甘肃干旱荒漠区植物资源的开发利用

本文综述了甘肃干旱荒漠区植物资源的地理分布特征、种类构成、资源类型及其开发利用现状,分析了存在的问题,展望了荒漠植物资源开发利用前景。认为甘肃干旱荒漠区蕴藏着较为丰富的荒漠植物资源,从科、属、种总体来看分别占我国干旱荒漠植物的67.07%、47.11%和31.87%。这些荒漠植物资源在食用、药用、工业原料、防护和改造环境方面具有很高的生态、经济和开发利用价值,对发展甘肃地方经济和维系荒漠化区域生态安全及环境保持具有十分重要的意义。

甘肃河西地区发展戈壁农业的现实依据和实现途径

与传统耕地农业相比,戈壁农业是非耕地设施农业,不占用耕地,具有质量优、效益高等优势,其特点是“多采光、少用水、新技术、高效益”,具有可持续和循环经济的特点。甘肃河西地区戈壁分布面积广阔,从甘肃省的现实依据出发,探讨了河西地区发展戈壁农业的必要性,提出了戈壁农业今后发展的途径和方法措施以及可能存在的风险。在戈壁荒滩发展戈壁农业对调整区域农业产业结构、发展绿色、可持续的农业具有重要的意义。

干旱荒漠区土壤种子库研究进展

荒漠区作为一种较为极端的生态环境,可以被看作是最为脆弱的一种生态系统。作为一种独特的存在,也有着不可替代的重要意义,所以荒漠生态系统的研究和保护一直都是业界的重点方向,而荒漠区土壤种子库对于荒漠区的改善有着重要的影响和决定性的作用。通过对干旱荒漠区土壤种子库研究进行梳理,以期为相关研究提供助力。

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。

民勤荒漠绿洲过渡带白刺沙堆土壤呼吸空间异质特征

对民勤绿洲-荒漠过渡带广泛分布的白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆的土壤呼吸进行了野外观测,研究灌丛沙堆不同部位的土壤呼吸速率在空间和时间上的异质性。结果表明,1)白刺灌丛沙堆上不同部位的土壤呼吸速率日动态在不同的生长时期表现不同:生长初期和生长休眠期土壤呼吸速率日变化基本呈"单峰曲线",但是在生长旺盛期沙堆各部位日动态变化既有"单峰曲线"又有"双峰曲线";2)各部位土壤呼吸速率峰值出现的时间段不一致:生长初期峰值集中出现在11:00左右,旺盛期上午各位点的峰值集中出现在09:00左右,下午峰值在17:00左右出现,休眠期峰值出现在13:00-15:00;3)白刺沙堆各位点土壤呼吸速率对水分含量的敏感性强,在低水分含量(<1%)条件下二者相关性强,而在较高水分条件下(>1%)二者的相关性降低;4)沙堆上不同部位土壤呼吸速率具有时空异质性:生长初期和休眠期各部位土壤呼吸速率差异不显著(P>0.05),旺盛期各部位差异显著(P<0.05),不同生长期之间沙堆土壤呼吸速率差异显著(P<0.01),平均土壤呼吸大小为生长旺盛期[0.53μmol·(m^2·s)^(-1)]>生长初期[0.24μmol·(m^2·s)^(-1)]>生长休眠期[0.12μmol·(m2·s)-1],白刺灌丛沙堆不同部位近地表层大气水分条件以及土壤5-20cm的温度和湿度共同导致了沙堆上各个位点土壤呼吸通量具有明显的异质性。

沙米的主要营养成分及应用价值研究进展

沙米是广泛分布于干旱或半干旱沙区的典型一年生植物,是重要的野生植物资源。其凭借超强的生态适应力、丰富的营养成分、多方面的应用价值,成为了一种极具开发潜力的植物。本文介绍了沙米的主要营养成分,并从生态价值、经济价值、饲用价值及药用价值等方面综述了其应用价值,以期为沙区野生植物资源的发展应用提供参考。

我国梭梭主要造林技术研究

梭梭是一种抗旱能力很强的植物,同时耐高温、耐盐碱,其根系发达,防风固沙效果很好,在荒漠化治理上应用极为广泛。本文主要探讨了梭梭造林对治理荒漠化的重要意义,分析了梭梭造林技术研究现状及影响梭梭造林的因素,以期为进一步提升和优化梭梭造林技术提供参考。

民勤不同林龄樟子松人工林土壤理化性质

以甘肃省民勤治沙综合试验站不同龄组樟子松人工林地为研究对象,测定不同林龄下樟子松人工林地土壤理化性质,对比分析樟子松林地的养分状况。结果表明:(1)不同林龄下土壤含水率垂直变化无显著影响,不同林龄同一土层土壤含水率变化差异显著,中龄林的表层含水率最低(4.34%),近熟林40~50 cm土层深度的含水率最高(17.21%),高于其他林龄(P<0.05)。(2)不同林龄樟子松人工林土壤pH及电导率变化差异显著,中龄林土壤不同土层深度pH含量最低,各龄组不同土层土壤pH>8,呈弱碱性。土壤电导率以中龄林>幼龄林>近熟林,中龄林显著高于幼林龄,随着土壤深度的增加呈降低—升高的趋势。(3)林龄对樟子松人工林土壤养分具有显著影响,中龄林全N、有机质、NH_(3)-N(氨氮)、速效P及有效P含量高于其他林龄,且差异显著(P<0.05)。(4)对不同林龄间土壤肥力进行主成分分析,土壤全N、有机质、速效P、NO_(2)-N(亚硝氮)、NH_(3)-N出现在前3个主成分中。

光照和沙埋对沙生针茅种子萌发与幼苗出土的影响

为了对沙生针茅种子萌发特征和休眠机理的研究,采用种子萌发学和实验生态学方法,研究了不同光照、划破种（果）皮及切除不同比例胚乳对种子萌发的影响和模拟野外条件对不同沙埋深度幼苗出土的影响。结果表明：黑暗条件下种子萌发率显著高于光条件下;移走胚乳75%时,种子萌发最快;不同沙埋深度以0.5 cm的浅层沙埋时的种子萌发率和幼苗出土率最高而休眠率最低;沙埋超过2 cm后,种子萌发率、幼苗出土率与沙埋深度呈负相关,休眠率随着沙埋深度的增加而增加。说明沙生针茅种子为休眠型暗条件萌发类型。人工播种应以0.5~2 cm深度为宜。

GA_3处理对流动沙丘先锋植物沙米(Agriophyllum squarrosum)种子萌发的影响

作为一种重要的植物生长调节激素,GA_3在植物生长发育过程中起着重要作用。为探索破除沙米种子休眠的方法,研究了不同区域、不同年份沙米种子萌发对GA_3处理的响应。结果表明:1)不同区域沙米种子在GA_3作用下,沙坡头种子的发芽率、发芽势最高,高达100%,民勤种子的发芽率最低,最高仅为44%;在各处理中,GA_3最佳浓度梯度为1.5-2.0g·mL^(-1),在此处理下的种子发芽率高达100%;2)不同年份的沙米种子在GA_3作用下其发芽率、发芽势表现为2006年>2005年>2004年>1997年,表明种子寿命会随着时间的增加而下降;3)在不同浓度GA_3处理下,不同区域或不同年份间种子发芽率差异显著(p<0.05)。表明GA_3可以破除沙米种子的休眠,对种子的萌发具有显著促进作用。

干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展综合评价

为了配合石羊河流域治理规划,确切分析绿洲农业区的可持续发展状况,本研究基于层次分析法基本原则,在征求专家意见的基础上构建了干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展评价指标体系,并通过评价模型构建对典型干旱绿洲农业区武威市1957—2008年的生态系统可持续发展进行评价研究。结果表明:(1)1957—2008年,研究区资源环境指数随时间变化呈波动下降趋势,而经济发展和社会人文指数随时间均呈波动增长的趋势;(2)武威地区可持续发展综合指数呈波动上升趋势,经历了极弱可持续发展阶段、弱可持续发展阶段和中等可持续发展阶段。但综合来看,区域可持续发展的水平还较低,区域生态经济的发展是建立在消耗自然资源基础之上。

内陆沙区丘间地土壤水分时空变化分析

土壤水分是沙漠沙生植物成活和生长的最主要因子,不同的地形类型下土壤水分空间分布差异明显。利用智能中子水分仪定时测定土壤水分的方法,测定并分析了巴丹吉林沙漠东南缘不同地形下0~200 cm深土壤共10个层次的水分时空变化特征。结果表明：巴丹吉林沙漠东南缘土壤水分空间分布具有一定规律性,土壤水分丘间地下部〉丘间地中部〉丘间地上部〉沙丘上中下部,沙丘上中下部的年季变化不大,总体处于平稳状态;丘间地土壤水分变化较其他地形大,春季土壤水分不是很丰富,土壤水分波动不大;夏季受植物生长、太阳蒸腾和降雨的影响,土壤水分时空变化差异明显,20 cm以上水分增多,40~180 cm表现为水分变化活跃层;秋季水分整体含量增加。巴丹吉林沙漠东南缘不同地形下土壤水分时空变化研究为大规模的沙漠生态平衡治理、生态系统人工修复以及沙区可持续发展等提供了科学的依据。

巴丹吉林沙漠高大沙山柽柳地土壤水分时空动态

为探索柽柳地土壤水分特征及其对降水事件的响应,采用EM50土壤水分检测系统及MAWS301自动气象站,监测了柽柳地及相似立地裸露沙山10—210cm土壤体积含水量动态和区域降水量,并分析了两者的土壤水分基本特征、时空动态及其对降水事件的响应。结果表明:(1)柽柳地10—210cm土壤含水量平均值为1.88%,稍高于裸露沙山(1.74%)水分;(2)柽柳地土壤水分呈浅层(10—70cm)高、中层(70—150cm)低、深层(150—210cm)高的特点,且浅层稍低于裸露沙山水分(p>0.05),中层相近,深层明显高于裸露沙山(p<0.01);(3)柽柳地各层次水分变异大,对极端降水事件敏感,平均变异率58.67%,是裸露沙山的4.26倍,降水入渗可达200cm,而沙山不超60cm。柽柳林地水分主要受降水影响,且柽柳的存在改变了降水再分配过程,促进了降水入渗的深度,使林地维持较高的含水量。

石羊河流域植物类型对其水坝修建的响应

石羊河流域作为我国开发利用程度较高,生态环境问题较突出的内陆河流域,备受国内外研究者关注。通过整理参考前人考察研究结论及实地调查分析发现:石羊河流域修建水坝,水资源分配方式及利用模式因此发生了根本性的改变,强烈影响其中下游的植物种及群落变化。主要表现在:1)自上世纪五十年代以来,石羊河流域中下游植被面积、植被盖度、生物量等均有不同程度减少;植物类型发生了从湿生系列向旱生系列的转变,柽柳、盐爪爪、芦苇等植被逐渐退出,白刺、红砂、黑果枸杞等更耐旱植被逐渐占据优势地位,尤其是白刺在大部分地方都成为建群种。2)在石羊河流域中下游,植物为了适应风沙大、温差高、降水稀少、蒸发强等不利的生长环境,形成了多种旱生特征和适应方式;在人为干扰相对较重的区域植物叶片结构逐渐变化为以环栅型为主;在人为干扰相对较轻区域的植物逐渐向正常型和全栅型方向发展;在地下水位下降较剧烈的区域,植物叶片类型发生了由正常型、环栅型向不规则型的完全转变。水坝建设引起的大面积开荒种田、水资源利用不均衡、下游地下水严重超采、水质恶化等是植物类型和面积发生变化的主要影响因素。