敦煌-格尔木铁路沿线荒漠灌丛风动力环境与沉积物粒度特征北大核心CSCD

敦煌-格尔木铁路穿越西北干旱荒漠区,地表裸露、沙源丰富、风沙活动强烈。通过野外风沙定位监测和地表沉积物粒度特征分析,揭示了铁路沿线灌丛路段风动力环境和地表沉积物特征。结果表明:研究区年均风速和起沙风频率分别为2.13 m·s^(-1)和3.91%,年输沙势19.89 VU,属低风能环境,年际变率小,季节变化明显,冬季输沙势最高。主导风向相对单一,以南风和西风为主,且随季节变化差异显著。灌丛地表细颗粒占绝对优势,<250μm细颗粒含量超过85%,并以<63μm粉沙为主;无植被覆盖路基边坡<250μm细颗粒含量60%~80%,>500μm粗颗粒含量高达22%。灌丛沉积物平均粒径43.85μm、偏度0.29、峰度1.41、分选系数2.06,边坡处对应值分别为117.18μm、0.16、1.00、2.09,两地沉积物分选较差,灌丛沉积物更细且粒径分布更集中,说明灌丛保护下地表物质较为稳定,细颗粒被较好地保存。     

祁连山高寒灌丛苔藓持水性能

苔藓层的持水性能是衡量林地蓄水能力大小的重要指标,对森林生态水文过程的研究极为重要。以祁连山南坡高寒灌丛苔藓层为研究对象,采用野外与室内实验相结合的方法,对苔藓层持水性能进行了研究。结果表明:5种灌丛中,山生柳灌丛苔藓蓄积量最大,依次为鬼箭锦鸡儿、金露梅、高山柳和沙棘灌丛。灌丛苔藓单位面积最大持水量为13 790~18 980 g·m-2,苔藓最大持水率为386.94%~782.51%,表明高寒灌丛苔藓具有很强的吸水性能。苔藓持水量随着浸泡时间的增加而增加,浸泡开始0.5 h后苔藓持水量显著增加,12 h后趋于稳定,苔藓持水量与浸泡时间呈显著自然对数关系。灌丛苔藓层吸水速率在浸泡2 h内急速下降,2~6 h内呈缓慢下降,6 h后吸水速率趋于饱和,苔藓的吸水速率与浸泡时间呈极显著幂函数关系。研究结果可为高寒山区生态环境保护提供资料,并为流域生态水文模型提供有效参数和经验公式。     

Regional-scale identification of three-dimensional pattern of vegetation landscapes

The altitudinal pattern of vegetation is usually identified by field surveys,however,these can only provide discrete data on a local mountain.Few studies identifying and analyzing the altitudinal vegetation pattern on a regional scale are available.This study selected central Inner Mongolia as the study area,presented a method for extracting vegetation patterns in altitudinal and horizontal directions.The data included a vegetation map at a 1∶1 000 000 scale and a digital elevation model at a 1∶250 000 scale.The three-dimensional vegetation pattern indicated the distribution probability for each vegetation type and the transition zones between different vegetation landscapes.From low to high elevations,there were five vegetation types in the southern mountain flanks,including the montane steppe,broad-leaved forest,coniferous mixed forest,montane dwarf-scrub and sub-alpine shrub-meadow.Correspondingly,only four vegetation types were found in the northern flanks,except for the montane steppe.This study could provide a general model for understanding the complexity and diversity of mountain environment and landscape.     

新疆策勒绿洲-沙漠过渡带花花柴(Karelinia caspica)沙堆的形态特征

通过野外调查花花柴(Karelinia caspica)植株及其沙堆形态指标,应用统计学原理和方法,分析了绿洲-沙漠过渡带花花柴沙堆的形态特征及沙堆与植株形态间的关系,初步估算了花花柴植株可固定的沙量.结果表明:(1)花花柴沙堆形态依据其发育时期的不同主要分为早期的盾形沙堆和较稳定时期的半球形沙堆.盾形沙堆的长度与宽度、底面积与高度间均呈直线线性相关,半球形沙堆则呈二次线性相关.盾形沙堆在向半球形沙堆发育的过程中,沙堆长度缩短,但是其高度、宽度以及体积仍随着植物的生长而不断地增长.(2)沙堆的发育与植株的形态有显著的相关关系.早期发育的盾形沙堆长度约为植株长度的2倍,体积为植株体积的1.5倍,半球状沙堆的长度和体积均约为植株的0.5倍左右.(3)通过估算,在策勒绿洲-沙漠过渡带上,花花柴草丛沙堆体积可达约50 000m3·kmm-2,表明花花柴沙堆截留了绿洲外围大量的流沙,是绿洲的重要屏障.     

黑河下游地区柽柳沙丘的气候与环境记录

对黑河下游地区柽柳沙丘沉积剖面进行AMS¹⁴C定年及沉积物粒度和Hg含量的综合分析,探讨了该区域从18世纪中期到21世纪初的气候与环境变化。结果表明:沙丘沉积物以细沙为主,粒度频率分布曲线呈明显的单峰形态,反映了单一的风力沉积作用;>100 μm的粗颗粒含量变化很好地指示了该区域冬季风的强弱变化,并记录了小冰期末期以来气候转暖的过程以及现代暖期中两个相对寒冷时期——20世纪10-20年代和50-60年代。沙丘沉积物中Hg主要来源于人类的工业活动,剖面Hg含量存在3个峰值,分别对应18世纪末的西班牙美洲地区银矿开采、19世纪中后期的北美淘金热、二次世界大战及战后经济复苏。此外,剖面中有两个样品Hg含量异常升高,其原因可能是1815年和1883年印尼的两次大规模火山喷发而引起的全球Hg沉降增加。     

艾比湖周边灌丛沙堆风沙沉积记录的气候环境演化

选择位于西风区的新疆艾比湖周边灌丛沙堆为研究对象,利用光释光测年初步建立风沙沉积的时间序列,分析了风沙沉积粒度和地球化学元素两个环境代用指标的古气候意义,并通过区域对比和综合分析,初步建立区域风沙气候环境演变序列。结果表明:研究区灌丛沙堆主要发育于晚全新世,缺失早中全新世的风沙沉积。晚冰期以来,艾比湖地区的风沙气候环境演变经历了一系列冷湿（凉湿）-暖干（温干）的变化过程,其中暖干（温干）时期气候干旱,风力强劲,湖滨阶地主要发生风蚀过程,不利于灌丛沙堆的发育。晚全新世以来,艾比湖周边灌丛沙堆发育较普遍,风沙沉积至少记录了3次相对干旱期和3次相对湿润期。灌丛沙堆记录的风沙气候环境演化序列与北疆其他全新世沉积记录有较好的一致性,基本遵循晚次冰期以来气候变化的西风模式,同时也受到局地风沙地貌环境的影响。     

祁连山高山灌丛生物量及其分配特征

分布于青海云杉林上线的祁连山高山灌丛是祁连山水源涵养林效益最佳林型,研究高山灌丛生物量是生态系统生产力的重要体现,也是群落结构和功能的主要测度之一。以祁连山排露沟流域3 300～3 700 m高山灌丛为研究对象,采用标准地、样方收获法以及壕沟挖掘方法,对不同海拔高度10个固定样地灌丛生物量,器官生物量进行调查,分析了不同海拔梯度灌丛的叶、枝、须根、细根、粗根烘干重数据及其生物量分配特征。结果表明：祁连山高山灌丛总生物量为12 869.39±3 306.16 kg/hm²(平均值±标准差,n=10),其中器官分配以枝生物量所占比例最高,达32.21%,叶、须根、细根、粗根的比例分别为15.70%、14.06%、11.13%和26.90%。不同海拔梯度灌丛生物量器官分配比例差异较大,地上生物量平均为6 097.17kg/hm²,地下生物量平均为6 772.22kg/hm²,不同海拔根茎比在0.56～1.93之间变化,海拔3 500 m处根茎比达最大。祁连山高山灌丛生物量与海拔呈现显著的负相关（R² = 0.898 7,p＜0.01）,随着海拔的升高,灌丛总生物量,地上以及地下生物量均呈现下降的趋势。研究结果可为内陆河流域生态环境的保护及其高山灌丛对全球气候变化的响应研究提供重要理论依据和应用资料。     

阿拉善荒漠草地几种灌木对土壤有效态养分的影响

对阿拉善荒漠草地广泛分布的几种灌木、半灌木土壤有效态常量和微量营养元素的“肥岛”效应进行了研究。结果表明：①霸王、白刺、红砂和沙冬青提高了灌丛根部土壤速效Na、K、Fe和Mn 的含量,而降低了灌从根部土壤速效Ca、Mg的含量;驼绒藜除对土壤速效Mg含量有显著影响外,对其他元素无显著的影响。②霸王、白刺和沙冬青对速效Na、K、Fe和Mn有明显的富集作用,对速效Ca负富集作用;红砂对速效Na有极强的富集作用,EA、EB分别为37.59和52.93;除红砂和驼绒藜对速效Mg有富集作用外,其余灌丛对速效Mg无富集作用。③灌丛周围土壤pH值与速效K、Fe和Zn含量呈显著负相关,与Ca呈正相关,与速效Na无相关性。霸王、白刺、沙冬青周围土壤速效Mg含量与pH值也呈显著正相关;除了霸王外,其他灌木周围土壤速效Mn含量都与pH值呈负相关。     

准噶尔盆地南缘绿洲-沙漠过渡带“肥岛”形成过程中土壤颗粒的分形研究

通过野外调查取样和室内分析的方法研究了准噶尔盆地南缘绿洲-沙漠过渡带不同地段的梭梭灌丛土壤不同空间位置（包括灌丛下和灌丛间）的土壤颗粒分形维数的变异特征,以及分形维数与土壤机械组成、土壤养分的关系。结果表明:①土壤颗粒分形维数与土壤沙粒含量呈极显著负相关(P<0.01),与土壤粉粒和粘粒含量呈极显著正相关(P<0.01),并与土壤养分含量中的有机质、全氮、全磷呈极显著的正相关 (P<0.01),与可被植物吸收利用的速效形态养分碱解氮、速效钾、速效磷等的含量有极显著的正相关关系(P<0.01),土壤颗粒分形维数可用以表征土壤结构性状和肥力特征。②沙漠-绿洲过渡带典型空间位置的土壤粒级分布呈梯度性变化,从绿洲到沙漠1~0.25 mm的土壤颗粒体积百分比从0.4%增加到16%,而小于0.05 mm的颗粒体积百分比从76.6%减少到3.5%,土壤的粗粒组分明显增加,细粒组分明显递减,并且土壤颗粒分形维数从2.50降低到2.03。③不同粒径土粒的分布规律表现为灌丛下的粉粒、粘粒含量均大于灌丛间的,其中沙漠腹地灌丛下的表层土壤粉粒增加了1.23%,粘粒增加了0.06%;退耕还林地灌丛下土壤表层的粉粒增加了10.78%,粘粒增加了2.91%,说明梭梭灌丛能有效截获风蚀带来的微细尘埃、粘粒和粉沙,使灌丛下土壤的结构及肥力性状得以改善,形成灌丛“肥岛”。     

广西弄拉峰丛洼地灌丛岩生优势种光合生理生态特征日变化研究

运用LI-6400测定弄拉峰丛洼地灌丛岩生优势种金银花、黄荆、红背山麻杆、裸花紫珠的光合生理生态特性,并比较它们的净光合作用速率、光合有效辐射等生理、生态指标日变化。结果表明,峰丛洼地灌丛群落生态环境因子日变化复杂,不同灌丛群落对小气候调控有差异。黄荆和红背山麻杆调控大气CO2浓度的能力最强。黄荆的平均净光合作用速率和平均蒸腾速率最大,红背山麻杆的水分利用效率和表观量子效率最高。金银花和裸花紫珠有明显的“午休”现象。生理因子受外界生态因子的制约,生态因子和蒸腾作用、气孔等生理因子共同作用影响光合生理作用,不同岩生优势种影响因子有差异。以逐步回归方式建立净光合作用速率和影响因子之间的回归方程模型,所有方程均有显著性意义和良好的预测性。