Comparative Analysis of Wind break and Sand fixation Functions of Several Main Forage Plants in Minqin Desert Area

[Objective] The paper was to study wind-break and sand-fixation functions of forage plants in desert area. [Method]Based on the survey data of four major wind-break and sand-fixation plants( Haloxylon ammondendron,Artemisia arenaria,Nitraria tangutorum and Ephedra przewalskii) in Minqin desert area,the longitudinal section area and the sandpile volume of an individual plant and per unit area were calculated. The wind-break and sand-fixation functions of four major plant communities were comparatively analyzed. [Result] The wind-break functions of an individual plant( cluster) successively were N. tangutorum > H. ammondendron > A. arenaria and E. przewalskii; the sand-fixation functions of an individual plant( cluster) successively were N. tangutorum > E. przewalskii; the wind-break functions per unit area successively were A. arenaria > H. ammondendron > N. tangutorum > E. przewalskii; the sand-fixation functions per unit area were N. tangutorum > E. przewalskii; the wind-break and sand-fixation function per unit area were N. tangutorum > A. arenaria > H. ammondendron >E. przewalskii.[Conclusion]A. arenaria can be selected for only wind-break,and N. tangutorum can be chosen for only sand-fixation. If given consideration to both,N. tangutorum and A. arenaria must be selected.

基于同化枝生长的民勤荒漠梭梭固沙林耗水量估算

为准确估算民勤荒漠梭梭固沙林耗水量,运用热平衡茎流测量技术,对民勤荒漠梭梭茎干液流动态进行监测,选择同化枝生长指标为扩展纯量,对梭梭单株耗水量与单株同化枝表面积和同化枝干重进行相关性拟合,推算梭梭固沙林耗水量。结果表明,梭梭同化枝生长与其耗水量月变化过程同步,梭梭快速生长期(7月)同化枝生长及耗水量明显高于展叶(5月)和落叶期(10月),经相关性分析确定梭梭同化枝表面积、同化枝干重与其耗水量存在线性函数关系;模拟推算梭梭固沙林耗水量受林分密度及分枝构型的影响较大,且不同龄林梭梭同化枝生长模拟均略小于实测值,相对而言同化枝表面积模拟值平均相对误差更小(8.92%)。因此,以同化枝表面积和同化枝干重推算梭梭固沙林耗水可行,可实现梭梭林耗水量的可靠估算,为荒漠植被固沙造林及其生态用水管理等提供参考。

民勤沙拐枣克隆种群构件结构及与环境因子的灰色关联分析

引入＂构件＂一词来表述植物体的不同组分,并在此基础上将其进一步发展为种群构件理论,极大地推动了植物种群生态学的发展（Bazzaz et al.,1978;Halle et al.,1978;Harper,1977;1980;钟章成,1992）。对木本植物而言,其地上部分枝或茎的顶端分生组织和侧生分生组织通过不断重复的、持续的活动产生新的分枝,构成了复杂的枝系构件和多样的外部形态特征。克隆种群对环境因子的反应首先表现在种群个体的构件结构上,对克隆植物构件的统计研究可涉及个体（基株）、分株和枝系3个水平（董鸣,1997）,

沙漠植物分层侧影与积沙成丘的关系

选用民勤沙区常见的几种固沙植物,在民勤西沙窝沙漠边缘设置了108个植物和沙堆样方,通过对不同植物的分层侧影宽度、分层侧影面积和侧影中心等指标的测定和对比分析,得出如下结果:1)可积沙成丘植物的侧影为三角形或柱形,即由地面向上侧影宽度变小,侧影中心在近地面30 cm高度内,具备这一条件的植物为丛生灌木。而不能积沙成丘的植物侧影为菱形,侧影中心距地面高度在30 cm以上。2)风沙流以及沙尘暴中的沙粒主要集中在近地表0—30 cm高度内流动,这便是植物侧影越低,越易积沙成丘的重要原因之一。3)沙埋后茎秆能产生不定根的植物可形成高于植株几倍至数十倍高度的沙堆/沙丘,而不具备这一属性的植物,有些虽然能形成沙堆,但沙堆受植物高度限制,即沙堆高度不会超过植株高度。4)侧影面积大小是反映植物防风固沙功能的一个十分重要的指标,能积沙成丘是植物阻固流沙的物质体现,形成的沙堆越高大则表明植物阻固流沙的功能越强,但不能积沙成丘的植物如梭梭、沙拐枣、沙蒿等也是具有一定防风阻沙效果的。

民勤荒漠区4种植物的防风固沙功能对比分析

梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙蒿(Artemisia desertorum)、白刺(Nitraria tangutorum)和膜果麻黄(Ephedra przewalskii)是民勤荒漠区主要的牧草,分布面积较大。为了研究荒漠区牧草植物的防风固沙功能,在牧草利用的同时兼顾防风固沙功能。本研究用民勤荒漠区4种主要防风固沙植物样方调查资料,通过计算单株植物的纵断面积和单位面积上的纵断面积,以及单株植物的固沙沙堆体积和单位面积上的固沙沙堆体积,对4种主要植物群落的防风功能和固沙功能进行了对比分析。结果表明,单株(丛)的防风功能的排序为白刺>梭梭>沙蒿和膜果麻黄,单株(丛)的固沙功能白刺>膜果麻黄,单位面积上防风功能的排序为沙蒿>梭梭>白刺>膜果麻黄,单位面积上的固沙功能白刺>膜果麻黄;单位面积上防风固沙功能的排序为白刺>沙蒿>梭梭>膜果麻黄。如果只选择防风,则应选用沙蒿;如果侧重点是固沙,则应选用白刺;如果二者兼顾,则应选用白刺和沙蒿。

民勤绿洲荒漠过渡带固沙林土壤微生物数量和酶活性研究

对民勤绿洲荒漠过渡带不同固沙林土壤微生物数量和土壤酶活性进行研究,以裸沙地为对照。结果表明：不同固沙林土壤微生物数量和土壤酶活性均存在差异,且均显著大于裸沙地;在0-60 cm土层中,土壤细菌、放线菌、真菌、过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶以梭梭林地最大,分别是对照的2.29倍、2.36倍、10.17倍、2.63倍、1.65倍和1.71倍;土壤微生物数量及其酶活性有明显的垂直分布特征,梭梭林的放线菌、真菌和蔗糖酶活性均随着土层深度增加而减小;相关性研究表明,土壤细菌、真菌和放线菌与土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶呈极显著正相关关系,相关系数均达到了69.6%以上。随着民勤绿洲荒漠过渡带植被的恢复,不同固沙林对干旱瘠薄的沙漠环境均有一定的适应性,各固沙林土壤的生物性质不断得到改善。

荒漠—绿洲过渡区灌丛沙包的蒸散特征及模拟

利用长期的观测与试验数据，采用波文比-能量平衡法对甘肃民勤荒漠-绿洲过渡区柽柳、白刺灌丛沙包和裸露流动沙丘的蒸散特征与变化规律进行分析，探讨蒸散量与气象因子的关系，在此基础上，应用土壤-植被-大气连续体（SPAC）的耦合数值模式，对不同植被灌丛的蒸散过程进行模拟。结果表明：在蒸散日进程中，有植被覆盖的柽柳沙包和白刺沙包的蒸散率峰值出现时间比流动沙丘早1-2h，且日最大蒸散速率大小顺序为，柽柳沙包（0．24mm／h）〉白刺沙包（0．20mm／h）〉流动沙丘（0．18mm／h）；柽柳沙包和白刺沙包在7-9月的蒸散量最高，分别占各自生长期耗水量的69．3％和65．4％；影响荒漠-绿洲过渡区灌丛植被蒸散的主要气象因子为日照百分率、气温、空气饱和差以及风速等，它们与日蒸散量的斜率关联度分别为0．717、0．643、0．649和0．705；SPAC耦合数值模式能够模拟不同植被覆盖度下灌丛植被蒸散的变化趋势，模拟值与实测值基本一致，具有很好的稳定性和可靠性。

植物生长剂和固沙剂对民勤沙区植被生长的影响

为探讨植物生长调节剂、固沙剂的保水、增产及其固沙效果，挽救濒临死亡的地表植被，修复地区生态平衡，在民勤干旱沙区开展了有关应用技术研究。结果表明：1）植物生长调节剂及固沙剂具有一定的保水能力，可使农田作物含水率（耕作层）提高1．0～1．5百分点，使梭梭林分100cm内土壤层平均含水率提高2．3百分点，流动沙丘80cm内土壤层平均含水率提高3．5，3．9百分点。2）种子包衣制剂处理对小麦、玉米生长发育具有滞后作用，但均存在增产效果，能使小麦增产12．2％，玉米增产2．0％。3）利用液体试剂进行籽瓜灌根处理可促使植株较对照的主根增长9．1cm，主蔓增长33．0cm，平均增产率为11．5％。4）用植物生长调节剂对退化植被梭梭、唐古特白刺进行根部追施后，梭梭新梢增长0．6～3．0cm，唐古特白刺冠幅增大45．1～96．2cm。5）固沙剂固定流动沙丘后，使沙丘结皮厚度增加0．2～0．3cm，风蚀减小50％～80％，沙丘植被盖度增加1．9％～2．7％。

荷兰Groasis保水节水造林技术在民勤荒漠区的应用

[目的]研究荷兰Groasis（水盒子）在民勤荒漠区保水节水造林的初步应用,为荒漠区困难立地条件下进行大规模的节水造林和农业推广提供参考数据。[方法]选择了11种荒漠植物造林树种,在民勤沙区的退耕地、丘间地、引种圃3种类型的田间进行试验,测定成活率、土壤水分等。[结果]（1）11种抗风沙树种在退耕地的土壤含水率的高低顺序为：沙拐枣〉花棒〉毛条〉柽柳〉沙地云杉〉樟子松〉胡杨〉蒙古扁桃〉沙棘〉榆树〉沙枣。（2）各种抗风沙树种在典型的3种土壤类型中,利用水盒子栽培的土壤含水率明显高于普通栽培的土壤,要高出2～5倍。（3）不同抗风沙树种和蔬菜利用水盒子在3种典型土壤类型中成活率比对照不同程度提高25%～70%左右。[结论]利用水盒子可以有效地提高抗风沙树种的成活率。

降水在沙丘中的渗透过程研究

观测研究结果表明 :⑴降水在沙丘上下渗深度与降水量及降水强度成正相关 ,与气温成负相关。民勤沙区雨季降水量在 4 0mm以上时在沙丘中的下渗深度可以达到 5 0～ 90cm。在当地 ,秋季降水尤其是秋季连续降水是沙丘储存水分的主要来源。⑵降水在沙丘上的下渗速率与降水量正相关 ,降水量大 ,主要含水层的含水率则高 ,下渗速度自然就快。⑶降水后梭梭根部沙面 0～ 5cm含水率高于流动沙丘 ;降水停止 1d以后对应于流动沙丘的最大含水层梭梭根部的含水率明显降低 ;降水停止 1d后在流动沙丘降水下渗深度内的平均含水率高于梭梭沙丘对应层含水率 ,且随时间推移这个差值在增大。⑷在 0～ 4 5mm的降水量范围内 ,不论是流动沙丘还是有梭梭林的沙丘 ,其降水的主要含水层在表层 0～ 2 0cm范围内。⑸当地 8月上旬 <12mm的降水量在降水停止后的 7～ 8d内蒸发殆尽 ;4 3.5mm的降水量在降水停止后第 10天时 0～ 15 0cm沙层含水率折合水层深度较降水前多 17.2 8mm ;2 1.7mm的降水量在降水停止后第 10天时 0～ 15 0cm沙层含水率折合水层深度较降水前多 10 .6 6mm ;在降水过程中和降水后的

民勤荒漠-绿洲过渡带不同沙障的阻沙粒度分析

对民勤沙井子地区荒漠-绿洲过渡带的尼龙网格沙障、白刺沙障和沙拐枣沙障阻截的沙物质进行采样,运用沉积物的粒度分析方法,以流动沙丘和丘间地沉积物为参照,对比分析了研究区内不同沙障所拦截的沙物质的粒度组分及参数特征.结果表明：两种植物沙障拦截的沙物质粒度特征较为相似,拦截的沙物质均以细砂和极细砂为主,对容易形成风沙危害的粒径区间（1.32～4Φ）的拦截量均可达90%以上,而尼龙网格沙障拦截的沙物质相对较粗,对1.32～4Φ区间的拦截量为70%.从阻沙粒度特征上看,植物沙障的阻沙效果明显要好于尼龙网格沙障.此外,在〉2Φ的粒径范围内,两种植物沙障拦截的沙物质主要来源于丘间地,尼龙网格沙障拦截的沙物质主要来源于流动沙丘.

民勤绿洲-沙漠过渡带土壤微生物数量特征

对民勤绿洲-沙漠过渡带中固定白刺沙包、半固定白刺沙包、半固定梭梭沙丘和流动白刺沙包中0-20cm土层微生物类群数量研究结果表明:1)不同类型沙地土壤微生物总数量及细菌、真菌和放线菌类群组成比例存在显著差异(P<0.05),同一类型沙地土壤微生物数量垂直分布不规律;2)土壤微生物总数量依次排列为:半固定梭梭沙丘>半固定白刺沙包>流动白刺沙包>固定白刺沙包;3)结皮层厚度和草本植物覆盖度对土壤微生物总数量没有显著影响,而灌木植物覆盖度对土壤微生物总量起着决定性的作用,土壤微生物在半固定人工梭梭林沙丘中数量最多,可见,营造梭梭灌木林对固沙及沙丘土壤形成具有重要的作用。