腾格里沙漠草方格固沙林土壤颗粒组成、分形维数及其对土壤性质的影响

为了明确草方格人工固沙造林植被恢复过程中土壤颗粒组成、分形维数及对土壤理化性质的影响,以腾格里沙漠东南缘2016年(1 a)、2013年(4 a)和1987年(30 a)草方格固沙林为研究样地,以周围流动沙地为对照(CK),研究了草方格固沙造林后植被恢复过程中土壤颗粒组成、分形维数及与土壤理化性质的作用关系.结果表明: 100～250、250～500 μm土壤颗粒含量较高,分别为42.5%～80.1%、12.5%～42.2%;50～100 μm土壤颗粒含量居中,为0.2%～20.8%;<2和2～50 μm的土壤颗粒含量次之,分别在0～1.3%和0～22.7%;而500～1000 μm的土壤颗粒含量较低,在0.3%以下.<2和2～50 μm土壤颗粒仅在30 a固沙林有分布;50～100 μm土壤颗粒分布为30 a最高,4 a和1 a居中,而CK最低;100～250 μm土壤颗粒分布依次为4 a>1 a>CK>30 a;250～500 μm土壤颗粒分布为CK>1 a>4 a>30 a;但500～1000 μm土壤颗粒在各样地分布均较少,且不同样地之间无显著差异.研究区土壤颗粒分形维数为0.54～2.59,并且不同样地间存在显著差异,表现为30 a最高,4 a与1 a居中,而CK最低.土壤颗粒分形维数与土壤黏粒、粉粒、极细砂粒含量呈极显著正相关,而与土壤中砂粒呈极显著负相关.土壤颗粒分形维数与土壤电导率、有机碳、全氮和碳氮比均呈极显著正相关,而与土壤pH和含水量无相关性.土壤中<2、2～50、50～100 μm颗粒与土壤电导率、有机碳、全氮和碳氮比均呈极显著正相关,而250～500 μm土壤颗粒与上述4个土壤指标和土壤含水量呈显著负相关.500～1000 μm土壤颗粒与土壤含水量亦呈极显著负相关.在腾格里沙漠东南缘地区利用草方格进行人工固沙植被建设,可有效促进土壤颗粒细粒化,长期演变导致土壤黏粒和粉粒及土壤分形维数显著增加,促使土壤有机碳和全氮含量提高,有利于土壤理化性质改善和促进沙漠化治理.     

北方农牧交错带退耕还林与还草对地面节肢动物群落结构的影响

在中国北方农牧交错带宁夏盐池县,以农田为对照,以人工柠条林地、杨树林地和弃耕后自然恢复草地为研究样地,采用陷阱诱捕法,调查了退耕还林与还草4种类型样地的地面节肢动物群落结构特征,旨在分析农牧交错带退耕还林与还草措施对地面节肢动物群落结构生态效应的差异性。结果显示:(1)调查共获得地面节肢动物7目23科25类,其中优势类群为蜉金龟科和蚁科,其个体数占总个体数45.30%;常见类群13类,其个体数占总个体数49.17%;其余10类为稀有类群,其个体数占总个体数5.53%。(2)农田和草地生境的优势类群均有4个类群,而柠条林地和杨树林地生境的优势类群只有1个类群(即蚁科),但草地生境的优势类群种类组成完全不同于农田生境;优势度从农田的86.67%降为杨树林地的54.90%、柠条林地的63.16%和草地的61.70%。退耕还林还草后常见类群数及其优势度均呈现显著增加趋势。另外,4种类型样地生境中均无稀有类群。(3)退耕还林与还草仅对地面节肢动物类群数和Shannon指数产生显著影响(P0.05),而对个体数和优势度指数均无显著影响(P0.05)。地面节肢动物类群数和Shannon指数均表现为草地最高,杨树林地次之,农田和柠条林地最低。(4)不同生境类型样地间Jaccard指数均较低,介于0.13—0.39之间,属于不相似或中等不相似。(5)偏RDA分析表明,土壤含水量和总氮含量是影响地面节肢动物群落个体数分布的关键驱动因子。研究表明,退耕还柠条林地和弃耕后自然恢复草地对土壤性质改善均具有显著影响,并且弃耕后自然恢复草地更有利于节肢动物多样性的恢复。     

干旱风沙区灌丛林地地面节肢动物群落对放牧管理的响应

在干旱风沙区宁夏盐池县,选择典型放牧柠条锦鸡儿灌丛林地为研究样地,以邻近长期围栏封育灌丛林地为对照,调查了春季、夏季和秋季放牧和封育2种类型样地的地表植被、土壤性状和地面节肢动物分布特征,分析了灌丛林地地面节肢动物群落组成及多样性对放牧管理的响应规律.结果表明:1)放牧导致植被高度、土壤细砂粒含量和土壤电导率显著降低,而土壤容重和粗砂粒含量显著升高.2)调查共获得地面节肢动物13目40科,其中优势类群为蚁科和拟步甲科,其个体数占总个体数的68.75%;常见类群4类,其个体数占总个体数的20.82%;其余34类为稀有类群,其个体数占总个体数的10.44%.在春季、夏季和秋季,放牧和封育样地间地面节肢动物群落组成均差别较大,反映了地面节肢动物对包括放牧管理和季节变化双重作用下环境变化的敏感性和适应性.3)放牧导致地面节肢动物多度显著升高.但放牧样地和封育样地间地面节肢动物类群数、Shannon指数、均匀度指数和优势度指数在3个季节中均无显著差异.4)相关分析表明,地面节肢动物多度、均匀度指数、优势度指数均与植被高度、植物多度、土壤水分、土壤pH值和电导率存在相关性,而地面节肢动物Shannon指数与植被高度、土壤水分和土壤细砂粒存在相关性.偏冗余分析(RDA)表明,土壤pH值、植物多度、土壤含水量和温度是影响地面节肢动物群落个体数分布的关键驱动因子.研究表明,放牧管理条件下植被高度、土壤pH、土壤水分和土壤温度差异导致不同地面节肢动物类群表现出了不同的响应模式.灌丛对地面节肢动物多样性的保育效应能够削弱放牧干扰的负向影响.但放牧干扰下春季灌丛林地植食性地面节肢动物多度增加,需注重放牧易导致灌丛林病虫害发生和进行防控.     

荒漠草原柠条新萌蘖枝叶相关关系及生态学意义

为了解荒漠草原柠条当年新生枝叶比例关系及其对干旱环境的生态适应策略,通过调查当年新萌蘖枝长、枝重和总叶数、叶面积、叶重和比叶重等指标以及测定新生叶水分含量,研究了新萌蘖枝量和叶量间相关关系,并分析了枝量变化对枝叶水分分配的影响.结果表明,总叶数(R~2=0.573,Adjusted R=0.569,P=0.000)和比叶重(R~2=0.237,Adjusted R=0.230,P=0.000)均与枝长存在幂函数回归关系,总叶面积(R~2=0.522,Adjusted R=0.518,P=0.000)和叶鲜重(R~2=0.485,Adjusted R=0.481,P=0.000)均与枝长存在线性回归关系;枝长越大,叶量越大,叶重越大.总叶数与枝重间存在幂函数回归关系(R~2=0.626,AdjustedR=0.623,P=0.000),而总叶面积(R~2=0.645,Adjusted R=0.642,F=196.824,P=0.000)、叶重(R~2=0.758,AdjustedR=0.756,P=0.000)和比叶重(R~2=0.361,Adjusted R=0.356,P=0.000)均与枝重间存在线性回归关系;叶重与枝重间成等速生长关系,与WBE预测模型3/4次幂函数关系出现偏差.并且,枝量(枝长和枝重)与叶水分含量间存在显著负相关关系(P<0.01),枝量特别是枝长显著影响新叶的水分含量.     

宁夏农牧交错带土地利用变化对土壤质量的影响

在宁夏盐池县分别选取农田、弃耕地、天然草地、人工柠条林地和杨树林地5种土地利用类型作为研究样地,测定土壤理化性质指标,采用土壤质量综合技术指标,阐明中国北方典型农牧交错带土地利用变化对土壤质量的影响规律。结果表明：(1)土壤粗砂粒表现为弃耕地和天然草地显著高于农田、人工柠条林地和杨树林地(P<0.05),土壤细砂粒表现为杨树林地显著高于农田、弃耕地、天然草地和人工柠条林地(P<0.05),土壤极细砂粒和土壤黏粉粒均表现为农田和人工柠条林地显著高于弃耕地、天然草地和杨树林地(P<0.05)。土壤含水量、土壤pH值和土壤电导率表现为农田显著高于弃耕地、天然草地、人工柠条林地和杨树林地(P<0.05)。土壤有机碳含量表现为弃耕地和柠条林地显著高于农田、天然草地和杨树林地(P<0.05)。土壤全氮含量表现为农田显著高于弃耕地、天然草地、柠条林地和杨树林地(P<0.05)。(2)不同土地利用类型的土壤质量指标之间存在显著相关性(P<0.05)。其中,杨树林地各评价指标之间的相关系数最高,天然草地次之,农田、柠条林地较低,而弃耕地最低。(3)土壤质量综合得分大小顺序为：农田>弃耕地>0>草地>柠条林地>杨树林地。研究表明,对水浇农田实行保护性耕作和精细管理,并且农田弃耕后自然恢复成草地,有利于宁夏农牧交错带沙地土壤质量改善,但天然草地和人工林建设样地土壤质量较差。     

半干旱草地不同植物枯落物分解对放牧和封育的响应

为探究放牧和封育对半干旱草地植物枯落物分解的影响,选取赖草、牛枝子及其混合物为研究对象,调查了不同网孔分解袋中宁夏半干旱草地植物枯落物分解特征及对放牧和封育的响应规律。结果表明：（1）放牧样地250目网孔中,枯落物质量残留率表现为牛枝子显著高于赖草和混合物（P<0.05）,而在放牧样地30目网孔、封育样地2种网孔中,枯落物质量残留率均表现为3种枯落物间无显著差异。（2）250目网孔中,放牧和封育样地枯落物分解衰减常数均表现为混合物显著高于牛枝子,而赖草居中;并且,牛枝子枯落物分解衰减常数表现为封育样地显著高于放牧样地。30目网孔中,放牧和封育样地枯落物分解衰减常数均表现为赖草、混合物显著高于牛枝子（P<0.05）;并且,牛枝子枯落物分解衰减常数表现为封育样地显著高于放牧样地（P<0.05）。（3）在放牧样地,仅牛枝子枯落物R_m表现为30目显著低于250目网孔（P<0.05）,k表现为30目显著高于250目网孔（P<0.05）;土壤动物对枯落物分解的贡献率表现为混合物显著低于牛枝子,赖草居中（P<0.05）。而在封育样地,仅牛枝子枯落物k表现为30目显著高于250目网孔（P<0.05）;土壤动物对枯落物分解的贡献率表现为混合物和牛枝子均显著高于赖草,且混合枯落物的土壤动物贡献率表现为封育样地显著高于放牧样地（P<0.05）。（4）枯落物残留率与其初始N、P、木质素/N、C/P呈显著相关性（P<0.05）;枯落物分解衰减常数与其初始N、P、木质素、N/P、C/P和木质素/P间均呈显著相关性（P<0.05）。研究表明,植物种类组成显著影响枯落物的残留率和分解衰减常数。放牧与封育管理通过影响网孔中土壤动物分布来调控半干旱区草地植物枯落物的分解,而且封育管理更有利于促进土壤动物对低质量枯落物（牛枝子）的分解。     

太岳林区山核桃种群树高和胸径关系的数学模拟

建立平均高和平均胸径的模型,对提高森林科学经营水平是很有必要的．本文根据野外山核桃种群调查资料,利用10种数学回归模型对山核桃种群的平均树高和平均胸径间的关系进行回归分析．结果表明;山核桃种群平均高和平均胸径之间存在显著的相关关系,以H=a＋bD、H=a＋bD＋cD2、H=a＋bD＋cD2＋dD3和H=a＋b／D4种回归模型拟合的较好;经适用性检验,这4种回归模型适用度均比较高,但是,H=a＋bD＋cD2和H=a＋bD＋cD2＋dD3适合度最好,最具有代表性;不过,就精度而言,H=a＋bD＋cD2最高,H=a＋bD＋cD2＋dD3次之．这为在太岳林区开展山核桃种群群落结构研究,并进行森林经营和资源调查等提供重要的理论依据．     

荒漠草原区柠条人工固沙林生长过程中地表植被-土壤的变化

研究荒漠草原区柠条人工林生长过程中土壤-植被系统演变特征,对于揭示柠条人工固沙林对沙化草地生态系统恢复产生的生态效应具有重要的科学意义.以6、15、24和36年生柠条人工林为对象,通过调查每个样地的土壤性质和地表植被特征,分析了荒漠草原区柠条人工林生长过程中土壤-地表植被的变化.结果表明:随着柠条人工林的发育,柠条的冠幅、树高、分枝数和基径极显著增加,土壤粗沙粒和细沙粒含量显著降低,极细沙和粘粉粒含量显著增加,土壤有机碳、全N和全P含量呈现线性增加,而土壤pH值则显著下降;地表植被物种数和密度显著增加,地表植被盖度和高度均表现为24年生＞15年生＞6年生＞36年生林地,相关分析表明,土壤质地、容重、土壤养分与pH值是影响柠条林地地表植被物种数、个体数和盖度分布的主要因素.在荒漠草原区,柠条人工固沙林发育过程有利于土壤条件改善和地表植被恢复,促进沙化草地生态系统的恢复.     

半干旱草地植物枯落物碳、氮和磷元素释放对放牧和封育管理的响应

在半干旱草地,关于放牧和封育管理对草地植物枯落物分解及其与土壤动物互作关系的研究一直是该区域生态系统物质循环与生态恢复过程研究的重要科学问题。以放牧和封育样地中赖草(Leymus secalinus)、牛枝子(Lespedeza potaninii)及其混合枯落物为研究对象。于2017年9月、2018年5月和9月、2019年5月和9月,采用2种不同孔径(30目和250目)网袋量化中小型土壤动物的作用,调查了宁夏半干旱草地枯落物碳、氮和磷元素分解与土壤动物群落分布及其对放牧和封育样地的响应规律。结果显示：(1)封育样地中,枯落物碳元素最终残留率均表现为3种枯落物处理间无显著差异;但250目网孔中枯落物氮、磷元素最终残留率和30目网孔中氮元素最终残留率均表现为牛枝子显著高于赖草和混合物,而后两者间无显著差异;仅30目网孔中磷元素最终残留率表现为牛枝子和混合物显著高于赖草,而前两者间无显著差异。放牧样地中,250目网孔的碳、磷元素最终残留率和30目网孔中的氮、磷元素最终残留率均表现为牛枝子显著高于混合物,而赖草居中;氮元素最终残留率表现为牛枝子显著高于赖草和混合物,后两者间无显著差异。(2)...     

山西稀有濒危植物山核桃种群动态与谱分析

通过对山西霍山山核桃(Juglans mandshurica Maxim)种群的样地调查,分析了山核桃种群的密度变化规律;利用生存分析理论,编制了静态生命表,绘制了存活曲线,分析了生存函数变化;同时应用谱分析方法分析种群数量的周期性变化。结果表明:(1)山核桃的平均密度随径级的增加而减少,反映了密度与径级之间存在着一种负相关性。(2)山核桃种群存活曲线的变化趋势经统计检验更接近DeeveyⅡ型。(3)积累死亡率单调上升,生存率呈单调下降趋势,上升或下降幅度是前期高于后期,说明山核桃种群前期死亡率高,而种群后期则相对稳定。(4)谱分析说明在山核桃的种群自然更新过程中存在周期性,但基本周期时间比较长。(5)主要致濒原因是人为干扰破坏,因此迫切需要采取有效措施加强对这一种群的恢复和保护。