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.     

雅江河谷佛掌沙丘表层沉积物粒度特征

造山带河流的河谷深切,滑坡堰塞湖及其溃决洪水频发,洪水滞流沉积物经风力改造,在两岸形成大面积沙丘（以白格堰塞湖溃决洪水为例）。对雅鲁藏布江沿岸沙丘表层沉积物粒度特征的研究,可以为鉴别河谷中的古洪水沉积与风成沉积提供一定的参考意义,并为该区域防风治沙工程提供理论支持。选取雅鲁藏布江中下游河漫滩的爬坡沙丘——佛掌沙丘为研究对象,分析其与其上四个叠置的新月形沙丘表层沉积物的粒度特征和分异规律,揭示其沉积环境。粒度分析结果表明：佛掌沙丘表层沉积物以中砂为优势粒径,分选较差,极正偏,尖窄峰态。叠置新月形沙丘的粒度分布模式为坡顶粒径最粗,分选最好;就整个佛掌沙丘而言,随高度上升,沉积物的粒径变细,分选变好,这是风力分选与重力分异共同作用的结果。利用萨胡判别式判定该沙丘沉积环境为河流沉积,但将粒度数据与其他区域的河岸沙丘粒度特征进行对比发现该沙丘为典型的风成沙丘,可能是由于该区域物源较近,且受地形阻挡风力分选作用不明显,导致萨胡判别式无法很好地区分风力沉积与河流沉积。根据与河漫滩沙样的粒度特征对比发现,佛掌沙丘主要由河流中携带的物质提供沙源。     

黄河中游砒砂岩地区长川流域生态用水分析

在野外实地观测的基础上,利用GIS和情景分析方法,对地处典型黄河中游砒砂岩地区的内蒙古长川流域不同水土流失综合治理和退耕还林(草)情景下的生态用水特征进行分析。结果表明:长川流域平均蒸散量和平均生态用水量分别为274.3mm和370.7mm,植被蒸散的水分消耗较大,但流域降雨量基本能满足植被的蒸散耗水需求,流域的整体生态用水量处于较适宜水平。研究区水土保持生物措施情景(B2方案)的生态用水量小于适宜生态用水阈值(411.3mm),但其植被蒸散量大于有效降雨量(279.0mm),从长远角度看,B2方案还是受水分(降雨)条件的限制;而4种退耕还林(草)情景的生态用水量和植被蒸散量均小于适宜生态用水阈值和有效降雨量,不受降雨条件的限制。     

科尔沁沙地不同沙漠化阶段植物种多样性与沙地草场地上生物量关系研究

论文从植被的种丰富度和功能多样性两个方面研究不同沙漠化阶段科尔沁沙地植物种多样性与沙地草场地上生物量的关系。相关分析表明,在科尔沁沙地不同沙漠化阶段,植物种多样性和沙地草场地上生物量的关系与多样性指数计算的基本单位有关。研究结果显示:①依据一年生、多年生和灌木等生活型为划分标准的功能多样性,在固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘阶段与沙地草场地上生物量的关系最密切,关联系数分别为-0.534、-0.574和-0.431。以豆科植物、C₃植物和C₄植物为划分标准的功能多样性,在半固定沙丘阶段与沙地草场地上生物量的关系最密切,关联系数为0.722。②在不同的沙漠化阶段,生活型多样性与地上生物量的关系呈负相关。说明在不同沙漠化程度的草场中,植物生活型组成的不均匀,有利于提高沙地草场地上生物量。③从不同生活型在各个沙漠化阶段中的种丰富度特征来看,一年生植物最高,多年生植物次之,灌木最低,平均值分别为9(±6.0)、3(±2.6)和1.8(±1.0),说明一年生植物在沙地植被组成中占主导地位。同时,研究结果表明,在不同沙漠化阶段中,以豆科植物、C₃植物和C₄植物划分的功能类型组的平均重要值以C₄植物最高,C₃植物次之,豆科最低,分别为48(±12.3)、39.7(±3.6)和12.3(±14.3),说明C₄类植物在科尔沁沙地植     

鄂尔多斯高原沙地草地荒漠化景观现状的定量分析

基于相互垂直的2条5km长的样线的野外调查,分析了鄂尔多斯高原东南部地区沙地草地的景观现状.对2条样线上的斑块出现的频度的统计分析表明,该地区景观以小尺度斑块为主,有95%以上的斑块直径小于50m,平均斑块直径只有15m,但仍有较大面积的流沙斑块存在.对沿样线的裸地百分比盖度的半方差分析揭示了该区域荒漠化景观依赖于空间尺度的环境异质性,所调查的沿样线裸地百分比盖度的分维,接近于2,说明其空间异质性主要集中在较小的尺度上.这说明该区景观较为稳定,但沙化面积有扩大的趋势.     

持续放牧和围封对科尔沁退化沙地草地碳截存的影响

研究了科尔沁退化沙地草地持续放牧和围封恢复下土壤-植物系统的碳(C)贮存,以揭示草地管理对C动态的影响.结果表明,0～15cm土壤OC和植物系统贮存的C(包括初级生产固定的C,立枯和地表凋落物C和根系C)贮量大小为:围封10年草地(584g·m^-2和309 g·m^-2)＞围封5年草地(524g·m^-2和146g·m^-2)＞持续放牧草地(493g·m^-2和95 g·m^-2).在围封10年,围封5年和持续放牧草地中,0～15cm土壤贮存C分别占各自土壤-植物系统C的65.3%,78.2%和83.9%.在风蚀严重的科尔沁沙地,持续放牧对植被,土壤及其周围环境有极严重的恶化作用.采取围封恢复措施后,植被恢复和凋落物积累使土壤免遭风蚀,也显著增加了土壤有机质的输入,因而显著作用于大气C的截存.但排除家畜放牧的长期围封使植物C向土壤C的再循环受到限制,截存的大部分C以凋落物的形式积存在土壤表面,需进一步深入研究围封的时间尺度.研究结果表明,退化沙地草地在采取有效的保护措施后,可以由C源变为C汇.     

A field experimental study of lignin sand stabilizing material (LSSM) extracted from spent-liquor of straw pulping paper mills

A new technique was introduced for sand stabilization and re-vegetation by use of lignin sand stabilizing material(LSSM). LSSM is a reconstructed organic compound with lignin as the most dominant component from the extracts of black-liquor issued by straw pulp paper mills. Unlike the polyvinyl acetate or foamed asphalt commonly used for dune stabilization, the new material is plant-friendly and can be used with virescence actions simultaneously. The field experimental study was conducted since 2001 in China‘s Northwest Ningxia Hui Autonomous Region and has been proved that LSSM is effective in stabilizing the fugitive dunes, making the arenaceous plants survive and the bare dune vegetative. The advisable solution concentration is 2% and the optimal field spraying quantity is 2.5L/m^2 The soil nutrients of the stabilized and greened dune, such as organic matter, available phosphorous and total nitrogen are all increased compared with the control treatment, which is certainly helpful to the growth of arenaceous plants. The technique is worthwhile to be popularized because it is provided not only a new method for desertification control but also an outlet for cleaning contaminants issued from the straw paper mills.     

阿尔乡沙地围封治理效应的分析

围封治理沙地是促进沙地植被演替的有效手段，通过对阿尔乡沙地围封治理前后生态调查，对沙丘面积和分布、植被种类组成和分布等演替指标进行比较分析，进一步证明了围封治理取得的显著效应，并提出合理化建议。     

污泥处置方法的研究

主要讨论了经粉煤灰与石灰稳定后的污泥与天然土壤组成的改良土壤的性质及种植可能性。研究表明,只要控制稳定化污泥在改良土壤中所占百分比,所选植株的发芽及产量都不受影响,并且植株组织中未发现Cu、Mn等重金属累积。因此,将污泥采用粉煤灰和石灰稳定后用于改良土壤不失为一种污泥处置方法。     

呼伦贝尔沙区土壤细菌群落结构与功能预测

以呼伦贝尔沙区裸沙地、草地、沙地樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林和沙地樟子松天然林四种生境土壤为研究对象,采用野外调查、16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt功能预测相结合的研究方法比较分析不同生境土壤细菌群落结构和潜在功能组成特征.结果显示：呼伦贝尔沙区沙地樟子松天然林土壤细菌多样性最高,人工林土壤细菌多样性最低,Shannon指数分别为（8.623±0.193）和（7.432±0.028）,不同生境土壤细菌alpha和beta多样性存在显著差异.草地、沙地樟子松人工林和天然林土壤中变形菌门（Proteobacteria）相对丰度最高,均值分别为29.83%±1.14%、34.73%±1.99%、31.95%±0.21%,裸沙地土壤放线菌门（Actinobacteria）相对丰度最高,均值为26.13%±0.43%.不同生境土壤细菌主要优势属为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、RB41,其相对丰度在四种生境中的均值分别为5.29%±2.24%、4.22%±1.23%.PICRUSt功能预测共得到6个一级功能层,40个二级功能层,土壤细菌功能较为丰富,土壤细菌群落在环境信息处理、代谢、遗传信息处理和有机系统方面功能活跃.沙地樟子松天然林核苷酸代谢、酶家族、氨基酸代谢、碳水化合物代谢功能基因较为丰富,保证了沙地樟子松天然林土壤细菌的存活,使其具有较高的多样性.呼伦贝尔沙区不同生境土壤细菌功能基因丰度波动,反映了四种生境的土壤细菌群落组成及多样性的变化,指示了不同生境功能基因对土壤细菌群落的影响规律,可为预测和理解沙区土壤细菌代谢潜力和功能提供参考借鉴.