典型沙生植物差不嘎蒿研究进展与展望

差不嘎蒿（Artemisia halodendron）是我国半干旱沙区特有的菊科蒿属半灌木,具有抗风蚀、耐沙埋、耐高温、耐贫瘠和兼性克隆繁殖等生物学特性,是重要的先锋固沙植物和珍贵的抗逆种质资源,具有较高的生态和生物学开发利用价值。从生物学特性、种群生态学和生理生态适应性等几个方面较系统地评述了国内外关于差不嘎蒿的研究动态及其进展,并在此基础上,提出了差不嘎蒿研究的发展方向及需要进一步关注的关键科学问题,旨在为有效保护和合理利用这一濒临危境的乡土物种提供科学依据。     

绿洲农田土壤斥水性及其影响因素

土壤斥水性（Soil Water Repellency，SWR）指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的现象，对农业水管理、土壤水入渗、农化污染物运移及土壤侵蚀有重要影响，土壤斥水性在绿洲化过程中的变化特征及其影响因素尚不明确。在甘肃临泽绿洲分别选取未开垦的沙地（0年）及开垦10、30、50、100年绿洲农田表层土壤（0~5 cm），分别测定土壤有机碳含量、土壤质地（砂粒、粉粒、黏粒）和土壤pH，并用毛管上升法测定土壤斥水性。结果表明：土壤斥水性随着开垦年限的增加而不断增加。不同开垦年限土壤的“土-水”接触角58°~89°，差异显著（P<0.001）。土壤有机碳含量、土壤质地和土壤pH均与“土-水”接触角存在显著的回归关系（P<0.001）。逐步回归分析的结果表明，绿洲化过程中土壤有机碳含量和pH共解释了土壤斥水性72.1%的变异。因此，在绿洲农田进一步研究土壤斥水性对土壤水运动的影响应更多关注土壤有机碳和pH两大因素。     

河西走廊中部砾质戈壁蛛形纲节肢动物群落特征

戈壁中蕴含了丰富的动植物资源,蛛形纲节肢动物是戈壁中重要的节肢动物类群,在戈壁生态系统食物网中扮演重要角色。以河西走廊中部典型砾质戈壁为研究区,2018年和2019年逐月监测了蛛形纲节肢动物种类及数量。结果表明：砾质戈壁有22个蛛形纲节肢动物种或属,Steatoda albomaculata、Xysticus spp.、Philodromus spp.、Gnaphosa spp.、Mesobuthus martensii、Mitopus morio和Karschia sp.是该区主要的蛛形纲节肢动物种或属。蛛形纲节肢动物活动密度及物种丰富度变化趋势一致,2018年蛛形纲节肢动物活动密度及类群丰富度均在4月出现峰值,2019年蛛形纲节肢动物的活动密度及类群丰富度均在6月达到峰值。平腹蛛科、逍遥蛛科、硬体盲蛛科、蟹蛛科、球蛛科和卡尔避日蛛科是主要的蛛形纲节肢动物类群,2018年卡尔避日蛛科、硬体盲蛛科和蟹蛛科活动密度均显著低于2019年,而平腹蛛科、逍遥蛛科和球蛛科活动密度变化趋势相反。逍遥蛛科主要在春季活动,2018年和2019年逍遥蛛科活动密度均在3月出现峰值;蟹蛛科和硬体盲蛛科主要在秋季活动,2018年和2019年蟹蛛科活动密度均在9月出现峰值,硬体盲蛛科活动密度在8月和10月出现峰值。卡尔避日蛛科、平腹蛛科和球腹蛛科等3个类群2018年活动密度在4月出现峰值,2019年在6月或10月出现峰值。降水的月动态变化对蛛形纲节肢动物月动态变化影响较小,蛛形纲节肢动物的活动密度及类群数与月平均温度均呈显著二次曲线关系。此外,研究还发现钳蝎科活动密度与月平均温度和降水量均呈显著正相关,蟹蛛科活动密度与月降水量、狼蛛科和平腹蛛科活动密度与月平均温度呈显著正相关。总之,温度及降水变化是蛛形纲节肢动物月和年活动节律变化的重要影响因子,它们调节了蛛形纲节肢动物群落结构的动态变化。     

黑河中游绿洲化过程中不同开垦年限农田大型土壤动物群落特征

对不同开垦年限绿洲农田大型土壤动物群落结构特征进行研究,探讨绿洲化过程中农田大型土壤动物群落对土壤环境演变的响应及适应机制。天然荒漠草地开垦为绿洲农田后,新垦绿洲农田大型土壤动物密度和类群丰富度增加为天然荒漠草地的1.95倍和1.54倍,百年绿洲农田土壤动物密度和类群丰富度增加为天然荒漠草地的3.54倍和3.00倍;但群落多样性和均匀度指数变化较小。不同动物类群随着绿洲农田开垦年限增加,其变化规律也存在较大差异,如地蜈蚣科(Geophilidae)、线蚓科(Enchytraeidae)、正蚓科(Lumbricidae)和蝇科幼虫(Muscidae)个体密度逐渐增加,拟步甲科(Tenebrionidae)和象甲科(Curculionidae)个体密度显著降低,而平腹蛛科(Gnaphosidae)、夜蛾科(Noctuidae)幼虫和蚁科(Formicidae)受农田开垦以及开垦年限的影响较小。RDA分析结果表明绿洲化过程中不同开垦年限绿洲农田的土壤温度、pH、土壤粘粉粒、土壤含水量、土壤有机碳和全氮的变化是导致绿洲化过程中绿洲农田大型土壤动物群落演变的主要影响因素,而随着绿洲农田开垦年限增加,土壤含盐量、土壤粗砂粒和细砂粒的变化是导致不同开垦年限绿洲农田大型土壤动物群落演变的主要影响因素。     

红外相机记录的河西走廊荒漠生态系统中兽类和鸟类的群落动态

河西走廊地势狭长,位于两山之间,主要由荒漠构成,生境一旦遭到破坏,当地物种将很难找到替代的栖息地。本文以河西走廊中部典型砾质戈壁为研究区,经由2019—2020年红外相机和人工观测等方式监测到的兽类和鸟类数据为基准,探讨其群落动态及活动节律。结果表明：砾质戈壁兽类中的国家Ⅱ级重点保护及“三有”（有重要生态、科学、社会价值）动物有6种,而砾质戈壁鸟类中的国家Ⅱ级重点保护及“三有”动物有8种。兽类群落的季节变化小,春季鹅喉羚（Gazella subgutturosa）等的相对多度指数略高于其他季节,三趾跳鼠（Dipus sagitta）在4月大量出现;鸟类群落季节变化明显,春、夏季和秋季鸟类的相对多度指数高于冬季,物种数在夏季和秋季达到峰值。兽类和鸟类的相对多度变化趋势相似,均在夏末和春季达到顶峰。兽类的月相对多度指数与土壤含水量呈极显著的负相关,鹅喉羚和沙狐（Vulpes corsac）等日活动节律受人类活动影响出现在夜间、黄昏或黎明。鸟类的月相对多度指数与人类活动、空气温度、土壤温度和节肢动物均呈显著正相关,但人类活动在生长季会降低一些鸟类的活动频率。总之,河西走廊中部戈壁是鹅喉羚、沙狐、红隼（Falco tinnunculus）、锲尾伯劳（Lanius sphenocercus）、黑尾地鸦（Podoces hendersoni）、沙鵖（Oenanthe isabellina）、漠鵖（Oenanthe deserti）和短趾百灵（Calandrella cheleensis）等兽类和鸟类的主要栖息地,建立沙化土地封禁保护区对保护荒漠动物多样性具有重要的生态意义。     

土地覆被变化与管理对土壤动物群落演变的耦合效应

以黑河中游人工绿洲边缘天然草地及其转变的人工梭梭灌木林（21 a）、人工杨树林（28 a）、人工樟子松林（33 a）和农田（开垦27 a和100 a）为研究对象,基于6种研究样地中小型土壤动物群落的调查数据,采用多变量排序和通径分析等方法,研究了土地利用/覆被变化与管理措施对中小型土壤动物群落及其主要类群演变的耦合效应。主要结果是:①将天然草地转变为未实施管理措施的人工梭梭灌木林后并未引起土壤动物群落组成、数量和物种多样性的显著变化,而转变为实施管理措施的杨树和樟子松人工林及农田后,导致了土壤动物群落组成、数量和物种多样性的变异,证实了土地覆被变化对中小型土壤动物群落的作用及其效应受管理措施的强烈调控。②土壤动物群落的演变过程受土地覆被变化与灌溉和施肥管理的共同影响,其中灌溉的贡献率最大,是关键驱动因子。③不同土壤动物类群对土地覆被变化和管理耦合作用的响应不同。灌溉对跳虫、甲螨和革螨的个体数量和物种丰富度的直接影响和总效应最大;施肥对辐螨的个体数量和物种丰富度的直接影响和总效应最大;灌溉和施肥对稀有类群的个体数量和物种丰富度的直接影响和总效应均较大,具同等重要的作用。结论是,土地覆被变化与管理耦合作用通过改变土壤水文和生态环境条件驱动了中小型土壤动物群落的演变过程。     

干旱荒漠土壤动物分布格局对降水脉动的响应研究进展

在干旱荒漠区,降水呈现强烈的脉动特征（即降水频率、强度及数量的高度变异性）,降水脉动变化对荒漠土壤动物的分布格局有显著影响。目前对降水脉动如何影响和调控荒漠土壤动物分布格局形成与维持的生态机制的认识非常有限。因此,深入开展干旱荒漠区降水脉动变化对土壤动物群落分布及多样性影响研究具有重要的科学意义。本文围绕“降水脉动驱动资源脉动影响土壤动物食物网结构”这一核心问题,重点从自然降水变化、冬季降雪变化和夏季降雨变化等方面对国内外的研究动态及最新研究进展做比较系统的评述。在此基础上,探索干旱荒漠生态系统响应降水变化研究中应重点关注的几个前沿科学问题,这可为中国干旱荒漠生态系统生物多样性保护管理提供科学依据,促进荒漠生态系统生物多样性保育理论、资源脉动生态学理论和研究方法的发展。     

祁连山自然保护区煤矿修复区地表节肢动物分布特征及其影响因素

恢复人工植被是祁连山自然保护区矿区废弃地修复的主要手段,经过近5年的修复,矿区废弃地修复区地上植被盖度明显提高,但关于作为评价土壤修复效果重要指标的土壤动物群落变化的认识还很有限。以祁连山自然保护区典型煤矿废弃地为研究对象,采用野外调查的方法对比研究了煤矿修复区和毗邻区（原始地貌）大型土壤动物分布特征及其影响因素。结果表明：（1）修复区植物丰富度、生物量、盖度及土壤粗砂、有机质、全氮含量均显著低于毗邻区（P<0.05）,而土壤水分、细砂、黏粉粒、全钾和全磷含量差异不显著（P>0.05）。（2）修复区土壤动物活动密度和多样性均显著高于毗邻区,修复区和毗邻区土壤动物均以蝗科（12.7%和55.7%）和蚁科（14.4%和49.6%）为主;进房沟、水磨沟和柳树沟煤矿修复区及毗邻区土壤动物群落相似性分别为39.9%、52.9%和43.4%。（3）土壤有机质含量是影响煤矿修复区和对照区捕食性土壤动物群落变化的主要因子,而草本物种数和土壤粗砂含量是影响植食性土壤动物群落变化的主要因子。总之,人工修复后煤矿废弃地修复区土壤动物个体数均高于对照区,部分矿区修复生境类群丰富度及多样性已经超过了毗邻区,这表明蚂蚁、步甲和蝗虫等地表节肢动物对煤矿矿区覆土恢复植被和封禁等措施驱动的植被和土壤环境变化响应敏感。因此,还需要优化植被及土壤修复模式,提高土壤动物多样性及多功能性,使矿区废弃地生态环境能够得到快速修复。     

黑河流域荒漠生态系统地面土壤动物群落的组成与多样性

以中国西北内陆干旱区黑河流域典型的戈壁荒漠生态系统为研究对象,采用国际通用的陷阱法在6月和9月对天然戈壁荒漠草地土壤动物群落进行了调查,探讨了荒漠生态系统土壤动物群落组成与多样性及其季节变异特征。研究发现:①共捕获地面土壤动物3 407头（只）,隶属1门2纲14目31科,优势类群是长椿科和蚁科,常见类群有拟步甲科、象甲科、平腹蛛科、皿网蛛科、赤螨科、长角跳科和蝗总科。②依据体型大小将捕获的土壤动物划分为大、中、小型3个类群,分别占群落总个体数的94.1%、5.6%和0.3%;依据取食类型将捕获的土壤动物划分为捕食性、植食性、腐食性、菌食性和杂食性5个功能群,分别占群落总个体数的10.8%、38.5%、18.2%、4.7%和27.8%。③土壤动物群落组成、数量及多样性表现了明显的季节变异,主要体现在群落结构与多样性以及不同类群个体数量的季节变异等方面。研究结果为进一步开展戈壁荒漠生态系统土壤动物生态学的研究奠定了基础。     

河西走廊中部荒漠收获蚁（Messor desertus）蚁穴对秋季地表节肢动物群落结构的影响

收获蚁蚁穴是荒漠生态系统中重要的微生境,它的存在会改变植被和土壤环境,从而影响动植物的分布。本研究以戈壁荒漠收获蚁（Messor desertus）蚁穴为研究对象,利用陷阱法调查秋季蚁穴边缘及毗邻裸地微生境蜘蛛、甲虫、蚂蚁、螨类和跳虫5种典型地表节肢动物类群的种类组成及数量,结合植被和土壤环境要素变化确定荒漠收获蚁活动及其塑造的蚁穴对5种地表节肢动物多样性的影响。结果表明：秋季蚁穴地表节肢动物的活动密度、类群数和多样性指数均显著高于毗邻裸地微生境,分别是裸地的2.9倍、2.5倍和4.5倍;蚁穴微生境蛛形纲、蜱螨目和弹尾目的群落组成与毗邻裸地明显不同,蚁穴显著提高了蛛形纲和弹尾目的活动密度和类群数,蚁穴微生境蛛形纲的活动密度与弹尾目的活动密度呈显著正相关;pRDA排序结果表明,土壤电导率及土壤黏粒、全氮、全磷和全钾含量是影响蚁穴和裸地微生境地表节肢动物分布的主要土壤因子。荒漠收获蚁蚁穴通过富集资源和改善土壤环境强烈影响秋季蛛形纲、蜱螨目螨类和弹尾目等地表节肢动物的聚集,而阎甲科和粪金龟科等鞘翅目和蚁科的活动对蚁穴存在的响应不敏感。