西鄂尔多斯地区四合木与红砂灌丛的阻沙能力对比研究

[目的] 对比分析西鄂尔多斯地区四合木与红砂灌丛的阻沙能力,为原生草原与荒漠过渡带植物的多样性保护和珍稀濒危物种保育提供理论依据与数据支持。 [方法] 以西鄂尔多斯国家级自然保护区内四合木(Tetraena mongolica)、红砂(Reaumuria soongorica)灌丛沙堆为研究对象,运用典型样方法对四合木和红砂灌丛沙堆形态与生长状况进行系统测定,探讨沙堆形态发育及阻沙能力与四合木和红砂灌丛形态的关系。 [结果] ①四合木和红砂灌丛沙堆均呈半椭球型发育,四合木灌丛沙堆形态参数显著大于红砂灌丛沙堆(p＜0.05); ②四合木、红砂灌丛与沙堆形态参数间(灌丛高度除外)具有显著相关性(p＜0.01)。四合木灌丛沙堆长轴、短轴、半径与高度之间均呈二次函数关系,表明四合木灌丛可能进入衰退阶段,而红砂灌丛沙堆长轴、短轴、半径与高度之间均呈线性关系,表明红砂灌丛沙堆仍在发育; ③当冠幅面积(S_p)≤1.44 m²时,红砂灌丛沙堆的体积大于四合木灌丛沙堆,当S_p＞1.44 m²时,四合木灌丛沙堆的体积一直大于红砂灌丛沙堆。四合木和红砂灌丛单位冠幅面积所拦截的沙物质体积分别为0.13和0.06 m³。 [结论] 可以初步判断四合木的阻沙能力大于红砂。整体来看,四合木对风沙环境的适应性较红砂强,随着冠幅面积的增长四合木灌丛拦截沙物质的能力更强。     

荒漠草原产流产沙过程及养分运移特征

[目的] 荒漠草原夏季降雨强度大且集中性强,水力侵蚀危害严重,明确荒漠草原区产流产沙过程及养分运移规律对该地区开展水土保持工作有重要意义。[方法] 试验基于天然降雨观测和人工模拟降雨的方法,研究荒漠草原区产流产沙过程及养分运移规律,并通过对植被进行不同处理研究植被对产流产沙的影响。[结果] (1)不同植被处理方式的水土保持效果不同。3种不同处理方式中天然草地的水土保持效果最好,减流率与减沙率分别为11.37%和49.67%。(2)产流产沙过程改变地表土壤物质组成,使地表土壤粗粒化,还对土壤养分产生影响。降雨后砂粒含量增加5.97%~15.71%,土壤速效N、P及有机质分别减少40.84%,27.08%,33.49%。(3)坡面产流产沙量随坡度和降雨强度的增加而增加,幂函数能较好地拟合降雨历时与产流量和产沙量的关系。随降雨强度增加,坡度为5°~25°的峰值产流量平均增加6.70 L;降雨强度0.6~2.0 mm/L时,产沙量增长速度加快的拐点出现在坡度15°~20°。[结论] 研究结果可为荒漠草原区水土流失的综合防治提供理论参考,有助于改善荒漠草原区生态环境,有利于该地区开展水土保持工作。     

戈壁地表土壤颗粒的空间变异特征研究

研究戈壁地表土壤颗粒粒度特征及空间变异可为戈壁地区风蚀监测、评价及制定科学的防沙治沙对策提供参考。以吉兰泰盐湖西北部的堆积型细砾质戈壁为研究对象,基于数字图像技术计算了地表不同粒级颗粒的质量分数,并分析了颗粒空间变异特征。结果表明,图像处理技术提取戈壁地表土壤颗粒的效果较好,3个粒级颗粒质量分数总和为93.12%,粒径0.84 mm、0.84～0.42 mm和0.42 mm颗粒质量分数分别为69.81%、14.99%和8.32%,变异系数分别为14.12%、40.02%和55.06%,变异函数模型分别为高斯模型、高斯模型和指数模型,空间异质性尺度分别为632、691和1 875 m。3个粒级颗粒均呈斑块状分布,且C/(C_0+C)介于72.79%～79.37%,说明结构因素和随机因素共同影响戈壁地表颗粒的空间分布格局,但结构性因素(戈壁形成过程、地势、风蚀及植被分布格局等)是造成颗粒分布格局差异的主要驱动力。     

采煤塌陷对沙柳根系损伤机理研究

以地处毛乌素沙地东南缘的补连塔煤矿为研究对象,以沙柳为试材,采用野外观测手段,分析了风沙区的采煤塌陷在不同部位对沙柳根系的损伤,以期揭示风沙区采煤塌陷对植物根系的损伤机理。结果表明:在塌陷地随着坡度的增加,塌陷对根系的损伤越来越大。裂缝宽度、错位和裂缝与植物的距离是影响根系损伤程度的主要因素。在各个部位的裂缝中,对细小根系的损伤最大。     

不同材料覆盖的土壤蒸发效果分析

为了有效控制草地退化,保护生物资源,保持"生态-经济-社会"的良性循环和生物资源的可持续利用.通过在希拉穆仁草原典型地带进行不同材料覆盖的土壤蒸发实验,并以恢复生态学为指导思想,研究了不同材料覆盖对土壤水分的影响.试验结果表明,干草、砾石覆盖均能有效地抑制土壤蒸发,相比对照而言,整个蒸发过程中,干草覆盖比砾石更能有效抑制土壤水分蒸发.     

呼伦贝尔市季节性干旱演变特征

呼伦贝尔市是我国重要的农、林、牧业综合发展的地区,为提高该地区应对季节性旱灾的能力,本研究选用呼伦贝尔近30年的降水量数据,计算标准化降水指数(SPI),运用经验正交函数及不同干旱指标分析了该区域季节性干旱时空分布特征。结果表明:呼伦贝尔不同季节干旱特征差异显著,秋季的干旱强度为0.86,冬季干旱频率为36.67%;从影响范围(干旱站次比)看,夏、秋季呈显著上升趋势,呼伦贝尔季节干旱均表现出全区一致性的特点,中部地区干旱距平变率较大。从干旱频率和干旱强度的空间变化可以看出,呼伦贝尔西部和东南部地区干旱发生频繁且强度较大,其中新巴尔虎右旗、阿荣旗和扎兰屯是呼伦贝尔干旱的重点防范地区。     

荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响

以希拉穆仁草原为研究对象,通过对不同植被覆盖下土壤水分进行测定,研究了荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响,结果表明:植被覆盖度与土壤水分之间具有显著的相关关系,尤其是10 cm深度范围内土壤水分随植被盖度呈二次抛物线性趋势增加(R2=0.904 9);由于根系层分布的差异使得土壤剖面不同深度上对这种影响的水分响应不尽相同,灌丛植被覆盖的土壤水分含量在剖面0～40cm范围内明显大于其他植被类型,以坡顶土壤含水量最低;荒漠草原植被覆盖状况变化不仅影响土壤水分含量大小,而且显著影响土壤水分的空间分布,退化较轻的河滩草甸植被有利于维持相对均匀的土壤水分空间分布.     

卓越农林人才培养背景下“风沙物理学”课程实践教学改革——以内蒙古农业大学为例

"风沙物理学"是水土保持与荒漠化防治专业必修的核心课程,其课程实践教学目标是要让学生掌握风沙运动规律的基础理论知识,同时在探索风沙物理现象过程中培养学生进行独立思考和自我发展的能力。针对"风沙物理学"课程实践教学中存在的教学内容固化、教学方法单一、忽视对学生的实践能力的培养、课程教学评价缺少科学性等问题,探讨了课程实践教学改革的措施:一是增设综合性实验,开阔学生的专业视野;二是丰富教学方法,激发学生的学习热情;三是创新实验形式,提升学生的实践能力;四是采取科学的评价方式,对学生进行综合评价。通过"风沙物理学"课程实践教学的改革,学生的出勤率和课堂活跃度明显提高,学生对课程实验由最初的不感兴趣到主动提问、主动思考,表现出极大的科研兴趣,同时也提升了学生的实践能力。     

希拉穆仁荒漠草原风蚀地表颗粒粒度特征

以荒漠草原常见的耕作区、围封区、放牧区及旅游区4种土地利用类型表层土壤为研究对象,利用激光衍射技术分析了0~2 cm表层土壤粒度组成,计算并分析平均粒径、标准偏差、偏度、峰态及分形维数等粒度参数,探讨风蚀颗粒范围。结果表明:1希拉穆仁荒漠草原耕作区、围封区、放牧区及旅游区4种土地利用类型土壤粒度组成均表现为以砂粒和粉粒为主,黏粒含量较低,样地平均粒径数值依次变小,分选性逐渐变好,峰态平缓,分形维数数值逐渐减小,土壤颗粒组成依次粗化;偏度分别为负偏、近于对称、正偏和偏正偏,彼此差异明显,偏度可作为有效的粒度参数指标。2通过分析粒度分布频率曲线和土壤粒度累积频率间平均距离,显示研究区粒径为134μm和454μm附近颗粒为近自然状态下的易风蚀颗粒。各粒度参数及分维值均显示放牧和旅游加剧希拉穆仁草原表层土壤风蚀,土壤粒度分布范围变宽,整体向粗粒化方向发展。