科尔沁沙地和浑善达克沙地流动沙丘中土壤微生物学特征比较

通过对科尔沁沙地和浑善达克沙地流动沙丘中0～10 cm和>10～20 cm层土壤中微生物数量和生物量碳的比较表明:土壤微生物三大类群(细菌、放线菌和真菌)数量和微生物生物量碳均表现为浑善达克沙地 > 科尔沁沙地,其中两大沙地真菌数量差异显著,细菌和放线菌数量差异不显著,微生物生物量碳差异显著;两大沙地土壤微生物数量和生物量碳在不同土壤层次均表现为>10～20 cm 层高于 0～10 cm层,其中微生物三大类群数量差异均不显著,微生物生物量碳差异显著. 土壤性质的差异导致两大沙地流动沙丘中微生物数量和生物量碳略有不同. 细菌和真菌数量与土壤有机碳和土壤全氮呈显著正相关,与土壤水分含量和pH呈显著负相关,微生物生物量碳与土壤有机碳和土壤全氮呈显著正相关. 两大沙地土壤微生物与土壤养分的层化比率均小于1,科尔沁沙地中微生物数量、生物量碳和土壤养分的层化比率均大于浑善达克沙地,可以推断两大沙地的流动沙丘处于退化状态,而且浑善达克沙地退化速度更快.      

科尔沁沙地沙丘恢复过程中典型灌丛下结皮发育特征及表层土壤特性

通过野外取样和室内分析相结合,对科尔沁沙地不同沙丘典型灌丛下结皮发育及结皮下表层土壤特性进行了初步研究.结果表明,半流动沙丘的差巴嘎蒿、半固定沙丘的小叶锦鸡儿、固定沙丘的冷蒿以及固定沙丘丘底的小红柳灌丛下分别发育了物理结皮、藻、地衣及苔藓结皮,结皮的厚度、硬度、水分、＜0.05 mm粘粉粒含量、有机质、全N、全P、速效N和速效P等指标在沙丘生境中为半流动沙丘＜半固定沙丘＜固定沙丘＜固定沙丘丘底,在结皮类型中为物理结皮＜藻结皮＜地衣结皮＜苔藓结皮,各结皮间养分含量和粒径分布差异极显著(P＜0.01).结皮下层土壤的养分及细颗粒含量随结皮发育进展呈增长趋势.同一沙丘结皮下0～5 cm范围内土壤容重、粘粉粒、养分含量由表及里呈递减趋势,且均高于同层流动风沙土.在4种灌丛的7类结皮中,固定沙丘丘底的小红柳灌丛下发育的苔藓结皮及其表土的养分、细颗粒含量明显高于其它沙丘灌丛下的结皮.     

科尔沁沙地三种常见乔木根-土界面水分再分配初探

根-土界面水分再分配研究对于干旱、半干旱地区退化植被的恢复与重建具有重要意义,同时也是国际植物生理生态学和生态水文学界十分关注的研究领域之一.为了探明科尔沁沙地优势乔木树种樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)、小叶杨(Populus simonii Carr.)、榆树(Ulmus pumila)是否具有根-土界面水分再分配的现象,我们利用时域反射仪(TDR)每隔2 h连续测定植株根际土壤水分,同时应用干沙瓶分根法对3种乔木根-土界面水分再分配作了测定,结果表明:三种常见乔木树种樟子松、小叶杨、榆树均具有根-土界面水分再分配的潜力;并且榆树的水分再分配能力较樟子松和小叶杨强;三种常见乔木根-土界面水分再分配现象一般发生在14:00之后,而分配水量最大的时间多是出现在次日凌晨4:00左右,即4:00-14:00为植物的蒸腾耗水时段,而14:00至次日4:00为植物的水分再分配时段.     

沙地退化植被恢复过程中灌木发育对草本植物和土壤的影响

应用野外调查和室内分析方法,通过对科尔沁沙地沙丘固定和植被恢复过程中(流动、半流动、半固定和固定沙丘)灌丛内外草本植物的特征和土壤的理化性质分析,研究了灌丛的发育对草本植物和土壤的影响.结果表明,4种沙丘小叶锦鸡儿灌丛下植物的盖度、高度和密度显著高于灌丛外围,由灌丛内向灌丛外呈现出明显下降的趋势.通过差巴嘎蒿、小叶锦鸡儿和冷蒿3种灌丛内、外的理化性质的对比分析表明,沙地灌丛的形成对灌丛下土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷均有不同程度的富集作用,特别是对土壤有机碳和全氮有明显的富集作用,其大小顺序为小叶锦鸡儿>冷蒿>差巴嘎蒿;小叶锦鸡儿灌丛对全磷和有效磷的富集作用明显大于其它灌木.这些结果表明在沙丘植被恢复过程中灌丛的发育具有明显的"保种"作用和"肥岛"效应,促进了沙丘植物的侵入和土壤的进一步恢复.     

沙地退化植被恢复过程中植被的空间异质性

通过野外取样和室内分析,应用地统计学分析方法研究了科尔沁沙地退化植被恢复过程中不同封育年限（0、11和20年）的流动沙丘的植被盖度和丰富度特征及其空间异质性规律。结果表明,随着流动沙丘的固定和封育年限的增加,植被盖度和丰富度逐渐增加。在流动沙丘植被恢复过程中,植被盖度和丰富度具有明显的空间自相关性,其空间自相关范围从封育0年的流动沙丘（46.05m和33.63m）、封育11的流动沙丘（21.63m和17.25m）到封育20年的流动沙丘（26.12m和24.18m）先减小后增加,但均未超出我们的研究尺度50m,表现出不同大小的斑块形式分布的小尺度分布格局。由半方差函数及其参数和空间分布格局图分析得出,随着沙丘植被的恢复,植被特征的空间异质性在所研究的尺度上表现出先增大（封育0年到封育11年）后减小（封育11年到封育20年）的变化特点。     

科尔沁沙地退化植被恢复过程中土壤有机碳和全氮的空间异质性

采用地统计学分析方法研究了沙地退化植被恢复过程中(封育0 a的流动沙丘、封育11 a的流动沙丘和封育20 a的流动沙丘)土壤有机碳和全氮的空间异质性,探讨了它们与植被恢复演替和地形特征变化的关系.结果表明,随着流动沙丘的固定和封育年限的增加,植被盖度、丰富度、物种多样性、土壤有机碳和全氮含量(0~20 cm)逐渐增加.在流动沙丘植被恢复过程中,土壤有机碳和全氮的结构方差与基台值的比值C/(C0+C)均大于65%,反映出它们具有明显的空间自相关性;土壤有机碳和全氮含量的空间自相关范围分别为58.39 m和91.00 m(封育0 a)、28.59 m和23.61 m(封育11 a)和63.31 m和61.05 m(封育20 a).由半方差函数及其参数和空间分布格局图分析表明,其空间异质性在所研究的尺度上表现出先增大(封育0~11 a)后减小(封育11~20 a)的变化特点.沙丘植被恢复过程中植被盖度、丰富度、物种多样性与土壤有机碳和全氮均有极显著的正相关关系(p<0.01).分析表明沙丘植被变化和地形特征影响着土壤有机碳和全氮在沙丘上的空间分布,沙丘植被恢复演替过程极大地影响了土壤有机碳和全氮的积累及其空间异质性...     

科尔沁沙质草地群落物种多样性、生产力与土壤特性的关系

研究了科尔沁沙地6个典型生境类型的沙质草地群落物种多样性与生产力的变化,分析了植物群落格局、物种多样性、生产力与土壤特性的关系.结果表明,从湿草甸向干草甸、固定沙丘、半固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘退化过程中,群落生产力逐渐下降;群落物种多样性先增加后减小,表现出由湿生化和土壤贫瘠化生境向中生、中旱生生境逐渐增加的趋势;土壤极细沙和粉粒含量逐渐递减,土壤有机碳和全氮含量、电导率逐渐递减.典范对应分析(CCA)表明,土壤有机碳、全氮、有效氮、有效钾、土壤含水量、酸碱度和盐分含量的变化共同影响植物群落分布格局,其解释总方差为40％,其中土壤养分梯度是沙质草地群落分布格局的主要土壤限制因子. 沙质草地植物群落的生态优势度、物种多样性指数分别与土壤养分梯度和水盐及酸碱因子二元指标之间存在显著的二元线性关系.沙质草地群落物种多样性变化受土壤养分、水盐及酸碱度因子的共同影响.多元回归模型分析表明,土壤养分对生物量的贡献率为86.73%,明显大于水盐及酸碱度对群落生产力的影响.