毛乌素沙地盐池地区固定沙丘主要固沙灌木的空间分布格局与空间关联性研究

种群的空间分布格局与关联性的研究对预测种群的演替趋势和植被重建具有重要意义。基于毛乌素沙地固定沙丘上固沙灌木的地理位置和生长发育阶段数据,采用单变量、双变量成对相关函数和Monte-Carlo拟合检验方法,对油蒿(Artemisiaordosica)、杨柴(Hedysarummongolicum)和柠条(Caraganakorshinskii)三种优势种群进行空间分布格局和关联性分析。结果表明:(1)三个种群在小尺度下呈现聚集分布,大尺度下呈现随机或均匀分布;杨柴和柠条种群在研究尺度范围内主要表现为聚集分布。(2)种间关系表明:油蒿和杨柴在小于5 m尺度下负相关,其他尺度下基本不具有相关性。(3)种群不同生长发育阶段之间的种内关联关系表明:在小尺度下,3个种群的种内关系基本呈正相关;在大尺度下,油蒿种内关系呈负相关,杨柴和柠条的种内关系不存在相关性。

干旱荒漠区典型固沙灌木液流动态变化及其对环境因子的响应

利用澳大利亚Dynamax公司生产的热平衡包裹式树干液流仪（Stem Heat Balance,SHB）和自动气象站对干旱荒漠区3种固沙灌木梭梭、多枝柽柳和唐古特白刺的液流变化及其气象因子进行测定,研究了3种固沙灌木茎干液流日、季变化规律以及对气象因子的响应。结果表明：（1）在生长季,不同地茎、不同树种液流启动时间存在差异,地茎1.70、3.64cm和5.07cm的梭梭启动时间分别为5：00-7：00、5：00-7：20和6：00-8：00;地茎1.57cm和3.03cm的柽柳启动时间5：20-7：20和5：40-7：40;地茎1.59cm白刺启动时间6：00-8：00。梭梭的日变化表现为双峰型,最高峰出现在11：40-13：20;而柽柳和白刺日变化表现为多峰格型,最大峰值分别出现在12：40-13：00和12：00-13：00;3种灌木液流在中午存在“午休”现象,但“午休”不明显。（2）3种固沙灌木在夜间也保持一定的液流速率,而且地茎越粗夜间液流持续的时间越长,越细持续时间越短,不同地茎灌木在第2天液流启动之前,夜间液流都有一个明显的下降过程,甚至为0。（3）3种典型固沙灌木茎干液流季节变化表现为单峰型,梭梭和柽柳茎干液流8月份最高,7月份次之,6月与9月基本一致,而白刺7月份最高,8月次之;在整个生长季,相近地茎3种灌木单位面积液流量为：白刺（柽柳（梭梭,梭梭耐旱性较高。（4）气象因子对不同树种茎干液流的影响有一定的差异,茎干液流与气象因子的关系比较复杂。相关分析表明,在整个生长季,空气水汽压差或气温对梭梭起主导作用,而太阳辐射对柽柳和白刺起主导作用。

仿真固沙灌木防风积沙效应的风洞模拟研究

仿真固沙灌木是一种由抗老化的高分子化合物聚合而成并具有与油蒿、沙蒿等沙生灌木相似外部形状的新型防风固沙材料。在风洞内对不同疏透度(β)的仿真固沙灌木,在7,9,12,15m/s的实验风速下进行模拟研究,测定其防风与积沙效应,探讨输沙量与风速和疏透度之间的关系。结果表明:仿真固沙灌木在不同风速条件下,整个风速流场过程可分为灌木前部、灌木内部、灌木后部3个区域,形成6个减速区和4个加速区,共10个新能区。其中,障前H、0.5H区域和障后0.5H～3H区域为主要的风速削减区。不同疏透度的仿真固沙灌木在不同风速条件下其水平风速降低趋势一致,平均降幅在35%～46%之间,其中,枝条数20根、疏透度(β)为36%～41%的仿真固沙灌木降幅最大。不同疏透度仿真固沙灌木障后输沙量随风速增加而增大,但其阻沙效益差异显著,疏透度(β)为36%～41%的仿真植物在不同风速下阻沙效益稳定,表现好。从仿真植物的构型设计与生产成本、防护效应及实际设置等方面综合考虑,初步确定仿真固沙灌木最佳疏透度(β)应在30%～40%之间,枝条数量在16～20根之间较为合适。

干旱胁迫下6种固沙灌木叶片水分状况研究

为探讨干旱胁迫下6种固沙灌木的叶片水分状况,采用控水盆栽的方法处理6种固沙灌木(毛条、杨柴、花棒、醉鱼草、四翅滨藜、沙木蓼)的幼苗,以适宜土壤水分(土壤相对含水量75%)条件为对照,分析不同干旱胁迫(土壤相对含水量50%、35%)条件下6种固沙灌木叶片的相对含水量、水势及其抗旱性。结果表明,6种固沙灌木的清晨叶水势和叶片相对含水量均随土壤含水量的下降而降低,其均具有一定的抗旱性,能适应中度干旱,其中沙木蓼的抗旱性最强,其次为毛条、四翅滨藜,再次为杨柴、花棒,醉鱼草最弱。

水分胁迫对几种固沙灌木幼苗生物量的影响

采用模拟长时间干旱的控水盆栽方法处理6种固沙灌木的幼苗,以适宜水分条件为对照,测定水分胁迫下的生物量变化并分析其抗旱适应性.结果表明:随着土壤含水量的减少,6个树种的总生物量及其组分(根、茎、叶)生物量均下降;地上部分生物量比例均减小,而根生物量比例及根冠比都增大.地上部分生物量受干旱影响较大,其次为植物株整体,地下部分所受影响较小.6种灌木均具有一定的抗旱性,都能适应中度干旱.毛条(Caragana korshinskii)、沙木蓼(Atraphaxis bracteata)、四翅滨藜(Atriplex canescens)对重度干旱具有适应性.沙木蓼抗旱性最强,其次为毛条、四翅滨藜,再次为杨柴(Hedysarum mongolicum)、花棒(H.Scoparium),醉鱼草(Buddleja alternifolia)较弱.6种灌木的根系在适应干旱方面有相同之处,但其地上部分、茎、叶却有各自的特点.

腾格里沙漠人工植被区固沙灌木影响深层土壤水分的动态模拟研究

灌木是我国沙漠地区主要的优势植物类型,固沙灌木的存在有益于沙丘的固定进而有利于退化沙漠生态系统的生态恢复。基于腾格里沙漠沙坡头地区50多年的人工植被区长期观测研究,建立生态-水文模型模拟了该地区固沙灌木盖度和深层土壤水分的动态变化过程,结果表明,固沙灌木的建立改变了沙区原有的生态-水文过程,在固沙灌木建立40多年后,固沙灌木的盖度和深层土壤水分达到了新的平衡状态。灌木盖度逐渐稳定在(10±0.9)%左右,而深层土壤水分稳定在(2.58±0.2)%左右。因此,在年均降雨量为186mm的腾格里沙漠沙坡头地区,土壤水分的最大植被承载力为:灌木和生物土壤结皮的盖度分别维持在10%和60%,深层土壤水分维持在3%左右。

高寒草地2种固沙灌木根际土壤碳氮特征

为研究不同固沙植物对高寒草地土壤碳氮的影响,通过野外调查选取川西北高寒沙化草地人工种植的2种固沙灌木(红柳,沙棘)根际与非根际土壤为研究对象,研究根际与非根际土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)及纤维素酶、蔗糖酶、脲酶的差异特征。结果表明,2种固沙植物根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量及酶活性均显著高于非根际土壤(P<0.05)。其中红柳根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量分别增加了124.24%,6.20%,116.67%,111.60%,264.21%;沙棘根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量比非根际土壤分别增加71.23%,33.01%,152.63%,172.79%,83.42%。红柳根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素含量比非根际土壤分别增加61.62%,97.73%,56.52%;沙棘根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶含量比非根际土壤分别增加150.23%,177.17%,80.00%。土壤碳氮养分和酶活性间关系紧密,其中土壤SOC,TN与土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性均呈极显著正相关(P<0.01);AN与纤维素酶呈显著正相关(P<0.05),与蔗糖酶、脲酶呈极显著正相关(P<0.01);MBC、MBN与纤维素酶、脲酶呈显著正相关(P<0.05),与蔗糖酶呈极显著正相关(P<0.01)。研究发现,川西北常见的2种固沙灌木中沙棘对土壤养分、微生物生物量及酶活性具有较大的积累和转化作用,但沙棘对沙化土壤养分积累效果更显著。因此,在沙化草地修复过程中应以种植沙棘为主。

两种仿真固沙灌木防风效应的野外观测

仿照沙旱生灌木构型制成无叶和有叶两种仿真固沙灌木,在野外观测了这两种仿真固沙灌木对风速变化的影响。结果表明,当风速为2.2~5.5m/s时,40cm高度的仿真固沙灌木削弱风速率随风速增大而增加。仿真固沙灌木平均风速削减率小于沙蒿,但统计分析差异不显著。无叶仿真固沙灌木平均降低风速率小于有叶仿真固沙灌木。仿真固沙灌木是结合多种植物优势组合而成,是对植物治沙措施的优化,具有显著的防风效应。

仿真固沙灌木林与塑料网方格沙障防风固沙效能比较

干旱区的水资源限制了植物治沙应用范围，将仿真固沙灌木加入退化梭梭林，比较仿真固沙灌木＋梭梭的灌木林与塑料网方格沙障防风固沙效能，为仿真固沙灌木应用提供参考。在野外相同条件下观测比较仿真固沙灌木林与塑料网方格沙障内风速，结果显示：仿真固沙灌木＋梭梭灌木林的风速削减率与塑料网方格沙障的差异不显著；随着风速增大，仿真固沙灌木降低风速率与塑料网方格沙障降低风速率差异变小；在风速为8.1~8.9 m s-1时，仿真固沙灌木降低风速率达塑料方格沙障的80%；仿真固沙灌木＋梭梭灌木林的输沙率随高度变化为指数递减，是裸沙地的35%；仿真固沙灌木林的建立不受气候条件影响，可重复应用，与灌木搭配可增强防风固沙效能。

浅谈优良固沙灌木的遗传育种

种植防风固沙植物是西北干旱、半干旱地区生态环境建设的重要措施,在缺水干旱区及沙漠化地区种植优良固沙灌木极为重要。提出建设优良固沙灌木的种源基地、无性系选择及采穗圃建设、种子园建设、杂交育种和非常规育种与常规育种结合等是开展优良固沙灌木遗传育种的有效途径。

固沙灌木林扦插育苗试验研究

兼顾沙生灌木林群体和个体的选优扦插育苗是缩短营林周期、保留较高遗传增益和降低营林成本的途径之一。但扦插育苗成活率受众多因子的影响,靠单因子或几个因子的分别试验难以阐明各因素间的相互联系。采用多因素及其不同水平的试验方案使因素与水平均衡搭配可以减小工作量和收到较多试验信息从而降低营林成本。通过对影响沙生灌木扦插成活率的六个因素及不同水平进行试验以期找出优化的扦插育苗途径为营林生产提供依据。

固沙灌木沙地柏及其育苗、造林

固沙灌木沙地柏及其育苗、造林＊王力（宁夏农林科学院林业所银川７５０００４）白永利（盐池县职业中学）沙地柏（ＳａｂｉｎａＶｕｌｇｅｒｉｓＡｎｔ）又名爬地柏、臭柏、叉子圆柏、新疆圆柏，柏科圆柏属葡匐常绿灌木，我区香山、罗山、贺兰山的山坡、林下或沙地多有天...

毛乌素沙地南缘不同固沙灌木下土壤养分的空间异质性

土壤养分空间异质性的研究对于土壤管理、生态恢复及可持续发展都具有重要的意义。本文采用描述性统计和地统计学方法研究了宁夏白芨滩国家级自然保护区沙地扎设草方格后种植不同固沙灌木[柠条(Caragana korshinskii)、杨柴(Corethrodendron fruticosum var.mongolicum)、柠条-花棒(Corethrodendron scoparium)混交、柠条-沙拐枣(Calligonum mongolicum)混交和花棒-沙拐枣混交]经长期生态恢复后对土壤养分空间异质性特征的影响。结果表明:研究区土壤有机碳、全氮和速效磷空间分布拟合均符合高斯模型,均有中等程度的空间自相关性,其块金系数分别为0.612,0.612和0.503;速效钾的空间分布拟合为球状模型,具有强空间自相关性,其块金系数为0.887。有机碳、全氮、速效磷和速效钾4种土壤养分呈现出明显的空间分布特征。综上所述,种植不同固沙灌木与沙地土壤养分及其空间异质性之间有一定的关系,含柠条的固沙灌木混交林更有利于沙地土壤肥力的恢复。

库布齐沙漠东部主要固沙灌木蒸腾特性研究

采用叶片离体快速称重法,对库布齐沙漠东部主要固沙灌木树种沙柳和中间锦鸡儿进行了不同季节蒸腾速率的日进程测定,并对蒸腾速率与气象因子进行了相关分析,结果表明:在不同季节,沙柳蒸腾速率的日进程呈单峰型变化,在整个生长季表现出相似的变化规律;中间锦鸡儿蒸腾速率的日进程表现出既有双峰变化,也有单峰变化,呈现出一种混合型蒸腾变化规律。两种灌木蒸腾速率的季节变化明显,6-8月份蒸腾速率最高。蒸腾速率与气温、光照强度均呈正相关,与空气相对湿度呈负相关,并且相关显著。

古尔班通古特沙漠固沙灌木的冠幅预测模型

以古尔班通古特沙漠中三种类型沙丘(固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘)上主要固沙灌木梭梭(Haloxylon ammodendron)、白梭梭(Haloxylon persicum)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)、蛇麻黄(Ephedra distachya)和油蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,利用12个基础模型建立了不同沙丘类型上所有灌木和不同类型灌木的冠幅模型。模型拟合结果表明:不论是不同沙丘类型上所有灌木的拟合效果还是不同类型灌木的拟合效果,固定沙丘和半固定沙丘均优于流动沙丘。同时,两个近“S”形模型M7(Gompertz Model)和M12(HossfeldⅠModel)对三种类型沙丘上的固沙灌木均有较好拟合效果;M1(Linear Model)、M2(Quadratic Model)、M3(Power Model)、M6(Logistic Model)、M7、M9(Gauss Model)、M10(Mitscherlinch Model)和M12八个模型适用于研究区绝大部分固沙灌木冠幅模型的模拟。但不同沙丘类型上所有灌木和不同类型的灌木都有不同的最优冠幅模型。研究可为今后该地区相关生态模型建立和防风固沙效益的评价提供科学依据。

毛乌素沙地南缘不同固沙灌木群落土壤质量评价

为探讨不同固沙灌木对沙地土壤质量的影响,本研究以毛乌素沙地生态恢复区典型固沙灌木林地为研究对象,以未栽植任何固沙灌木的流沙地为对照(CK),比较5种不同固沙灌木对表层土壤(0-10 cm)土壤理化性质和微生物多样性的影响,采用隶属函数结合因子分析方法,评价5种固沙灌木林下的土壤质量。结果表明:1)纯柠条(Caragana korshinskii)(N)和柠条×花棒(Corethrodendron scoparium)混交(NH)处理土壤粘粉粒、极细砂粒含量最高,分别为5.10%、11.07%和3.25%、9.58%,二者粗砂粒含量最低,均为17.88%。2) 5种固沙灌木林地土壤有机质含量均显著高于CK (P<0.05);土壤全碳含量以NH处理最高,达到6.67 g·kg^(-1);土壤碱解氮和全钾含量以纯杨柴(Corethrodendron fruticosum var.mongolicum)(Y)处理最高,分别为4.05 mg·kg^(-1)和31.30 g·kg^(-1)。3)土壤细菌OTU数量Y处理显著低于其他4种灌木处理(P<0.05);土壤真菌OTU数量NH处理显著高于其他4种灌木处理(P<0.05)。4)相关分析结果显示,沙化土壤质量改善与土壤细粒化密切相关。5)土壤质量评价综合得分大小排序为NH>N>花棒×沙拐枣混交(HS)>柠条×沙拐枣混交(NS)>Y>CK。综上所述,NH处理最有利于研究区沙地土壤质量恢复。

固沙灌木配置模式对宁夏东部风沙区土壤生态化学计量特征的影响

为探讨宁夏东部风沙区不同固沙灌木配置模式对土壤养分含量及其生态化学计量比的影响,以宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区典型固沙灌木样地为研究对象,分析5种固沙灌木配置模式(柠条纯林、杨柴纯林、柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交、花棒×沙拐枣混交)下土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量比。结果表明:0~10 cm土层,柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式的土壤全氮含量和N∶P均显著高于其他3种固沙灌木配置模式,但土壤C∶N显著低于其他3种;10~20 cm土层,柠条纯林、柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式土壤C∶N显著高于其他3种,柠条纯林固沙灌木配置模式土壤C∶P显著高于其他4种;20~30 cm土层,柠条纯林固沙灌木配置模式土壤全氮含量显著高于其他4种,柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式土壤有机碳含量和C∶P均显著低于其他4种。C∶N和N∶P主要限制因素均为全氮,C∶P主要限制因素为有机碳。柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式有利于表层土壤氮矿化,提高土壤全氮含量,促进沙地土壤养分的平衡。

应用平茬复壮技术防治固沙灌木林钻蛀性害虫

钻蛀性害虫是固沙灌木林的主要害虫 ,由于沙区交通不便、水源缺乏的特殊地理环境及钻蛀性害虫的隐蔽性生活习性 ,给防治工作造成很大困难。应用平茬复壮技术控制沙地灌木林钻蛀性害虫的发生 ,在林业生产实践中具有重要意义 。

石羊河下游人工固沙灌木林衰败现象

石羊河下游人工固沙灌木林出现衰败现象。在石羊河林业总场大滩分场采用样地法调查2003、2006年营造的固沙灌木,通过林分高、平均冠幅、林木衰败指数评估固沙作用。结果表明:2003、2006年营造的梭梭纯林、梭梭-柠条同穴混交林4类林分形态相同,同穴混交柠条明显减轻梭梭衰败现象。研究认为,林龄>16 a时,梭梭纯林和梭梭-柠条同穴混交林的固沙作用相同;梭梭-柠条同穴混交林固沙作用比梭梭纯林更稳定。

固沙灌木林地土壤微生物群落特征对土壤多功能性的影响

过去30年,毛乌素沙地采取飞播、禁牧等一系列生态恢复措施进行荒漠化治理,在改善区域生态环境方面取得了显著成效;然而,植被恢复后,土壤多功能性的变化情况仍不明晰,尤其是土壤微生物对土壤多功能性的影响缺乏深入认识。本文以毛乌素沙地同期建植的黑沙蒿(Artemisia ordosica)、北沙柳(Salix psammophila)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)3种固沙灌木林地土壤为研究对象,使用高通量测序技术测定了土壤微生物群落结构,采用平均值法量化了林地土壤多功能性并分析二者关系。研究结果显示:(1)3种固沙灌木林地土壤有机碳、全氮、全磷、微生物量碳、微生物量氮存在显著差异(黑沙蒿林地>北沙柳林地>柠条锦鸡儿林地),黑沙蒿和北沙柳林地土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、土壤多功能性无显著差异,但高于柠条锦鸡儿林地;(2)黑沙蒿林地土壤微生物Chao 1指数、物种数、Shannon指数显著高于柠条锦鸡儿林地,柠条锦鸡儿林地土壤净种间亲缘关系指数显著低于其他两类林地,3种林地土壤微生物Shannon指数、系统发育多样性、网络拓扑性质(节点、边、边密度)及柠条锦鸡儿林地土壤净种间亲缘关系指数均与土壤多功能性呈正相关;(3)微生物参数对土壤多功能性的解释度从高到低依次为网络拓扑性质(24.46%)、物种多样性(19.72%)、谱系多样性(5.92%),土壤微生物多样性通过促进网络结构间接地对土壤多功能性产生正向影响。研究结果表明,不同灌木林地对土壤微生物参数和土壤多功能性影响不同,土壤微生物多样性通过正向调控微生物种间关系影响土壤生态系统功能。结果有助于从土壤微生物视角,理解以不同固沙灌木为优势种组成的植被群落对土壤功能的影响,并可为荒漠化防治植物种的选择提供理论依据。