乌兰布和沙漠典型灌木群落结构及数量特征

灌木群落是乌兰布和沙漠生态系统中最重要的组成部分,根据野外样地的调查资料,从各群落物种组成、生活型谱、盖度特征、物种多样性、群落相似性等方面对乌兰布和沙漠中典型灌木群落结构和数量特征进行分析,为该区生物多样性保护与植物资源持续利用提供理论依据。结果表明:(1)梭梭、白刺、沙冬青、沙蒿、油蒿、盐爪爪是乌兰布和沙漠中主要灌木群落类型;各典型灌木植被群落中仅出现12科47属共计58种植物,各群落间物种组成差异较大,但均以藜科、菊科、禾本科、蒺藜科、豆科等干旱荒漠区的表征科数量居多;(2)沙漠中分布范围最广的梭梭群落、白刺群落、沙冬青群落和油蒿群落其生活型谱均以一年生植物所占比例最大,与研究区干旱的气候特征相吻合;(3)各群落中灌木层植物所占群落盖度的比重均超过了50%,其贡献率大于草本植物;(4)分布于生境条件较好的群落类型其物种多样性相对较高,从整体看各典型灌木群落的H′多样性指数的变化范围在0.98～3.42之间,而D多样性指数的变化范围在0.415 5～0.879 5之间,其物种多样性指数较低,物种组成比较简单;(5)各典型植物群落的相似性系数在0.068 2～0.604 7之间,均未达到极相似水平,其中白刺群落、梭梭群落以及沙冬青群落之间呈轻度相似水平,而其他各群落之间相似性系数均低于0.25,表明各群落间生境差异较大。     

乌兰布和沙漠灌木种群空间格局研究

应用地统计学中半方差函数,研究了内蒙古乌兰布和沙漠主要4种灌木种群的空间格局。在巴彦高勒镇西南设置一个1 000 m×1 000 m的样方,将样方划分为1 600个25 m×25 m的格子,记录各格子内出现的物种及其平均冠幅。运用地统计软件GS+for Windows计算样地各灌木种群的各向同性半方差函数的参数,并绘制其克立格(Kriging)图。从各向同性的半方差模型的参数来看,柽柳（Tamarix chinensis）属于聚集性分布的球型模型,其空间结构比率高,这表明在这一地区柽柳的冠幅分布变化较小,25 m的抽样步长合适;而白刺（Nitraria tangtorum）属于聚集性分布的指数模型,其空间结构比率比较低。本研究成果为沙漠地区植被的抽样调查提供了基础。     

贺兰山西侧沙漠约形成于1.5万年前

专家发现,贺兰山西侧的巴丹吉林、腾格里以及乌兰布和沙漠大约形成于1．5万年前后。宁夏物考古研究所副研究员王惠民说：“这一研究发现是中外生态环境专家及考古学通过实地调查,取得地质标本经物理测定,并结合考古材料对比论证后初步认识的结果。”     

乌兰布和沙漠生态系统服务价值时空动态

以乌兰布和沙漠为研究区,基于1990—2018年4期土地利用类型数据,以"当量因子法"为基础,运用网格分析、热点分析、权衡协同分析等方法,探究乌兰布和沙漠近30年生态系统服务价值的时空动态特征。结果表明:(1)生态系统服务价值总量以2000年为拐点先下降后逐期上升,由1990年17.03亿元上升至2018年25.94亿元,其中调节服务价值贡献量最大,4期平均占71.34%,供给服务增幅最大,近30年间增加85.04%;(2)生态系统服务价值呈东部和东北部高、中部和西南部低的空间分布特征,1990—2010年空间格局基本不变,但2018年高值区有所扩展;(3)1990—2018年间生态系统服务冷点区面积占比由2.85%增至4.23%,热点区面积占比由0.22%增至10.45%,热点区分布在黄河沿岸及部分生态恢复区,但东南部冷点区逐渐增大,生态治理时应着重关注;(4)1990—2018年生态系统服务间以协同关系为主,权衡关系存在于初期供给服务与其他类型服务之间。     

乌兰布和沙漠天然白刺种群及主要伴生种种间关联性研究

采用2×2列联表,运用方差比率法（VR）、χ²统计量检验、联结系数（AC）和共同出现百分率（PC）等指标,以关联测度指标（OI、DJ、JI）为参考,对内蒙古自治区乌兰布和沙漠天然白刺（Nitraria tangtorum）种群及其伴生种的种间关联性进行分析,结果表明：天然白刺种群内8个主要物种总体关联性表现为无关联。在全部的28个种对中,15个种对表现为正联结,13个种对间表现为负联结。种对中除白刺–沙蒿表现为显著负联结外,其他种对间联结性均不显著。主要物种白刺与草本,草本与草本之间趋向独立分布。通过对天然白刺种群总体以及种间的关联性研究,为构建稳定的沙漠植物群落、恢复重建沙漠地区的植被、改善沙漠地区生态格局提供理论指导。     

感受阿拉善（三）——学会面对未知

我们在巴丹吉林沙漠里呆了两天,离开的时候它对我们还是一团谜。走进沙漠之前就听说阿拉善人有个说法,阿拉善不同的沙漠颜色是不同的,巴丹吉林沙漠是青黄色,乌兰布和沙漠是红黄色,腾格里沙漠是深黄色。地质学家的解释很简单：那是因为形成沙子的基岩不同。而有人说那是与沙丘大小、形状和走向不同而对阳光的反射不同造成的。在不熟悉沙漠的人的眼里,根本看不出它们细微的颜色差别,这些说法自然增加了沙漠的神秘感。     

基于分形理论下的沙漠植被适应性群团抽样技术

以乌兰布和沙漠的白刺沙丘为主要研究对象,采用分形理论将遥感数据和实际调查数据相结合的方法,进行了适应性群团抽样技术的研究。基于分形理论建立描述白刺沙丘周长和面积关系的线性回归方程,利用周长估计了白刺沙丘的面积,估计精度达89.8%。在沙丘面积估计值的基础上,进行了适应性群团抽样分析。研究结果表明：当适应性标准（每个样方内白刺沙丘的面积）等于50 m²时,即接近含有白刺沙丘的样方均值时,适应性群团抽样的估计精度最高达到97.9%,适应性群团抽样效率是简单随机抽样效率的5.56倍。这一研究为沙漠地区具有群团分布特点的植被提供更有效的调查方法。     

乌兰布和沙漠东北部不同耕作年限农田土壤有机碳密度及其影响因素

明确干旱区农田开垦过程中土壤有机碳变化及其影响因素对评估其固存特征具有重要意义。本研究以乌兰布和沙漠东北部不同开垦年限(2～5、12～15、25～30、40～50年)农田为对象,以未开垦的自然土壤为对照,采用空间代替时间的研究方法,探究农田开垦过程中0～2 m土层内土壤有机碳密度变化特征及其影响因素。结果表明: 随开垦年限的增加,浅层(0～0.4 m)土壤有机碳密度呈持续增加趋势,但农田土壤有机碳密度均处于较低水平(0.990～1.983 kg·m^-2)。深层(1.2～2 m)土壤有机碳密度在开垦年限较长(25～30和40～50年)的农田中有所增加,而在开垦年限较短(2～5和12～15年)的农田中无增加趋势。未开垦土壤和各耕作年限农田深层土壤有机碳密度在0～2 m土层中占比较大(28.9%～38.6%)。不同耕作年限农田中土壤有机碳密度随土层深度的增加均呈先减小后增大的二次函数关系,且拟合度较高(R²为0.757～0.972)。土壤黏粒和粉粒含量是影响0～2 m土层有机碳密度的关键因素,且耕作年限对浅层(0～0.4 m)土壤有机碳的积累具有重要促进作用。     

乌兰布和沙漠沙冬青种群结构和空间分布

对乌兰布和沙漠不同区域分布的沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)种群结构和空间分布格局进行了研究,根据大小结构图分析沙冬青种群动态,用平均拥挤度(m·)、丛生指数(I)、聚块性指标(m·/m)、Cassie指标(CA)、扩散系数C、负二项分布中的K指标判断格局类型,并根据双项轨迹方差法分析格局规模.结果表明:沙漠中部分布的沙冬青种群年龄结构完整,而其他区域分布种群结构均不完整;各区域分布种群均以中龄级个体居多,种群目前处于相对稳定的状态,但是由于幼龄级个体少,种群更新困难,且部分区域种群有"老龄化"的趋势.在西北边缘和沙漠北部分布的种群为聚集分布类型,而其他区域均为均匀分布;对各样地种群格局规模的分析也表明格局规模存在差异.     

乌兰布和沙漠东北部8种沙生灌木生长季末期的光合生理特性

以乌兰布和沙漠东北部的甘蒙柽柳、沙木蓼、霸王、沙冬青、花棒、白刺、梭梭和柠条8种沙生灌木为材料,对沙生灌木生长季末期的光合生理特性进行了研究。结果表明:(1)8种沙生灌木秋季的气孔导度日变化有明显的峰谷;气孔导度日均值最大的为梭梭(0.71 mol.m-2.s-1),最小的为柠条(0.08 mol.m-2.s-1);(2)8种沙生灌木秋季的光合速率日变化均呈现单峰曲线,影响光合速率变化的因素以非气孔限制因素为主;光合速率峰值出现时间以柠条最早(11:30),甘蒙柽柳和沙木蓼最晚(15:30);光合速率日均值最大的为沙木蓼(7.99μmol.m-2.s-1),最小的为柠条(3.40μmol.m-2.s-1);(3)蒸腾速率的日变化除梭梭和柠条呈现单峰曲线外,其余6种灌木呈现出准双峰曲线或双峰曲线;蒸腾速率日均值最大的为梭梭(4.42 mmol.m-2.s-1),最小的为柠条(0.47mmol.m-2.s-1);气孔运动因素对蒸腾作用的影响占据优势;(4)8种沙生灌木的光合水分利用效率在白昼普遍高于早晚,且以柠条的光合水分利用效率日均值最大(7.18μmol.mmol-1),梭梭最小(1.23μmol.mmol-1);蒸腾速率日均值高的沙生灌木光合水分利用效率日均值低,反之亦然。