科尔沁沙地流动沙丘掘穴蚁蚁丘分布及影响因素

以科尔沁沙地典型流动沙丘作为研究对象,通过样方法调查分析了不同地形上掘穴蚁的蚁丘密度、直径、盖度及其与土壤环境的关系,讨论了不同地形和土壤环境对掘穴蚁筑丘活动的影响,并探讨了蚁丘的空间分布格局.结果表明：受到地形变化影响的土壤环境和地形共同影响掘蚁穴的筑巢活动,蚁丘密度表现为丘顶>背风坡>迎风坡;蚁丘直径和盖度均表现为丘顶>迎风坡>背风坡,并且亦均受到蚁丘密度的制约.蚁丘的空间格局表现为随机分布型.地形及土壤环境的共同作用决定了掘穴蚁的筑巢行为.     

论乌兰敖都地区沙丘坡面直射光的分布

乌兰敖都位于内蒙古自治区东部的科尔沁沙地中部,是西辽河中上游流域干旱地带的中心。境内分布着石质残丘和起伏的风积沙丘而呈现坨甸相间的景观,石质残丘、流动沙丘和固定沙丘占有很大比例,流动沙丘和固定沙丘(包括半固定沙丘在内)占总面积30%左右。由于地形起伏不平,下垫面性质的不同引起小气候、土壤和植被的显著差异。在本地区的半干旱气候条件下,光是决定生态系统生产力的主要因素之一,也是植物生长的唯一能源。本文根据1983—1984年实际观测资料,着重讨论乌兰敖都地区沙丘不同坡面对直射光到达量的影响,为沙地的综合利用和改造提供科学依据。一、计算方法沙丘不同坡面上直射光到达量,是指在单位时间内投射到单位坡面积上的直射光通量,     

科尔沁沙地盐蒿种群的空间分布格局及关联性

以科尔沁沙地半固定沙丘和流动沙丘两种不同沙丘上的盐蒿(Artemisia halodendron)种群为研究对象,采用空间点格局方法研究了 0～20 m尺度上盐蒿种群的空间分布格局及其关联性.结果表明,半固定沙丘上盐蒿种群的数量远大于流动沙丘,不同生长发育阶段的种群结构呈偏正态分布,属于稳定型种群;流动沙丘上不同生长发...     

风成沙丘固定程度的定量分析

用因子分析的方法确定影响沙丘固定程度的主导因素,并根据其共同度在总方差中所占比例来确定各主导因素的权重,然后对原始数据进行无量纲化处理,通过加权平均的方法计算出各样地沙丘固定程度的综合指数α。结果表明：（1）流动沙丘的α值一般低于0.6,半固定沙丘的α值介于0.6-0.7之间。固定沙丘的α值大于0.7;（2）单纯以植被盖度或特定植物种作为判断依据是片面的;（3）灌丛和土壤对沙丘的固定和演化起着非常重要的多重积极作用,应当加强对其保护和人工抚育工作。     

科尔沁沙地沙丘迎风坡面干沙层的空间分布

对科尔沁沙地西部地区流动沙丘和固定沙丘的迎风坡表层干沙层厚度进行观测,分析了沙丘坡面干沙层的空间分布特点.结果表明:研究区沙丘迎风坡表层干沙层厚度主要在5 ～15 cm,92.0％的流动沙丘区域和98.6％的固定沙丘区域的干沙层厚度分布在此范围内;固沙植物影响沙丘表层干沙层的厚度变化和空间分布.流动沙丘表层干沙层厚度表现出明显的空间差异性:迎风坡上部西侧区域干沙层厚度较大,下部东侧区域相对较薄,其平均厚度为(9.58±3.95) cm,干沙层厚度在0～ 40 cm范围内变化,变异系数为41％,干沙层空间分布的变异函数表现为球状模型,具有中等的空间相关性;固定沙丘的干沙层厚度表现为明显的均一性,空间差异性不明显,其平均厚度为(10.91±1.70) cm,干沙层厚度变化范围在0～20 cm,变异系数仅16％.     

科尔沁沙地植物群落圆环状分布成因地统计学分析

调查发现,在科尔沁沙地中部部分梁窝状沙丘的丘顶、丘坡和丘间地,植物群落依生境梯度而分布,呈典型圆环状分布格局．沙层水分状况分析表明,同一沙丘不同部位的沙层含水量为丘顶低于丘坡地,且二者均低于丘间地．地统计学分析表明,无论是流动沙丘还是固定沙丘,从丘顶、丘坡到丘间地,沙层含水量的空间异质性呈规律性的变化,块金值与基台值之比逐渐减小,变程逐渐减小,分维数逐渐增大,表明随机部分引起的空间异质性逐渐降低,而由空间自相关部分引起的空间异质性逐渐增高．因此,沙丘不同部位沙层含水量及其空间异质性的有规律变化是科尔沁沙地中部部分梁窝状沙丘植物群落呈圆环状分布格局的一个重要原因．     

不同沙丘生境主要植物比叶面积和叶干物质含量的比较

研究了生长在不同沙丘生境中 (流动沙丘 ,半固定沙丘和固定沙丘 ) 2 0个植物种 (10个 1年生植物种和 10个多年生植物种 )的比叶面积 (SL A)和叶干物质含量 (L DMC)的变化 ,并且分析了各个沙丘生境的土壤养分特征。结果表明 ,各个植物种的平均 SL A和 L DMC在植物种之间差异显著 ;多数在两种或 3种沙丘生境均有分布的植物其 SL A在不同沙丘生境之间差异显著 ,但是仅有 6个植物种的 L DMC在不同沙丘生境之间表现出差异 (p<0 .0 5 )。与许多研究结果类似 ,1年生植物的 SL A显著大于多年生植物的 SL A,而且两者之间 L DMC存在一定的差异。 1年生植物 SL A和 L DMC之间相关性不显著 ,但多年生植物SL A和 L DMC之间呈显著负相关。综合所有 2 0个植物种可以发现 ,SL A增大时 ,L DMC有下降的趋势     

人工固沙措施对沙丘沉积物特征及土壤养分的影响

为探明人工铺设尼龙网状固沙措施对风沙危害的影响,以腾格里沙漠东南部人工固定沙丘、两类自然流动沙丘以及防护林的地表沉积物和结皮为研究对象,研究沙丘不同位置、不同深度沉积物的颗粒组成、土壤有机质、有效氮、有效磷、有效钾含量等养分特征。结果表明:(1)人工固定沙丘和自然流动沙丘粒度组成和土壤养分含量都存在显著差异(P0.5),沙障的防风,固沙和土壤改良作用明显。(2)人工固定沙丘各个地貌位置沉积物粒度频率曲线均出现三峰,反映了沙障对粉尘沉积物的拦截作用,体现了沙障对土壤理化性质的改良过程;分选性随风向逐渐变差,随着粒径变细而好;偏度和峰度明显高于其他。(3)整个研究区沉积物偏碱性,影响着土壤养分含量。人工固定沙丘养分含量最高,有效氮和有机质含量均为最大,有效磷和有效钾含量略低于对比林,其粉沙物质含量与养分含量成正比。(4)人工固定沙丘的沙丘迎、背风坡均有植被分布,并覆有土壤物理结皮,沉积物粒级分配较自然发育的流动沙丘分散,养分含量增加。由此可见,沙障对沙区的土壤环境和生态环境改善具有重要的影响。     

科尔沁沙地农田-沙丘交错区白草无性系的生态适应性分析

对生长在不同沙地生境下的白草无性系进行了个体生长与形态以及种群生物量等指标的比较研究,结果表明,生长在不同生境下的白草无性系表现出显著的形态可塑性和不同的生物量分配模式,生长在农田-沙丘过滤带上的白草无性系与生长在半固定沙丘上的白草无性系相比,具有更大的生物量,更快的叶片延伸速率,根茎总长度和节间长度更长,不定芽更多,地下生物量所占比例更大且分布更深;这些特征的出现与农田-沙丘过渡带上土壤表层比较疏松而下层水分状况相对优越有着密切关系,因而生长在农田-沙丘过渡带上的白草无性系能更快地拓展其生存空间,在固沙和沙生植被演替中起重要作用。     

沙地生境沙拐枣(Calligonum mongolicum)种群特征及其扩张

沙拐枣(Calligonum mongolicum)是分布于我国北方荒漠、半荒漠的一种主要固沙植物,研究沙拐枣种群在沙地生境中的扩张对沙漠-绿洲过渡带的生态恢复和重建管理具有重要的实践意义.以巴丹吉林沙漠延伸带与河西走廊中部张临高绿洲过渡带为研究区域,采用踏查与样方调查相结合的方法对4种不同沙地生境(固定沙丘、半流动沙丘迎风坡、背风坡、丘间低地)中沙拐枣种群特征、繁殖规律、种群的扩张域和扩张速率进行了研究.结果表明:(1) 沙地生境中沙拐枣以有性繁殖为主.固定沙丘、半流动沙丘丘间低地、迎风坡和背风坡萌蘖苗密度占总密度的比值分别为35%、45%、2%、9%;实生苗密度比值分别为65%、55%、98%、91%.(2)不同生境中沙拐枣种群都为增长型种群;(3) 固定沙丘、半流动沙丘迎风坡、背风坡、丘间低地中,沙拐枣种群无性繁殖的扩张域和平均扩张速率分别为1～5m和0.67m/a、1～8m和0.64m/a、0～2m和0.15m/a、1～4m和0.41m/a.同时,3种生境中沙拐枣种群密度及其扩张速率都随着年龄的增长而下降.(4)沙拐枣种群在侵入新的生境过程中,开始于有性繁殖,利用无性繁殖拓展生存空间.     

沙丘坡面异质性小生境中准噶尔无叶豆对水分条件变化的响应

以多年生克隆植物准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum(Litv.)Vass.)为材料,选择河边(A种群)和沙漠腹地(B种群)两个沙丘,研究从沙丘底部至顶部,沿着水分条件连续变化的梯度,准噶尔无叶豆在分株种群和克隆片段水平的形态变化特征,以期能揭示其在异质性小生境内利用水分资源的对策,并为准噶尔无叶豆的资源保护、培育和利用提供有意义的参考.研究发现:①在分株种群水平,A种群分株高度及地上部生物量显著高于B种群,而B种群地下部(根)的生物量则显著高于A种群;②在克隆片段水平,随着沙丘底部至顶部,A种群与B种群克隆片段高度和地上生物量都减小,而分株密度都增加,但升高或降低的强度不同;A种群根的生物量和长度增加,主要是水平的位于地下0～10 cm层面的直径10mm以下的根长度增加,而B种群根的生物量减小,但长度却在增加,主要是水平的位于地下0～10 cm层面的直径6mm以下的细根长度增加.水平细根的长度增加,更利于无性系进行广泛觅食,同时促进无性系尽快越过不利生境斑块和提高分株在有利生境中的生长概率.结果表明,准噶尔无叶豆对沙丘坡面水分条件连续变化的异质性小生境存在分株种群及克隆片段两个等级的可塑性响应,并通过可塑性变化适应了沙丘坡面水分条件的分异.     

沙质草地生境中大型土壤动物对土地沙漠化的响应

沙质草地沙漠化过程中土壤动物群落结构变化是沙漠化生物过程中的一个重要方面,对于掌握沙漠化过程中生物退化规律和提出合理沙漠化防治对策具有重要指导作用。选取处于不同沙漠化阶段的流动沙地、半流动沙地、半固定沙地、固定沙地和丘间低地5种生境类型,采用手拣法对其大型土壤动物群落进行了调查。共获得36个动物类群,属于8目32科,优势类群为蚁科,常见类群有22个类群,两个类群的个体数共占群落个体总数的93.33%;稀有类群有13个类群,其个体数占群落个体总数的6.67%。结果显示,丘间低地、固定沙地、半固定沙地和半流动沙地大型土壤动物群落个体数量、类群数和多样性显著高于流动沙地(P<0.05);固定沙地大型土壤动物生物量显著高于其它生境类型(P<0.05);沙质草地严重沙漠化显著地影响大型土壤动物多样性及其生物量。并且,不同土壤动物类群个体对不同沙漠化阶段生境的适应性存在一定差异,产生了不同的响应模式。土壤有机碳和酸碱度以及土壤含水量差异是影响大型土壤动物类群分布与生长的主要因素。研究表明,固定沙地是大型土壤动物的适宜沙地生境,具有较多的个体数量和较高的生物量;丘间低地、半固定沙地、半固定沙地和流动沙地影响大型土壤动物存活,其个体数量和生物量较低。     

Variation in plant diversity and dominance across dune fixation stages in the Chinese steppe zone

Aims Our aim was to study how diversity and dominance of plant species and plant functional types (PFTs) change and covary across three dune fixation stages in the Chinese steppe zone.Methods In the Chinese steppe zone, we measured coverage, mean height and density of each plant species in three types of dunes (mobile, semi-fixed and fixed dunes) in four sites (Mu Us, Otindag, Hulunbeir and Horqin). Plant species were grouped into 24 PFTs according to their lifespan, photosynthetic pathway, reproductive mode and life form. Dominance of each plant species and PFT were determined, and species diversity and PFT diversity were quantified using Shannon–Wiener index.Important findings PFT diversity was positively related to plant species diversity in each dune stage, but PFT diversity increased more with increasing plant species diversity in the mobile and semi-fixed dunes than in the fixed dunes. Dune fixation stage explained 87.2% of the variation in plant species diversity and 84.8% of the variation in PFT diversity. Dominant species and PFTs differed among the three dune fixation stages; the more fixed the dunes were, the more perennial, shrubby, clonal and C₃ species co-dominated. Specifically, in mobile dunes annual C₄ non-clonal herbs were the most dominant, and in semi-fixed and fixed dunes perennial C₃ clonal shrubs were most dominant.     

沙漠植物分层侧影与积沙成丘的关系

选用民勤沙区常见的几种固沙植物,在民勤西沙窝沙漠边缘设置了108个植物和沙堆样方,通过对不同植物的分层侧影宽度、分层侧影面积和侧影中心等指标的测定和对比分析,得出如下结果:1)可积沙成丘植物的侧影为三角形或柱形,即由地面向上侧影宽度变小,侧影中心在近地面30 cm高度内,具备这一条件的植物为丛生灌木。而不能积沙成丘的植物侧影为菱形,侧影中心距地面高度在30 cm以上。2)风沙流以及沙尘暴中的沙粒主要集中在近地表0—30 cm高度内流动,这便是植物侧影越低,越易积沙成丘的重要原因之一。3)沙埋后茎秆能产生不定根的植物可形成高于植株几倍至数十倍高度的沙堆/沙丘,而不具备这一属性的植物,有些虽然能形成沙堆,但沙堆受植物高度限制,即沙堆高度不会超过植株高度。4)侧影面积大小是反映植物防风固沙功能的一个十分重要的指标,能积沙成丘是植物阻固流沙的物质体现,形成的沙堆越高大则表明植物阻固流沙的功能越强,但不能积沙成丘的植物如梭梭、沙拐枣、沙蒿等也是具有一定防风阻沙效果的。     

Ecophysiological behavior ofArtemisia ordosica on the process of sand dune fixation

The population structure and water relations ofArtemisia ordosica were studied at different stages of the sand dune fixation process. Vegetation coverage and biomass increased as the sand dune fixation process progressed. In contrast, individual growth rate decreased in the late fixation stage. On fixed sand dunes the modal age ofA. ordosica plants was higher and seedlings or saplings were rearely observed. On active sand dunes, settlement of seedlings was regulated by sand mobility; that is, seedlings were observed only when sand mobility was below 10 cm per year. Leaf transpiration was highest in active sand dunes. Stand transpiration in fixed sand dunes was lower than in semi-fixed sand dunes. These differences in transpiration were related to a decrease in soil water availability, which was affected by the increase in the aeolian fine soil component during the course of sand dune fixation. The reduction in soil water status and the cessation of sand movement were considered to be important factors in the decline of theArtemisia ordosica community.