科尔沁沙质放牧草地植物多样性及生态位的分异规律研究

研究结果表明:①不同放牧强度下群落演替方向和速度有很大差异,其中过牧使植被种类组成趋于简单,植物多样性指数下降,草地中以一年生劣质牧草占绝对优势,轻牧和禁牧则相反;②由于群落的物种组成和植物种群数量的变化,使群落占据的物种生态位也明显分异,其中轻牧和禁牧的生态位宽度指数趋于增大,过牧趋于下降,中牧年际波动大。由于生态位分离明显,使生态位相似性降低,生态位重叠部分很小;③随着植被的分异,在属性空间上其位置发生飘移,变异越大,飘移的愈分散,其中轻牧和禁牧下植被在属性空间的位置呈曲线型分布,说明其演替呈有规律的渐变过程,而重牧下植被分异剧烈,各点在空间分布零散且距离远,说明其演替跃变性强。     

人类活动与气候变化对科尔沁沙质草地植被的影响

1992—2006年在科尔沁沙地开展了草地放牧和封育试验,分析研究了人类放牧活动和气候变化对草地植被的影响。研究结果表明：①人类放牧活动对沙质草地植被具有显著影响,其中轻度放牧可使原退化草地植被盖度、高度、物种丰富度和多样性明显提高,中度放牧下虽然草地植被盖度和高度有所下降,但对物种丰富度和多样性无不良影响,持续过度放牧可以导致草地植被迅速破坏;②围栏封育可以促进退化草地植被盖度、高度、物种丰富度和植物多样性得到较快恢复,其恢复速度是草层高度＞植被盖度＞物种丰富度＞多样性;③暖湿气候有利于草地维持较高的植被盖度、高度、物种丰富度和多样性,而持续干旱会导致相应指标的明显下降,多雨时期气温变化对植被的影响较大,干旱时期降水变化对植被的作用较强。     

我国北方沙区退化植被的恢复机理

通过讨论我国北方沙区退化植被的恢复机理,认为气候驱动机制、植被自我修复机制、土壤环境变化和景观格局的驱动机制是我国北方沙区退化植被自然恢复的四个主要机制。其中,气候机制决定着植被恢复演替的方向和终点,是植被恢复的外在驱动机制;植被的自我修复机制决定着植物恢复的起始速度和演替速度,是植被恢复的内在驱动机制;而景观驱动作用只发生于斑块较小且呈镶嵌分布的退化植被区,对于面积很大且连片分布的流沙裸地其作用微弱;土壤条件的改善既是植被对土壤作用的结果,又反馈于植被的演替,它决定着群落演替的阶段性和群落类型,自始自终伴随着植被的演替过程。     

科尔沁沙地沙漠化正逆过程的地面判别方法

在实地调查和多年定位研究的基础上, 根据目前沙漠化过程研究的需要,介绍了沙地、沙丘、沙漠化土地等相关概念及其主要区别,阐述了沙地、沙丘、沙漠化土地类型的划分标准以及类型互换使用中应该注意的问题;通过分析影响沙漠化发展方向和过程的关键因素,建立了沙漠化正\,逆发展过程的地面判别指标体系,并讨论了不同类型沙丘的主要来源、发展方向及转换过程的判别方法。所建立的沙漠化正\,逆过程的地面判别方法,具有较强的实用性、可操作性和准确性, 可用于科尔沁沙地以及类似环境条件同类型沙地的野外调查和定位研究。     

北方农牧交错带的地理界定及其生态问题

我国北方农牧交错带主要分布于降水量300～450 mm，干燥度 1～2的内蒙古高原南缘和长城沿线，其东界和南界为黑龙江的龙江、安达，吉林的乾安和长岭，辽宁的康平、阜新，河北的丰宁、淮安，山西的浑源、五寨，陕西神木、榆林，甘肃环县，宁夏同心；其西界和北界为内蒙古的陈巴尔虎旗、乌兰浩特、林西、多伦、托克托、鄂托克和宁夏盐池。行政区划涉及 9省106个旗（县市），总面积654564km²。全区耕地总面积804.69万hm²，人均占有耕地 0.32hm²，农、林、牧用地比例为 1.0∶1.17∶3.67。主要生态问题为：沙漠化急剧发展、可利用土地资源锐减；草地退化、沙化、盐渍化严重，承载力急剧下降；生态环境恶化，自然灾害频繁。其原因除了受自然不利因素影响和现代人为强烈干扰外，还有沙漠化的历史烙印、现代农牧交错带的北移错位和经济地理三大原因。该区的退化生态治理应注意：大部分地区要逐步用榆、柳、松、杏等乡土树种取代高耗水肥的杨树树种，采取以灌木为主的乔灌草结合的带状造林方式，建立类似原生植被的人工疏林草原植被，充分发挥其生态屏障作用。农业应以发展灌溉农业和保护型农业为主攻方向，改变生产经营方式，大力提高生产水平、防止土地沙漠化。     

雪生态学研究进展

文章从雪盖与气候系统、雪盖的物理特性及其与生态学的关系、雪化学过程与养分循环、冰雪微生物、雪盖与小型动物、雪盖和植被等 6个方面综述了当前世界雪生态学研究进展，并对雪生态学近期需要研究的问题进行了讨论。总体来看，当前国际雪生态学研究存在如下发展趋势：①强调全球气候变化对雪盖的影响及其反馈作用；②注重雪和雪盖的物理特性及其生态功能；③对雪盖生态系统的养分循环过程的研究报道增加；④冰雪微生物的超微结构、生理学、生理生态学、生态学、生命史、生物化学的研究得到了较快发展；⑤雪盖小型哺乳动物的生理、生态、形态适应性研究得到更多重视；⑥有关极端环境下的植物生理生态适应性及其与雪环境梯度变化关系的研究兴趣增加；⑦过程研究、定量研究、数值模拟研究在各个方面都更加得到重视。     

樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica)幼苗对持续风吹的光合生理响应北大核心CSCD

樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica)是中国北方沙区推广面积最大的常绿乔木树种之一。为了解其幼苗对持续风吹的光合生理响应,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了0(CK)、6、9、12、15、18m·s-1等梯度风速1h持续吹袭下3龄樟子松幼苗光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)等指标的变化。结果表明:(1)随着风速的增强,其叶片温度和相对含水量趋于下降,和CK相比,18m·s-1处理的叶片温度和相对含水量分别下降1.6%和2.9%;(2)和CK一样,不同风速处理下其Pn、Tr和WUE的日变化均为单峰曲线,Gs呈下滑曲线,Ci浓度呈V形曲线,显示风吹强度的增加没有改变樟子松幼苗的光合特征的日变化规律;(3)低风速(6~9m·s^(-1))持续风吹导致其日均Pn、Tr、Gs降低,但日均Ci和WUE变化不显著;(4)高风速(12~18m·s^(-1))下,除18m·s^(-1)处理Gs下降外,其日均Pn、Tr、Gs、Ci均趋于增加,但WUE下降;(5)高风速风吹下,Gs和Ci的增加是其Pn、Tr增加的主要原因,低风速风吹下其Pn和Tr的降低也源于Gs和Ci的下降。     

科尔沁沙质草地植物群落的放牧退化及其自然恢复过程

 为了了解不同放牧强度对我国北方沙质草地的影响及其封禁停牧后草地植被的自然恢复过程,我们于1992—2006年在科尔沁沙地开展了草地放牧和封育试验,分析研究了人类放牧活动对草地植被的影响,比较了不同程度退化草地恢复速度及其所受气候变化影响。研究结果表明:①在科尔沁沙地,随着放牧强度的增加,草地植被受放牧影响的程度会加重,但只有持续重牧才会导致植被的严重退化,而且持续重牧对植被盖度、高度和草地生产力的危害程度要大于对物种丰富度和多样性的危害程度;中度放牧可以导致植被盖度、高度、生物量的轻度下降,但对物种丰富度、多样性没有不良影响;对于退化草地而言,持续轻牧可促进植被的有效恢复;②封禁停牧以后,草地原受干扰程度不同,其恢复的相对速度也不同,表现为原草地退化越严重,其恢复速度相对越快,而且是植被高度、盖度、生物量的恢复速度要大于物种丰富度、多样性和频度的恢复速度;③草地植被的恢复演替明显受到气候变化的影响,暖湿气候有利于植被的恢复,暖干气候对于植被的恢复不利。     

高温胁迫下差不嘎蒿和冷蒿的生理变化及其抗热性研究

通过室内测定差不嘎蒿和冷蒿两种植物在气温由30℃升到60℃过程中叶片相对含水量(RWC)、质膜相对透性、过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及蛋白质和丙二醛(MDA)含量的变化,分析研究了两种植物对沙地高温逆境环境的生理适应机理。结果表明:受到高温胁迫时,两种植物叶片含水量都趋于下降,但冷蒿的抗高温脱水能力强于差不嘎蒿;高温对两种植物的伤害主要是由于自由基伤害所引起的膜损伤,其中差不嘎蒿的SOD、POD由于热稳定性差,在高温下失活,从而没有发挥清除自由基作用,使质膜严重受损。而冷蒿的SOD和POD由于热稳定性强,对膜具有重要的保护作用,减低了高温伤害;从两种植物膜透性及MDA和蛋白质含量、SOD、POD活性变化趋势和幅度来看,冷蒿较差不嘎蒿更为耐热。     

科尔沁沙地植被的统计学特征与土地沙漠化

科尔沁沙地植被的统计学特征及其与沙漠化的关系的分析结果表明: 科尔沁沙地不同的植被特征其频率曲线有很大差异。其中, 高度、盖度、地上生物量和均匀度均为比较陡峭的单峰曲线, 密度为C型曲线, 种的丰富度和饱和度为双峰曲线, 多样性为抛物线型曲线。其发生频率, 固定半固定沙地742%的样地植被高度≤18cm、909%的盖度≥40%、591%的密度>300株·m^-2、80.4%的生物量小于210和大于60g·m^-2、81.8%的丰富度指数≥10个种、83.3%的多样性>1.5, 56.1%的均匀度≤0.2000, 而流动半流动沙地68.8%的植被高度≥18cm、68.8%的盖度≤30%、81.3%的密度<100株·m^-2、75.1%的生物量≤90g·m^-2, 100%的丰富度≤7个种、75%的多样性<1.5000, 75%的均匀度指数>0.2000。植被主要特征的变异系数0.37~1.12, 并且随着沙漠化的发展植被趋于简单、稀疏、生物量急剧下降, 变异性增强。由于科尔沁沙地的主体是固定半固定沙地(80%), 其植被的主要特征、频率曲线的主体部分和峰值都是由固定半固定沙地植被决定的。