干旱区生物土壤结皮对种子植物多样性的影响

通过调查古尔班通古特沙漠筑路形成的严重干扰样方与自然状态下轻微干扰样方种子植物多样性的差异,结合人为干扰生物土壤结皮样方的结果,综合生物土壤结皮土壤种子库、结皮上种子萌发、生长以及土壤养分与水分的特征,研究生物土壤结皮对种子植物多样性的影响。结果表明：完整结皮与适度干扰后结皮样方内植物多样性指数D分别为0.3296和0.5291,多样性指数H分别为0.8400和1.2957,差异均达到显著水平;严重干扰样方的多样性指数D和多样性指数H均显著低于轻度干扰样方的对应指标。说明对生物土壤结皮 “适度”干扰使其保持在早期发育阶段有利于增加种子植物多样性,而“严重”干扰使结皮变为流沙阶段会降低种子植物多样性。结皮影响种子植物多样性的机理主要在于发育后期的生物土壤结皮会降低土壤种子库,也会抑制多数种类种子萌发,夏秋季结皮深层土壤水分的减少也不利于深根植物的生存,但结皮土壤拥有相对较高的养分条件却能保证一年生短命植物生长和生存。相对于流沙,生物土壤结皮的存在有益于保持相对较高的植物多样性,这可能归功于生物土壤结皮有利于地表稳定性、以及其在防风蚀和土壤形成等方面重要的生态功能,因而,在采取 “适度”干扰措施以提高植物多样性之前需要慎重考虑可能带来的不利影响。     

古尔班通古特沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征及其影响因素

对古尔班通古特沙漠3种典型灌木群落77个样地的0～10 cm层土壤及环境因子进行调查取样,分析了土壤有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）及全钾（K）的化学计量特征及其影响因素。结果表明：土壤C、N、P、K含量均值分别为1.057、0.133、0.319、14.11 g·kg^-1,C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K值分别为8.124、3.486、0.099、0.434、0.013、0.034。本研究土壤C、N、P养分元素含量及其化学计量比均远低于全球及全国平均水平。C∶N和P含量具有较高的稳定性（CV=19.26%和22.46%）,而K、C∶K、N∶K和P∶K变异性较强（CV=52.17%～80.30%）。土壤化学计量特征在不同群落类型间、不同结皮类型间均有一定差异。C-N、C-K、P-K之间以及土壤养分与其化学计量比之间具有显著的非线性耦合关系,可用二次函数、幂函数或指数函数等非线性函数表征。相关性分析和CCA排序分析表明,除C∶N不受所调查环境因子影响外,土壤化学计量特征主要受经度、纬度、年降水量、生物结皮发育等级、电导率及海拔的影响。     

准噶尔沙蒿群落主要物种间的关联性分析

采用方差比率法(VR),基于2×2列联表的χ2统计量、Ochiai联结指数(OI)以及去势对应分析(DCA),对准噶尔荒漠地区15个准噶尔沙蒿(Artemisia songarica)群落21个主要物种间的关联性进行了分析。结果表明:准噶尔沙蒿群落物种间总体为显著正关联(VR=2.726>1)。210个种对中,正关联种对数(125对)多于负关联种对(85),且前者达到显著关联的种对数(53)也多于后者(4)。准噶尔沙蒿与伴生种间虽为显著正关联,但OI联结指数稍小。群落内多数伴生种间的关联性较弱(OI<0.4),表明物种多趋于独立和随机分布。群落优势种琉苞菊、角果藜、囊果苔草、尖喙牻牛儿苗、齿稃草和条叶庭荠之间为显著正关联,且OI指数最大,表明这些物种具有相似的生态需求。DCA排序图中的种间距离和分布位置较好地表征了物种之间的相互关系,印证了上述结论。总之,准噶尔沙蒿群落虽生境不同,但群落内种间关系总体上较稳定,这对准噶尔沙蒿种群分布和群落发展较有利。     

中亚干旱荒漠区植被碳储量估算

荒漠是陆地生态系统的重要组成部分,荒漠植被碳储量研究是陆地生态系统碳循环研究的重要内容之一。中亚五国及中国准噶尔荒漠是中亚干旱区的主体部分,目前关于该地区荒漠植被碳储量的研究尚属空白。在对准噶尔荒漠不同植被类型活生物量碳大规模调查的基础上,结合中亚干旱荒漠区植被图,利用平均生物量法初步估算了中亚区域荒漠植被碳储量。结果表明：中亚区域荒漠面积共310.37×104 km2,总生物量碳储量为57.03×10⁷ t,地上、地下生物量碳分别为28.87×10⁷ t和28.16×10⁷ t,各占50.63%和49.37%。各植被型中,温带半灌木、矮半灌木荒漠的生物量碳储量最大,达到14.17×10⁷ t （占24.84%）。中亚荒漠平均生物量碳密度为1.837 t/hm²,其中温带矮半乔木荒漠碳密度最大（2.367 t/hm²）。可以推测,在未来中亚地区降水持续增加的条件下下,中亚荒漠植被将会有更大的碳汇潜力。     

以数码照相法估算生物土壤结皮盖度

生物土壤结皮(BSC)是由藻类、地衣、苔藓和土壤中微生物形成的一类有机复合体,是干旱荒漠地区主要的地表覆被类型。由于藻、地衣和苔藓呈非连续性斑块状分布,准确估算它们的盖度比较困难。传统的估算方法主要是样方法和遥感影像法,样方法在野外操作中虽然比较精确但是费时,遥感影像法虽然快速但是误差大。本文试图通过数码照相法获取BSC地表分布信息,然后利用最大似然监督分类法对苔藓结皮、地衣结皮和藻结皮盖度进行分类计算,并用野外原位调查进行验证。结果表明,本文采用的照相法与传统样方法的相关性达到了94.45%,照相法可以有效地用于BSC盖度的估算,提高了盖度估算的效率。     

塔里木河的水资源利用与生态保护

分析塔里木河1956~2000年间水资源开发利用过程中的生态与环境问题时发现,进入90年代,塔里木河源流区的山区来水量增加了约10.9 %,但是,源流区补给塔里木河干流的水量却减少了18.83 %。三源流灌区用水量的增加导致塔里木河干流区的来水量不断减少,而塔里木河下游来水量的大幅度减少,则是因塔里木河干流上中游耗水量的增加引起。塔里木河干流自身沿程水量变化对下游水量减少的影响,远大于塔里木河上游三源流来水变化对下游造成的影响;塔里木河下游来水量的锐减,造成下游河道断流321 km,尾闾湖泊干涸,地下水位下降,天然植被衰败,沙漠化过程加剧。