乌兰布和荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆防风效应风洞模拟

灌丛沙堆作为荒漠绿洲过渡带广泛存在的生物地貌类型,其在不同演化阶段和植被盖度下的风速分布及防风效应对土壤风蚀灾害控制具有重要意义。为揭示灌丛沙堆演化阶段及植被盖度对周围风场结构特征及防风效应指标的影响规律,该研究以乌兰布和沙漠荒漠绿洲过渡带单个和两个白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆为对象,利用风洞模拟试验测定其在4个不同演化阶段(雏形阶段、发育阶段、稳定阶段、活化阶段)和3种不同植被盖度(0、40%及70%)工况下竖直和水平面的风速分布,探讨演化阶段及植被盖度对相对速率、防风效能等防风效应指标的影响。研究发现,不同演化阶段的白刺灌丛沙堆在0~0.8H(H为灌丛沙堆高度)高度范围内、距沙堆中心-H~5H水平范围内风速有显著变化;对比坡前减速区、上方加速区、两侧急流区和后方减速区的风速变化发现,白刺灌丛沙堆在后方减速区的风速变化最为显著,处于稳定阶段的灌丛沙堆在植被盖度为70%时的风速最大可减少90%;不同演化阶段中,稳定阶段灌丛沙堆对风速的削减更为显著,防风效能较大,而处于雏形阶段的灌丛沙堆的防风能力相对较弱;在两个平行于风向排列的灌丛沙堆的相互影响下,沙堆之间丘间低地的防风效能比单个灌丛沙堆有所提高,且第二个灌丛沙堆下游区域的防风效能略小于两个灌丛沙堆间的丘间低地;各演化阶段单个和两个灌丛沙堆周围的防风效能均随植被盖度增大而增大。该研究结果可为乌兰布和荒漠绿洲过渡带土壤风蚀防治提供参考。

荒漠绿洲过渡带土壤水分空间分布特征及对植被的影响

研究荒漠绿洲过渡带土壤水分空间特征,有利于提高干旱区水资源利用率和植被恢复。连续对黑河中游荒漠绿洲过渡带6个典型群落类型样地的地表0~120 cm深度剖面的土壤水分分布进行调查,采用烘干法分析并结合18个调查样方进行土壤含水量的空间分布特征研究,揭示荒漠植被土壤水分分布特征。结果表明,1)土壤水分的变异性随着深度的增加而减小,表层土层含水量空间变异性表现为强变异,说明土壤水分不稳定,深层土壤空间变异性变现为弱变异性,说明土壤水分较稳定。2)垂直分布上,每个样地各土层的土壤含水量均随土壤深度增加呈上升—降低—上升的总体趋势,各样地土壤含水量均是表层低,深层高。3)水平空间上,土壤含水量变化范围在0.09%~22.34%,土壤含水量的均值依次为深层(60~120 cm)>上层(0~40 cm)>中层(40~60 cm),总体来看,黑河中游荒漠绿洲过渡带各层土壤含水量均处于较低水平。4)干沙层土壤含水量最低,上覆沙土土壤含水量很少且随着深度的增加而增加,下浮沙土受地下水毛管作用和蒸腾作用影响水分含量较高且随土壤深度的增加而增加。研究结果为深入理解荒漠绿洲过渡带固沙植被的天然分布提供了理论依据。

吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆形态示量特征

白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆是吉兰泰荒漠绿洲过渡带常见的自然景观。在不同背景植被盖度下,白刺灌丛生长与沙堆形态特征如何变化,仍然未知。通过对白刺灌丛和沙堆形态参数的测量,定量分析不同背景植被盖度下白刺灌丛和沙堆形态参数的差异性,以及白刺灌丛生长特征与白刺灌丛形态之间的关系。探讨背景植被盖度对白刺灌丛沙堆演化的影响。结果表明:(1)4种背景植被盖度下白刺灌丛沙堆演化稳定,白刺灌丛沙堆各形态参数随着背景植被盖度增加逐渐向大规模、小密度方向发展。(2)从整体来看,不同背景植被盖度下白刺灌丛沙堆各形态参数之间存在良好的相关关系。(3)吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆长轴与短轴之间存在二次函数或幂函数关系;除样地1外,白刺沙堆高度和水平尺度之间存在幂函数关系。(4)吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛盖度主要集中于40%~80%,占灌丛沙堆总量的64.62%,说明研究区白刺灌丛生长状况良好。据此认为研究区白刺灌丛沙堆发育良好,暂时不会成为风沙危害绿洲的策源地。

塔里木荒漠绿洲过渡带主要种群生态位与空间格局分析

于新疆塔里木盆地荒漠绿洲过渡带设置3条样带（长900 m×宽50 m）进行植物群落调查,运用生态位测度指标和点格局法对种群空间格局、空间关联性及生态位特征进行研究。结果显示,胡杨（Populus euphratica Oliv.）、多枝柽柳（Tamarix ramosissima Ledeb.）和甘草（Glycyrrhiza inflate Bat.）具有较大的重要值和生态位宽度,对其它生态位较窄的物种具有资源竞争和扩张优势,生态适应能力强,对群落结构和环境变化起决定性作用;生态过渡带植物的种间生态位重叠普遍较高,尤其是草本植物间更明显,此分配格局反映出荒漠植物长期适应旱化生境而发生趋同适应,生态位分化程度低,种间资源竞争激烈;优势种群空间格局呈明显的空间变异性,0-25 m尺度内多枝柽柳和甘草分别呈随机分布和聚集分布,胡杨种群在≤5 m尺度内呈聚集分布,并随尺度增大转为随机分布;胡杨与多枝柽柳、胡杨与甘草、多枝柽柳与甘草分别在〈4 m、≤16 m和≤25 m尺度内呈显著空间负关联,种间相互排斥。表明在匮乏环境资源条件下植物趋同适应与资源竞争是驱动荒漠植物群落演替和限制物种共存的主要原因。

黑河中游荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间变异

荒漠绿洲过渡带是绿洲生态系统的重要组成部分,对维持绿洲稳定具有重要作用。过渡带土壤湿度和植被之间的相互关系是了解荒漠绿洲过渡带的重要科学问题,从而开始受到重视。研究是在黑河中游荒漠绿洲过渡带,选择一条1700m×200m的样带(包括3条平行样线),在对土壤湿度、植被高度、盖度等调查的基础上,应用统计分析和地统计的方法,研究了荒漠绿洲过渡带土壤水分和植被的空间变异性特征。结果表明:在荒漠绿洲过渡带上,0～200cm土层中土壤平均湿度介于1.45%～3·85%,变异系数在27.7%～83.2%;植被盖度介于9%～80%,变异系数为80%。植被盖度、冠幅与0～20、20～40cm两层土壤湿度显著负相关(p<0.05),与120～140、140～160cm两层土壤湿度显著正相关(p<0.01)。土壤水分和植被空间分布在样带上存在明显的空间异质性,表现在小于100m的尺度上随机分布,而在100～3110m的尺度上呈聚集分布格局。

黑河中游荒漠绿洲过渡带多枝柽柳对地下水位变化的生理生态响应与适应

以黑河中游荒漠绿洲过渡带主要建群种多枝柽柳成年体为研究对象,对野外不同地下水埋深处柽柳叶片生理生态特性进行观测和分析,评价分析多枝柽柳对地下水埋深差异和地下水位季节变化的响应过程和适应机制。结果显示:在相似大气环境条件下,不同地下水埋深之间,多枝柽柳叶片的生理生态指标没有明显差异,但对于地下水位的季节波动,则表现出较为明显的变化和响应;柽柳通过气孔的调节,在更深地下水埋深下,水分条件更差时,保持了稳定的气孔导度和较高的叶片胞间二氧化碳浓度,从而维持相对稳定的碳同化能力及较高水分利用效率,表现出较好的适应能力;在不同地下水埋深下,叶片生理生态指标随地下水位下降的响应特征呈现出明显差异,这种差异暗示了黑河中游荒漠绿洲过渡带多枝柽柳的适宜地下水位在3 m左右。

荒漠绿洲过渡带柽柳灌丛沙堆特征及其空间异质性

以甘肃金塔县和内蒙古额济纳旗的荒漠绿洲过渡带为研究区,研究了戈壁和沙漠两种生境中柽柳灌丛沙堆的形态特征,定量分析了不同生境中柽柳灌丛沙堆形态参数间的关系、空间格局以及空间异质性。结果表明:(1)大部分沙堆为独立型,在沙漠生境通常沿风向形成沙堆链(额济纳NE 83°15′,金塔NE 53°13′)。沙堆高度、体积和植被冠幅的均值在戈壁生境均小于沙漠生境,植被高度和盖度的均值在戈壁生境均大于沙漠生境。此外,沙堆高度、体积和植被冠幅、高度、盖度的最大均值都出现在额济纳,依次为4.47 m、1133.5 m3、534.5 m2、2.27 m和0.47。(2)沙堆长短轴间、体积和冠幅间均为线性关系;沙堆高度和面积间的回归曲线为抛物线;植被冠幅和高度的回归曲线在戈壁生境是抛物线,沙漠生境中却是线性关系。(3)戈壁生境中沙堆相互分隔呈斑块状格局,沙漠生境中呈沙丘链状分布。(4)空间异质性由非随机的结构原因形成的变异为主,在额济纳的空间异质性高于金塔。空间相关性在额济纳戈壁生境中较强,沙漠生境和金塔戈壁生境中属于中等程度;在金塔空间异质性存在由随机的原因形成变异为主的可能性,其环境因素对空间异质性产生大的影响。此外,结论表明高强度的风积产生较深的沙埋对柽柳灌丛生长的促进作用及灌丛与沙堆间的反馈效应是柽柳灌丛沙堆的适应性机理。

塔克拉玛干沙漠南缘荒漠绿洲过渡带不同土地利用影响下土壤化学计量特征

荒漠绿洲过渡带在维护绿洲生态安全和绿洲稳定上具有重要作用。垦荒等土地利用的增强使得荒漠绿洲过渡带的健康稳定受到了巨大的挑战。以塔克拉玛干沙漠南缘典型荒漠绿洲过渡带为研究对象,系统分析了不同土地利用方式(桑田、半自然柽柳林、瓜地、棉花-玉米地)对土壤养分化学计量特征的影响。土壤取样沿农田到荒漠方向进行,分5层进行。研究发现,土壤各养分指标均受土地利用方式(4种)、土层(5层)和与农田边缘垂直距离(4梯度)的显著影响,且存在一定的交互作用。土地利用方式显著影响土壤各养分元素含量。随土层由浅到深,有机碳(C)、有效氮(N)和有效磷(P)基本呈下降趋势,全N具有波动变化,而全P变化不显著。随与农田边缘垂直距离的增加,各养分含量基本呈递减趋势。对同一土层(共选择三层)不同土地利用方式下土壤养分具体分析表明,棉花-玉米地这一利用方式在农田内部具有最高的土壤有机C和全N含量,其次为桑田。随着与农田边缘垂直距离的增加,土壤C、N含量优势减弱。除农田内部样地(0 m)外,三层土壤全P含量基本呈桑田>柽柳林>棉花-玉米地趋势。表层有效N含量在农田内部样地(0 m)瓜地最高,其他距离处(大于等于20 m)棉花-玉米地高,下层土壤有效氮含量在农田内部各土地利用方式间无差异。在各距离样点处不同土地利用类型间土壤有效P含量的变化无明显规律,在农田内部以瓜地有效P含量最高。棉花-玉米地土壤全量N/P在农田内部和与农田边缘垂直距离20 m处含量最高。三土层土壤有效N/P在农田内部以柽柳林最高,随着与农田边缘垂直距离增加,土壤有效N/P显著改变。综合来看,土地利用对荒漠绿洲过渡带土壤营养含量的增加具有正向作用,由土壤养分变化带来的生态效应值得关注。

塔里木河中游荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间格局变化关系研究

土壤水分含量的高低决定了荒漠绿洲过渡带的植被种类及群落构成,因此,掌握植被特征随土壤水分的变化规律,能为干旱区生态环境建设提供科学的理论依据。选择典型的干旱区塔里木河中游流域作为样区,定点采集土壤样品测定其含水量,并调查植被特征,分析了干旱区荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间格局的关系,进行荒漠生态系统土壤水分对植被空间格局的影响研究。结果表明,荒漠绿洲过渡带20~40cm土层土壤湿度、草本密度及植被密度在研究区尺度上具有中等空间自相关,其0~20、40~60、60~80、80~100cm土壤湿度、灌木个数、灌木密度、幼苗个数、胡杨个数、郁闭度和植被群落物种数,在研究区尺度上表现出强空间自相关;土壤水分和植被特征均具有相似且明显的空间分布格局,其数值均呈先升高后降低的趋势即呈M型分布;灌木密度与20~40cm和40~60cm土层的土壤含水量呈显著相关,80~100cm土壤水分与胡杨个数、郁闭度、植物群落物种数有极显著相关关系,研究区生态系统脆弱,植被群落物种数较为单一,土壤水分和植被特征的空间变异性主要是结构性因素作用的结果;由于荒漠河岸林的主要建群树种为胡杨,研究表明20~60cm土层的土壤含水量对灌木的生存与生长起关键作用,而植被空间格局主要由80cm以下的土壤含水量决定。

荒漠绿洲过渡带泡泡刺灌丛沙堆形态特征及其空间异质性

以甘肃省金塔和临泽的荒漠绿洲过渡带为研究区,定量分析了戈壁和沙漠生境中泡泡刺灌丛沙堆的形态特征、形态参数间的关系、空间格局以及空间异质性.结果表明:泡泡刺灌丛沙堆呈凸起的独立型沙包,在金塔有严重的风蚀现象.沙漠生境的沙堆高度、体积和植被冠幅的平均值均大于戈壁,其中金塔沙漠最大,其平均值为1.43 m、65.19 m3和94.06 m2.临泽沙漠植被高度和盖度的平均值均大于戈壁,且其最大平均值为0.48 m和0.55,金塔却相反.沙堆长短轴间、沙堆体积和植被冠幅间呈显著线性关系;沙堆高度和面积、植被高度和盖度间具线性关系.沙堆沿丘间低地呈带状分布和斑块状格局.在金塔和临泽的戈壁中泡泡刺灌丛沙堆空间相关性较强,而金塔沙漠属于中等程度,临泽沙漠存在由随机的原因形成变异为主的可能性.此外,沙堆空间异质性由结构原因形成的变异为主,以临泽戈壁最高,临泽沙漠最小,金塔的戈壁和沙漠位于二者之间.

荒漠绿洲过渡带植被空间异质性的可塑性面积单元问题

以荒漠绿洲过渡带植被为研究对象 ,采用地统计理论与方法 ,以优势植物泡泡刺 (Nitrariasphaerocarpa)和红砂 (Reaumuriasoongorica)种群为例 ,采用一个样地内 2 5 0 0个 10m× 10m小样方中获取的植物盖度数据来研究采样尺度和划区方式对荒漠植被空间异质性的影响。其中尺度效应研究的思路是 :一是保持粒度 (样方 )不变 ,增加幅度 (样地 )分析其对空间异质性的影响 ;二是保持幅度不变 ,改变粒度进行分析。划区效应是在样地尺度 (5 0 0m×5 0 0m)上 ,把整块样地数据聚合成 10m× 2 0 0m、2 0m× 10 0m、4 0m× 5 0m、5 0m× 4 0m、10 0m× 2 0m和 2 0 0m× 10m等不同形状和不同方向的网格进行地统计分析。结果表明 :荒漠绿洲过渡带植被空间异质性受采样尺度和划区方式影响显著。当样地面积小于 2 0 0m× 2 0 0m时 ,所获取的数据不能真实反映泡泡刺种群的空间异质性 ;当样地面积小于 10 0m× 10 0m时 ,所获取的数据不能真实反映红砂种群的空间异质性。调查泡泡刺和红砂种群的空间格局时 ,样方面积在 2 0m× 2 0m到 30m× 30m较为合适。植被空间异质性参数对划区方式的敏感性较强 ,其中泡泡刺种群的敏感性高于红砂种群。

塔克拉玛干沙漠南缘荒漠绿洲过渡带不同土地利用影响下优势植物化学计量特征

荒漠绿洲过渡带天然植被对于绿洲生态环境的维护具有非常重要的意义。土地利用等绿洲化的人类活动如何影响天然植被对于评估过渡带的植被结构和功能非常重要。生态化学计量学在限制性营养判断和评估生态系统稳定性上得到了广泛利用。以塔克拉玛干沙漠南缘典型植物多枝柽柳、疏叶骆驼刺和花花柴为研究对象,研究不同土地利用方式和强度对植物碳(C)、氮(N)、磷(P)、C∶N、C∶P和N∶P的影响。研究表明,3种植物的C、N、P、C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为385.94mg·g^(-1)、13.62mg·g^(-1)、1.49mg·g^(-1)、30.33、294.01和9.69。与干旱区以及全球其他群落类型相比,植物C和P处于中间水平,而N则普遍低于其他区域。土壤的利用方式、强度以及二者的交互作用能够显著影响大部分指标。过渡带不同利用方式外围荒漠样点C、N、P及其比值差异较大,土地利用后也具有较大的差异。土地利用后,3种植物的总C呈下降趋势,而N和P整体呈增加趋势,利用程度越高,增加越明显,但也受物种差异的影响。土壤与植物元素含量的相关关系在物种间具差异性,土壤与柽柳和花花柴两种植物营养之间相关性非常低。3种植物的N和P之间具有显著相关性。塔克拉玛干沙漠南缘区域植物普遍缺少N素,土地利用在一定程度上缓解这种N素缺乏。随着荒漠绿洲过渡带利用强度的变化,预计过渡带植被的化学计量将发生不同的改变。

塔里木荒漠绿洲过渡带植物种间关联性分析

采用2×2联列表,应用方差比率(VR)、χ2检验、种间关联指标和Pearson相关系数、Spearman秩相关系数检验等方法研究了塔里木荒漠绿洲过渡带植物群落种间关系,测定了8个主要种群种间关联性。结果表明:胡杨、柽柳和甘草、骆驼刺重要值较大(49.78%、31.21%、11.99%、11.86%),它们是构成乔木层、灌木层及草本层的优势种。植物群落大多数种对(78.57%)呈中性关联,负关联的种对数(6)多于正关联(0),种间联结松散,物种趋向于独立分布。植物群落总体关联性为显著负关联(0.568 8),不同检验方法对种对间的检验结果均为正负关联比<1,反映出塔里木荒漠绿洲过渡带正处于不稳定的演替前期阶段,易受外界因素干扰而演替。乔灌木层为不显著的正关联,而乔灌木-草本层和草本-草本主要物种间呈显著负关联。因此,塔里木荒漠绿洲过渡带植被恢复应选择乔灌木作为恢复目标。

高分一号与Landsat-8影像在荒漠绿洲过渡带应用对比

针对国产高分一号卫星(GF-1)成像质量是否可以满足区域生态环境监测需求的问题,开展了宽幅多光谱相机(wide field view,WFV)在荒漠绿洲过渡带的成像质量评估研究。从辐射质量、纹理、地类识别精度和归一化植被指数等方面构建评估指标,定量分析了GF-1 WFV和Landsat-8OLI在荒漠绿洲过渡带的成像质量差异。结果表明:GF-1 WFV影像虽然具有较高的空间分辨率,但在辐射质量、地类识别效果、纹理信息及植被指数等方面与Landsat-8OLI相比有一定差距;GF-1 WFV影像的信噪比优势明显,对噪声的抑制效果较好;通过与纹理信息的波段组合,可以有效提高GF-1WFV影像的地物识别效果,缩小与Landsat-8OLI在分类精度上的差距;鉴于明显的光谱范围差异,二者归一化植被指数数据在协同应用的过程中宜分地物类型转换,在西北荒漠绿洲过渡带的国土资源调查、城市规划、农情监测等方面可发挥积极作用。

荒漠绿洲过渡带林地开垦对土壤有效态微量元素的影响

选择荒漠绿洲过渡带的林地开垦区为研究对象,运用地统计学和Arc Gis空间分析工具相结合的方法,研究了林地开垦后土壤中有效态Fe、Cu、Zn和Mn含量的空间变异特征和丰缺状况。结果表明:林地开垦后有效态Mn显著缺乏(P<0.05),平均值为4.24 mg·kg^(-1),低于临界值的土壤占土壤总数的32.25%,有效态Fe和Ze次之,分别有21.82%和29.36%的样品低于临界值,4种微量元素空间变异强度均>25%,呈较明显的空间变异性;半方差函数分析中,有效态Fe块金值最大,有效态Mn变程最小,4种有效态微量元素块金值与基台值的比值均<25%,表明4种有效态微量元素空间依赖性均较强;在空间结构中,4种有效态微量元素呈明显的片状和斑块状分布,有效态Cu主要分布于研究区西南和西北部,有效态Zn和Fe主要分布于中部,有效态Mn呈东西方向对称分布且东部含量大于西部;在有效性评价中,单项指数(Ei)以有效态Mn最高,达2.83,综合指数(Ec)以有效态Fe最高,达1.27,有效态Cu的Ei值和Ec值均较低。

荒漠绿洲过渡带不同立地沙蒿光合特性研究

对巴丹吉林沙漠东南缘民勤西沙窝荒漠绿洲过渡带不同立地条件下沙蒿光合特性进行了研究。结果表明,5种立地类型土壤含水率最大值均为20~40 cm土层,0~60 cm各土层土壤水分含量及总含水率变化趋势均为丘间低地>平缓沙地>流动沙丘>半固定沙丘>固定沙丘;5种立地类型中沙蒿总叶绿素含量及叶绿素荧光参数变化与水分变化特征均一致;各立地类型中叶片快速光响应曲线中有效量子产量、PSⅡ光化学淬灭系数(q P)均随光强升高而减小,而叶片非光化学淬灭系数NPQ和电子传递速率ETR均随光强升高而增加,中低光强时差异较小,随光强升高差异性逐渐增大,总体表现为丘间低地ETR最大,流动沙丘、平缓沙地及半固定沙丘次之,固定沙丘最小。由此说明,丘间低地上生长的沙蒿具有较强的抗光抑制能力,可产生较高的光化学效率,是最适宜于沙蒿生长的立地类型。

灌溉方式对荒漠绿洲过渡带地下水与土壤理化性质的影响

通过在滴灌和漫灌地建立永久观测井,测定地下水位、水质和土壤理化性质,研究灌溉方式改变对绿洲过渡带地下水和土壤的影响。结果表明:滴灌和漫灌方式地下水位距农田由近及远逐渐降低,滴灌下4月地下水位最浅,11月份最深;漫灌下4-6月较深,9-11月较浅,滴灌对过渡带地下水位影响显著(p<0.05)。滴灌地下水矿化度、pH值、阴阳离子含量均随距农田由近及远逐渐降低,近农田A1样地地下水阴离子(Cl^-、SO4^2-)与阳离子(K^+/Na^+)含量最高;漫灌地下水矿化度与阴、阳离子含量距农田由近及远均呈“V”字形变化,地下水水质指标均明显优于滴灌方式。滴灌下过渡带土壤含盐量、有机质含量距农田越近含量越高;漫灌则相反,呈逐渐增加趋势。滴灌下土壤全氮、速效钾与八大离子成正相关性,全磷与八大离子呈负相关性;漫灌下全磷与八大离子成正相关性,速效钾、碱解氮、速效磷与八大离子呈负相关。滴灌下土壤含水量、含盐量与离农田距离均呈负相关(p<0.05),而漫灌下它们的相关性较低(p>0.05)。本研究认为,滴灌方式下土壤盐分表聚、土壤养分降低,地下水位降低的趋势大于漫灌方式。

人为干扰及鼠害对甘家湖梭梭荒漠绿洲过渡带土壤有机质的影响

选择甘家湖梭梭荒漠绿洲过渡带受人为干扰和鼠害较为显著的区域,运用数理统计法和实验分析了人为干扰(放牧、开垦、践踏)及鼠害对荒漠绿洲过渡带土壤有机质的影响,结果表明:①人为干扰和鼠害对过渡带土壤有机质的影响集中在土壤表层,有机质含量随土壤深度的增加而递减。②放牧、开垦、践踏及鼠害主要对土壤表层的有机质影响较为显著(P<0.05);放牧对中层和底层土影响较小,开垦、践踏及鼠害增加了中层和底层有机质含量,使得不同土层深度之间有机质含量差异增大。③不同季节,人为干扰和鼠害下土壤有机质含量均有所下降,其中均对8月土壤有机质含量影响较大。④人为干扰及鼠害对土壤有机质的影响程度依次为鼠害>放牧>开垦>践踏。说明人为干扰和鼠害对甘家湖梭梭荒漠绿洲边缘带土壤有机质有一定的影响。

荒漠绿洲过渡带柽柳种群结构与空间格局动态

在塔克拉玛干沙漠北缘荒漠绿洲过渡带设置1 hm2研究样地,应用相邻格子法进行每木调查,从径级结构、空间分布格局、生命表、存活曲线和时间序列等方面研究柽柳种群结构与空间格局动态及其形成机理。结果表明:荒漠绿洲过渡带柽柳群落结构简单、物种稀少,多为单优群落。柽柳种群径级与高度结构均呈纺锤型,属衰退型种群;存活数、期望寿命(ex)随径级增加而降低,存活曲线接近DeeveyⅡ型,小径级死亡率、消失率与高度级失稳率较高,未来小径级、大径级灌木数量分别随时间推移减少与显著增多,更新资源匮乏使种群走向衰败。柽柳种群空间格局总体上为聚集分布,幼苗、小径级灌木为聚集分布,中、大径级灌木则为随机分布;不同径级的空间格局随尺度变化明显不同,小径级与大径级灌木分别在<3 m、<13 m和17—36 m尺度内呈随机分布,其他尺度均呈聚集分布,而中等径级灌木在研究尺度内呈随机分布,这是其繁殖特性、种内竞争、生境异质性与生态适应的结果。小径级与中等径级灌木、小径级与大径级灌木空间关联性分别在≥9 m、7—47 m空间尺度上相互排斥,致使幼小径级生长发育受抑而影响种群稳定。种群多度分布与环境的多元统计分析表明土壤水分、氮素是限制柽柳种群生长、分布和造成种群更新困难、衰退的主要因子。

不同治沙措施对荒漠绿洲过渡带植物群落与土壤因子的影响

沙漠化是河西走廊荒漠绿洲过渡带土地退化的主要原因,科学合理的治沙措施能够有效控制风沙侵害,有助于植被-土壤系统的重建与恢复。多年来,治沙措施的研究主要集中在不同时间梯度下某种给定措施对植物群落及土壤的影响方面,对于同一时间段内不同类型措施产生的生态惠益尚缺乏足够认识。鉴于此,以流动沙地丘间地为对照,选取围栏封育+麦草沙障(Ge+Ws)、麦草沙障+人工梭梭(Ws+H)和尼龙沙障+人工梭梭(Nn+H)3种不同的治沙措施区为研究对象,通过群落学调查与土壤因子测定,研究了不同治沙措施影响下植物群落数量特征和土壤因子的变化规律与相互关系,并对各措施的生态效益进行了评价。结果表明:(1)植被方面,3种治沙措施影响下草本层和灌木层群落数量特征均呈增加趋势,其中Ge+Ws草本层恢复效果较佳,Ws+H和Nn+H灌木层恢复程度更明显;土壤方面,伴随植物群落的恢复,3种治沙措施均能大幅改善土壤全碳、全氮、有机质等主要养分,但同时对土壤水分带来负面效应,Ge+Ws、Ws+H及Nn+H的表层土壤含水量依次减少了37.99%、 31.37%和35.94%。(2)结构方程模型显示,治沙措施通过直接影响灌木和草本群落间接改变土壤因子。灌木群落数量特征增加将显著降低土壤水分(P<0.001),但草本群落对土壤水分的负面影响在Nn+H中不显著,类似的,灌木群落是土壤养分增加的主要驱动力,而草本群落对土壤养分的积极效应仅在Ge+Ws中达到显著水平(P<0.05)。治沙措施影响下,灌木层和草本层间能够产生协同关系,这种关系在种植梭梭的Ws+H(P<0.05)及Nn+H(P<0.01)区域达到显著水平。(3)围栏封育+麦草沙障的优势在于草本群落物种多样性和生产力方面,适宜于流动沙丘中定植有原生灌木的区域;麦草沙障+人工梭梭与尼龙沙障+人工梭梭能够构建更为稳定的高生产力灌木群落,特别是尼龙沙障+人工梭梭,产生的生态效益更佳,应给予优先考虑。