡儿、中宁枸杞、白刺和霸王主根抗拉力分别为侧根的28.45,13.21,11.01,7.35倍,主根抗拉强度分别为侧根的0.67,1.17,0.68,1.22倍,主根杨氏模量分别为侧根的2.00,2.39,2.82,2.48倍。[结论] 4种灌木植物主根抗拉力均显著大于侧根;柠条锦鸡儿和白刺主根抗拉强度小于侧根,而中宁枸杞和霸王主根抗拉强度大于侧根;4种灌木植物主根杨氏模量显著大于侧根,说明其主根相对于侧根不易发生形变,对边坡浅层稳定性贡献亦显著于侧根。     

赤霉素和细胞激动素对白刺种子萌发的调控研究

为探讨白刺种子萌发特性,采用不同浓度赤霉素和细胞激动素处理方法,测定了白刺种子生活力、吸水率、发芽率、发芽势、发芽指数和萌发指数.结果表明:浸种最初的2 h是白刺种子的迅速吸水期,整个吸水过程呈快--慢--缓慢规律.赤霉素和细胞激动素处理对白刺种子萌发有明显调控作用.150 mg·kg-1的赤霉素处理24 h,种子发芽势、发芽率、发芽指数、种子生活力最高,300 mg·kg-1赤霉素处理的发芽势,发芽率、发芽指数最低.6 mg·kg-1细胞激动素处理白刺种子1 h,其发芽势、发芽率,发芽指数、种子生活力均最高,而10 mg·kg-1细胞激动素处理白刺种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均最低.     

马尾松人工林地浅沟表层土壤颗粒的空间分布特征

为研究马尾松林地浅沟侵蚀对地表特征的影响,选取南方红壤区马尾松人工林地发育完整的浅沟为研究对象,采用野外调查与室内试验分析相结合的方法,研究浅沟表层(0—5cm)土壤颗粒分布的空间差异性。结果表明:(1)研究区内表层土壤颗粒中石砾含量较高,约占78.68%,土壤为多砾质沙土,土壤水蚀使得浅沟表层土壤粗化。(2)浅沟不同部位间表层土壤颗粒分布差异明显,其中石砾含量表现为沟底沟坡沟缘,沟底的石砾含量极显著小于沟坡和沟缘的含量(P0.01);极粗砂、中粗砂、细砂粒、粉粒和黏粒含量均表现为沟底沟坡沟缘,且沟底的含量均极显著大于沟坡和沟缘的含量(P0.01);而沟坡和沟缘土壤颗粒含量差异不显著(P0.05)。(3)沿沟长方向从沟头到沟口,沟底表层土壤中粗颗粒含量呈减小趋势,细颗粒含量呈增大趋势;而沟坡和沟缘趋势正好相反,说明在浅沟沟底中上部主要为侵蚀作用,而在中下部主要为沉积作用。(4)不同粒级土壤颗粒含量最优半方差函数理论模型均为高斯模型,土壤颗粒含量的块金系数最大仅为0.36%,远小于25%,不同粒级土壤颗粒含量表现出强烈的空间自相关性。本研究可为南方红壤区人工林地土壤侵蚀治理提供理论支持。     

河北坝上低山区坡地灌丛沙堆表面土壤理化性质

[目的]揭示河北省坝上地区低山坡地不同坡向和坡位小叶锦鸡灌丛沙堆土壤理化性质变化规律,为坡地草地生态环境稳定提供理论依据。[方法]基于对山坡638个灌丛沙堆野外测量和86个室内土样分析的数据,运用地统计学和样品室内分析的方法。[结果](1)从低山坡脚到坡顶,灌丛沙堆pH值、粗砂、中砂和细砂总含量逐渐减少,粉砂、极细砂逐渐增加;有机质、全氮和全磷含量逐渐增加。(2)迎风坡不同坡位上灌丛沙堆表面颗粒中粗砂、中砂、细砂总含量大于背风坡相同坡位,极细砂和粉砂小于背风坡相同坡位。表面的土壤养分(有机质、全氮和全磷)为迎风坡坡脚大于背风坡坡脚,迎风坡坡中和坡顶的灌丛沙堆土壤养分含量小于背风坡坡中和坡顶灌丛沙堆,但是pH值变化与灌丛沙堆养分变化趋势相反。[结论]受坡位和坡向的影响,灌丛沙堆土壤理化性质空间分布具有一定的差异性。     

乌兰布和—西鄂尔多斯荒漠草原过渡带典型灌木群落及其多样性

[目的] 研究乌兰布和沙漠—西鄂尔多斯荒漠草原生态过渡带典型灌木群落的多样性,为该区生物多样性保护和生态环境建设提供理论依据。[方法] 通过重点精查的方式对该地区代表性群落类型设置样点进行植被调查,分析了该过渡带主要灌木群落的类型、物种组成、群落特征和物种多样性。[结果] 该区共有12科30属36种植物。豆科、菊科、藜科和禾本科植物比例较高,单种属较多。多年生草本和灌木居多,以旱生植物为主。灌木群落包括分布在西鄂尔多斯荒漠草原的驼绒藜群落、霸王群落和四合木群落,分布在乌兰布和沙漠的白刺群落、油蒿群落和沙冬青群落。西鄂尔多斯荒漠草原灌木群落的植株密度较高,乌兰布和沙漠灌木群落的建群种重要值、盖度和地上生物量较高。西鄂尔多斯荒漠草原灌木群落的物种多样性普遍高于乌兰布和沙漠。大部分群落的相似性较低。[结论] 乌兰布和—西鄂尔多斯荒漠草原过渡带植物数量比较贫乏,多年生草本和灌木是该区植物的主要部分,植物旱生化明显,西鄂尔多斯荒漠草原植物多样性变化幅度较小且保持在较高水平,不同生境下群落相似性较低。     

黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形

退耕还林(草)工程的深入实施有效遏制了黄土高原水土流失,但以浅层滑坡和崩塌为主的重力侵蚀在黄土高原广泛分布,且已成为小流域侵蚀泥沙主要来源之一.为探究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌的形态特征和发育临界地形,在陕西省安塞区纸坊沟小流域调查了 53处浅层滑坡和40处崩塌,记录其植被特征,同时进行无人机摄影测量.结果表明:浅层...