科尔沁沙地人工杨树林生态服务效能评价

采用定位观测法,系统评价了杨树(脚Populus smonii)林的防风、抗蚀和滞尘等生态服务效能及其间接价值,同时定量探讨了风速减弱系数与实测林地叶面积指数的关系.结果表明,在研究区主害风(西北风)天气下,林地迎风区6 H(H为平均树高)、3 H、林地中央、林地背风区林缘、6和8 H处2 m高度的日平均风速与对照点(流动沙丘)相比均有不同程度减弱,风速减弱系数在18.3％～66.2％之间.林地背风区6 H处0.25、0.5、1和2 m 4个高度的月平均风速减弱系数与林地叶面积指数呈显著非线性相关,其间存在良好的三次曲线关系(P<0.0001,R2=0.43～0.94,n=80).在主害风天气下,林地各观测点的地表日风蚀量与对照点相比大幅度降低,平均降幅85.2％～99.9％.在观测期内,林地中央的日平均降尘量为13.2 kg·hm-2,而林地迎风区6H处的日平均降尘量为9.9 kg·hm-2,林地的日滞尘能力约为3.3 kg·hm-2.

退化沙质草地自然恢复过程中土壤一植物系统的变化特征

研究了科尔沁沙地封育5a后退化沙质草地自然恢复过程中土壤—植物系统的变化特征,同时分析了土壤性状与植物特征之间的相互影响程度。(1)从流动沙地恢复到固定沙地,沙质草地植物群落的物种多样性、植被盖度、地下根量和地表枯落物残留量均趋于增大。β多样性测度值表明,在半流动沙地恢复到半固定沙地阶段,植物种周转速率大,群落结构变化明显。(2)在退化沙质草地的自然恢复过程中,表层土壤的结构性能明显改善,土壤养分的有效性相应提高。(3)相关分析显示,沙质草地表层土壤的理化性状与植物特征值之间存有密切的相关性(R2=0.33～0.84,P<0.01,n=20),表明退化沙质草地的恢复过程实质上是土壤—植物系统协同演变的过程,在该过程中,植物多样性的关键恢复期滞后于土壤环境的关键恢复期。

固沙林庇护区内降尘特征的初步观测

采用野外定位实测法,连续两年对科尔沁沙地24龄人工固沙杨树(Populussimonii)林庇护区内4～6月份及强沙尘暴事件中的降尘特征进行了观测研究。结果表明:(1)林地庇护区内4、5月份的降尘量较多,分别为273和437kg/hm2,6月份的降尘量较少,为171kg/hm2。(2)林地中央的滞尘效应在风蚀季节和强沙尘暴天气过程中十分显著。(3)林地庇护区内的降尘中粒径<0.02mm颗粒含量占60.7%,降尘中的全C、全N和速效P含量分别高达1.676%、0.163%和210.66mg/kg,这对风沙土表层土壤的细化和养分的积累具有重要的生态学意义。

固沙林庇护区内土壤-植物系统的变化特征

用定位实测法,系统研究了科尔沁沙地24龄人工固沙杨树(Populussimonii)林庇护区内土壤-植物系统的变化特征,同时分析了土壤-植物系统中植物特征与土壤养分之间的相互影响程度。结果表明:(1)与对照点(流动沙丘)相比较,林地迎风区6H(H为平均树高)、3H、林地中央、林地背风区林缘、6H和8H处0～20cm层土壤中的粗沙含量降低26%～69%,粉、粘粒含量增加539%～1731%。土壤中全C、全N、速效P含量分别增加68%～1002%,40%～840%和45%～276%。(3)与对照点相比较,各观测点植物群落的物种优势度有所改变,物种丰富度提高了3～16种,覆盖度增加了43%～54%,地上生物量增加了72%～381g/m2。(3)相关分析结果表明,在林地庇护区内的土壤-植物系统中,植物的物种多样性、枯落物量和根量与土壤C、N含量的相互影响关系更为密切。