基于广义加性混合模型(GAMM)的沙柳特征因子动态变化

【目的】对沙柳特征因子的动态变化进行研究,分析环境因子影响下的地径、枝高动态变化过程。【方法】采用样地调查、样本采集、气象数据收集等手段,基于广义加性混合模型(GAMM),以灌丛、枝条以及二者的嵌套作为随机效应,探究灌木地径、枝高与土壤水分(SM)、年平均降水量(MAP)、年平均气温(MAT)及年龄等影响因子的动态变化规律。【结果】1)对于不考虑随机效应的广义加性模型(GAM),灌木地径与影响因子呈较强的非线性关系(有效自由度E均大于8.20,且P<0.001),枝高仅与时间呈非线性关系,与其他影响因子均为线性关系。2)相较于GAM,GAMM在随机效应的影响下,地径与各影响因子之间非线性显著降低(E变小),但在以灌丛为随机效应的模型中,地径与年平均气温趋于线性关系(E为1),而枝高与时间的非线性关系更强,与其余影响因子仍呈线性关系。3)考虑随机效应的GAMM比GAM的拟合结果更优,且嵌套模式下的GAMM拟合效果最好。【结论】沙柳不同特征因子对环境因子的响应有差异,而相比枝高,地径的变化程度更大。研究结果有助于掌握沙柳特征因子的动态变化对环境因素的响应机制,为进一步探究沙地生境变化过程中植物种群变化、植被演替及植被管理提供科学依据。

高寒沙地植被恢复区乌柳人工防护林对土壤的影响

以不同恢复年限(6,11,16和21年)的乌柳人工防护林为研究对象,以丘间低地为对照,研究高寒沙地不同林龄乌柳人工防护林对土壤水分含量、土壤有机质含量、土壤养分(全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾)含量和土壤pH值的影响。结果表明:乌柳林样地土壤含水量受林龄和深度的影响,上层土壤含水量变化较为剧烈;与对照相比,不同林龄乌柳林土壤有机质含量随恢复时间的增长显著增加,并呈现出一定的表聚性;在植被恢复过程中各林龄乌柳土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量变化差异显著(P<0.05),同一林龄乌柳林上层土壤(深度<100 cm)全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量均高于下层;随植被恢复时间增长,土壤pH值逐渐降低,土壤碱性减弱;相关分析表明土壤有机质含量与土壤各养分含量之间呈显著线性正相关关系,土壤pH值与土壤各养分含量之间呈显著线性负相关关系。乌柳人工防护林能够使植被恢复区土壤化学性质不断改善,土壤肥力水平得到提高。

高寒沙地乌柳防护林碳库随林龄的变化

植被恢复是改善脆弱生态系统的有效方式。长期的植被恢复能够提高沙地生态系统的服务功能。以青海共和高寒沙地不同林龄乌柳(Salix cheilophila)防护林生态系统为研究对象,研究植被恢复过程中植被碳库与土壤碳库的动态变化,探讨乌柳防护林生态系统的碳汇功能。结果表明:随林龄增加,乌柳各组分碳浓度变化规律并不显著(P>0.05),而碳贮量显著增加(P<0.05),且不同林龄乌柳各组分碳库的分配比例不同,树干碳贮量占林分碳贮量的百分比最高。各林龄(6、11、16、21a)乌柳林碳贮量分别为4.95、9.93、14.67 t/hm2和21.99 t/hm2。土壤碳库随植被恢复时间的增加而增加,各林龄土壤碳库(0—200cm)分别为9.54、13.03、17.18和19.05 t/hm2。较之6、11a土壤碳库增加26.78%,16a较之11a提高24.16%,21a较16a提高9.82%。地被物层(植被残体)固碳量分别为0.27、0.29、0.33、0.43 t/hm2。不同林龄乌柳林生态系统碳库分别为14.76、23.25、32.18 t/hm2和41.48 t/hm2。各林龄乌柳植被层碳库分别占该林龄总碳库的33.54%、42.71%、45.59%和53.01%,土壤碳库分别占该林龄总碳库的64.63%、56.04%、53.39%和45.93%,而地被物层分别占该林龄总碳库的1.83%、1.25%、1.03%和1.03%。较之恢复前的,各林龄碳库依次增加57.05%、36.52%、27.75%和22.42%。植被恢复各阶段年净碳累积速率分别为1.41、1.70、1.79、1.86 t C hm-2a-1。乌柳防护林生态系统具有"碳汇"功能。

林龄对高寒沙地乌柳光合特性的影响

采用Li-6400便携式光合仪对共和盆地4个林龄乌柳光合参数进行了对比分析。结果表明,25和37年生乌柳Pn日变化为双峰曲线,出现了光合"午休"现象;4和11年生乌柳Pn日变化为单峰曲线。11和25年生乌柳Pn和Tr日均值显著高于4和37年生乌柳,4年生乌柳WUEt日均值显著高于其它3个林龄乌柳。采用Michaelis-Menten模型对各林龄乌柳光响应和CO2响应参数拟合良好。11年生乌柳α值显著高于其它3个林龄乌柳;4和37年生乌柳Rd值显著高于11和25年生乌柳;11和25年生乌柳Amax值显著高于4和37年生乌柳。叶绿素荧光参数中,11和25年生乌柳ΦPSⅡ、qP日均值显著高于4年生乌柳,4年生乌柳NPQ日均值显著高于其它3个林龄乌柳,37年生乌柳NPQ日均值显著高于11年生乌柳。林龄对乌柳的光合能力产生了显著影响,处于不同生长阶段的乌柳采取了不同的生态适应对策。

高寒沙地不同林龄乌柳林下植物物种多样性

以共和盆地乌柳人工林为对象,调查了不同发育阶段(4、11、25和37年生)乌柳林下植物物种组成及物种多样性变化。结果表明,菊科、藜科、豆科和禾本科为各阶段乌柳林下植被的优势科。4个林龄乌柳林下植被重要值较大的物种不尽相同,赖草在各林龄乌柳林下植被中均为优势种。演替各阶段多年生植物种数占绝对优势且基本保持稳定,其单种重要值明显大于一年生植物。随着林龄的增加,在流动、半流动沙地中出现的一年生植物逐渐消失,小、半灌木开始出现在林下植被中。林下植被的地上生物量和盖度均表现为先增加、后降低、再增加的趋势。物种丰富度、物种多样性、均匀度、生态优势度指数均表现为逐渐增加的趋势。随演替进展,林下植被群落结构趋于复杂、稳定,物种多样性达到了较高的水平,植被群落得到了较好的恢复。

生物质聚氨酯硬质泡沫材料的发泡工艺及结构表征

为了研究沙柳液化产物和异氰酸酯混合发泡制备聚氨酯硬质泡沫材料的最佳发泡工艺,以沙柳液化产物和异氰酸酯为主要原料,纳米有机蒙脱土(OMMT)为形核剂,辛酸亚锡为催化剂,水为发泡剂进行发泡试验。探讨异氰酸酯、OMMT、辛酸亚锡和水的用量对泡沫材料表观密度和压缩强度的影响,并应用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、热重分析等手段对泡沫材料的结构特征进行表征。结果表明:影响发泡试验因素的主次顺序为催化剂、发泡剂、异氰酸酯、成核剂;在优化工艺条件下制得的泡沫材料的表观密度为0.094 g/cm3、压缩强度为0.416 MPa;适量的OMMT能够以插层和剥离态分散在泡沫材料中,显著提高其力学性能、热稳定性和阻燃性能。

沙漠地区3种工业用灌木的构造及酸碱特性研究

本文分析研究了 3种沙生灌木的构造和酸碱特性。研究结果表明 :13种灌木材的纤维形态较好 ,纤维含量高 ,是生产纸浆、纤维板和刨花板的优质原料。 2 3种灌木材均呈弱酸性 ,p H值在 5 .2 7～ 5 .48之间 ,酸性接近 ;3种灌木材总缓冲容量在 0 .46 9m mol～ 0 .494mm ol之间 ,其中酸缓冲容量在 0 .0 2 6 m mol～ 0 .0 2 8m mol之间 ,碱缓冲容量在 0 .44 1mm ol～ 0 .46 8m mol之间 ;脲醛树酯胶固化时间随 3种灌木材的 p H值和减缓冲容量的增加而增长。

青海湖流域人工治沙措施防风固沙效益初步研究

青海湖流域土地沙漠化现象日趋严重,防治土地沙漠化的工作刻不容缓。本文通过野外实验、室内分析,以粗糙度、风沙流结构、输沙率等为指标,评估了人工治沙措施在青海湖流域沙区的防风固沙效益。采取设置麦草方格沙障,并种植沙棘(Hippophae rhamnoides)或乌柳(Salix cheilophila)、沙棘间种的人工治理措施,起到了明显的防风固沙效果。采取人工治理措施的样地,近地表风速降低,粗糙度变大,输沙量减少,风沙流结构改变。

抽提预处理沙柳的热解失重特性、动力学及产物组分

为了控制和改善沙柳原料热解产物品质,对比了热水、1%Na OH和苯-乙醇(苯醇)抽提3种预处理方法,利用热重红外分析法(TG-FT-IR)和热解气质联用(Py-GC/MS)研究了预处理对沙柳热解失重特性及产物生成规律的影响。结果表明:热水和苯醇抽提预处理降低了残炭率,促进了挥发性产物的生成,而1%Na OH抽提预处理增加了残炭率;Coats-Redfern动力学分析发现,抽提预处理沙柳低温段与一级动力学拟合较好,高温段与二级动力学拟合较好,抽提预处理降低了沙柳热解活化能,有利于沙柳热解反应的进行;经过1%Na OH抽提预处理沙柳生成了较多的酚和酮类组分,经过热水抽提预处理沙柳的醛类、酚类、酸类等物质GC含量减少而酯类、醚类GC含量增加,苯醇抽提预处理沙柳各组分GC含量变化不大。

插穗长度与GGR6处理对乌柳扦插苗生长的影响

为了研究插穗长度和植物生长调节剂GGR6处理乌柳扦插苗生长的影响,本文通过设置,不同长度插穗,不同GGR6浓度处理,比较分析乌柳扦插苗的生根及苗期生长特点。结果表明:在一定范围内,插穗长度大于10cm,对高生长、分枝数和成活率均有显著的促进作用,小于10cm,成活率、高生长量显著降低;100ppmGGR6是适合乌柳扦插苗处理的最佳浓度。

库布齐沙漠中段典型人工林分生物量与生产力分析

文章对库布齐沙漠中段沙柳、柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿、小叶杨等4种典型人工林分的生物量和生产力进行了研究,研究过程中采用了标准木(丛)法和直接收获法对生物量和生产力进行了测定和计算,并对其进行了分析和比较。结果表明,林分生物量(整体、地上部分)两项指标排序一致:小叶杨(49 236.00kg·hm^(-2)、39 156.04kg·hm^(-2))>柠条锦鸡儿(26 225.70kg·hm^(-2)、18 473.20kg·hm^(-2))>沙柳(24 589.50kg·hm^(-2)、16 822.60kg·hm^(-2))>中间锦鸡儿(15 513.80kg·hm^(-2)、10 927.78kg·hm^(-2));地下部分生物量指标为:小叶杨(10 079.96kg·hm^(-2))>沙柳(7 766.90kg·hm^(-2))>柠条锦鸡儿(7 752.50kg·hm^(-2))>中间锦鸡儿(4 585.97kg·hm^(-2));林分净生产力(全部、地上部分)两项指标排序一致:沙柳(4 141.21kg·hm^(-2)·a-1、3 364.52kg·hm^(-2)·a-1)>中间锦鸡儿(2 491.29kg·hm^(-2)·a-1、2 185.56kg·hm^(-2)·a-1)>柠条锦鸡儿(2 105.74kg·hm^(-2)·a-1、1 847.32kg·hm^(-2)·a-1)>小叶杨(1 758.43kg·hm^(-2)·a-1、1398.43kg·hm^(-2)·a-1);地下部分净生产力:沙柳(776.69kg·hm^(-2)·a-1)>小叶杨(360.00kg·hm^(-2)·a-1)>中间锦鸡儿(305.73kg·hm^(-2)·a-1)>柠条锦鸡儿(258.42kg·hm^(-2)·a-1)。

西藏乌柳群落特征

以"一江两河"流域为研究区,通过对西藏乌柳群落的典型地块设置11个标准地进行调查,分别从主要优势树种表现、物种组成、物种多样性、林分生长、地径结构、树高结构和树高-地径曲线等方面,分析了西藏乌柳群落的主要群落学和测树学特征。研究结构表明,1.西藏乌柳群落物种组成较为单一,群落中的物种数一般为1～4种,优势树种在群落中所占的比例较大,均大于85%;2.地径主要分布于5.0 cm以下,树高分布于1.0～5.0 m间,树高-地径服从二次曲线分布;3.由于群落物种组成较为单一,香农物种多样性指数均<1,SW和S、E的变化趋势大致相同,且与ED变化趋势相反。

毛乌素沙地沙柳对花棒和柠条的化感作用

通过生物测定方法,研究了毛乌素沙地的沙柳(Salix cheilophila)枝叶浸提液对2种豆科植物花棒(Hedysarum scoparium)、柠条(Caragana korshinskii)的种子萌发与幼苗生长的化感作用。结果表明,沙柳可以抑制2种受体种子萌发和幼苗生长,花棒的各项指标在随着浸提液浓度升高时抑制作用逐渐减小,柠条的各项指标随着浸提液浓度增加抑制作用逐渐增大。花棒幼苗的地上部分比地下部分敏感,柠条幼苗的地下部分比地上部分敏感。沙柳对花棒和柠条的叶绿素含量指标表现为明显的抑制作用;对柠条根系活力指标表现为明显的抑制作用。因此,对根系和光合系统的破坏可能反映了沙柳化感作用的主要方式。

植物群落覆盖度和浅层地下水埋深对沙柳乌柳种子天然更新的影响

采用样地调查法,研究了内蒙古鄂尔多斯市乌审旗毛乌素沙地天然更新分布区内沙柳和乌柳的更新特征、更新苗数量与高度、植物种类、植物群落覆盖度、浅层地下水埋深等,并运用相关分析和线性回归分析等方法研究了沙柳、乌柳更新状况与其影响因素的关系.结果表明：沙柳、乌柳更新仅发生在水分条件较好的下湿低地内,种子当年更新幼苗数量平均为37.8株/m2,最高可达到260株/m2;更新苗数量与浅层地下水埋深和植物群落覆盖度均呈负相关关系,相关系数分别是-0.220和-0.565＊＊;沙柳、乌柳天然更新的最佳条件为植物群落覆盖度在20%-60%、浅层地下水埋深在30-60 cm的丘间低地.

高寒地区不同气温和土温对乌柳生长的相关性分析

为促进乌柳在高海拔冻土层地区的生长,在不同的特定气温下,通过使用自控温电热带土壤增温措施对土壤进行增温试验,调查乌柳在不同气温和不同土温下的光合指标,探究不同气温和土温与乌柳生长的相关性。结果表明,乌柳叶片的净光合速率达到最大值13.884μmol/(m^2·s)时的土温和气温分别为17.6℃和22.1℃。最适宜乌柳叶片净光合速率的土壤温度范围是15-20℃,气温范围是20-25℃。

毛乌素沙地三种植被下苔藓结皮的土壤理化效应

分析了沙蒿、沙柳、樟子松三种植被下有苔藓结皮、无苔藓结皮（对照）样地0-2，2-5，5-10cm剖面土壤的理化指标，探讨毛乌素沙地苔藓结皮对土壤理化性状的影响及其与植被类型的关系。结果表明：（1）三种植被下苔藓结皮均能够明显提高土壤稳定性，增加细砂粒（0．02～0．2mm）含量、降低粗砂粒（0．2～2mm）含量。（2）沙柳及沙蒿植被下苔藓结皮均能够显著提高各层土壤的有机质、全氮、速效钾、全磷含量（P〉0．05），降低全钾、速效磷含量；樟子松下苔藓结皮0-2cm剖面的理化效应同沙柳、沙蒿类似，但2-5，5-10cm剖面内，有机质含量显著降低（P〉0．05），全氮、全钾、全磷、速效磷含量则无显著变化（P〈0．05）。（3）荒漠生态恢复过程中，苔藓结皮对土壤理化性状的改善作用主要集中在表层土壤，改善程度同植被类型的关系密切。

不同土壤改良方式对乌柳生长的影响

通过改良天峻县高原冻土层土壤,改善其理化性质,分析不同改良方式对乌柳生长的影响,筛选出高寒高海拔冻土层地区适合乌柳生长的土壤改良方式。结果表明,不同改良配方对乌柳生长均有不同程度的改善和促进作用,其中:S4处理(60%森林土+10%腐熟羊粪+10%河沙+5%珍珠岩+15%本土)中乌柳各项生理参数最高,平均株高1.74m,平均冠幅55.66cm,平均地径0.978cm;其次为处理S8(60%泥炭+10%腐熟羊粪+10%河沙+20%本土),平均株高1.73m,平均冠幅54.57cm,平均地径0.972cm。S4和S8处理为适合高寒冻土层地区乌柳生长发育的土壤改良方式。

鄂尔多斯沙柳生态产业发展途径

鄂尔多斯发展沙柳生态产业,要坚持产业生态化、生态产业化思想引领,以生态优先、统筹兼顾为基本原则,保护和培育资源是首要目标。做好科学的产业规划,健全完善政策法规,构建高效的产业服务体系,提高企业和原料基地经营技术水平。通过产业带动,增加沙柳保存面积,解决资源再生问题。既减少了木材进口,探索林业生物质能源利用途径,又构建了林沙产业发展体系,形成与农牧民共同发展的利益机制,实现生态生计兼顾、治沙脱贫致富共赢。产业发展目标是形成资源支撑、产业带动、品牌拉动的发展新格局,确保生态、经济和社会效益统一。

林芝市二种乡土灌木的造林推广应用

通过对乌柳、黄花木的造林立地条件、造林技术、造林保存率及成林状况进行总结分析,乌柳、黄花木具有造林技术简单、成本低、保存率高、成林快等特点,在林芝市域内具有广阔的推广前景。

高寒沙地乌柳(Salix cheilophila)林根系分布特征

对青海共和高寒沙地植被恢复区不同林龄(6年、11年、16年和21年)乌柳(Salix cheilophila)人工防护林根系分布及根量进行了调查、测定,同时测定了土壤有机质含量的垂向变化。结果表明:①不同林龄乌柳林根系主要由中根和细根构成,其数目占土壤剖面根系总数的90%以上,其中又以直径小于2.0mm细根所占比例最高,细根占剖面根系总数的50%以上;②各林龄乌柳根系在0~50cm土层分布较为集中,在30cm以下土层,根量随深度的增加逐渐减少,6年生乌柳林根系垂直分布在0~130cm,20年生乌柳可达200cm,随植被恢复时间的增长,各林龄根量显著增加(p<0.05);③各林龄乌柳林有明显发达的垂直主根,属典型的垂直状根系,随植株不断生长,根系表现出深根性;④以不同深度根系重量作为解释变量,以土壤有机质含量作为响应变量,回归结果显示不同林龄乌柳林根系重量显著影响土壤有机质含量(p<0.001),这也为评价沙地植被改良土壤功能提供了依据。