毛乌素沙地臭柏根系分布及根量

毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris)灌丛根量、根系直径和分布特征的研究结果表明,臭柏根系分布深度可达2.0 m,水平延伸幅度达灌丛边缘以外1.0 m左右处;其根量主要集中在0~60 cm的土层内,占根系总量的60%~70%,呈倒金字塔型分布。根系直径以< 3 mm的细根居多,占剖面总根量的72%左右,集中分布在0~30cm的土层中。> 7 mm的粗根数量很少,占总根数的0%~5%。臭柏根量和直径分布特征依立地条件及土层深度的不同而异。     

毛乌素沙地臭柏、油蒿细根分解过程中养分与能量的变化

应用埋袋法对毛乌素沙地天然分布的优势种臭柏、油蒿细根分解进行研究。对两年的实验数据进行分析,结果显示,臭柏、油蒿细根分解过程中C、P、K、Mg均表现为释放,释放率油蒿＞臭柏,元素重量损失率K＞P＞C＞Mg;N在臭柏分解中表现为积累,在油蒿分解中表现为释放;Ca在臭柏、油蒿细根分解中都表现为积累的趋势,积累率为油蒿＞臭柏;能量在臭柏、油蒿细根分解过程中表现为释放。该研究为沙区土壤库中的能量转化和流动过程提供了理论依据。     

毛乌素沙地土壤凝结水来源分析

土壤凝结水是半干旱地区生态系统重要的水源,为阐明毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris)冠层下土壤表层5 cm凝结水的水汽来源,应用自制凝结试筒于2008年9—10月在毛乌素沙地开发整治研究中心院内开展试验。结果表明,毛乌素沙地土壤表层凝结水由吸湿水、大气水汽凝结水和土壤水汽凝结水组成;大气中的水汽总是先于土壤中的水汽到达和离开表层5 cm土壤;大气中水汽对土壤表层5 cm凝结水的贡献率小于土壤水汽的贡献率,9月上旬至中旬大气中水汽和土壤水汽的贡献比为2∶5,9月下旬至10月中旬为3∶10;单日凝结量和蒸发量呈现显著的线性关系。     

毛乌素沙地天然臭柏种群生命表分析

为了探讨毛乌素沙地天然臭柏种群动态,在图克臭柏保护区内,进行了样方调查,用WinDENDROTM年轮分析系统测定臭柏树盘的年龄。调查数据经均滑技术处理后,以种群生命表及生存分析理论为基础,编制臭柏种群特定时间生命表,分析臭柏的死亡率、消失率、平均生命期望、存活曲线及生存函数曲线。结果表明：臭柏种群有两个死亡高峰期,第一个高峰期为Ⅰ龄级,属幼龄期,死亡率达94%;第二个高峰期从Ⅵ龄级开始,死亡率在27%～47%之间。臭柏种群的消失率与死亡率的变化趋势基本一致。平均生命期望在Ⅰ龄级时为0.82 a,Ⅱ龄级达到最大,为4.67 a, 说明这个时期臭柏的生命活动最旺盛,之后开始逐渐下降,最后降低为零。经指数函数方程Nx=Noe-bx和幂函数方程Nx=Nox-b对臭柏种群存活曲线做相关性检验,结果表明,其存活曲线更趋近于DeeveyⅢ型,种群的生长趋势属增长种群,即臭柏种群幼龄期死亡率高,之后的死亡率降低,而且在一定的水平下趋于稳定。臭柏种群的生存率单调下降,积累死亡率单调上升。死亡密度函数曲线的凸点与平均生命期望曲线的凹点相对应,二者呈互补形式。危险率与死亡率的变化趋势相吻合。说明引入生命表中的4个生存函数能较好地显示种群的动态变化,生存分析理论和生命表相结合能更好、更真实地反映种群的生存状况。     

毛乌素沙地1969—2009年主要气候因子时间序列小波分析

采用Morlet复值小波变换法对毛乌素沙地5个气象站点1969—2009年主要气候要素不同时间尺度下的变化周期和突变点进行了分析,并根据主周期预测了未来气温、降水和相对湿度的变化趋势。结果表明:1969—2009年,毛乌素沙地年平均气温呈现出波动上升的趋势,平均上升0.401℃/10a,年降水量和年平均相对湿度的变化趋势不明显;毛乌素沙地年平均气温、年降水量和年平均相对湿度的年际变化过程中存在着多重时间尺度上的复杂嵌套结构,在不同的尺度周期中,表现出不同的冷暖、干湿振荡规律,总体表现为由小尺度无明显规律的剧烈振荡向大尺度有明显规律的振荡变化;目前气候正处于"暖干"向"暖湿"的过渡阶段,且这种暖湿化主要受气候周期性变化的影响。     

毛乌素沙地臭柏与油蒿群落细根生物量的季节动态及其空间变化

 为了探讨沙地生态系统植物根系生物量的季节动态及其空间变化,采用根钻法,从2005年4月至2005年10月对毛乌素沙地天然臭柏、油蒿群落0—90 cm土层中细根（D≤2 mm, D为直径）生物量动态进行了测定,臭柏细根总生物量为13.87~18.22 t·hm-2,细根平均生物量占总根量的60.10%;油蒿的细根总生物量为1.173~1.389 t·hm-2,细根平均生物量占总根量的73.04%。臭柏细根平均生物量为油蒿的12.50倍（P＜0.05）。臭柏、油蒿群落细根生物量动态呈双峰曲线,峰值分别出现在4月、8月和6月、10月。两者的活细根生物量大致呈上升趋势,死根生物量则相反。臭柏、油蒿群落细根生物量的垂直分布随土层加深,生物量明显减少,细根在不同层次上的动态变化与总细根量的季节变化有所不同。臭柏细根生物量从坡顶到坡底分别为16.8067 t·hm-2、16.1656 t·hm-2、10.9834 t·hm-2,呈下降趋势,其细根生物量比率从坡顶、坡中到坡底依次增大;油蒿细根生物量最高值出现在坡顶,坡中与坡底变化不明显,其细根生物量比率随坡位变化并不明显。     

毛乌素沙区风沙土机械组成及含水率的季节变化

以定位观测资料为基础,对毛乌素沙区０～１００ｃｍ层内流动风沙土、天然油蒿和臭柏灌丛及沙柳和樟子松人工林下风沙土的含水率和机械组成进行了研究。结果表明,整个生长季节流动风沙土的含水率较稳定,年平均值在３．０％左右;油蒿、臭柏、沙泖和樟子松下的固定、半固定风沙土含水率变化较大,年平均值为１％～２％。风沙土含水率主要受降雨、植物蒸腾和土面蒸发的影响,其垂直分布可分为０～１０ｃｍ的干沙层和１０～１００ｃｍ的活跃层;季节变化表现为４～６月和９～１１月的失水期、７～８月的降水补给期、翌年４月以前的冻结滞水期。