不同沙丘类型下黄河分洪区土壤种子库月份动态研究

采用种子萌发法,研究了乌兰布和沙漠东北缘固定-半固定-流动沙丘3种类型下黄河分洪区土壤种子库的4月份(春季)、7月份(夏季)和10月份(秋季)动态变化,同时分析水淹区段、未淹区段以及对照区段地表植被与土壤种子库之间的关系。结果表明:水淹区段土壤种子库密度随月份逐渐降低,即4月份(201粒/m2)7月份(176粒/m2)10月份(170粒/m2);未淹区段土壤种子库密度4月份(1 063粒/m2)10月份(1 036粒/m2)7月份(733粒/m2),其各月均大于对照区段且月份变化规律相同。不同沙丘类型的土壤种子库密度为固定沙丘半固定沙丘流动沙丘,且月份变化明显,即4月份(1 002粒/m2) 10月份(903粒/m2)7月份(609粒/m2)。黄河分洪区土壤种子库物种共有23种,隶属于8科23属,藜科和禾本科为主,共占65%。从生活型来看,各月份均以一年生草本为主;从物种组成上来看,7月份土壤种子库物种数显著小于4月份和10月份。未淹区段由于干湿交替形成微环境,更有利于外来物种进入,土壤种子库物种更加丰富。消落带内土壤种子库物种数多于地表植物的物种数,但对照区段相对减小。水淹区段、未淹区段和对照区段土壤种子库和地表植被间Jaccard相似性系数分别为0.357、0.333和0.289,整体相似系数偏低。     

乌兰布和沙区5种适生灌木防风阻沙效能分析

对5种灌木防风阻沙林的防风效益与流沙地进行比较,结果表明:梭梭和花棒由于植株高大,遮挡面大,总体防风效果好,沙拐枣、杨柴、沙木蓼3种灌木植株相对矮小,总体防风效果较差。这一顺序恰与各灌木的枝丛密度、冠幅和高度等因子由大到小的排列相吻合。在同一风速条件下,5种防风阻沙林的输沙量均较旷野流沙明显减小,且杨柴的输沙量减小幅度最大。在营建防风阻沙林时要重视乔灌草相结合,充分考虑地被物的作用,为防风阻沙林整体结构和功能更加完整提供理论依据。     

单个天然灌丛防风阻沙机理与效应

天然灌丛对风沙流具有阻滞作用,以沙蒿和白刺灌丛为例,对单个灌丛周围风速及输沙量的变化进行了研究.灌丛的迎风面存在一个减速区,灌丛顶部及两侧为加速区,灌丛背风面存在一个静风区和一个尾流区.灌丛侧面的输沙量最大,背风面输沙量最小,迎风面2H处输沙量大于1H处,这与各点的风速变化是一致的.     

乌兰布和沙区典型灌木防风阻沙效益

植物治沙是控制土壤风蚀最理想的措施.植株覆盖与整体配置对防风阻沙效益影响的研究较多,而能够综合考虑单一植被形态特征对植物防风阻沙能力的研究比较缺乏;因此,通过实地考察选出乌兰布和周边4种典型单一植被:白刺、沙拐枣、杨柴和梭梭,采用风洞实验,研究生长季灌木单株对周围风速流场、输沙率和地表蚀积特征的影响,对比选出防风阻沙效...     

平茬措施对人工梭梭树干液流的影响及其与气象因子的关系

[目的]揭示梭梭平茬后生长过程中的水分传输规律及水分利用过程,为今后人工梭梭林的抚育管理提供技术支撑及理论依据.[方法]利用PS-TDP8树木茎流监测系统和自动气象站对乌兰布和沙漠平茬与未平茬梭梭的液流及其气象因子进行测定.[结果]平茬与未平茬梭梭晴天茎干液流日变化呈单峰型,雨天茎干液流日变化呈双峰型,雨天液流峰值、夜...     

乌兰布和沙漠东北缘起沙风风况及输沙特征

输沙势(DP)是衡量区域风沙活动强度的重要指标,为探明乌兰布和沙漠东北缘风沙活动强度特征,评估区域风能状况,该论文基于"内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站"2013-2017年监测的风速、风向及输沙量数据,对乌兰布和沙漠东北缘的起沙风风况、输沙势及输沙率特征进行深入研究。研究结果如下:1)研究区年均起沙风风速为6.77 m/s,年均起沙风频率为19.74%,最大风速为20.76 m/s,三者均以春季最高,是主要的风沙活动期,秋季次之,夏季与秋季较为接近,冬季最小;2)研究区四季起沙风风向与全年起沙风风向一致,均以偏东风(NNE,NE,ENE,E)和偏西风(SW,WSW,W,WNW)为主;3)研究区年输沙势(DP)和年合成输沙势(RDP)分别为183.38和73.41 VU,属于低风能环境,年方向变率指数(RDP/DP)为0.40,属于中比率,年合成输沙势方向(RDD)111.15°,为ESE方向,表明乌兰布和沙漠东北缘沙物质主要朝东南偏东方向输移;年输沙势和年合成输沙势的季节变化特征和月变化特征均为春季显著高于其他季节;(4)16方位实测输沙率为35.11 kg/m·d,WNW方向的输沙率最大,春季输沙率显著高于其他季节。     

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。     

磴口县彰武松和沙地赤松引种试验

2017年春磴口县中国林业科学研究院沙漠林业实验中心进行引种彰武松(Pinus densifloraSieb. et Zucc.var.Zhangwuensis Zhang,Li et Yuan)和沙地赤松(Pinus densiflora Sieb. et Zucc.)试验。结果表明,尽管引种区与原产地在土壤营养成分存在着较大差异,但彰武松和沙地赤松基本保持了良好的生长态势,初步认为磴口县适合彰武松和沙地赤松生长。     

不同配置农田防护林对田间土壤水分空间变异的影响

河套灌区是我国最大的引黄灌区,区内水资源匮乏,农田防护林系统在灌区土壤水分调控中发挥着重要作用。为明确防护林对农田土壤水分的影响,采用传统统计学方法综合分析了防护林网内土壤蒸发、风速、光照强度、气温、空气相对湿度、细根生物量密度及土壤容重等因素对土壤含水量的影响。结果表明:不同配置的农田防护林网内田间土壤水分具有明显的空间异质性,水平方向上土壤含水量与林带距离呈正向关系,主要影响因子为风速、土壤蒸发和1H(H为防护林树高)范围内的细根生物量密度;垂直方向上0—80 cm土壤水分从表层向下逐渐增加,主要影响因子为20—80 cm土层的细根生物量密度、土壤容重和表层土壤蒸发。不同配置农田防护林系统对田间土壤水分影响差异明显,2行小美旱杨+2行二白杨疏透度为45%的防护林的防护效益最好,田间土壤含水量最高。研究结果明确了不同配置防护林的农田土壤水分特征以及主要影响因子,可以为合理的防护林规划提供理论依据。     

不同配置乔灌混交林防风效益的风洞试验

防护林对减轻风沙灾害,改善和恢复干旱区生态环境意义重大。为优化干旱区防护林配置,该研究以旱柳、梭梭和油蒿为研究对象,设计A型(高密度)、B型(中密度)、C型(低密度)3类乔灌混交林模型,每类林带依据林龄(5、10和20a)设计3种高度,共9种乔灌混交林模型。在12m/s风速条件下进行风洞试验,分析不同配置乔灌混交林的风速频数、风速流场、有效防护面积。结果表明:不同配置的乔灌混交林背风面风速流场差异显著,等密度林带高度增加,带后相同位置的风速减小、气流越平稳,树龄5 a的中密度和低密度林带风速分别集中在7.2～7.6、7.5～8.5 m/s,树龄20 a的中密度和低密度林带风速分别集中分布在4～5、4.5～5 m/s;树龄10 a的中密度和低密度带后最大风速与高密度林带相似,但最小风速分别为高密度林带的5.88、7.27倍,说明高密度林带降低风速作用明显,但风速随着林带距离的增加恢复迅速;不同密度林带的防风效能最佳区随带高的增加而向后移动,林带高度增加,林带密度优势减弱。因此,中高林龄的中密度乔灌混交林生态效益、经济效益最优。