科尔沁沙地水域景观格局的时空动态——以奈曼旗为例

对位于科尔沁沙地腹地的奈曼旗近30 a来土地利用/覆被信息中水域类型的景观格局指数进行了时空组合分析。结果表明,大尺度研究区（8 135.15 km2）1975-1985年水体与湿地斑块的类型面积和数量增加,形状趋于复杂;1985-2005年斑块类型面积和数量大幅减少,形状趋于简单;中尺度研究区（892.74 km2）水体与湿地斑块的类型面积在波动中减小,湿地斑块数量减少和形状简单化的转折期相对较短且滞后于水体。小尺度研究区（110.42 km2）集中了人畜以及上游活动的干扰,水体与湿地斑块仅在个别时期出现,难以连续存在。在各尺度研究区内,河漫滩斑块类型面积变化趋势各异,数量和形状复杂程度都相对稳定;且随着研究区增大形状更加不规则。水域类型的景观格局虽然在不同时空上的动态过程存在差异性,但其发展方向具有相同趋势,发展过程受到气候波动和人类活动干扰的共同影响。     

荒漠生境罗布麻(Apocynum venetum)传粉生物学比较北大核心CSCD

罗布麻(Apocynum venetum)是中国西北干旱地区的重要优势植物种,为了解其在荒漠生境的传粉生物学特性,对开花物候、花粉活力、柱头可授性、访花者种类、座果率及繁育系统进行观测。结果表明:(1)在荒漠-绿洲过渡带和荒漠边缘种群中,罗布麻的开花高峰期和花粉活力有差异,荒漠-绿洲过渡带种群的持续时间更长。(2)在过渡带种群中,姬蜂(Ichneumonsp.)是最有效的访花昆虫;在荒漠边缘种群中,意大利蜂(Apis mellifera)是主要的访花者。(3)过渡带上罗布麻种群的坐果率高于荒漠边缘。(4)在2个生境下,罗布麻杂交指数均为2,表明其繁育系统以兼性自交为主,异交在繁育系统中只起辅助作用。     

科尔沁沙地沙漠化风险评价

基于气象、土地利用类型与植被覆盖指数等数据,采用层次分析法与加权综合评分法评价了科尔沁沙地沙漠化风险。结果表明：1995、2000、2010年科尔沁沙地沙漠化风险指数平均值分别为0.420、0.428、0.437,16年来科尔沁沙地沙漠化处于高度风险水平。科尔沁沙地沙漠化风险等级在空间分布上表现为北部与西部沙漠化风险等级低,南部与东部为沙漠化高风险区。1995-2010年科尔沁沙地各旗县沙漠化风险等级存在差异,开鲁县的沙漠化风险由高度风险转变为极高度风险等级,扎鲁特旗的沙漠化风险由中度风险转变为低度风险等级,敖汉旗、巴林右旗、科尔沁区与科尔沁左翼中旗的沙漠化风险等级波动变化,其余旗县的沙漠化风险等级未变化。1995-2010年科尔沁沙地沙漠化中度,高度风险等级的面积分别减少了16 544.76、4 223.25 km²,低度,极高度风险等级的面积分别增加了16 544.76、4 223.25 km²。区域沙漠化风险的主要影响因素为年降水量、年均风速、植被覆盖指数、沙漠化土地面积与载畜量,植被覆盖指数增加有助于区域沙漠化风险的降低。     

阜平大沙河沿岸黄土组成特征及成因研究

阜平大沙河段位于太行山中北部地区,黄土类型与西部黄土高原一致,是黄土高原向东延伸的一部分。构成黄土高原的东部边缘,该区黄土复杂多样,厚度变化较大,成点状或片状分布。阜平沙河沿岸阶地之上、山麓背风地带、断裂带出露区发育有厚度不一的黄土层堆积。阜平沙河黄土物质来源复杂、既有西北风搬运来的物质,又有近地表生成的颗粒,堆积期间又经过明显的流水作用的干扰。大沙河黄土、古土壤的堆积、发育与更新世气候变化关系密切,同时又受到本区地貌和构造的影响。     

科尔沁沙地1961—2021年主要气象要素的变化特征——以奈曼旗为例北大核心CSCD

为了分析全球气候变化背景下科尔沁沙地主要气象要素的变化特征,基于逐月站点气象数据,采用趋势分析、Mann-Kendall突变分析和小波分析等研究方法,分析了1961—2021年奈曼旗主要气象要素(气温、降水量和蒸发量)的多尺度时间变化特征。结果表明:在全球气候变化下奈曼旗各主要气象要素变化显著,其中气温以0.21℃/10a速率极显著升高,降水以-9.2 mm/10a速率极显著减小,蒸发量以32.50 mm/10a速率不显著增加;从季节变化来看,春季和秋季气温、降水和蒸发量均表现为增加趋势,夏季和冬季温度和蒸发量增加,降水量减少。各气象要素出现突变点的时间不同,其中气温为1971年左右,降水为1978年和1987年,蒸发量为2002、2009、2013年。各气象要素在研究时段内均表现出明显的周期变化,其中气温为3~7、14~23、34~43 a,降水量为3~6、8~11、13~23、43 a,蒸发量为5~7、11~16、27、35 a。     

内蒙古河套永济灌域渠道底泥有机质和总氮含量特征

排灌系统底泥特征是反映土地利用变化生态影响的重要途径,为此对内蒙古河套灌区永济灌域灌排系统底泥有机碳和总氮含量进行了系统研究。结果表明:灌域内永济给水干渠(简称永济干渠)与四号、五号排水干沟(简称四排干、五排干)表层底泥的有机质(OM)及总氮(TN)含量特征分布有所差异。其中均以五排干上游底泥中含量最高,OM与TN平均值分别为3.60%和0.35%,超出河套地区平均值的4.82倍和2.94倍;其底泥有机指数也达到重污染水平,富营养化程度较高;永济干渠底泥OM与TN含量最低,分别为1.41%和0.03%,属于清洁贫营养化级别;四排干底泥OM与TN含量介于五排干和永济干渠之间,其上游较为清洁,基本接近平均值,C/N平均在17左右。排干底泥有机质与总氮含量之间显著相关,y_(TN)=0.141x_(OM)-0.180(r=0.978;P<0.001)。     

科尔沁沙地草地植被对围封和放牧的响应

研究了科尔沁沙地疏林草地、针茅草原和草甸植被盖度、地上和地下生物量、物种多样性对围封和放牧的响应。结果表明：（1）围封与放牧草地的优势植物不同,围封草地植物群落优势植物为多年生禾本科植物,放牧草地中一年生植物和小半灌木优势明显。（2）围封和放牧草地的植物盖度、凋落物量、地上生物量和物种丰富度存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高了植被盖度和地上生物量,由疏林草地、针茅草原到草甸,植物盖度和地上生物量逐渐增加,而3种草地植被凋落物量大小顺序为针茅草原> 疏林草地> 草甸;放牧条件下植物盖度、凋落物量和物种丰富度差异不显著（P>0.05）。（3）3种草地之间的地下生物量无显著差异（P>0.05）,但围封与放牧之间、不同土壤层次之间地下生物量存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高草地的地下生物量（P<0.05）;草地地下生物量随着土壤深度表现出下降趋势（P<0.05）。长期放牧增加了草地一年生植物和小半灌木植物的优势,消除了不同草地之间植被盖度和物种丰富度的差异;而围封能提高草地多年生禾本科植物的优势、增加其物种丰富度,对于草地质量和植物多样性的恢复和保育具有积极作用。     

河套永济灌域土壤酸碱性与养分元素的关系

为了探讨干旱区灌区不同土地利用方式下盐碱化土壤剖面pH值与土壤水分和养分之间的关系,测定河套永济灌域荒地、林地、农田3种土地利用方式下0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm剖面土壤pH值、含水率（SMC）、有机质（OM）、总氮（TN）、Zn、Cu的含量。结果表明：土壤pH值平均值为9.13;土壤含水率2.96%~31.35%;土壤OM、TN含量平均值分别为11.30、0.49 g·kg^-1;微量营养元素Zn、Cu平均值分别为107.20、32.78 mg·kg^-1,是相应背景值的1.9、1.7倍;3种土地利用方式下,土壤pH值差异性极显著（P<0.001）,高低顺序为荒地 > 农田 > 林地,在垂直剖面含量差异并不显著（P>0.05）;3种土地利用方式下,土壤pH值主要受TN含量的影响,回归方程为Y_pH=9.336-0.409X_TN（P=0.001）;表层（0~40 cm）土壤pH值在一定程度上受Cu含量的影响,回归方程为Y_pH=0.018 X_Cu+8.523（P=0.003）。在河套永济灌域,一方面土壤碱化会导致土壤养分含量的贫瘠,另一方面施肥等农业活动在一定程度上降低了土壤表层碱性,同时造成微量元素的累积,加重土壤碱性的作用也非常显著,因此在增加农业投入的同时应合理科学地施用农药化肥。     

科尔沁沙地玉米(Zea mays)田垄上和垄间土壤呼吸比较

采用动态密闭气室法测定分析了科尔沁沙地典型玉米(Zea mays)农田垄上和垄间土壤呼吸速率的差异及自养和异养呼吸特征,并估算了生态系统碳平衡。结果表明:(1)垄上和垄间土壤呼吸速率存在极显著差异(p0.001),且存在线性关系(p0.05);季节水平上垄上土壤呼吸可解释垄间土壤呼吸98.4%的变异。(2)季节水平上土壤总呼吸(RS)、异养呼吸(RH)和自养呼吸(RA)的温度敏感性指数Q10大小顺序为:RA(4.35)RS(3.10)RH(2.08)。(3)RS和RH之间存在显著差异,RA与RS和RH之间不存在显著差异;RA占RS比例的季节变化范围为28.1%~71.1%,生长季RH和RA占RS的比例均值分别为44.4%和55.6%。(4)科尔沁沙地典型农田生态系统在生长季为碳汇,可净固存大气CO2-C的量为659.1g·m-2。     

造林对沙地土壤微生物的数量、生物量碳及酶活性的影响

对科尔沁沙地流动沙丘中林龄为20年左右的樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）和小叶杨（Populus simonii）人工林表层土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性进行了研究,流动沙丘作为对照。研究表明:樟子松和小叶杨人工林可以显著改善流动沙丘土壤性状,对沙丘土壤微生物活性具有显著的促进作用;土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性均表现为小叶杨林>樟子松林>流动沙丘。樟子松和小叶杨林地土壤微生物总数分别是对照的50.16倍和72.48倍,三者差异显著;樟子松和小叶杨林地土壤微生物生物量碳分别是对照的23.67倍和33.34倍,林地与对照差异显著;两种林地土壤脱氢酶、过氧化物酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶活性分别是对照的19.00倍和27.54倍、4.78倍和9.89倍、4.05倍和8.67倍、29.93倍和37.46倍、9.66倍和13.42倍,林地与对照差异显著。在科尔沁沙地,人工种植适合当地气候特点的乔木,不仅可以改善流动沙丘土壤性状和微生物活性,而且还能起到固定流动沙丘的目的,樟子松和小叶杨是当地值得推广种植的防风固沙树种。土壤微生物量商（Cmic∶C）是一个衡量林地土壤稳定性和有效性较好的指标,从林地土壤养分有效性、林木稳定性和可持续性等方面综合考虑,樟子松比小叶杨更具优势。