古尔班通古特沙漠半固定沙丘植物群落物种组成和种群结构

通过野外调查,研究古尔班通古特沙漠半固定沙丘植物群落的物种组成,采用株高、冠幅、体积大小级代替年龄结构,分析了典型灌木种群的生长状态及发展趋势.结果表明:在古尔班通古特沙漠半固定沙丘共调查到23种植物,出现最多的是藜科,6属8种,其次是菊科,5属6种,该沙漠植被组成数目少,群落结构简单.白梭梭主要分布在丘顶,为稳定增长型种群,而梭梭数量少.油蒿是当地工程建设后进行植被恢复而引入的物种,主要分布在迎风坡和丘顶,为增长型年龄结构,有很大的增长潜力,已经影响到原有的物种组成.白皮沙拐枣和蛇麻黄幼苗缺失,幼龄个体少,形成衰退型年龄结构,且白皮沙拐枣的空间分布区域与油蒿重合,未来可能被油蒿替代.     

沙漠人工植被地上部分生长动态

对腾格里沙漠东南缘2种人工植被柠条和油蒿在4种配置方式下地上部分的生长动态进行了研究,结果表明:不同配置方式下它们的密度、高度、冠幅和生物量基本不变或略微呈下降趋势;油蒿新梢的年生长动态呈S型曲线,柠条新梢春季生长速度较快,7月份以后生长速度缓慢或基本停止生长;柠条、油蒿地上生物量和叶面积指数的年变化均表现为双峰型,4种配置方式下共有8种1年生植物入侵,并具有较高的植被盖度;同其它3个样地相比,纯油蒿样地1年生植物的密度、盖度和生物量明显偏低.     

沙坡头地区凋落物分解及其对土壤微生物群落的影响

以腾格里沙漠东南缘沙坡头人工固沙植被区典型植物种凋落物(小画眉草、藓类、油蒿叶片)为对象,运用凋落物分解袋法和高通量测序技术,分析了3种植物凋落物分解特征及其对土壤微生物群落的影响。结果表明: 分解时间和凋落物类型均显著影响分解速率,藓类分解最慢,13个月后质量损失比仅为15.4%,油蒿叶片和小画眉草的平均分解速率分别是藓类的4.9和3.4倍。经过11个月的分解,细菌群落的优势菌门为放线菌门和变形菌门,真菌群落的优势菌门是子囊菌门;藓类分解过程中,拟杆菌门和绿弯菌门的相对丰度显著增加,担子菌门的相对丰度显著降低。凋落物分解后,细菌和真菌群落物种多样性和丰富度显著增加,细菌群落组成在凋落物间变化不显著,真菌群落变化显著。凋落物的分解速率与细菌和真菌群落多样性及丰富度均呈负线性变化。植物多糖、全磷和土壤pH、微生物生物量氮、铵态氮含量是影响微生物群落结构的主要因子。凋落物分解改变了土壤微生物群落物种组成和种间相似性,显著增加了土壤中微生物群落的多样性和丰富度,促进了土壤生境的恢复。     

黄土高原西北部砂田西瓜集雨补灌效应研究

在黄土高原西北部地区对砂田西瓜的集雨补灌效应进行了研究。试验采用滴灌方式,设0mm(D0)、22．5mm(D1)、45．0mm(D2)和67．5mm(D3)4个灌水量处理。区组内各处理随机排列,四次重复。试验结果表明：在西瓜全生育期,每个处理0～120cm土层的土壤水分含量均呈下降趋势,下降的幅度随着补灌量的增加而减小。全生育期补灌67．5mm的处理土壤含水量最高,比没有补灌的对照处理高2．2％。土壤水分的变化在0～40cm土层比较活跃。其次是40～80cm土层,而80～120cm土层的含水量变化相对比较稳定。对砂田西瓜进行补灌可以提高产量和水分利用效率。补灌45mm和67．5mm的处理比对照分别增产36．3％和45．7％。补灌67．5mm处理的水分利用率最高,为26．7kg／m^3。比对照增加17．0％;该处理的净利润和每单位(m^3)水的净利润也最高,分别达43．677元／hm^2和18．48元／m^3,比不补灌的对照处理高29．9％和15．3％。补灌量对西瓜的含糖量也有影响,补灌量低于45mm,各处理之间含糖量的差异不大,补灌量为67．5mm,西瓜含糖量降低0．44％。补灌对西瓜的产量、含糖量和水分利用率均有影响,砂田西瓜只有补灌量控制在45mm左右,才能既提高产量和水分利用率,又不降低西瓜品质。     

沙坡头人工植被固沙区生物结皮-土壤系统温室气体通量特征

荒漠生物结皮-土壤系统温室气体(CO2、CH4和N2O)通量数据的缺乏,给区域尺度上温室气体通量的估算带来很大的不确定性.2011—2012年在腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同时期建植的人工植被固沙区,采用静态箱-气相色谱法研究了不同类型和不同演替阶段生物结皮覆盖的土壤CO2、CH4和N2O的通量特征.结果表明:结皮类型、恢复时间及二者与采样时间的互作显著影响CO2通量;恢复时间、结皮类型与采样时间的互作显著影响CH4通量;采样日期显著影响CO2、CH4和N2O通量.苔藓结皮年均CO2通量(105.1 mg·m-2·h-1)显著高于藻类结皮(37.7 mg·m-2·h-1).荒漠生物结皮-土壤系统年均CH4和N2O吸收通量分别为19.9和3.4μg·m-2·h-1.藻类结皮的年均CH4和N2O吸收通量略高于苔藓结皮,但差异并不显著.随着荒漠生物结皮的发育和演替的深入,生物结皮-土壤系统呼吸逐渐增加,CH4和N2O吸收能力逐渐下降.与藻类结皮相比,苔藓结皮呼吸对温、湿度的变化更为敏感,且随着生物结皮的发育和演替的深入逐渐增强.温度和湿度不是决定荒漠生物结皮-土壤CH4和N2O通量的关键因子.     

我国北方风沙危害区生态重建与恢复:腾格里沙漠土壤水分与植被承载力的探讨

我国北方风沙危害的主要防治区包括贺兰山以东沙地和以西的沙漠、绿洲和沙漠与荒漠草原过渡区,约3.2×105 km2.植被重建与恢复是该区遏制风沙危害的重要手段和有效的途径.基于腾格里沙漠沙坡头地区50余年的长期生态学研究,发现重建植被通过对土壤水分的利用和时空再分配改变了原来沙丘系统的水循环特征,在给定的区域降水条件下,土壤水的时空动态与重建植被动态密切相关;指出沙区水文过程的长期改变驱动着人工植被的演替;探讨了降水小于200 mm风沙区土壤水分的植被承载力和植物固沙的模式.