固沙植被区典型生物土壤结皮类型下土壤CO2浓度变化特征及其驱动因子研究

对固沙植被区典型分布的藻类结皮、藓类结皮和流沙下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型生物土壤结皮下土壤CO2浓度的变化特征,及土壤温度和土壤水分对它的影响。结果表明,藻类结皮和藓类结皮在0~40 cm处的土壤空气CO2浓度平均值基本保持在600~1 100 μmol·mol-1之间,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值,但三者之间的差异并不显著。土壤温度与土壤CO2浓度呈正相关关系,且在表层相关性最强,具体表现为流沙>藓类结皮>藻类结皮。土壤水分对土壤CO2浓度的影响在表层0~5 cm为流沙>藻类结皮>藓类结皮,但在下层10~40 cm处为藻类结皮>藓类结皮>流沙。     

开垦对阿拉尔绿洲盐渍化荒漠土壤微生物群落的影响

近年来,以对天然荒漠进行开垦和耕作为标志的人类活动加速了中国西北干旱荒漠区的绿洲化进程,但这种土地利用方式的改变对干旱荒漠土壤微生物群落特征的影响及其机理尚不清楚。本研究利用qPCR和Illumina Miseq高通量扩增子测序技术对新疆阿拉尔绿洲开垦5年的棉花田（FS）和毗邻的天然荒漠（ND）的土壤细菌、古菌和真菌群落的生物量、多样性和群落结构进行了对比研究,揭示了驱动荒漠土壤微生物群落结构演变的主要因子。结果表明：（1）荒漠开垦为农田后,土壤细菌和真菌群落的生物量显著增加,而古菌群落生物量显著降低;细菌群落多样性明显提高,古菌群落的Shannon多样性指数显著降低,而真菌群落多样性没有显著变化。（2）盐渍化荒漠具有不同于其他干旱荒漠的土壤微生物群落结构,开垦显著改变了其土壤细菌、古菌和真菌的群落结构。其中,放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、螺旋体菌门和浮霉菌门细菌、乌斯古菌门和芽枝霉门真菌的相对丰度显著增加,而盐纳古菌门的相对丰度则显著降低。（3）土壤电导率（EC）、总有机碳（TOC）、全氮（TN）、全磷（TP）是影响细菌群落结构的关键因子;古菌群落结构的主要影响因子为植被盖度、地上生物量和丰富度、TP和AP;EC是影响真菌群落结构的关键因子。综上所述,盐渍化荒漠开垦后由于其原生植被群落、化学肥料的使用和土壤属性（EC、TP和AP）的改变不同程度地改变了荒漠土壤微生物群落特征。相对而言,细菌群落对土地利用方式的改变响应最为敏感,而古菌和真菌群落的多样性和结构则保持相对稳定。     

干旱沙区典型人工植被群落下土壤剖面CO_2浓度变化特征及其驱动因子

对人工固沙植被区柠条(Caragana korshinskii)群落和油蒿(Caragana korshinskii)群落下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型人工植被区下土壤CO2浓度的变化特征及土壤温度和土壤水分对其的影响。结果表明:柠条和油蒿群落0~80cm处的土壤空气CO2浓度随着土壤深度的增加而增加,并且在0~40cm,油蒿群落下的土壤CO2浓度值大于柠条,而在40cm以下则相反。其平均值分别为1 229.3μmol·mol-1和1 242.7μmol·mol-1,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值978.9μmol·mol-1。土壤水分与二者的土壤CO2浓度变化趋势在年际尺度上具有一致性,浅层40cm内油蒿群落下的土壤CO2浓度和土壤水分含量的相关性明显大于柠条和流沙。而在40cm以下,则表现为柠条油蒿流沙。土壤温度对土壤CO2浓度的影响程度一般为流沙油蒿柠条,特别是流沙,在表层达到了极显著的水平,之后随着土壤深度的增加而降低。而土壤温度对油蒿和柠条样地土壤CO2浓度的影响较为复杂,呈现出先增加后减小的趋势。在年际尺度上,土壤水分含量是不同植被群落下土壤剖面CO2浓度的关键限制因子,而在日尺度上,土壤温度则为主要限制因子。据粗略估计,在0~80cm内,柠条和油蒿根系呼吸所占的比例约为30.7%和33.3%。     

荒漠-过渡带-绿洲界定——以石羊河流域为例

中国西北干旱区发源于山地的河流为中下游地区带来了丰富的水土资源,在荒漠中孕育出绿洲,过渡带位于其间,构成荒漠-过渡带-绿洲地理景观单元。界定荒漠、过渡带、绿洲的空间分布,可为干旱区生态系统格局、过程和服务方面的精确认知评价提供空间参考。以石羊河流域为例,选取训练样本,利用常用遥感指标和景观格局指数,通过判别分析方法,对荒漠、过渡带和绿洲空间范围进行界定。结果表明:采用通过逐步判别分析筛选出的6项遥感指标和2项景观指数构建的判别函数,与单独利用遥感指标或景观指数构建的判别函数,计算出训练样本的判别准确率分别为92.4%、84.0%、70.2%。采用遥感指标结合景观指数的综合判别分析,比单独利用遥感指标或景观指数判别准确率分别提高了8.4%\,22.2%。经综合指标判别分析,得出除主要山地外的石羊河流域荒漠、过渡带和绿洲面积分别为133万、49万、58万hm²。