不同类型生物土壤结皮固氮活性及对环境因子的响应研究

利用乙炔还原法对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区3种生物土壤结皮(藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮)的固氮活性及生物结皮固氮活性对模拟不同降雨量(1、3和5 mm)、温度(13、24和28℃)和光强(0、400和1000μmol/(m2·s))的响应进行研究.结果表明:不同类型生物结皮的固氮活性差异显著,依次为:藻结皮(16.6 ...     

中国沙漠地区降尘特征与影响因素分析

1991— 1 998年期间先后使用积尘器在 4个地形剖面上监测了沙坡头地区的降尘过程。降尘沉积速率平均 4 866kg·hm- 2 ·a- 1 ,降尘沉积具有明显的时空分异规律 ,月最大沉积于每年的 5月发生在丘间低地 ,这是因为每年的 5月份既是区域冬夏季风场的转换季节 ,又是人类活动破坏地表的时期 ,并受地貌沉积模式的影响 ;较小的月沉积于冬季出现在丘顶部位。降尘的粒径集中在 2～ 2 50 μm ,极细砂占总量的 37 1 6 % ,沉积物属于砂壤质地。Si、Al、Fe、Ca、K、Na、Mg、Ti等 8个元素构成检出元素总量的 99 53 %。 1 0～ 2 50 μm的尘屑中含有 30种重矿物 ,其中易风化矿物占 56 75 %～ 74 32 %。风尘相关分析发现月降尘量与每月 >5m·s- 1 风速的次数有良好的相关性。     

鄂尔多斯高原荒漠化草原和草原化荒漠灌木类群与环境关系的研究

鄂尔多斯高原是我国北方一个特殊而敏感的生态过渡带,造就了该地区丰富多样的灌木类群,是我国温带草原灌木生物多样性分布和起源的中心。文中用ＤＣＡ排序和ＴＷＩＮＳＰＡＮ分类为工具,对该地区的主要灌木类群进行了分类、排序和环境解释。鄂尔多斯荒漠化草原与草原化荒漠灌木类群及其分布主要取决水分,而温度等因子对其影响并不显著,这主要与该区纬度跨度不大以及主要灌木种长期适应高温、多风暴气候条件有关。     

中国干旱沙区的生态重建与恢复:沙坡头站60年重要研究进展综述

中国科学院沙坡头沙漠研究试验站建站60年来,服务于国家需求,推动了沙漠科学的发展。在沙害治理、沙漠生态重建与恢复、荒漠生态系统长期生态学、沙地生态水文学\,人工植被稳定性及干旱胁迫生理生态学方面取得了重要进展\.解决了在降水量小于200 mm的干旱沙漠地区植被建设的关键技术,证实了通过人为促进生态恢复是可行的,创造了人类活动(治理和利用)与沙漠自然和谐持续发展的模式;探讨了干旱沙区土壤水循环的植被调控机理,提出了生态恢复的关键技术及其应用模式;理论上探明了人工植被稳定性维持的生态学机理,提出了荒漠系统生态恢复的理论模型;揭示了荒漠生态系统碳、氮循环及其对环境因子的响应;引领了生物土壤结皮的生理生态功能及其水文学研究;拓展了干旱逆境生理生态学的研究。沙坡头站已成为国际沙漠科学与荒漠长期生态学研究的重要平台。     

基于多目标决策模型的封育工程绩效研究——以旱泉沟流域为例

以旱泉沟流域封山育林育草调查研究为基础,通过农户调查、专项统计监测、野外试验研究等手段,在专家咨询、统计分析的基础上,运用多目标决策评价模型建立封育工程生态恢复综合效果评价指标体系,系统全面地分析了封育工程生态恢复的效果,以期为西部地区小流域综合治理和退化生态系统恢复提供理论依据。研究结果表明,旱泉沟流域封育工程的生态恢复效果显著,年经济价值为5.217×10⁶元,其中生态系统稳定性和土壤保持能力恢复较好,综合效果评分为77.70,达到良好水平。     

沙埋干扰去除后生物土壤结皮光合生理恢复机制

通过对沙埋干扰解除后腾格里沙漠人工植被区4种典型生物土壤结皮光合作用、暗呼吸作用与叶绿素荧光参数的跟踪测定,研究了沙埋干扰解除后生物土壤结皮光合生理恢复机制。结果表明,沙埋干扰解除后4种生物土壤结皮净光合速率增加,暗呼吸速率先降低后增加。沙埋干扰去除后净光合速率、暗呼吸速率受沙埋深度和沙埋时施水量的影响,分别与沙埋深度和施水量呈反比和正比关系。沙埋干扰解除后4种生物土壤结皮PSⅡ光化学效率随时间逐渐增加,证实了生物土壤结皮沙埋干扰解除后积极自行修复的内在生理机制。     

荒漠植被草本层片植物对火因子的响应

火因子是生态系统中重要的干扰因素,对生态系统格局与过程有着深远的影响。采用人为放火的方法研究了草原化荒漠草本层片植物物种丰富度、地上部生物量、植物多度以及高度等群落学特征对火因子的响应。结果表明,火烧后两年（2008—2009年）,火烧样地单位面积中草本层片植物物种丰富度有所降低;植物多度多于对照样地,但无显著性差异（P>0.05）。火烧后当年,火烧样地中草本植物地上部生物量显著高于对照样地（P<0.05）,第2年地上部生物量无显著性差异（P>0.05）,说明火烧后当年有利于提高荒漠生态系统生物生产力,而第2年该效应消除。火烧后当年,研究区3种主要草本植物多根葱、无芒隐子草和茵陈蒿的高度受到了抑制,第2年其高度较对照样地又有所增长,但另一主要植物刺蓬则与其他3种植物反应相反,这可能与荒漠草本植物种不同生长特性有关。     

生物土壤结皮对荒漠昆虫多样性的影响

生物土壤结皮广泛分布在干旱半干旱地区与寒区荒漠,是荒漠生态系统的主要组成和景观特征之一,其重要性已被大量的研究报道所证实。然而,关于生物土壤结皮与昆虫种类多样性之间关系的研究却很少。本文以腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区半固定沙丘柠条－油蒿群落和固定沙丘柠条－油蒿群落为观测样地,选择具有不同类型生物土壤结皮分布的植被群落为观测样方。昆虫的调查采用100 m×100 m的样方,利用样筐和网捕法收集昆虫,记录昆虫数量,采集标本在室内进行鉴定。结果表明:与无结皮覆盖的植被区相比,生物土壤结皮在地表的覆盖显著地增加了昆虫的多样性和种的丰富度,其中以苔藓和地衣为主的结皮覆盖的植被样方中昆虫种的多样性和丰富度显著地高于以蓝藻和藻类为主的结皮样方。生物土壤结皮对荒漠昆虫多样性的贡献可能是由于稳定了土表、改善了植被系统中的土壤环境,为昆虫,特别是幼虫阶段提供相对适宜的土壤生境或部分食物来源。     

沙坡头地区一年生植物的生理生态特性研究

对腾格里沙漠沙坡头地区一年生植物沙米(Agriophyllum squarrosum)、刺沙蓬(Salsola ruthenica)和虫实(Corispermum declinatum)光合作用日变化的研究结果表明,沙米的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈单峰型,其最高峰出现在11:00左右。刺沙蓬的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈"双峰型",光合速率、蒸腾速率在9:00有一个峰值,而后在11:00有一个谷值,13:00至15:00出现一天中的最高峰值;而其气孔导度在早7:00是一天中的最高峰值,而后在13:00有一个谷值,其次高峰出现在15:00~ 17:00,与蒸腾作用的日变化表现出密切的相关性。虫实的光合速率只是在早7:00有一较小的高峰,其余时间基本维持在较低的水平,其蒸腾速率最高峰出现在11:00,气孔导度最高峰出现在9:00~ 11:00,15:00为一天中的最小值,17:00又有所回升,而后开始下降。就3种一年生植物比较而言,在早7:00时光合速率相差不大,随着气温的升高,虫实的光合速率逐渐下降,而沙米和刺沙蓬的光合速率逐渐增高,比虫实的光合速率提高了4~ 6倍。刺沙蓬出现了明显的蒸腾午休现象,这可能是由于刺沙蓬的叶为肉质叶,它对周围环境变化的反应更灵敏,其调控机制变得活跃了,利用蒸腾午休来降低植物水分散失的效率,保证叶片相对稳定的含水量。沙米和虫实的蒸腾速率变化不如刺沙蓬大, 且蒸腾速率的日变化仍表现为单峰型, 从这一点来说, 沙米和虫实对干旱环境的反应不如刺沙蓬敏感。     

陆面过程参数化模式的研究

在概述了近年来国内外陆面过程参数化研究的基础上,发展了一个改进的陆面过程参数化模式。该模式能被应用于地球表面不同土壤和植被类型的陆面过程的相互作用研究。在该模式中通过土壤结构参数和陆面过程湍流通量的参数化,可广泛应用于不同类型的区域。在模式中,大气-陆面系统包括3个子系统:近地层大气、冠层和土壤活跃层。土壤被分为4层,上两层分别相当于温度的日和季变化层,植被的根系活动也在这两层内,在最深层的温度和含水量是气候的平均值。发展的陆面过程参数化模式可应用于不同气候区域能量平衡和气候的模拟研究。对我国在该领域的研究,特别是在开发我国西北地区过程中的环境生态研究中具有重要的意义。