阿拉善荒漠草地恢复初期植被与土壤环境的变化

对阿拉善荒漠草地恢复初期(1998-2001)植被特征和土壤养分的变化进行了研究。结果表明:草地恢复过程中,植被的盖度和生物量比封育前分别增加272%~536%和44.39%~305.3%。植被的恢复使土壤理化性质发生了变化,与封育前相比土壤中有机质、全N、速效K以及细砂、特别细砂和粘粒含量显著增加;速效N、速效P降低。土壤有机质、全N和全P的含量与土壤中<0.05 mm颗粒和速效K含量呈极显著正相关,并且前三者之间也呈极显著正相关(P<0.01)。     

阿拉善荒漠草地类微量元素含量特征的研究

对阿拉善所属的4个草地类6个亚类75个牧草25个土壤样本中的Fe、Mn、Zn、Cu、Co、Mo、Se等7种微量元素的含量及分布类型进行研究,并对各草地类牧草中微量元素的含量进行评价。研究结果表明,土壤中微量元素除滩地戈壁亚类,山前倾斜地亚类、河泛地低地亚类Se含量及冷温潮湿类的Cu和Zn含量正常外,其它都低于我国和世界正常土壤平均含量。微量元素的缺乏与成土母质相关。阿拉善地区气候、土壤等生态条件复杂,但牧草中微量元素的含量有一定范围,这与牧草本身对元素的吸收和积累能力相关。     

阿拉善荒漠5种灌丛下土壤细菌特征

为了加深对阿拉善荒漠土壤环境状况的了解,并为植被生态功能的评价以及植物群落的保育与恢复提供理论依据,基于16S rDNA高通量测序和相关统计分析方法,对5种荒漠建群灌木红砂(Reaumuria soongarica)、绵刺(Potaninia mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolic...     

放牧制度对荒漠草原可萌发土壤种子库的影响

 以内蒙古苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为研究对象,通过划区轮牧与自由放牧的比较试验,研究可萌发土壤种子库对不同放牧制度的响应。结果表明:①可萌发种子库物种组成在划区轮牧草地为11种,自由放牧草地为8种,封育禁牧区为9种,划区轮牧较自由放牧和禁牧有利于提高草地群落可萌发土壤种子库的植物种数以及多年生优良牧草;可萌发土壤种子库密度在封育禁牧区为(19 533.33±10 552.83)粒·m-2,划区轮牧区为(3 233.33±524.21)粒·m-2,自由放牧区为(2 553.60±2 152.48)粒·m-2,可萌发土壤种子库密度封育禁牧区显著高于划区轮牧区与自由放牧区,两放牧处理间无显著差异。②不同处理可萌发土壤种子库垂直分布有共同趋势, 有75.06%~83.19%分布在0~5 cm土层内,14.16%~21.68%分布在5~10 cm土层内,2.65%~4.90%分布在10~15 cm土层内,且不同土层可萌发土壤种子库密度均为封育禁牧区显著高于划区轮牧区与自由放牧区,两放牧处理间无显著差异。③划区轮牧区可萌发土壤种子库的丰富度指数和多样性指数高于自由放牧区。划区轮牧区和封育禁牧区可萌发土壤种子库组成的相似性系数最大,为0.857。     

放牧及围封对科尔沁沙质草地土壤呼吸的影响

放牧及围封是引起沙质草地生态系统变化的重要因素。对科尔沁地区放牧和围封不同年限的沙质草地进行土壤呼吸动态测定与分析,结果表明:(1)植物生长初期土壤呼吸速率日平均值,围封样地的显著大于放牧样地的(p<0.05);植物生长末期土壤呼吸速率日平均值,放牧样地的显著大于围封样地的(p<0.05)。围封17年和围封22年样地的土壤呼吸速率日平均值相比较,7月上旬之前,围封17年样地的较围封22年样地的大,而7月中旬以后,围封22年样地的较围封17年样地的大,且差异均显著(p<0.05)。(2)土壤呼吸速率的季节动态对放牧和围封的响应过程相似,但围封引起的变异相对较小;土壤呼吸速率季节平均值,围封22年样地的显著大于围封17年的(p<0.05)和放牧的(p<0.01),围封17年样地的大于放牧的(p>0.05),故围封可以增强土壤CO₂的排放,且在一定的时间内,土壤CO₂的排放速率与围封时间正相关。(3)土壤温度和土壤体积含水率可解释土壤呼吸速率的变异从大到小依次为放牧(58%)>围封22年(39%)>围封17年(28%)。     

不同强度放牧后自然恢复的沙质草地土壤性状特征

通过对科尔沁沙质草地不同强度放牧后自然恢复过程中土壤的物理、化学和生物学性状特征的研究,结果表明,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和速效磷含量以及基础土壤呼吸活性在各处理表层土壤的特征为:中牧后恢复草地>轻牧后恢复草地>无牧恢复草地>重牧后恢复草地;重牧后的恢复草地表层土壤较其它处理有较高的土壤容重和pH值以及较低的过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性;沙质草地的土壤养分和生物学活性在剖面中的分布为上高下低,主要富集于0~ 25cm表层,放牧对土壤系统的影响主要表现在0~ 75cm土层。重度放牧使沙质草地超出了其承载能力和承受干扰的阈限,土壤性状恶化,恢复力降低;而适度的放牧后恢复有利于土壤化学和生物学性状的保持和提高。     

阿拉善荒漠三个草地类牧草中化学元素特点的研究

对阿拉善荒漠微温干旱、微温极干和暖温极干三个草地类９科４４种牧草中常量元素（Ｎ、Ｃａ、Ｐ）和微量元素（Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｓｅ）含量的变化特征、丰缺程度和生物吸收序列的研究结果表明，该区不同科牧草中各元素的含量变幅很大，但其吸收各元素多寡的趋势基本一致。     

阿拉善荒漠草地几种灌木对土壤有效态养分的影响

对阿拉善荒漠草地广泛分布的几种灌木、半灌木土壤有效态常量和微量营养元素的“肥岛”效应进行了研究。结果表明：①霸王、白刺、红砂和沙冬青提高了灌丛根部土壤速效Na、K、Fe和Mn 的含量,而降低了灌从根部土壤速效Ca、Mg的含量;驼绒藜除对土壤速效Mg含量有显著影响外,对其他元素无显著的影响。②霸王、白刺和沙冬青对速效Na、K、Fe和Mn有明显的富集作用,对速效Ca负富集作用;红砂对速效Na有极强的富集作用,EA、EB分别为37.59和52.93;除红砂和驼绒藜对速效Mg有富集作用外,其余灌丛对速效Mg无富集作用。③灌丛周围土壤pH值与速效K、Fe和Zn含量呈显著负相关,与Ca呈正相关,与速效Na无相关性。霸王、白刺、沙冬青周围土壤速效Mg含量与pH值也呈显著正相关;除了霸王外,其他灌木周围土壤速效Mn含量都与pH值呈负相关。     

放牧和围封下霸王灌丛对土壤肥力的影响

对阿拉善退化荒漠草地恢复过程中霸王灌丛对土壤肥力的影响进行了研究。结果显示:(1)霸王灌丛对土壤的C、N、P有明显的富集,灌丛下的影响主要发生在0～10cm土层,而灌丛根部对10～20cm的土层也有影响。(2)放牧和围封显著影响着霸王灌丛根部和灌丛下的土壤肥力,土壤有机C、全N、全P均为围封6a>围封2a>自由放牧,pH值为围封6a<围封2a<自由放牧;放牧和围封也显著影响着灌丛根部和灌丛下的土壤养分富集率,土壤有机C、全N、全P的富集率均为围封6a>围封2a>自由放牧。(3)霸王灌丛生物量与灌丛根部、灌丛下土壤有机C、全N和全P的含量呈显著的正相关,与pH值呈显著的负相关,而与灌丛间地的土壤有机C、全N、全P和pH值没有明显的相关关系。     

雅鲁藏布江中游沙地植物区系与阿拉善荒漠植物区系的比较

从区系地理成分来看,雅鲁藏布江中游沙地植物区系以东亚成分(中国-喜马拉雅成分)占绝对优势,而阿拉善荒漠则以亚洲中部荒漠成分(即戈壁成分)占主导地位。另外,两个地区的地方特有成分的优势都十分明显,但雅鲁藏布江中游沙地中的特有种大都是在青藏高原隆起以后由于特殊的生境(高寒、干旱)而分化出来的新种,而阿拉善荒漠中的特有种大都是些古老的单种属和寡种属。雅鲁藏布江中游沙地植物区系和阿拉善荒漠植物区系都具有古老的热带起源,然而前者是在古老的第三纪热带植物区系的基础上,在高原隆升过程中经过山区特化和气候特化形成的新的年轻的区系,而后者则较多地保留了热带起源特别是古地中海起源的古老性。     

塔里木沙漠公路沿线不同立地类型风沙土的理化性质研究

通过对塔里术沙漠公路沿线不同立地类型风沙土物理、化学性质特征进行了初步研究，结果表明：沙漠公路沿线的风沙土，机械组成以极细砂粒和细砂粒为主；pH值均在8～9之间，为中性偏碱性；盐分含量具有显著差异，空间变异性大；养分和有机质含量较少，并未表现出明显的变化；微量元素（Fe、Mn、Cu、Zn）的有效含量普遍偏低，尤其是Mn、Cu、Zn处于极低水平。     

三江平原旱田耕作对湿地土壤理化性质的累积影响初探

在中国科学院三江平原湿地生态试验站综合实验场,对不同耕作年限的湿地土壤(0~20 cm)进行环境累积效应分析。结果表明,随着开垦时间的增加,土壤的理化性质发生渐变,物理性质方面,土壤容重和比重逐渐增大,而孔隙度和田间持水量逐年减少;化学性质方面,土壤pH值随开垦时间的增加而增加,有机质和其他养分则随开垦时间的增加而逐年降低。弃耕后土壤性质有所恢复。土壤性质在开垦初期变化较明显,而后逐渐变缓。     

过牧及封育对红砂荒漠植被演替的影响

红砂灌丛植被是我国西北荒漠地区的主要放牧地,并在生态保护中具重要作用。本试验以内蒙古阿拉善盟不同过牧强度下的退化(轻度、中度和重度)红砂(Reaumuria soongorica)+无芒隐子草(Cleistogenes songorica)荒漠草地为对象。首次研究报道了不同过牧梯度和围栏封育对红砂植被演替的影响。经过6a过牧(平均1.8只羊·hm^-2),植被总盖度已由12%降至8%,平均每年盖度绝对值下降0.7%。随草地过牧加重红砂灌丛在逐渐消亡,在中度和重度退化样地的盖度已分别较轻度样地(7.5%)下降了74%和84% (P<0.05);质量差或产量低的草本在增加;无芒隐子草和匍根骆驼蓬(Peganum nigellastrum)的增加可分别作为该类草地中度和重度过牧演替的指示种。短期封育效果十分显著,封育一年的各样地平均较放牧样地比,植被盖度绝对值提高了1.7%,产草量增加2188%,红砂种子产量是放牧样地的371倍。然而,优势种红砂的产草量和盖度在封育期的相对恢复速率皆随样地退化加重而显著降低(P<0.05),重度退化区盖度封育当年的恢复速率为0。所以,封育是保护和恢复我国红砂荒漠植被的有效措施,但封育宜尽早开始,否则,红砂将恢复缓慢或难以复存。     

气候变化对阿拉善荒漠植被的影响研究

利用1982—2003年NASA GIMMS归一化植被指数(NDVI)数据集和阿拉善左旗、右旗和额济纳旗气温和降水资料,对阿拉善地区NDVI变化和气候变化特征及其相互关系进行了分析。结果表明：①1982—2003年东部地区(左旗植被指数略有增加,而中部(右旗)和西部地区(额济纳旗)则呈下降趋势。季节变化东、中、西部表现不同。左旗和额济纳旗多年平均NDVI的月变化和右旗相反。②东部地区升温率最大,其次是西部和中部地区。降水表现为东部和西部地区(额济纳旗)稍有增加,而中部地区(右旗)呈缓慢减少趋势。季节变化东、中、西部表现不同。多年平均气温和降水量的月变化趋势东、中、西部一致,呈单峰型曲线。③东部地区和中部地区,降水量与植被指数存在明显的年相关、隔季和当季相关,而西部地区额济纳旗没有明显的相关性。阿拉善地区NDVI同温度的相关性不好。     

围封对沙漠化草地土壤理化性质和固碳潜力恢复的影响

过度放牧是科尔沁沙地退化的主要原因,禁牧围封可以有效地控制牲畜对植被-土壤系统的破坏,促进退化生态系统的有效恢复。以过度放牧后的沙漠化草地为对象,调查了禁牧围封13年后沙漠化草地土壤理化性质的变化特征,并分析了围封对土壤固碳潜力的影响。结果表明：（1）沙漠化草地围封13年后,土壤砂粒含量减少、粉粒和黏粒含量增加,且粉粒增加最为明显,平均含量增加123%;土壤容重在不同土壤深度均呈下降趋势。（2）围封后土壤有机质、全氮、速效氮和速效钾含量呈增加趋势,分别增加了102%、97%、123%和24%,但土壤有效磷和缓效钾呈减少趋势;土壤pH显著升高,阳离子交换量呈现增加趋势。（3）除土壤有效铁外,其余有效微量元素包括有效铜、有效锰和有效锌平均含量均呈增加趋势,分别增加44%、30%和82%。（4）土壤有机质与pH值、阳离子交换量、全氮、速效氮、速效钾、有效铜、有效锰、有效锌含量呈显著正相关关系。（5）沙漠化草地围封13年后,100 cm深度土壤有机碳储量增加393.45 g·m^-2,碳截存速率为30.27 gC·m^-2·a^-1。对于因持续过度放牧所导致的严重退化草地,禁牧围封可有效促进土壤有机质、养分和微量元素的增加,影响土壤质地及固碳潜力等的变化,但严重退化沙漠化草地的恢复需要一个长期的过程,土壤有机碳储量要恢复到科尔沁非沙漠化草地水平至少需要百年的时间尺度。