乌兰布和沙漠绿洲樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)生长规律初探

本文以乌兰布和沙漠绿洲防护林中的樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)为对象,运用树干解析方法对树高、径生长和材积进行研究,结果表明:乌兰布和沙漠人工栽植的樟子松长势良好,樟子松防护林的初始成熟龄为24年;树高生长在12年(0.632m·a-1)之前为速生期,15年树高生长降为0.517m·a-1,在18年达到最大值0.634m·a-1;胸径生长速生期从第6年开始,18年达到最大值1.039cm·a-1;材积在第21年达到最大值0.108m3·a-1,达到最大值之前,樟子松材积在第12~15年和第18~21年生长速度减缓。平均木、优势木和园林木的树高差异均不显著(p0.05);优势木与平均木、园林木的胸径生长量在F检验下差异显著(p0.05);在第15年以前,优势木、平均木和园林木的材积生长量变化均不显著(p0.05),第18年开始优势木与平均木材积量差异逐渐显著(p0.05),但是樟子松平均木与园林木材积生长量差异不显著(p0.05)。     

沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)物候特征及其对气候的响应

物候反映植被对环境变化的响应.沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)被广泛引种栽植于中国北方风沙区,但引种区气候条件差异对沙地樟子松物候的影响仍然尚不明确.基于2001-2020年MOD13Q1数据和气象数据,分别采用最大斜率法和趋势分析方法提取沙地樟子松植被遥感物候信息并比较物候时...     

科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolia)人工林土壤真菌群落结构和功能特征

系统解析科尔沁沙地不同林龄樟子松(Pinus sylvestris var.mongolia)人工林土壤真菌群落结构和功能特征及其与土壤理化性质的关系,为樟子松人工林可持续经营管理提供理论依据。以科尔沁沙地幼龄林(13 a)、中龄林(22 a)、近熟林(34 a)、成熟林(41 a)和过熟林(55 a)樟子松人工林为研究对象,采用野外调查和分子生物学相结合的方法,利用Illumina MiSeq高通量测序和FUNGuild平台鉴定分析樟子松人工林土壤真菌群落。结果表明:(1)从科尔沁沙地樟子松人工林土壤样品中共获得922个OTUs,隶属于14门25纲67目98科254属。子囊菌门Ascomycota和担子菌门Basidiomycota占绝对优势,优势属为美口菌属Calostoma和糙缘腺革菌属Amphinema。(2)随林龄增加,共生营养型真菌及主要功能群外生菌根真菌占比均呈先减小后增大趋势,且成熟林占比最小;腐生营养型真菌及主要功能群未定义腐生真菌占比均呈先增大后减小趋势,且成熟林占比最大;病理营养型真菌分布较为均匀。(3)随林龄增加,土壤真菌网络呈先简单后复杂趋势,近熟林最为简单,过熟林最为复杂,而成熟林次之。(4)土壤真菌群落结构主要受土壤有机质、pH、碱解氮和硝态氮的驱动,腐生营养型真菌相对丰度与土壤全磷、pH分别呈显著正、负相关性(P<0.05),腐生营养型真菌相对丰度与土壤有机质呈极显著正相关(P<0.01)。林龄和土壤理化性质对科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌群落构建起到关键作用。樟子松幼龄林至近熟林阶段,共生营养型真菌大量富集占据主导地位,有利于林木快速生长;成熟林和过熟林阶段,土壤真菌群落结构相似,腐生营养型真菌发挥主导作用,且真菌网络愈加复杂并趋于稳定,有利于提高林木对外部环境抵抗能力。研究结果有助于深入理解科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌生态功能,并为从土壤真菌视角评价和理解林木和土壤健康提供科学依据。     

科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)生长对降水和温度的响应

樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)是科尔沁沙地广泛分布的一种具有显著经济和生态效益的树种。调查分析了降水和温度对樟子松人工林生长的影响。结果表明:25年龄樟子松人工林平均树高4.8m,平均胸径7.81cm,枯稍比可达16.87%。年生长高度对当年降水量的响应有1~2a的滞后效应,年径生长量随着降水变化出现一定程度的波动,年累积降水量与累积径生长量之间存在显著的线性关系。当年高生长与当年、生长季及春季降水量显著负相关,与生长季气温显著正相关。累积径生长量与当年任一时段降水量均显著相关,与除春季之外的任一时段气温显著相关。气温是该区域樟子松生长的主要影响因素,生长季较高的气温有利于樟子松的高生长。     

沙埋对樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica)幼树生长特性的影响

沙埋对沙漠植物存活和生长影响的研究文献已有很多,但有关沙埋对樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica)幼树存活及生长适应的研究报道还很少。樟子松是中国北方沙区迄今为止推广种植范围最广的常绿乔木树种,为了解沙埋对其幼树生长特性的影响,2013年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下其3龄幼树的存活率、株高、顶芽长度、冠幅等生长特性,得到以下结果:樟子松3龄幼树只能耐受其株高以上2cm及其以下的沙埋,沙埋深度为其株高以上2cm时存活率开始下降,超过株高2cm后幼树全部死亡;低于株高以上2cm的沙埋能够促进樟子松幼树的高生长和茎粗生长,其中以沙埋深度为株高25%和50%时的增长幅度最大;同样,低于株高以上2cm的沙埋也有利于樟子松幼树顶芽生长,但以75%和100%沙埋顶芽生长幅度最大;沙埋可导致樟子松幼树冠幅的下降,但与不沙埋对照的差异不显著;少量沙埋对于樟子松幼树生长的促进作用主要源于沙埋能够导致根系层土壤温度的降低和水分增加,而完全沙埋致使光合面积减少,被埋叶片无法呼吸进而腐烂是樟子松幼树死亡的主要原因。     

科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)生长对降水和温度的响应北大核心CSCD

樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）是科尔沁沙地广泛分布的一种具有显著经济和生态效益的树种。调查分析了降水和温度对樟子松人工林生长的影响。结果表明：25年龄樟子松人工林平均树高4.8m,平均胸径7.81cm,枯稍比可达16.87%。年生长高度对当年降水量的响应有1~2a的滞后效应,年径生长量随着降水变化出现一定程度的波动,年累积降水量与累积径生长量之间存在显著的线性关系。当年高生长与当年、生长季及春季降水量显著负相关,与生长季气温显著正相关。累积径生长量与当年任一时段降水量均显著相关,与除春季之外的任一时段气温显著相关。气温是该区域樟子松生长的主要影响因素,生长季较高的气温有利于樟子松的高生长。     

风沙流短暂吹袭对樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)幼苗光合蒸腾特性的影响

为了解风沙流短暂吹袭对樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)幼苗光合蒸腾特性的影响,2013年6月在科尔沁沙地测定了0(CK)、6、9、12、15m·s~(-1)和18m·s~(-1)等6个梯度风速10 min风沙流(风沙流强度分别为0.00、1.00、28.30、63.28、111.82、172.93g·cm~(-1)·min~(-1))短暂吹袭下樟子松幼苗光合蒸腾速率和水分利用效率等指标的变化。结果表明:(1)短暂的风沙流吹袭对樟子松幼苗蒸腾速率和胞间CO_2浓度的日变化规律影响较小,但可改变其光合速率和气孔导度的日变化规律;(2)15m·s~(-1)和18m·s~(-1)的强风沙流吹袭可导致其日最大光合速率、蒸腾速率和气孔导度大幅度下降,和CK相比下降幅度分别为22.30%和21.98%、22.87%和22.31%、24.28%和17.45%;(3)短暂的风沙流吹袭可导致其日均光合速率显著降低,日均蒸腾速率和气孔导度波动式下降,日均胞间CO_2浓度波动式增加,和CK相比,15 m·s~(-1)和18 m·s~(-1)处理的日均光合速率下降13.26%和11.60%,日均蒸腾速率下降7.93%和8.38%,气孔导度下降1.42%和8.54%,胞间CO_2浓度增加9.07%和3.22%;(4)短暂的风沙流吹袭没有导致其水分利用效率明显变化,但致其光能利用效率显著降低;(5)风沙流胁迫下,其光合速率和蒸腾速率的下降主要受制于气孔导度的降低,其光能利用效率的降低主要源于光合速率和气孔导度的下降。     

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

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。     

毛乌素沙地南缘生态过渡带土壤微生物特征

对毛乌素沙地南缘生态过渡带流动半流动沙丘、固定半固定沙地、丘间盐碱滩地和缓坡丘陵梁地4种不同生境土壤中0—5 cm和5—20 cm土层的细菌、真菌、放线菌三大菌类及硝化细菌、好气性固氮菌和纤维素分解菌三个微生物生理群的数量进行了研究。结果表明：除放线菌数量为缓坡丘陵梁地>丘间盐碱滩地>固定半固定沙地>流动半流动沙丘外,其他菌类及微生物总量均为缓坡丘陵梁地>固定半固定沙地>丘间盐碱滩地>流动半流动沙丘;各类微生物类群中,细菌数量最多,占微生物总量的70％以上;各类微生物的垂直分布,除流动半流动沙丘细菌、放线菌、微生物总量及好气性固氮菌数量为5—20 cm高于0—5 cm外,其他生境条件下各种微生物类群数量均为0—5 cm高于5—20 cm。     

樟子松(Pinus sylvestris var.mongholica)在中国北方10省(区)引种的适宜性

樟子松(Pinus sylvestris var.mongholica)是中国北方常见的针叶乔木,也是沙区人工造林的重要树种。近年来,樟子松在部分地区出现衰退现象,引起学者和公众的广泛关注。为了确定樟子松在中国北方引种的适宜区,通过主成分分析法确定影响樟子松引种的主要气候因子;基于气候相似理论,以呼伦贝尔沙地红花尔基樟子松国家森林公园为固定样本区,采用熵权法确定各气候因子熵权,并计算加权气候相似距,再综合考虑加权气候相似距和土地资源环境因子,划分引种区类型。结果表明:(1)温度是影响樟子松引种的主导气候因子,其次是湿度、光照与海拔,风速对樟子松引种的影响相对较小;(2)将樟子松引种区划分为适宜区、较适宜区、较不适宜区和不适宜区等4个类型区,引种类型区与中国气候区区划存在显著一致性(Kappa=0.7494);(3)樟子松引种的适宜区主要分布在寒温带湿润大区(ⅠA)、中温带湿润大区(ⅡA)和中温带亚湿润大区(ⅡB),较适宜区主要处于中温带亚干旱地区(ⅡC)和部分中温带湿润大区(ⅡA),较不适宜区主要位于暖温带亚湿润大区(ⅢB)、暖温带干旱大区(ⅢC)和高原地区,不适宜区主要处于中温带干旱大区(ⅡD)、中温带极干旱大区(ⅡE)暖温带极干旱大区(ⅢD)和北亚热带湿润大区(ⅣA)。     

毛乌素沙地东南缘全新世气候不稳定性

毛乌素沙地处于中国季风区的西北边缘,对气候变化敏感,是古气候演化和古环境变迁研究的理想场所。全新世气温回暖期,气候整体稳定但存在暖湿冷干的次级波动,不同类型沉积相组成的地层序列记录了全新世千年、百年尺度的气候不稳定性。对毛乌素沙地不同沉积序列的研究表明:(1)毛乌素沙地东南缘的沙漠/黄土边界带DLT、NB剖面粒度及Rb/Sr比值可作为气候变化的代用指标。>63 μm砂含量增加,Rb/Sr比值降低,揭示东亚冬季风增强,风成砂堆积,风沙活动加剧,气候干冷;反之,东亚夏季风增强,降水增多,风化成壤程度加大,气候暖湿。(2)毛乌素沙地东南缘沙漠/黄土边界带及低洼沟谷区年代概率密度函数的分析显示,全新世早期~8\^5 ka BP风成砂堆积,风沙活动加剧,气候表现为干冷;全新世中期8\^5 ka~3\^0 ka BP地势较高处古土壤广泛发育,地势低洼处发育湖沼相/泥炭层,但在6.0 ka BP左右存在气候转冷过程;全新世晚期3\^0 ka BP以来气候波动频繁。(3)毛乌素沙地气候变化与北大西洋冰筏冷事件、董哥洞石笋、季风边缘区湖泊、东部沙地等记录具有可对比性和相对一致性,反映出全新世千年和百年尺度上的气候变化主要受全球变化的影响,这对预测和模拟未来气候变化具有借鉴意义。     

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。     

努尔苏丹樟子松人工林土壤粒度组成特征研究

为了揭示努尔苏丹不同林龄樟子松人工林对土壤粒度组成的影响,通过野外采样与室内分析相结合,分析了努尔苏丹周边不同林龄樟子松人工林土壤粒度与分形维数特征,研究了分形维数与土壤特性之间的关系.结果表明:(1)研究区土壤粒度组成以粉粒为主,砂粒次之,黏粒最少,樟子松人工林的种植能够显著提升土壤表层细颗粒物质含量.不同林龄人工林...     

毛乌素沙地南缘油蒿(Artemisia ordosica)灌丛沙堆形态特征

对毛乌素沙地南缘不同演化阶段油蒿(Artemisia ordosica)灌丛沙堆进行了调查和统计分析,探讨了演化过程中沙堆形态特征变化及其与灌丛形态间相互关系。结果显示:(1)研究区油蒿灌丛沙堆以发育阶段和稳定阶段主,衰退阶段灌丛沙堆较少。随灌丛沙堆演化,油蒿灌丛高度保持相对稳定,灌丛长轴和沙堆长轴、短轴都显著增大;(2)沙堆的形态参数间存在显著的相关性,其中发育阶段沙堆长轴、短轴和高度之间显著线性相关,且长轴和短轴相对高度增长较快,稳定阶段沙堆3个参数间协同发展到稳定,而衰退阶段沙堆形态参数间相关性下降;(3)除衰退阶段外,沙堆形态参数与灌丛形态参数间有显著的相关关系,其中沙堆长轴与灌丛长轴、沙堆短轴与灌丛短轴、沙堆底面积与灌丛投影面积,均呈显著线性关系。在环境因素作用下,油蒿灌丛沙堆间整体相互协调发展,使其呈现不同形态特征。     

毛乌素沙地南缘固沙灌丛下地表凝结水特征

尽管凝结水在干旱生态系统中所发挥的重要作用已被广泛关注,但对其在固沙灌丛下时空变化特征的研究仍然比较薄弱。为探明固沙灌丛对地表凝结水的影响,在毛乌素沙地南缘沙区选择3种典型固沙灌丛（沙柳Salix psammophila、柠条Caragana korshinskii和油蒿Artemisia ordosica）,以无固沙灌丛影响的裸沙作为对照,用微型蒸渗仪测定了固沙灌丛下不同位置（根部、1/2冠幅和外缘）和不同方向（东、南、西、北）上地表凝结水的形成和蒸发特征。结果表明：（1）与对照相比,固沙灌丛的存在显著降低了地表凝结水量,沙柳、油蒿和柠条灌丛下凝结水量分别降低了29%、32%和33%;(2)不同类型固沙灌丛下地表凝结水量由里向外均呈显著增加的趋势,但不同方向上地表凝结水量差异不显著;（3）固沙灌丛的存在减缓了凝结水的形成和蒸发过程,即凝结水自19:00开始形成,到次日08:00基本结束,至13:00—15:00蒸发殆尽,其形成过程整体上表现出增加—平缓—增加的趋势,柠条和油蒿灌丛下地表凝结水在03:00—05:00甚至有少量蒸发,而蒸发过程呈稳定下降趋势;（4）凝结水的形成过程与空气...     

毛乌素沙地东南缘沙柳(Salix psammophila群落枯落物抗风蚀特征

地表枯落物是毛乌素沙地生态系统的重要组成部分,风蚀是影响枯落物蓄积量及再分配的重要因素.采用野外调查采样与室内人工模拟风洞试验相结合的研究方法,分析了沙柳(Salix psammophila)群落枯落物组分特征及其对土壤风蚀的影响.结果 表明:(1)沙柳枯落物地表物质组成中枝和叶占比分别为56％和30％,且随着距沙柳基...     

毛乌素沙地南缘沙柳(Salix psammophila)丛生枝年龄结构与动态特征

沙柳(Salix psammophila)是毛乌素沙地典型的优势灌木,对维持沙区生态系统稳定起着重要作用。在自然生长过程中,随着年龄增加,沙柳死亡枝条数增多,植株生命活力衰退,沙区生态系统的稳定受到挑战。研究沙柳丛生枝结构随年龄增加的变化规律对保育沙柳生命活力、保障沙区生态系统稳定具有重要意义。本研究通过对沙柳丛生枝分枝收获,查数年轮计数枝龄,绘制丛生枝的年龄结构图,编制静态生命表,分析存活曲线、生存函数等参数变化,并运用时间序列模型预测丛生枝的年龄结构动态。结果表明:沙柳丛生枝中以3a生枝条最多,年龄结构呈两头小中间大的纺锤型;当年生的枝条生命期望最高、5a生枝条的死亡率和消失率最高,存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型;枝条生长4a时死亡密度开始下降,生长5a后的累计死亡率和危险率稳定,枝条动态为前期衰退、后期稳定;丛生枝动态指数趋近于0,趋于稳定型;在未来的2、4、6、8a时间后沙柳丛生枝数量逐渐增多,但幼龄枝条补充不足,沙柳稳定性难以长期维持。因此,在沙柳生长4a后需要通过适当的平茬抚育来调整丛生枝的年龄结构以维持沙柳生命活力。     

常量元素记录的毛乌素沙地东南缘全新世气候变化

毛乌素沙地处于中国季风边缘的半干旱区,对气候变化响应敏感,是研究过去全球气候变化的理想场所。对沙地东南缘锦界剖面全新统砂质黄土-古风成砂-古土壤互层沉积序列进行研究,在OSL测年基础上,通过沉积物常量元素氧化物含量及其比值分析,结合粒度、磁化率特征,探讨了毛乌素沙地东南缘7.9ka BP以来气候变化。结果表明：（1）地层常量元素氧化物以SiO₂和Al₂O₃为主,其他元素含量依次为Na₂O、K₂O、Fe₂O₃、CaO、MgO。各种元素活动性不同,K、Na活动性较强,易淋失;Si活动性较稳定,风成砂中易富集;Ca、Mg、Al、Fe活动性较弱,古土壤中富集。（2）7.9ka BP以来气候变化分为6个阶段。7.9～7.3 ka最温暖湿润时段;7.3～6.8 ka,气候转冷干;6.8～4.3 ka,整体上温暖湿润,期间存在2次由暖湿变冷干的波动,并出现过6次风沙活动,即6.6～6.3、6.1、5.9、5.7～5.5、5.3～5.0、4.7～4.4 ka;4.3～2.5ka BP,气候转冷干;2.5～1.8ka BP出现过短暂湿润期,但暖湿程度不及全新世中期;1.8ka BP以来气候渐趋干旱并接近现代气候。（3）全新世气候变化与毗邻的萨拉乌苏河流域、浑善达克沙地等记录的气候变化具有很好的一致性,这是通过东亚冬夏季风强弱消长变化对全球变化的区域响应。     

毛乌素沙地南缘横向沙丘粒度分布及其对风向变化的响应

在风季发生转换期间, 根据不同方向风的持续时间, 对毛乌素沙地南缘长48m, 高8m 的 横向沙丘进行了7 次断面形态测量和表面沉积物采样分析。结果表明, 横向沙丘断面形态及表面 沉积物粒度分布随区域气流方向和强度而发生变化。在沙丘各部位, 丘顶及附近两侧的沙粒活动 性强, 表面沉积物粒径及分选参数变化显著。在粒径及分选参数中, 粒径频率曲线、平均粒径和偏 度对风的作用比较敏感, 随时间的变化也明显, 利用它们的变化可以解释区域气流变化对沙丘的 影响。风向发生转换时期的短期观测和采样分析结果进一步说明采样时间是影响沙丘表面沉积 物粒度特征的重要因素。     

科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris)人工固沙林演变过程中物种多样性和土壤水分特征

人工固沙植被是干旱、半干旱区荒漠化防治的重要内容,研究人工固沙植被演变过程中物种多样性和土壤水分变化特征对于人工固沙植被的经营与管理有重要意义。对科尔沁沙地营造的5~45a的樟子松(Pinus sylvestris)人工固沙植被林下植被的物种多样性和土壤水分变化特征进行了研究。结果表明:在樟子松固沙林演变过程中,群落中禾本科和菊科植物种始终占主导地位,且随着樟子松栽植年限的增加,禾本科植物所占比例显著增加。物种总数和草本植物数量都随着栽植年限的增加显著降低,呈显著的线性关系。而灌木数量和栽植年限呈抛物线形关系,随着樟子松栽植年限的增加先增大后减小。草本植物盖度和地上生物量与樟子松栽植年限也呈抛物线形关系,在栽植25a后草本植物盖度达到最大值。樟子松人工固沙林演变过程对土壤含水量也有显著影响,土壤平均含水量和樟子松栽植年限呈显著线性关系,栽植45a后,土壤平均含水量由3.5%降至1.4%。土壤水分的急剧下降是樟子松人工林演变后期面临的主要挑战。