河北坝上沙漠化土地褐沙蒿,冷蒿土壤生境特征研究

应用典范分析与聚类、回归分析相结合的方法，研究了河北坝上沙漠化土地褐沙蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｉｎｔｒａｍｏｎｇｏｌｉｃａ），冷蒿（Ａ．ｆｒｉｇｉｄａ）土壤生境的分类、排序及冷蒿、褐沙蒿生长分布与土壤条件的关系。结果表明：沿丘陵阴坡、平滩草地、丘陵顶部、丘陵阳坡、半阴坡砂质缓坡、固定沙地、半固定沙地依次沙漠化逐渐严重的土壤退化梯度，随着土壤中０．０５ｍｍ以下颗粒、土壤有机质、全氮、全钾含量的减少，褐沙蒿在群落中的重要值显著增加；冷蒿的生长分布不随土壤生境的变化而明显变化，而是与放牧强度有关。因此，褐沙蒿是本区土地沙漠化的指示植物，冷蒿是本区由于过牧引起的草场退化的指示植物。     

不同演替阶段油蒿群落土壤水分特征分析

油蒿群落是毛乌素沙地最主要的群落类型之一,在维持当地生态系统稳定中起着重要作用。土壤水分是影响油蒿群落演替的重要环境因子,为深入分析不同油蒿演替阶段土壤水分特征,使用EC-5土壤水分传感器连续监测整个生长季内先锋物种阶段(流动沙地)、稀疏阶段(半固定沙地)和建成阶段(固定沙地)油蒿群落土壤水分动态。结果表明,3种样地土壤水分均存在时间和空间上差异,流动沙地各层土壤含水量均显著高于半固定沙地和固定沙地;土壤含水量受降水影响较大, 降水量是影响土壤水分补给深度的重要因素,小于10 mm的降水主要被表层土壤吸收,10～20 mm的降水对土壤水分的补给深度超过30 cm、不及60 cm, 30～40 mm的降水补给深度大于60 cm、不及100 cm;30 cm及其上层土壤水分波动剧烈,60 cm处土壤水分主要受大于30 mm降水事件影响,波动较小,100 cm和160 cm处土壤水分几乎不受降水的影响,土壤含水量较稳定;降水补给深度及植被根系需水的层次差异是导致3种样地土壤水分时间和空间上异质性的重要因素;土壤温度主要受大气温度影响,与土壤水分相关性不显著,且随土壤深度的增加而降低。     

毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)群落土壤水分动态特征

以流动沙地作对照,在毛乌素沙地选择半固定沙地油蒿(Artemisia ordosica)群落、具生物结皮的油蒿群落和油蒿+本氏针茅(Stipa capillata)群落设置样地,以10min间隔获取5、15、30、50、70cm深度土壤水分实时监测数据,分析生长季不同植被覆盖下沙地土壤水分动态变化特征。结果表明:(1)4个样地均为秋季储水量最大,油蒿+本氏针茅群落0~80cm层土壤储水能力最强,平均增加了30mm。(2)受土壤蒸发影响的同时,得不到春季小降水事件的补给,流动沙地20~60cm层春季土壤含水量只有4%,生长季波动明显,呈双峰型,0~20cm层和60~80cm层土壤含水量较稳定;半固定沙地油蒿群落0~60cm层土壤含水量长期处于6%左右,60~80cm层春季最低、夏季和秋季得到较好的补给,呈双峰型;具生物结皮的油蒿群落0~10cm平均土壤含水量大于10~20cm层,0~10cm层土壤水分受生物结皮影响呈双峰型,而10~60cm土壤水分较稳定,呈单峰型,60~80cm层土壤含水量在春季最低,呈双峰型;油蒿+本氏针茅群落土壤持水性有明显增加,夏季和秋季土壤含水量可长期处于12%~14%,呈明显的双峰型,而60~80cm土层得不到充分的降水补给,长期处于4%左右,呈单峰型。(3)不同植被覆盖的沙地土壤水分对30mm左右降水的响应深度不同,流动沙地可到70cm,半固定沙地油蒿群落到50cm,具生物结皮的油蒿群落到30cm,油蒿+本氏针茅群落到40cm;极端降水能够影响所有样地0~70cm土壤含水量。     

全新世呼伦贝尔沙地环境演变的初步研究

呼伦贝尔盟从南往北横亘着三条大沙带,在浅黄色细砂层中普遍有2-3层古土壤间夹在内。通过对古土壤的孢粉分析和¹⁴C测年分析,反映全新世以来呼伦贝尔盟沙地经历了四次固定期和四次扩展期。古土壤中孢粉组合特征是草本花粉居优势,其中蒿、藜花粉为主,植被演替由早全新世的半荒漠草原景观-中全新世的蒿类草原或榆为主的疏林草原-晚全新世的杂类草草原,它们均属于沙地草场的类型,对固定沙丘和发展当地畜牧业起着极重要的作用。因此,根据占植被的演替规律,应对现有沙地草场采取保护措施,防止该区沙地再次扩大。     

宁夏盐池沙地3种植物群落土壤表层养分的空间异质性

采用经典统计学和地统计学方法,通过半变异函数及其模型、克里格局部插值估计、空间分布图及分形维数等对宁夏盐池沙地3种植物群落(牛枝子、牛枝子-黑沙蒿、黑沙蒿)土壤表层养分的空间异质性进行了研究。结果表明:0~5 cm土壤有机质、全氮、速效磷含量的空间自相关尺度分别是67 m、519 m、143 m;结构方差比分别为0.558、0.882、0.514,说明结构性因素和随机性因素在0~5 cm土壤有机质和速效磷的空间分布中共同发挥作用。全氮表现出较强空间自相关性,在空间分布上具有明显的结构特征,表明结构性因素在其空间总变异中发挥主导作用。空间格局图反映出0~5 cm土壤有机质、全氮含量表现为牛枝子群落较高,经牛枝子-黑沙蒿群落,含量逐渐减少,至黑沙蒿群落含量又有所增加;0~5 cm土壤速效磷含量表现为牛枝子群落和黑沙蒿群落含量较高而牛枝子-黑沙蒿群落含量较低的趋势。反映出研究区从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落至黑沙蒿群落,植被从以草原种为主的群落,逐渐灌木化,植物群落结构组成由复杂到简单的过程,深刻影响了土壤养分的分布格局,导致了土壤“肥力岛”的形成和发展,又反作用引起研究区植物群落的进一步灌丛化,并逐步向沙漠化的方向发展的趋势。     

干旱区油蒿生物量凋落分解与土壤呼吸

生物量的凋落分解与土壤呼吸影响流沙基质中CaCO3的淋溶和淀积。为研究腾格里沙漠油蒿群落中土壤CaCO3的形成,对油蒿当年生物量的凋落分解与土壤呼吸进行了探讨。结果表明：在腾格里沙漠,固定沙地上油蒿当年生物量[（41.51±1.76）g·m-2]显著高于半固定沙地[（32.31±0.92)g·m-2],固定沙地上油蒿叶量籽量和[（32.89±1.34)g·m-2]也显著高于半固定沙地[（19.32±0.64)g·m-2];但不同立地油蒿叶量和籽量的分解速率均大于0.6692 g·g-1·a-1,且油蒿的凋落物需要4.48 a才能达到分解最大值。另一方面,油蒿半固定沙地、油蒿固定沙地和油蒿+冷蒿固定沙地的土壤呼吸速率均存在显著差异;统计分析表明,油蒿+冷蒿固定沙地土壤呼吸速率最低[（7.37±1.07)mg CO2·m-2·h-1]可能与油蒿+冷蒿固定沙地土壤中较高的pH值和较低的土壤呼吸脱氢酶活性有关。可见,干旱区油蒿群落越到固定阶段,凋落量越大,释放的Ca2＋越多,土壤呼吸速率越低,土壤中的pH值越高,而这越有利于土壤中CaCO3的形成。     

差不嘎蒿在科尔沁沙地草场植被中的作用

差不嘎蒿是科尔沁沙地草场退化过程中的一个重要缓冲种。在草场退化过程中能够迅速占领退出植物种遗留下来的空间, 生物量由81.6g/m²增加到285g/m²; 但从半固定沙丘草场到半流动沙丘草场, 其生物量减少到了190g/m², 占总生物量的77.2%。差不嘎蒿在半流动沙丘草场中的繁殖力最高, 当年生幼苗数和果实生物量分别为59株/m²和17.6g/m²。差不嘎蒿以无性繁殖为主, 但是, 在流动沙丘草场则以种子繁殖为主。     

毛乌素沙地油蒿群落演替的生理生态学机制

对毛乌素沙地稀疏阶段、建成阶段和衰老阶段的油蒿群落的野外观测实验结果表明,不同演替阶段的油蒿群落对环境的适应性和生理生态特性表现出明显的差异。随群落盖度的增加,0—20 cm土层中土壤含水量明显增加,而在20—80 cm范围内有所下降。与稀疏阶段和建成阶段的油蒿群落相比,衰老阶段的油蒿群落的平均净光合速率低,光饱合点低,光能及水分利用效率最低,并且日变化过程也表现出受到了明显环境胁迫。在不同的演替阶段,油蒿的气孔导度与植物水势均呈线性相关。随植物水势的降低,处于衰老阶段的油蒿气孔导度降低速率最快。结合气孔导度和水分循环的关系,还初步探讨了毛乌素沙地油蒿群落演替的主要驱动因子。     

天然固定沙地与人工固沙植被区土壤种子库的比较研究

土壤种子库是退化生态系统植被恢复重建的重要基础,研究土壤种子库特征对于阐明退化生态系统受损与恢复机理具有重要的科学意义。通过野外土样采集、野外种子萌发定位跟踪调查和室内周期性种子萌发实验,对腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区和天然固定沙地的土壤种子库特征进行了对比研究。结果表明：人工固沙植被区土壤种子库包含21个物种,分属于8科;天然固定沙地土壤种子库有33种植物,属于11科。人工固沙植被区以一年生植物为主,天然固定沙地以多年生植物为主。人工固沙植被区的种子总密度明显低于天然固定沙地,但不同物种种子的密度变化存在显著差异。人工固沙植被区的物种丰富度和多样性指数均较天然固定沙地低。人工固沙植被区和天然固定沙地的土壤种子库与地上植被物种的相似性系数分别为0.73和0.71。尽管人工固沙植被区土壤种子库存在少量多年生植物种子,但仍未发展到以多年生草本植物为主的群落演替阶段,说明人工固沙植被区的植物多样性恢复尚需要漫长的过程。     

青藏高原东缘玛曲沙化高寒草地土壤理化性质北大核心CSCD

沙漠化是青藏高原东缘高寒草地退化的重要指征,土壤理化性质是反映草地沙化过程的重要特征参数。以青藏高原东缘玛曲县为例,分析天然草地和轻度、中度、重度、极重度沙化草地土壤粒度组成、温湿度、有机碳和养分等因子的差异特征,旨在阐明高寒草地沙化过程中土壤理化性质的变化。结果表明:草地土壤黏土和粉沙含量随着沙化的发展显著减小,而沙颗粒含量(细沙和中沙)随着沙化程度的增加而增大;5—8月生长季,重度沙化土壤相比轻度沙化土壤温度明显升高,土壤含水量明显降低;随着沙化程度的增加,土壤有机碳含量显著降低,轻度沙化减少50%以上,中度至极重度沙化草地减少91%—99%;土壤全氮(TN)、碱解氮(AN)、全磷(TP)、有效磷(AP)等含量在轻度以上沙化草地中显著降低,而全钾(TK)变化不明显,速效钾(AK)仅在中度至极重度沙化草地中含量降低。高寒草地沙化进程中,随着植被盖度的不断降低,表层细颗粒物逐渐风蚀、土壤养分流失,粗颗粒物质保留下来,土壤含水量降低,在风的分选作用下不断堆积形成流动性沙丘。     

乌兰布和沙漠典型植物群落土壤风蚀可蚀性研究

为探明植被恢复对乌兰布和沙漠土壤风蚀可蚀性的影响，以乌兰布和沙漠内不同沙地固 定阶段的 8 种典型植物群落及群落内表土作为研究对象，对土壤物理因子（可蚀性颗粒含量、土壤 含水量、有机质含量）、土壤结皮因子、植被因子 3 类土壤风蚀可蚀性因子指标进行监测，分析土壤 风蚀可蚀性因子在不同植物群落类型间、沙地固定阶段间的差异。结果表明：（1）在乌兰布和沙漠 典型植物群落中，沙蓬、沙生针茅、盐爪爪等草本植物群落的土壤风蚀可蚀性最强，白刺、梭梭、沙 冬青等灌木植物群落土壤风蚀可蚀性弱于草本植物群落，说明灌木林能显著降低土壤风蚀作用。 （2）随着沙地的不断固定，土壤结构不断发育，土壤可蚀性不断降低，土壤风蚀可蚀性强弱表现为 固定沙地<半固定沙地<流动沙地。（3）土壤可蚀性颗粒含量、土壤有机质含量、土壤含水量、土壤结 皮、植被因子与植被类型及沙地固定阶段具有显著相关关系。因此，在沙区生态建设工程中，为了 减少土壤风蚀量，不仅要考虑物种的选择，还要促进人工生态系统的演替和恢复，从而有效降低土 壤风蚀可蚀性。研究结果可为乌兰布和沙区植被生态系统服务功能的科学评价、防沙治沙工程的 建设与管理提供一定参考。     

我国东北地区某些荒芜土地的景观生态建设

我国东北地区荒芜土地的主要问题是:①土地自然生产力得不到充分发挥;②土地退化。本文根据景观生态学关于人与自然共同创造的思想及生物控制共生与自然界等级组织理论,主张在东北区域的沙地上建立林、草、田复合生态系统,在沙垅间长洼地上节节修筑沙坝,控制7—8月暴雨径流,再按不同生境种植水稻、芦苇及红麻,既适应环境,又提高生产力。     

高寒草地沙漠化土地固碳潜力分析——以黄河源区为例

沙漠化过程导致草地生态系统的退化和土壤有机碳的流失,增加了陆地生态系统向大气CO_2的排放,使退化土地就成为陆地重要的碳源之一.然而,通过有效的沙漠化防治,沙漠化过程能够得到一定程度的控制,退化土地也会得到恢复.沙漠化土地的恢复将是增加陆地碳汇,减少大气CO_2的有效途径之一.黄河源区沙漠化土地处于正在发展和强烈发展阶段,沙漠化形势严峻.目前沙漠化土地面积达3 519.97 km~2,其中轻度沙漠化土地面积占45.82%、中度沙漠化占26.20%、重度沙漠化土地与极重度沙漠化土地面积分别占13.80%和14.18%.我们设想通过沙漠化治理.使极重度、重度、中度沙漠化得到恢复并转变为轻度沙漠化土地,这将使1907.27 km~2的沙漠化土地得到恢复.根据目前沙漠化土地土壤有机碳密度,我们初步估计将会有10.25×10~6 t的土壤有机碳能够得到固定.在固定的土壤碳中,极重度沙漠化土地、重度沙漠化土地和中度沙漠化土地贡献分别为4%,30%,36%.因此,目前黄河源区沙漠化土地具有较高的固碳潜力,通过沙漠化的有效治理,不仅能够改善区域生态环境,促进区域社会经济的可持续发展,而且将使黄河源区成为陆地碳汇的重要区域.     

干旱区防护林营造方式对沙漠化土地恢复能力的影响研究

通过对防护林体系营造方式对沙漠化土地的恢复和重建能力的研究,发现固氮灌木树种对沙漠化土地肥力恢复的作用十分显著。采用工程措施与生物措施相结合的组合造林技术是恢复沙漠化土地肥力最有效的方法。在沙漠化土地上营造乔、灌混交防沙阻沙林带,可以明显地提高土壤的有机质和氮素水平。建立农田防护林网可以有效地改善土壤水环境和物理性质,并能增加土壤微生物,使土壤微生物的种群数量较荒漠化土地有较大幅度提高。土壤微生物的数量分布与种植植物的种类和人为经营强度有关。草田轮作是干旱区改土培肥的好形式,新开发荒漠地以第一年农作物+第二年牧草+第三年农作物的轮作制度较好。     

多伦县沙质草原植被的变化趋势分析

在多伦县1984年草原普查资料的基础上,2001年又在28个样点上进行了较详尽的野外考察,比较了相隔17a的草原植被变化。结果表明:潜在沙漠化土地的面积占有相当大的比例;中度、重度退化的比例从50%又有了扩大的趋势,这说明多伦县沙漠化的潜在隐患十分严重;近年来实施的草原保护起到一定的作用,表现在一些退化的样点有了恢复,最典型的例子就是黑山嘴乡胜利村(沙质栗钙土,冷蒿+寸草苔+杂类草,重度退化)沙质草原中的冷蒿群落在封育保护下已经恢复为以大针茅为建群种的群落;而不合理的利用,继续使一些样点上的群落退化。总的趋势仍是局部好转,总体恶化;挖掘和开垦则具有剧烈性的破坏作用,植被表面形成的"破口"在风蚀、水蚀的作用下,沙漠化的进程将会迅速发展。     

松嫩沙地晚更新世以来的孢粉记录及古植被古气候

松嫩沙地的形成演化经历了一个漫长的地质历史过程, 孢粉记录反映出这个地区从晚更新世以来植被曾被发生过多次更替, 经历了半荒漠(半荒漠草原)→疏林草原→干草原的演替, 气候经过多次冷暖-干湿波动, 沙漠化也经历了多次扩张和收缩。与中国北方其它沙漠化土地一样, 气候变干是松嫩沙地形成和扩张的决定因素, 而人类的各种活动对这一地区的土地沙漠化起着诱发和促进作用     

Changes in intensity of wind erosion at different stages of degradation development in grasslands of Inner Mongolia, China

Overgrazing by increasing numbers of livestock in the Horqin Sandy Land of Inner Mongolia, China, has led to extensive degradation of the region's sandy steppes. Degraded grasslands are generally classified into four main types: fixed (least degradation), semi-fixed (light degradation), semi-shifting (moderate degradation) and shifting (severe degradation) sandy lands, representing four stages of degradation development. An experiment was conducted in the Horqin Sandy Land to investigate changes in intensity of wind erosion at different stages of degradation development in sandy grasslands and determine the extent to which surface wind erosion was affected by surface-related soil and vegetation factors through their effects on surface roughness length and wind regimes. Daily wind erosion rate was monitored at four sites of degraded grassland over an erosive period from 1 April to 10 June in 2001. Soil and vegetation properties for these sites were also measured twice: one in mid-April prior to the establishment of vegetation and again in mid-June after the establishment of vegetation. Relationships between surface roughness length and soil and vegetation variables were examined at each of the two stages of vegetation development. This study shows striking differences in the intensity of surface wind erosion among sites. The daily wind erosion rate in the fixed sandy land was, on average, only about 1/5 of the rate in the semi-fixed sandy land, 1/14 of the rate in the semi-shifting sandy land and 1/47 of the rate in the shifting sandy land suggesting a much higher resistance of the fixed sandy land to wind erosion compared to other sites. Differences in rate of wind erosion between sites were attributed to between-site differences in soil and vegetation properties that exerted significant effects on wind regimes by altering surface roughness length. At the pre-establishment stage of vegetation, surface roughness length was determined by a combination of litter amount on the ground, soil surface hardness and soil moisture content, with litter amount explaining the greatest proportion of the variation. At the post-establishment stage of vegetation, the development of the surface roughness effects was mainly governed by vegetation characteristics (vegetation cover in particular), while the effects of soil surface hardness and soil moisture on surface roughness length are likely to be masked by vegetation effects. The findings suggest that better management practices of restoring vegetation in degraded grasslands are required to reduce soil erosion losses and achieve a sustainable livestock production in the Horqin Sandy Land, an ecologically fragile sandy land ecosystem.     

额济纳绿洲沙漠化对柽柳群落影响的研究

柽柳群落是黑河下游额济纳绿洲重要的荒漠河岸林，有河滩和沙地两个亚群系。通过对该区域的考察和对植物群落、土壤的取样分析，表明了在绿洲因水资源短缺而发生环境恶化的过程中，两个亚群系均产生了群落衰退，包括群落种类组成趋向柽柳单一种群，当年生物量占现存生物量比率下降，枝条枯死率上升，而群落盖度、植丛高度、丛幅等无显著变化，因此评估沙漠化的指标应以枝条枯死率为主。土壤表层盐分、有机质和机械组成在河滩系列变化较缓，沙地系列较强烈。在水资源持续短缺情况下，柽柳群落演替的最终结果是柽柳全部死亡后直接演变成裸地和流沙。柽柳群落是额济纳绿洲面积最大的群落类型，因而也是阻止、延缓绿洲沙漠化的最后防线，应注意保护和抚育。     

陕北农牧交错带沙漠化土地时空变化特征分析

利用1986年、1993年及2003年3期Landsat TM遥感影像,在建立目视解译标志的基础上,借助地理信息系统技术,对陕北农牧交错带1986—2003年土地沙漠化时空动态变化特征进行分析。结果表明:陕北农牧交错带沙漠化土地重心整体向东北方向偏移了11 843.43 m,面积减少了206 655.21 hm2,表明该区沙漠化面积扩大的态势得以控制并趋于减少;沙漠化程度明显减轻,严重、重度沙漠化土地面积逐渐减少,转化为中度和轻度沙漠化,但在区域气候趋于暖干的情况下,面临着沙漠化发展的潜在危险;同时,近17 a来有近291 826.1 hm2非沙漠化土地变为沙漠化土地,沙漠化速度为17 166.2 hm2·a-1,以草地、耕地、林地等土地沙化现象较严重,土地沙漠化的形势仍然较严峻。     

近50年来中国北方沙漠化土地的时空变化

中国北方在过去的近50年里,沙漠化土地以其广泛的分布和迅速发展构成了区域主要的环境和社会经济问题。遥感监测和评价结果表明,到2000年沙漠化土地已达到 38.57×104 km₂,其中潜在和轻度沙漠化土地13.93×104 km₂,中度沙漠化土地9.977×104 km₂,重度沙漠化土地7.909×104km₂,严重沙漠化土地面积 6.756×104 km₂,它们主要分布在农牧交错带及其以北的草原牧业带、半干旱雨养农业带和绿洲灌溉农业与荒漠过度带。对上世纪50年代后期、1975年、1987年和2000年沙漠化土地遥感监测结果进行对比分析显示,我国北方沙漠化土地自20世纪50年代后期以来一直处于加速发展的态势,沙漠化土地年均发展速率20世纪50年代到70年代中期为1 560 km₂,1976年到1988年提高到2 100 km₂,1988年到2000年之间达到3 600 km₂。“整体恶化,局部治理”是近50年来北方沙漠化土地的变化的基本趋势。沙漠化土地的迅速发展不仅使中国北方的生态环境面临严峻的挑战,而且将严重影响中国整个区域国民经济的发展以及人民生活水平的提高。