阿拉善高原荒漠植被组成分布特征及其环境解释 Ⅲ.植物功能群多样性对环境因素的响应

采用水分生态型(包括旱生植物、旱中生植物、中生植物和湿生植物)、生活型(灌木、半灌木、多年生草本和一二年生草本)和植物主要光合途径(C3和C4)等方法将研究区的植物种类进行了功能群(functional groups/types)划分,为进一步认知荒漠生态系统的结构、功能和过程提供了分析基础。植物功能类群相对集中是阿拉善荒漠植被组成的一个重要特点,这主要和植物趋于旱化、生态型相对简单密切相关。按优势功能群依次为:PFTs1(旱生C3一二年生草本)、PFTs2(旱生C3多年生草本)、PFTs3(旱生C3灌木)、PFTs4(旱生C3半灌木)、PFTs5(旱生C4一二年生草本)、PFTs7(旱生C4灌木)和PFTs8(旱生C4半灌木)。气候、土壤理化指标决定着植物功能类群的分布。其中年均降水量、湿润系数决定着植物的生态型、生活型在水平地带上的分布特征,同时,也影响C3和C4植物(海拔梯度上)的分布。土壤容重、砂粒、粉粒含量决定着植物生活型特征,而土壤pH值、Cl-、SO42-和Ca2+决定着植物水分生态类型的空间分布。这些结果揭示了极端干旱区植物对胁迫环境响应的多样性,是对极端环境条件下如何理解生物多样性维持机制和可持续发展的较好生态学解释。     

乌兰布和沙漠沿黄河段植物群落特征及空间分异北大核心CSCD

乌兰布和沙漠是黄河流域风沙最活跃的区域。本文以乌兰布和沙漠沿黄河段植物为研究对象,分析了植物群落特征的空间差异性及地上和地下植物含水率和生物量的分异规律。结果表明:乌兰布和沙漠沿黄河段典型植物物种组成单一,植物多样性低,Shannon-Wiener多样性指数最高为0.80。靠近黄河沿岸草本植物更具优势,平均植物含水率最高(最大值为80.6%);靠近沙漠腹地,灌木植物更具优势,灌木含水率高于黄河沿岸处。从黄河沿岸至沙漠腹地,草本生物量逐渐减少,但地上部分含水率增大。造成植物特征空间分异的关键影响因子是土壤含水量和含盐量,较高的土壤含水量对植物生长有促进作用,高盐分土壤环境对草本植物生长有抑制作用,对灌木植物影响较小。     

黔西北喀斯特生态系统中主要植物物候格局

喀斯特作为一种独特的生境,在陆地生态系统中占有很大面积,是开展生态恢复的重点地区.对黔西北地区喀斯特生态系统中主要植物的物候特征及其与非生物和生物因素的关系进行研究表明,观测植物各物候期具有明显的季节性,开花期和果熟期都呈现单峰格局.温度和降雨量与多数物候期时间格局的相关性显著,春季温度升高和降雨量增加促进了植物展叶和开花,落叶期的旬均温与落叶物种比例显著相关.灌木平均始展叶期早于乔木,而乔木更早出现开花高峰.但乔木和灌木在果熟期格局上没有差异.风媒植物的始花期明显早于虫媒植物,开花高峰出现也更早,但两个类群植物开花的持续时间一致.该地区植物物候受到多种因素的综合作用,且不同物候期的主要影响因素不同.探讨植物物候格局对于理解植物与喀斯特环境的关系以及开展生态恢复具有重要意义.     

宁夏盐池沙地3种植物群落的数量特征

采用样线法和样方法对盐池沙地典型植物群落牛枝子群落、牛枝子-黑沙蒿群落、黑沙蒿群落数量特征进行了研究。结果表明：从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落至黑沙蒿群落,物种组成变化较大,优势种的相对重要值也发生了较大的变化;植物种从占优势地位的草原种,逐步让位于耐旱、抗风蚀的多年生和一年生草本植物,并最终被沙生、一年生草本植物和灌木、半灌木取代;土壤沙化程度逐渐加重。从生活型组成看,从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落至黑沙蒿群落,地面芽植物和地下芽多年生草本植物种类数和重要值所占比例逐渐下降,一年生植物种类数和重要值所占比例逐渐增加。牛枝子-黑沙蒿群落的物种α多样性指数最高,黑沙蒿群落最低。β多样性指数变化反映出植物群落组成已发生分化,物种出现根本性的变化。     

菲尔德斯半岛植物和表层土壤中部分金属元素的富集特征

利用湿法消解-电感耦合等离子体质谱仪对南极菲尔德斯半岛地区植物和表层土壤中的化学元素进行了分析,讨论了其元素含量、相关性、富集系数及污染指数等化学特征。研究发现,南极菲尔德斯半岛土壤和植物中的Ni、Li、As、Cs变异系数波动较大,且土壤中元素的区域性变化小于植物。植物中的Al、Fe、Mn元素丰度主要依赖于土壤元素丰度的高背景值,而对Ca、K、Cr、Ba元素具有较强的选择吸收能力,对重金属元素Cr、Cu、Zn、Cd、Pb富集能力很强。进行重金属污染评价表明,南极菲尔德斯半岛地区受到不同程度的污染,Cu元素存在普遍污染,Cd和As均达到了轻度污染,Cd元素的潜在生态风险最大。     

我国荒漠植被中的C4植物种类分布及其与气候的关系

C4植物水分利用效率高于C3植物,CAM植物具有最高的水分利用效率。在我国荒漠地区,CAM植物稀少,C4植物,特别是C4木本植物在荒漠生态系统中具有重要地位和作用。我国荒漠地区有C4木本植物45种,包括半木本植物,占我国荒漠植物总种数的6%,集中在藜科和蓼科,分别为19种和26种。C4草本植物共计107种,其中单子叶植物48种,双子叶植物59种。C4木本植物主要分布在贺兰山以西的西北干旱荒漠区。C4草本植物的耐旱性和抗旱能力不如C4木本植物,主要分布在荒漠地区潜水埋深较浅,水分条件较好的区域,在绿洲边缘广泛分布。C4木本植物丰度与干旱紧密相关,C4草本植物丰度随湿润条件而增加。     

荒漠灌丛降雨再分配对土壤pH值的影响

对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区1989年建植人工植被区优势固沙灌木柠条（Caragana korshinskii）和半灌木油蒿（Artemisia ordosica）树干茎流及穿透雨的pH值,以及灌丛基部、灌丛下和灌丛外裸地0～10 cm和10～20 cm剖面深度土壤pH值分别进行测定,并与大气降雨pH值进行比较,以探讨荒漠灌丛降雨再分配对土壤pH值空间变异的影响。结果表明:大气降雨pH值最高,穿透雨pH值次之,树干茎流pH值最低,三者之间具有显著差异（p<0.05）。灌丛外裸地土壤pH值最高,灌丛下次之,树干基部最低。总体而言,0～10 cm剖面深度土壤pH值小于其下方10～20 cm剖面深度土壤pH值。柠条灌丛产生的树干茎流对土壤的酸化作用强于油蒿灌丛。树干茎流和穿透雨的酸化作用是导致土壤pH值从灌丛间裸地到灌丛基部方向上降低的一个重要原因。     

黄土高原西部荒漠草原植被恢复的土壤水分管理研究

针对兰州地区荒漠草原带具有代表性的三种地带性植被：草本植被短花针茅、灌木植被珍珠猪毛菜、荒漠锦鸡儿,对其0~2.0 m的土壤含水量进行了比较,同时对草本和灌木植被的根系进行了测定。结果表明：天然植被对土壤含水量的影响在1 m以上。随着土壤深度的不断加深,土壤含水量呈减少趋势而后趋于稳定。短花针茅区1 m以上含水量比珍珠猪毛菜和荒漠锦鸡区平均高1.08和1.21个百分点;1 m以下土壤含水量变化情况是:珍珠猪毛菜区最高,荒漠锦鸡儿区最低。本文在分析了兰州地区荒漠草原区土壤水分动态的基础上,提出了这一地区植被恢复的对策。     

我国西北干旱地区地下水资源的合理开发和利用

我国的干旱地区一般系指贺兰山及乌鞘岭以西的广大地区。多年平均降雨量不超过250毫米,西部的平原地区多在50-150毫米,塔克拉玛干沙漠在25毫米以下,还有多年不雨的地方。而且多年平均蒸发量都在1400毫米以上,尤其西部沙漠地区更高,可达2000-3000毫米。植物生长严格受水源条件的限制,自古以来发展的是灌溉农业。即使在如此降雨稀少的干旱地区,在一定的自然地理环境下地表水亦比较充足,在特定的水文地质条件下地下水则比较丰富,这对发展干旱地区的农林牧业,治沙改土都是有利的。我国干旱沙漠地区的地下水受着地质构造条件和自然地理环境所制约。高山区由于降水较多,成为干旱地区水资源的发源地。     

古老绿洲的过去与未来——美索不达米亚

一、干燥的平川狭义的美索不达米亚是指幼发拉底河与底格里斯河之间的冲积平原。广义的美索不达米亚还包括波斯湾以北、扎格罗斯山西南、阿拉伯高原以东和亚美尼亚山系以南的广大山麓地带和河谷低地,分属于伊拉克、叙利亚和伊朗。区内大部分均为热带沙漠气候,夏季炎热干燥,七月平均气温高达32℃-34℃,冬季冷而湿,年降雨量约为100-300毫米,其中3/4在冬季降雨。唯亚美尼亚山地和扎格罗斯山年雨量可达400毫米,是美索不达米亚河流的主要补给源。南部平原降雨稀少,巴格达和南部的巴士拉年降雨量都只有100毫米,然而蒸发量     

不同地带沙丘结皮层的土壤酶活性

在干旱的西部地区, 从东到西虽然地带不同、生态环境不同, 但都是固定沙丘、沙地的结皮层或表层的土壤酶活性最强, 结皮层最厚, 韧性也最强。半固定沙丘、沙地的结皮层或表层土壤酶活性、结皮层厚度和韧性居中。流动沙丘土壤酶活性最低, 沙丘表层仍是松散的沙土。     

沙坡头地区铁路两侧流沙上人工植被的生态效果

包兰铁路通过的沙坡头地区, 位于腾格里沙漠东南缘, 地貌为起伏连绵的高大格状流动沙丘。因地处西北内陆, 加之地势较高, 具有降雨少而集中, 气候干旱, 温度变化剧烈和风大沙多、植被稀少的特点。是典型的半荒漠地带。     

草原与荒漠交界地区流沙的固定——以沙坡头铁路防护体系旱路固沙为例

在年降水量200~ 300mm左右的草原与荒漠交界地区,无灌溉条件下的流沙固定不仅是可能的,亦是非常成功的。以包兰铁路沙坡头铁路人工植被的建立为例,年平均降水量仅186.2mm,在扎设草方格辅助措施下,栽植固沙植物,成功地从根本上解决了流沙固定问题。油蒿是特别优良的固沙植物,天然更新能力强,并能形成群落,又能稳定相当长时期。理应成为该地区流沙固定的首选。     

降水在沙丘中的运动特征研究——以甘肃民勤沙区为例

自然降水和辅助人工模拟降水试验表明在民勤沙区,降水在沙丘上的下渗深度主要受沙面状况的影响。沙丘表层土壤田间持水量大小影响降水下渗,表层粉粒和粘粒含量影响田间持水量,降水量的大小与水分下渗深度的相关性并不显著;降水强度在29.8mm·d^-1以内时,固定沙丘上的最大含水层为10~15cm,降水的下渗速率只有10~15cm·d^-1;在半固定沙丘上,28.2mm·d^-1以内的降水的最大含水层为30~35cm,降水的下渗速率只有15.0~17.5cm·d^-1;在流动沙丘上,21.7mm·d^-1以内的降水强度的最大含水层为130~135cm,降水的下渗速率可达32.5~33.8cm·d^-1;在固定沙丘和流动沙丘上,8mm·d^-1以内的降水很快蒸发损失,而在半固定沙丘上能保存较长时间;与固定和半固定沙丘相比,流动沙丘表面水分(即7~8mm以内的降水)最易在短期内蒸发损耗。     

库布齐固定沙丘土壤微生物生物量的垂直分布研究

对库布齐固定沙丘土壤微生物生物量的垂直分布研究表明:①好气性细菌生物量的垂直分布是0~0.5cm(结皮层) > 0.5~10cm > 60~70cm > 30~40cm > 150~160cm,好气性细菌生物量的峰值在0~0.5cm(结皮层);②芽孢型细菌生物量的垂直分布是0.5~10cm > 0~0.5cm > 60~70cm > 30~40cm > 150~160cm,芽孢型细菌生物量的峰值在0.5~10cm;③厌气性细菌生物量的垂直分布是30~40cm=60~70cm > 0~0.5cm=0.5~10cm=150~160cm,厌气性细菌生物量的峰值在30~40cm和60~70cm;④丝状微生物生物量的垂直分布是0~0.5cm(结皮层) > 0.5~10cm > 30~40cm > 60~70cm > 150~160cm,丝状微生物生物量的峰值在0~0.5cm(结皮层);⑤库布齐固定沙丘土壤微生物生物量、土壤酶活性和养分含量的垂直分布相一致,均随土层深度增加而递减,具有明显的层次性。     

腾格里沙漠东南缘铁路沿线流沙固定的原理与措施

本文研究地区位于腾格里沙漠东南缘,为温带草原化荒漠。包头至兰州铁路六次穿越腾格里沙漠,延长线达40公里。尤以中卫县沙坡头地区自然条件严酷,铁路线两侧全为高大密集的格状流动沙丘。如何固定这段线路两侧流沙,使铁路免遭风沙危害,成为列车运行畅通中极待解决的重大课题。沙坡头沙漠科学研究站经30年(1956-1986年)定位研究和实践,初步解决了以下几个问题:1.植物固沙的可行性程度; 2.适宜的固定植物种及其合理配置; 3.植物固沙的基本指标; 4.以"固"为主,"固阻"结合的铁路防护体系的可行性方案。这为我国西北沙漠地区今后铁路建设提供了一个沙害整治模式,在科学上和实践中均有重要意义。     

沙坡头固定沙丘结皮层的微生物区系动态

对中科院沙坡头沙漠研究试验站的人工植被固定沙丘、红卫自然植被固定沙丘的结皮层和流动沙丘表层(0~ 05cm)中的微生物类群数量的研究结果表明:①好气性细菌数量影响着微生物总数量的变化趋势;②微生物总数量分布依次排列为:自然植被固定沙丘>1956年栽植区>1964年栽植区>自然半固定沙丘>1982年栽植区>流动沙丘;③土壤微生物类群数量与结皮层的形成、植物覆盖度和土壤含水率等因子有密切的关系;④结皮层中的微生物类群数量与流动沙丘的固定程度呈正向关系。     

Vegetation diversity and its application in sandy desert revegetation on Tibetan Plateau

The dry and cold Tibetan Plateau is, by its nature, sensitive to desertification, and now human impacts and overexploitation makes things worse. One of the most important things involved in combating desertification is to stabilize mobile sandy land and facilitate revegetation. A study was conducted on shifting sand dunes of Tibetan Plateau to investigate the relationships among sand control, vegetation restoration and diversity dynamics of seed plant species. It was found that a positive correlation lay between sand stabilizing shrubs (Caragana korshinskii and Artemisia ordosica) and Leymus secalinus, a species of dominant and perennial grass in well-restored vegetation, but a negative correlation occurred between those shrubs and Agriophyllum arenarium indicator of shifting dunes. Secondly, sand stabilization facilitated revegetation, and total cover and cover of L. secalinus rose continuously from the beginning of restoration, but diversity indices showed a complex tendency. Based on these results, it was reasoned that on alpine shifting dunes of desertified regions, continual sand drifting caused by gales was the limiting factor for plant to survival. If sand barriers were established, sand drifting would be effectively controlled, then many native plant species could colonize shifting dunes gradually, so the process of revegetation was facilitated.     

沙坡头地区沙丘人工植被区土壤性质的变化

包(头)兰(州)铁路中卫段沙坡头地区流沙固定试验从1956年起至今整整25年。经采取治沙措施后, 铁路两侧景观已经发生了显著变化, 植被逐步恢复, 流沙得到固定, 保证了列车的安全通行。随着流沙的固定, 无灌溉固沙造林实验区土壤性质亦发生了很大变化, 这对半荒漠地区流沙的固定有着重要意义。     

农牧交错带不同人工植被下荒漠化土壤肥力的变化

研究了陕北农牧交错带荒漠化土地上种植人工植被后,在不同的植被恢复类型和生长状态下土壤物理、化学和生物学性状的特征。结果表明,随着人工植被的建立与生长,土壤肥力总体趋于好转,土壤理化性质得到显著改善,土壤质地变细,微生物数量增加,土壤酶活性增强;同时,使流动沙地向半固定、固定沙丘方向转化。但随着植被盖度和植被种类的不同,不同样地土壤肥力差异很大;多年生乔木林改良土壤肥力的潜力最高,耕作粗放的农地土壤肥力有所下降。