沙坡头地区人工植被油蒿种群结构与更新的研究

采用野外调查和比较分析的方法,对沙坡头地区人工植被油蒿种群的结构和更新进行了研究.通过对不同固沙起始年代油蒿种群大小结构的分析发现,幼树个体的数量较多,中等大小的成年个体数量少,老龄个体的数量极少.年限较短的人工植被区油蒿幼树个体的数量多于年限较长的人工植被区,而油蒿幼苗的数量则呈相反的趋势.油蒿幼苗在不同的地形中分布数量也不同,丘间地有较多的幼苗,背风坡幼苗特别少.油蒿成年个体在人工植被区中呈均匀分布,油蒿幼苗则呈聚集分布.     

不同生境下砂蓝刺头(Echinops gmelini)形态结构及生物量分配特征北大核心CSCD

砂蓝刺头(Echinops gmelini)是沙区常见一年生草本,具有繁殖比例高、密度高和生长速度快等特征,是研究区春季和早夏季节植物群落组成中最重要的草本植物。沙区人工植被演替过程中,群落中砂蓝刺头个体构件形态和生物量分配特征及其对土壤生境恢复的指示意义是本研究目的。分析了不同植被恢复阶段的沙地中(2010年铺设草方格、始植花棒、始植油蒿和1989年始植柠条与油蒿的固沙区,分别为生境1、2、3和4)砂蓝刺头构件形态及生物量分配特征。结果表明:(1)人工植被建立早期,初步稳定的沙面条件有利于砂蓝刺头的生长,而随着人工植被建立时间的增长呈现出种群衰退的趋势。4个生境间砂蓝刺头在株高、基径、根长、花序数及各器官生物量方面均差异显著(P<0.05),其大小关系是生境2>3>1>4。(2)不同生境地上-地下生物量间均为等速生长关系,且存在共同相关生长指数1.036,支持等速生长假说;地上-叶生物量间具有共同异速生长指数(0.874,异速生长关系);营养体-繁殖生物量间均表现出α>1异速生长关系,即繁殖生长资源的积累速率快于营养体生长。(3)株高、花序数与地上部分生物量间具有显著或极显著的正相关关系,表现出较好的协同变化趋势。总之,不同生境间砂蓝刺头形态结构及生物量特征具有明显差异,而构件生物量间相关生长关系的一致规律性及较稳定的繁殖生物量分配,有利于其适应异质生境并完成生长发育。     

不同生境下砂蓝刺头(Echinops gmelini)形态结构及生物量分配特征

砂蓝刺头(Echinops gmelini)是沙区常见一年生草本,具有繁殖比例高、密度高和生长速度快等特征,是研究区春季和早夏季节植物群落组成中最重要的草本植物。沙区人工植被演替过程中,群落中砂蓝刺头个体构件形态和生物量分配特征及其对土壤生境恢复的指示意义是本研究目的。分析了不同植被恢复阶段的沙地中(2010年铺设草方格、始植花棒、始植油蒿和1989年始植柠条与油蒿的固沙区,分别为生境1、2、3和4)砂蓝刺头构件形态及生物量分配特征。结果表明:(1)人工植被建立早期,初步稳定的沙面条件有利于砂蓝刺头的生长,而随着人工植被建立时间的增长呈现出种群衰退的趋势。4个生境间砂蓝刺头在株高、基径、根长、花序数及各器官生物量方面均差异显著(P0.05),其大小关系是生境2314。(2)不同生境地上-地下生物量间均为等速生长关系,且存在共同相关生长指数1.036,支持等速生长假说;地上-叶生物量间具有共同异速生长指数(0.874,异速生长关系);营养体-繁殖生物量间均表现出α1异速生长关系,即繁殖生长资源的积累速率快于营养体生长。(3)株高、花序数与地上部分生物量间具有显著或极显著的正相关关系,表现出较好的协同变化趋势。总之,不同生境间砂蓝刺头形态结构及生物量特征具有明显差异,而构件生物量间相关生长关系的一致规律性及较稳定的繁殖生物量分配,有利于其适应异质生境并完成生长发育。     

腾格里沙漠东南缘不同生境油蒿种群的数量动态

对腾格里沙漠东南缘不同的生境条件（包括始建于1964年的人工植被区和天然植被区）下油蒿（Artemisia ordosica）种群调查取样,按照植株的体积大小分为7个龄级（Ⅰ,0~2 cm³;Ⅱ,2~5 cm³;Ⅲ,5~10 cm³;Ⅳ,10~15 cm³;Ⅴ,15~20 cm³;Ⅵ,20~30 cm³;Ⅶ,>30 cm³）,分析了种群的组成、静态生命表和存活曲线。结果表明：人工植被区油蒿种群的总体规模大于天然植被区,幼龄个体占有很高的比例;天然植被区油蒿的死亡率低于人工植被区,天然植被区Ⅰ和Ⅱ龄级油蒿种群的死亡率最高,人工植被区Ⅴ~Ⅶ龄级的油蒿种群死亡率最高;天然植被区油蒿种群的稳定性维持主要通过幼苗的更新,而人工植被区可通过幼苗的自我更新和大龄植株的自疏作用;Ⅴ龄级的油蒿个体是种群中的生存质量最佳的个体;两种生境下油蒿种群均符合Deevey Ⅱ型存活曲线。     

沙坡头人工植被区中的油蒿种群动态与稳定性

利用种群生态学中的年龄结构、静态生命表和种群动态指数对沙坡头包兰铁路北侧1964年和1981年沙地人工植被区中的油蒿种群结构动态进行分析,发现1981年区和1964年区的油蒿种群都属于增长型,但1981年区的增长性大于1964年区,也就是说,随着人工植被建立的时间延长,油蒿种群结构由快增长型转向慢增长型.因此,沙地中的油蒿种群的动态趋势是由快增长向慢增长,以及衰退方向演变,最终有从人工植被区中消失的趋势.同时,油蒿种群结构的增长型是油蒿能长期存在的种群生态学原因,是它具有适应干旱、半干旱区的沙地生境的生物学特性所决定的.     

南极菲尔德斯半岛两侧南极帽贝种群结构比较分析

本文对南极乔治王岛菲尔德斯半岛东、西海岸的帽贝种群的个体分布特征进行了研究,样品于2003年2月南半球夏季在菲尔德斯半岛东面的长城湾长城站一侧和企鹅岛西侧潮间带以及半岛西岸地理湾潮间带采集。在上述三个站点作断面随机取样,分别统计了南极帽贝(Na-cella concinna Strebel,1908)密度和个体大小。结果表明,除了半岛两侧帽贝种群密度不同外,半岛东、西两侧帽贝个体大小也存在较大的差异,西海岸地理湾帽贝壳长明显较大,大于企鹅岛帽贝平均壳长1cm以上,其他生长指标也大于东海岸的帽贝。西海岸帽贝个体的腹足面积和壳高的回归直线的斜率均大于东海岸帽贝的对应值。东、西海岸帽贝的腹足与帽贝的壳高存在异速生长状况(allometry),西海岸帽贝异速生长差异高于东海岸的帽贝。分析结果进一步证明,当地低密度帽贝种群与西海岸比较恶劣的自然环境有关,环境差异导致西岸产生大个体帽贝。菲尔德斯东、西海岸环境因子,如风浪、冰块冲击作用以至生物捕食产生的环境压力,不仅作用于种群个体的生长状态,而且也作用于种群结构。     

沙柳(Salix psammophila)丛生枝生物量最优分配与异速生长

茎叶生物量分配的权衡关系是植物生活史研究的重要内容。以毛乌素沙地南缘的优势灌木沙柳(Salix psammophila)为对象,用生物量分配份数的方法分析了沙柳丛生枝尺度上茎、小枝、叶生物量分配与个体大小的依赖关系,并用标准主轴回归(SMA)检验茎、小枝、叶生物量的异速生长关系。结果表明:(1)随着沙柳丛生枝的增大,茎、小枝、叶各构件生物量积累明显,基径比枝长能更好地反映生物量随个体大小的变化规律;丛生枝茎、小枝、叶和总生物量随基径变化的幂函数分别为y=0.1861x2.2950、y=0.0194x2.9794、y=0.0875x2.1421和y=0.1863x2.5454。(2)随着沙柳丛生枝个体的增大,总资源中分配到茎和叶的份数下降,分配到枝的份数增加;基径能更好地解释茎和小枝生物量分配份数的变化,枝长能更好地反映叶生物量分配份数的变化。(3)沙柳丛生枝茎、小枝、叶生物量相互间均存在显著的异速生长关系,异速指数αT-S、αL-S和αL-T分别为1.557、1.087和0.6916,随个体大小的变化,小枝生物量的变化速度最快,叶生物量的变化次之,茎生物量的变化速度最慢。最优分配理论和异速生长分配理论能互为补充,较好地解释沙柳丛生枝构件的生物量权衡关系。     

沙坡头人工固沙区油蒿繁殖分配的研究

对沙坡头人工固沙区油蒿 (Artemisia ordosica) 开花结实期的繁殖分配和生殖枝的生长特点进行了研究,结果表明:2006年8—10月,油蒿生殖枝重、头状花序重都显著增加(P<0.05),但繁殖分配均保持在26%左右;油蒿的繁殖分配与个体大小有一定的关系,地径在0.5 cm以上的油蒿个体才能够开始繁殖,繁殖分配大致呈现出在一定范围内随个体增大而上升,然后又随个体继续增大而下降的趋势。对不同建植年代(1956年、1964年、1981年、1987年)样地中油蒿繁殖结构特征和繁殖分配比较发现,1981年样地上油蒿的生殖枝重、单位生殖枝上的头状花序数、繁殖分配都低于其他3个年代,且其他3个年代的样地间无显著差异(P>0.05)。这表明,人工固沙区油蒿种群的繁殖不仅受固沙时间的影响,而且受其他因素的制约。     

塔里木河上游胡杨种群特征与动态分析

通过样地调查和数据统计,编制胡杨种群静态生命表,绘制存活曲线、生存率曲线、累计死亡率曲线、种群死亡密度曲线和危险率曲线,分析种群数量特征。同时,结合种群动态量化方法及时间序列预测,分析种群数量动态变化。结果表明:上游区域胡杨种群年龄结构呈金字塔型,幼龄级所占比例较大;存活曲线接近DeeveyC(凹)型,且动态指数0,表明胡杨种群结构合理,为增长型种群;生存曲线、累计死亡率曲线、死亡密度曲线和危险率曲线表明,胡杨种群前期幅度变化较大,后期趋于稳定;时间序列分析表明,由于丰富的后续资源,种群能够稳定的生长。     

干旱区油蒿种群结构和分布格局分析

对宁夏中卫市沙坡头、甘肃古浪县鸣沙咀和民勤县扎子沟这3个干旱区天然油蒿分布区的油蒿种群结构和空间分布格局进行了研究,其中根据大小结构图和存活曲线分析油蒿种群动态,用平均拥挤度m*、丛生指数(I)、聚块性指标(m*/m)、Cassie指标(CA)、扩散系数C、负二项分布中的K指标来判断格局类型并且根据双项轨迹方差法来分析格局规模。结果表明,沙坡头和扎子沟油蒿种群处于稳定阶段,鸣沙咀固定沙地和半固定沙地的油蒿种群处于增长阶段;各油蒿种群的分布格局类型为聚集分布,但是各样地聚集度大小存在着差异,具体表现为:鸣沙咀半固定沙地鸣沙咀固定沙地沙坡头样地扎子沟样地;对各样地种群格局规模的分析表明格局规模存在差异。     

沙坡头沙地人工植被的群落学特征

本文论述了包兰铁路沙坡头地段铁路北沙地人工植被的种类组成、结构及动态。根据预测, 如果人工植被试验区象目前这样继续封禁下去, 再过20年, 地面固定较好, 人工栽植地段的花棒、柠条以及目前能够天然下种进行更新的油蒿, 都会先后从人工植被试验区退出。作者对进一步深入研究这一工作还提出了几点建议。     

半荒漠风沙区土地沙漠化生物整治技术的研究

试验证明,土地沙漠化生物整治技术能在半荒漠风沙区取得显著的作用和效果。在柠条、毛条、花棒、杨柴、沙木蓼等灌木树种的适生立地上营造防风固沙林,林后3~4年,灌木就可郁闭成林,流动沙丘完全被控制变为固定沙丘;林下植被结构得以改善,优良品种增多,如能合理开发其饲料等用途,还具有十分可观的经济效益。     

西藏雅鲁藏布江流域典型沙漠区生态修复植物群落物种多样性

为了深入了解和探讨西藏沙化土地治理区的植物群落的结构类型、组织水平和稳定程度,根据西藏雅鲁藏布江河谷沙地山南市全国防沙治沙综合示范区20个样地的调查资料,分析了西藏山南市全国防沙治沙综合示范区植物群落物种多样性特征。结果表明：西藏山南市全国防沙治沙综合示范区的植物有34种,藏沙蒿（Artemisia wellbyi）、花棒（Hedysarum scoparium）、桑（Morus alba）、沙打旺（Astragalus adsurgens）和沙蒿（Artemisia desertorum）占优势地位。综合示范区固沙植被平均盖度为31.6%±13.1%;平均生长高度为41.2±19.9 cm;平均生长密度为4.6±4.7株·m^-2。植物群落物种多样性H指数平均为0.99±0.54;物种多样性D指数平均为2.55±1.37;物种均匀度平均为1.76±0.75。     

宁夏哈巴湖国家级自然保护区土壤养分5年变化

测定了宁夏哈巴湖国家级自然保护区2013、2018年沙柳（Salix psammophila）群落、油蒿（Artemisia ordosica）群落、锦鸡儿（Caragana microphylla + C. korshinskii）群落和长芒草（Stipa bungeana）群落142个样点的土壤有机质、全氮和全磷含量,分析了土层20 cm处5年间土壤养分的变化。结果表明：从2013年到2018年,整个保护区土壤有机质显著增加52.46%,土壤全氮显著增加154.14%,土壤全磷增加21.75%;油蒿群落57个样点土壤有机质、全氮和全磷含量的增加量高于整个自然保护区,土壤有机质显著增加57.64%,土壤全氮显著增加323.50%,土壤全磷显著增加33.58%。5年来宁夏哈巴湖国家级自然保护区土地沙漠化得到了逆转,同时土壤养分的变化也开始影响植物群落的波动。     

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...     

浑善达克沙地飞播区植被动态

采用空间代替时间的方法,连续4年对浑善达克沙地飞播区（1999-2015年）植被进行调查,分析飞播植被演替进程中群落物种组成、多样性以及飞播植物种群盖度的动态变化,以期揭示飞播措施下的植被恢复规律,为飞播区植被稳定性维持提供依据。结果表明：（1）对照与演替初期生活型以一、二年生草本植物为主,随着演替时间的增加,多年生植物种类增加,逐渐取代一、二年生草本植物优势地位;演替9 a时原生植物入侵明显。（2）演替4 a时Pielou均匀度指数最高,演替9 a时Partrick丰富度指数最高,演替10 a时Shannon-Wiener多样性指数最高,在演替进程中,3个指数变化不一致。（3）羊柴种群在演替8 a时达到峰值（68.33%）,种群能维持较长时间;白沙蒿种群在演替3 a时达到峰值（10.17%）,在演替11 a时退出;沙打旺种群在演替4 a时达到峰值（12.67%）,在演替9 a时退出;沙地榆种群盖度呈缓慢增加的线性趋势。飞播措施下浑善达克沙地植被能快速恢复,有利于植被自然演替。在浑善达克沙地生态建设中,应先考虑沙地的恢复力再决定是否飞播。     

古尔班通古特沙漠灌木冠幅预测模型

古尔班通古特沙漠是中国第二大沙漠,也是中国固定和半固定沙丘主要分布区,固沙灌木种较多。冠幅不仅是反映固沙灌木可视化的重要参数,也是反映沙漠植被生长情况的重要变量。以3种沙丘（固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘）上主要固沙灌木为研究对象,利用12种基础模型、BP(Backpropagation Neural Network)神经网络和支持向量机（Support Vector Machine,SVM）机器学习算法建立了基于固沙灌木株高和冠长率的冠幅预测模型,同时将两种机器学习算法拟合结果与基础模型进行比较,最终选出了适合研究区的冠幅预测模型。结果表明：（1）不同沙丘类型和不同灌木种类的最优冠幅预测模型不同,且固定沙丘和半固定沙丘模型优于流动沙丘。3种沙丘类型最优拟合为M2(Quadratic Model)模型;（2）白梭梭（Haloxylon persicum）在半固定沙丘和流动沙丘上拟合的最优模型分别为M2、M7(Gompertz),沙拐枣（Calligonum mongolicum）最优模型为M2,蛇麻黄（Ephedra distachya）和油蒿（Artemisia ordosica）在...     

腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层土壤有机碳矿化对凋落物添加的响应

土壤有机碳矿化是调控土壤碳库时空格局、土壤碳收支平衡和植物养分供应的重要过程,植物残体和凋落物分解释放CO₂直接影响着土壤有机碳矿化。研究了不同类型凋落物对腾格里沙漠东南缘建植于1956年的人工固沙植被区土壤有机碳矿化过程及其对水分和温度的响应特征。结果表明：凋落物添加显著促进了有机碳矿化,添加柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）、小画眉草（Eragrostis minor）凋落物后,CO₂-C最大矿化速率分别增大了6.94、5.17、3.46倍,0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.09、1.55、1.22倍;CO₂-C累积释放量分别增加了3.73、3.38、2.34倍,0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.17、1.30、1.57倍。凋落物对有机碳矿化的促进作用与温度和水分密切相关,25℃时,CO₂-C平均释放速率、最大释放速率、累积碳释放量分别是10℃的2.21、3.60、2.21倍,而含水量10%时,CO₂-C平均释放速率、最大释放速率和累积碳释放量分别是含水量5%时的1.25、1.20、1.25倍。相关性分析表明,凋落物碳氮含量、碳氮比、木质素比氮和土壤有机碳以及全氮是影响有机碳矿化的主要因子。凋落添加土壤后潜在可矿化碳表现为柠条锦鸡儿>油蒿>小画眉草>对照。凋落物添加显著促进了有机碳矿化过程及碳周转,植被恢复过程中草本植物凋落物的输入更有利于土壤碳固存,凋落物对土壤碳库的调控作用受土壤理化性质和水热等环境因子的共同作用影响。     

沙坡头地区固沙植物油蒿、柠条蒸散状况的研究

应用一组自动称重式lysimeter对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区半灌木油蒿(Artemisia ordosica)与灌木柠条(Caragana korshinskii)植丛的蒸散与流沙区蒸发比较,在生长季节进行两年连续观测研究。结果表明,植丛生长季节蒸散约占同期降水量的90%以上,根层220cm深度以下无降水补给作用。裸沙蒸发量与深沙层补给量分别占降水量的70.5%与12.6%。湿润年(P=215.8mm,其中生长季P=1837mm)生长季内油蒿与柠条植丛日平均蒸散速率接近,分别为0.86mm·d^-1,0.87mm·d^-1。干旱年(P=121.0mm,其中生长季P=114.0mm)油蒿植丛日平均蒸散速率降低为0.68mm·d^-1,而柠条植丛日平均蒸散速率仍然高达0.80mm·d^-1。由油蒿、柠条植丛月蒸散量比较,干旱年柠条在降水相对集中且丰沛的月份具有较高的蒸散量(如1991年8月,ET为66.3mm(相当于蒸散速率2.15mm·d^-1)),致使根层年内贮水量亏缺量(ΔS=-42.6mm)较油蒿植丛严重(ΔS=- 18.7mm)。而油蒿植丛在全生长季保持低下蒸散水平,表明由于植物种利用水分的机制不同,其植丛ET随年降水变化差异明显。但是,较之于湿润年均呈现下降趋势。在湿润年,裸沙区日均蒸发量为0.60mm·d^-1,而在干旱年,其蒸发速率降低为0.44mm·d^-1,相应的月蒸发最高值为38.0 mm(相当于蒸散速率1.27 mm·d^-1)。裸沙区蒸发量日均值与月最大值几乎均降低为植丛蒸散量的一半。