间伐对塔里木沙漠公路防护林乔木状沙拐枣生长与土壤水盐分布的影响

在塔里木沙漠公路防护林示范段对老化衰败的乔木状沙拐枣林进行间伐试验,并对间伐后沙拐枣的生长与土壤水盐分布进行连续监测.结果表明:间伐对乔木状沙拐枣的物候期不会产生影响;间伐后保留株的当年株高、冠幅、地径和新枝长等的生长量均大于对照,其增幅的大小依次为株行距2 m×1 m＞株行距1 m×1 m＞对照,且差异显著;间伐当年株行距2m×1 m和1 m×1 m同化枝的表面积分别为每株5.97和5.22 m2,均显著高于对照的每株3.1m2;株行距2m×1 m、1 m×1 rn与对照在0～160 cm土层含水量的差异达到极显著水平,且随间伐强度的增大土层含水量明显增加;土壤含盐量的大小依次为对照＞株行距1 m×1 m＞株行距2m×1 m,差异显著;间伐后保留株的密度以株行距2m×1 m的效果为佳.     

平茬对塔里木沙漠公路沙拐枣防护林生长与土壤水盐分布的影响

对塔里木沙漠公路防护林示范段老化衰败的沙拐枣林分进行平茬复壮试验,并对平茬后沙拐枣生长与土壤水盐分布进行动态监测.结果表明:两次平茬后,沙拐枣萌蘖株的株高、冠幅、地径和萌蘖数均迅速增加.与对照相比,平茬后第3年,沙拐枣萌蘖株的平均株高超过对照,冠幅和最大地径分别达到对照的92.0％和73.0％;萌蘖株的枝鲜质量、同化枝鲜质量、枝干质量、同化枝干质量、地上部分总鲜质量和总干质量分别达到对照的80.0％、115.0％、80.0％、116.0％、93.5％和88.0％.平茬4年后地上生物量达到甚至超过对照.平茬能增加土壤含水量,且影响达到极显著水平;平茬能降低土壤含盐量,但影响不显著.对老化衰败的沙拐枣林进行重复平茬,能增加其土壤含水量,降低根系分布层土壤含盐量,有效促进其复壮更新.     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物生物量与土壤环境因子的关系

为探讨极端干旱区风沙土土壤微生物与土壤环境因子的作用规律,采用相关分析法研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物生物量与理化因子和酶活性的关系.结果表明：土壤容重和粒径减小（R<-0.84）、含水量和孔隙增大（R>0.85）时,防护林地中土壤微生物数量和生物量有增大趋势,由容重与微生物量的相关性主导;土壤养分含量与土壤微生物数量和生物量呈正相关,主要由速效养分和放线菌、微生物生物量C、P的相关性所致;土壤酶活性与土壤微生物数量和生物量的相关性差异较大,R在0.51～0.91,主要取决于蔗糖酶、磷酸酶与放线菌、微生物量C的相关;土壤盐分增加不利于土壤微生物生物量的积累(R<-0.71);土壤微生物数量与生物量呈较高正相关（R>0.63）.实践中应为干旱区林地土壤微生物营造良好的土体,促进土壤物质循环.     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物活性分异特征

利用Biolog法、熏蒸提取和比色滴定的方法,测定了土壤碳源代谢强度、生物量和酶活性,分析了塔里木沙漠公路防护林土壤微生物活性的分异特征.结果表明: 随着防护林定植年限增加,土壤微生物代谢活性(AWCD)和多样性指数明显增加,但不同土层间无明显差异;不同年限林地间过氧化氢酶差异极显著,纤维素酶和蔗糖酶差异显著;随着防护林定植年限增加,土壤微生物生物量增大,不同年限林地间微生物生物量碳和氮的差异极显著和显著,而微生物生物量磷无显著差异;土壤微生物的AWCD值与速效养分显著正相关,但与容重和水分的相关性不大.在现有的管理制度和气候条件下,随定植年限增加,塔里木沙漠公路防护林土壤代谢活性逐渐提高.     

咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林土壤生化作用强度及微生物生态特征

土壤生化作用强度是表征土壤生物学活性的重要指标。选择传统研究方法,从氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解、呼吸作用以及酶活性6个方面,揭示了咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林地土壤生化作用强度的分异规律。结果表明,(1)随防护林定植年限的增大,土壤氨化作用、固氮作用、纤维素分解和呼吸作用的强度均明显增强,其中氨化作用和呼吸作用变化尤为明显;而硝化作用强度有所减弱。(2)0—50 cm土体内,随土壤深度增大,生化作用强度提高,氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解和呼吸作用强度的垂直差异均达极显著水平(FF0.01)。(3)随防护林定植年限的增大,不同土壤酶活性的变化各异,其中,过氧化氢酶活性显著增大(FF0.01),纤维素酶和蔗糖酶的活性明显提高(FF0.05),而蛋白酶、磷酸酶和脲酶的活性变化不大(FF0.05)。(4)回归分析表明,不同生化强度因子与土壤环境因子的最优回归方程不同,但决定系数均大于0.95;全盐、全氮和速效氮进入了所有回归方程,是决定塔里木沙漠公路防护林地土壤生化强度的关键土壤环境因子。因此,咸水滴灌条件下,塔克拉玛干沙漠腹地防护林土壤生化作用强度不断提高的趋势,这对于防护林工程的科学管理有重要指示意义。     

塔克拉玛干沙漠高矿化度水灌溉苗木地下生物量研究

2003年在塔克拉玛干沙漠腹地肖塘地区进行了高矿化度水(28g/L)滴灌造林试验。秋季用根系挖掘法研究了定植当年的梭梭、柽柳和盐穗木的地下生物量,研究结果表明:(1)定植当年苗木地下生物量主要分布在表层20cm,向下逐渐减小,生物量的分布与深度呈显著的负指数关系。(2)不同样地间比较发现苗木根系生长遵循限制因子定律:在灌溉水质、灌水定额、施肥量、施肥时间等人为影响因子一致时,土壤类型、土壤结构、坡向和坡位等自然因子中差异最大的因子是苗木根系生物量累积的限制因子,它们分别通过改变土壤的紧实度和水分状况、地表太阳辐射强度和与风速有关的地表蚀积状况和壤中流向影响土壤含水率来影响苗木的生长。(3)树种间根系生长和分布也显著不同,根系分布深度和生物量表现为梭梭>柽柳,在丘间粘土质土壤中盐穗木>柽柳。     

极端干旱区防护林地土壤微生物多样性

土壤微生物在森林土壤中有重要功能.采用传统培养、脂肪酸鉴定和PCR-DGGE 3种方法分别研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物数量、脂肪酸种类和细菌DNA片段的多样性,从微生物学角度为塔里木沙漠公路防护林的管理提供理论依据.结果表明,塔里木沙漠公路防护林的建设促进了风沙土土壤微生物的发育,随着防护林定植年限的增加,土壤微生物数量、脂肪酸和细菌DNA片段的多样性指数明显增大;土壤微生物区系组成中,细菌是优势类群,占微生物总数80%以上,而真菌很少,不到微生物总数1%,但在不同土层间有所差异;传统培养法与现代生物标记和分子生物学方法对塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物多样性的研究结果基本一致,说明塔里木沙漠公路防护林的建设使林地土壤生物活性有所增强,有利于林地土壤养分循环与利用.     

大气降尘沉积对塔克拉玛干沙漠腹地土壤水盐运移的影响

利用微型蒸渗仪(MLS)对不同粒级和不同厚度大气降尘沉积条件下塔克拉玛干沙漠腹地土壤水分蒸发和盐分运移进行了模拟试验.结果表明：不同粒级和不同厚度大气降尘沉积均对研究区土壤水分蒸发和盐分运移有显著影响;在相同的沉积厚度和相同的初始含水量条件下,细粒物质（粒径<0.063 mm）沉积可促进土体蒸发、加速下层土体的干旱和盐分的表聚,而粗粒物质（粒径0.063～2 mm）沉积则抑制了土壤水分蒸发、降低了深层土壤水分的损失和盐分的表聚;研究区土壤水分蒸发抑制效率在0.20 mm粒径处出现拐点,粒径在0.063～0.20 mm时,蒸发抑制效率随粒径增大而增大,当粒径>0.20 mm时,蒸发抑制效率则随粒径增大而减小.在相同粒级和相同的初始含水量条件下,不同厚度大气降尘沉积对土壤水分蒸发具有抑制作用,且土壤水分蒸发抑制效率随着沉积厚度的增大而增大,蒸发抑制效率与沉积厚度呈对数关系;沉积厚度越大,盐分向表层积聚越困难.降尘的加入可能导致干旱荒漠区生态系统的不稳定.     

多枝柽柳水分利用策略对沙堆堆积过程的响应

多枝柽柳(Tamarix ramosissima)作为干旱荒漠区的优势树种,其与风沙长期作用过程中形成了柽柳沙堆,研究沙堆上多枝柽柳水分利用来源及其对各水源的利用比例,可为干旱荒漠区原生植被的保护及恢复提供科学依据。该研究以空间序列代替时间序列的方法,通过野外调查及室内模型分析,解析了不同发育阶段沙堆上多枝柽柳的水分来源及其对各水源的利用比例,揭示了沙堆堆积过程中多枝柽柳的水分利用策略。结果表明:(1)多枝柽柳沙堆土壤水分含量随沙堆堆积增高而存在较大差异,且0–500 cm层土壤平均水分含量依次为雏形阶段(4.57%)>增长阶段(4.46%)>衰退阶段(3.62%)>稳定阶段(3.48%);(2)雏形及增长阶段沙堆土壤含水率在40–180cm层显著升高,稳定及衰退阶段沙堆土壤含水率分别在180–360cm和360–500cm层显著升高。(3)各发育阶段沙堆上, 0–40 cm层土壤含水率及稳定氧同位素比值(δ18O)波动较大,季节变化明显,且随土层深度的增加δ18O趋于稳定,表明表层土壤受外界环境影响较大。(4)春季,多枝柽柳在雏形阶段沙堆上主要利用360–500 c...     

沙土微生物多样性与土壤肥力质量的咸水滴灌效应

采用Biolog-eco法、PLFA法和PCR-DGGE法,对塔里木沙漠公路防护林中不同矿化度滴灌水作用下的土壤微生物多样性进行了研究,利用土壤综合肥力指数(IFI)定量评价了土壤综合肥力质量,分析了土壤肥力质量与土壤微生物的关系。结果表明:滴灌水条件下,土壤微生物的多样性(碳源代谢、遗传基因和脂肪酸种类)差异明显,而高矿化度滴灌水条件下土壤微生物活性较低。IFI值在不同矿化度灌水的林地间差异极显著,在不同土层间差异显著;IFI值随灌水矿化度升高而减小;0—5 cm表层土壤的IFI值明显小于其下层的土壤。土壤微生物代谢多样性和脂肪酸多样性指数与土壤IFI值存在乘幂函数关系,而土壤微生物遗传多样性指数与IFI值有多项式关系,对土壤肥力质量起着明显的正向贡献。