毛乌素沙地草场荒漠化评价的指标体系

毛乌素沙地草场荒漠化的主要原因是开垦、过度放牧、樵柴和挖药材等,沙地草场荒漠化过程分为4个阶段,即轻度退化、中度退化、严重退化和极严重退化。应用植物被分类、排序和梯度分析等技术研究了沙地草场荒漠化过程。轻度退化阶段以臭柏、麻黄等中旱生灌木为主;中度退化以油蒿、柠条等为主;严重退化以籽蒿、羊柴等为主;极严重退化以沙米、牛心朴子等为主。随着退化的发展,地表覆沙厚度逐渐增大,土壤中各种营养成分大幅度下降,土壤机械组成粗化,由沙壤土向沙土发展,沿退化梯度群落种多样性呈现单峰曲线变化。在此基础上提出沙地草场在群落水平上的荒漠化评价指标体系。     

宁夏盐池沙地3种植物群落的数量特征

采用样线法和样方法对盐池沙地典型植物群落牛枝子群落、牛枝子-黑沙蒿群落、黑沙蒿群落数量特征进行了研究。结果表明：从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落至黑沙蒿群落,物种组成变化较大,优势种的相对重要值也发生了较大的变化;植物种从占优势地位的草原种,逐步让位于耐旱、抗风蚀的多年生和一年生草本植物,并最终被沙生、一年生草本植物和灌木、半灌木取代;土壤沙化程度逐渐加重。从生活型组成看,从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落至黑沙蒿群落,地面芽植物和地下芽多年生草本植物种类数和重要值所占比例逐渐下降,一年生植物种类数和重要值所占比例逐渐增加。牛枝子-黑沙蒿群落的物种α多样性指数最高,黑沙蒿群落最低。β多样性指数变化反映出植物群落组成已发生分化,物种出现根本性的变化。     

土壤质地与埋深对白刺群落主要伴生植物出苗的影响研究

在田间条件下,研究了3种土壤质地与5个埋深对白刺群落主要伴生植物苦豆子、黄花矶松、沙蒿、油蒿和红砂出苗的影响,为白刺群落恢复、优良植物的筛选及其种群扩展提供理论依据与技术支撑。试验研究表明,尽管白刺群落主要伴生植物在田间的出苗率均较低,但各植物的出苗能力明显不同。土壤质地仅对伴生植物苦豆子、沙蒿和黄花矶松出苗有显著影响,而埋深处理对伴生植物出苗均有显著影响。不同土壤质地与埋深处理的平均出苗率以苦豆子最高,红砂、沙蒿和黄花矶松次之,油蒿最低;不同土壤质地的最高出苗率,沙土以沙蒿最大,沙壤土以黄花矶松最大,黏土以红砂最大;出苗适宜埋深,苦豆子为1.0~2.0 cm,沙蒿、黄花矶松、油蒿和红砂为0.5 cm。研究结果表明,选择适宜的植物及其人工促进技术对退化白刺固沙植被的恢复至关重要。     

退化羊草草原在浅耕翻处理后植物多样性动态研究

利用多年样方资料的统计分析,对退化草原群落浅耕翻处理后恢复过程中的生物多样性变化规律及引起这些变化的主要植物种群进行研究,结果表明：退化羊草草原在浅耕翻恢复过程中其多度分布特征表现为个别种个体的快速富集（建群种）和少数种随演替进程的富集（优势种）,多度很少的种类（偶见种和伴生种）增加的过程,以上特征与恢复过程中羊草的增加密不可分。退化羊草草原在浅耕翻恢复过程中出现多样性指数的3个高峰期,但多样性指数总变化趋势为开口向上的抛物线状。物种多样性可作为丰富度与均匀度的一个综合反映,在退化草地改良恢复过程中均匀度起着更主导的作用。均匀性指数的整体趋势与多样性指数相似。群落主要植物种群与多样性指数存在着显著的相关关系,其中羊草、冷蒿、冰草、针茅、糙隐子草、变蒿、星毛萎陵菜的密度和生物量与多样性指数具有显著或极显著的线性回归关系。黄蒿的生物量、双齿葱的密度与多样性指数呈显著的线性关系。     

毛乌素沙地油蒿群落演替的生理生态学机制

对毛乌素沙地稀疏阶段、建成阶段和衰老阶段的油蒿群落的野外观测实验结果表明,不同演替阶段的油蒿群落对环境的适应性和生理生态特性表现出明显的差异。随群落盖度的增加,0—20 cm土层中土壤含水量明显增加,而在20—80 cm范围内有所下降。与稀疏阶段和建成阶段的油蒿群落相比,衰老阶段的油蒿群落的平均净光合速率低,光饱合点低,光能及水分利用效率最低,并且日变化过程也表现出受到了明显环境胁迫。在不同的演替阶段,油蒿的气孔导度与植物水势均呈线性相关。随植物水势的降低,处于衰老阶段的油蒿气孔导度降低速率最快。结合气孔导度和水分循环的关系,还初步探讨了毛乌素沙地油蒿群落演替的主要驱动因子。     

广东鹤山退化草坡从草本优势向灌木优势演变过程中的生态特征

研究了地处南亚热带的广东省鹤山草坡在从草本优势群落演变为灌木优势群落过程中的植物多样性、生物量、土壤营养等结构与功能特征的变化,发现其转变过程中的植物多样性有所增加,土壤含水量提高,土壤有机质及全氮含量均增加1倍多,同时会积累更多的生物量.恢复早期草本优势群落,在一定程度上影响着自身生境条件如土壤水分、养分等的改善,这为其后木本植物的生长创造了适宜的生境条件,有利于群落向灌木优势的结构方向发展,同时能促进群落生物量和植物多样性的提高.但以灌木为优势种的群落的植物多样性、土壤含水量等特征仍处于较低水平.南亚热带退化草坡自然恢复这一过程较为缓慢,应采取适当的人为措施,如通过人工造林恢复乔木层植被,进而增加林下植物多样性,以加速退化草坡的植被恢复.     

毛乌素沙地臭柏与油蒿群落细根生物量的季节动态及其空间变化

 为了探讨沙地生态系统植物根系生物量的季节动态及其空间变化,采用根钻法,从2005年4月至2005年10月对毛乌素沙地天然臭柏、油蒿群落0—90 cm土层中细根（D≤2 mm, D为直径）生物量动态进行了测定,臭柏细根总生物量为13.87~18.22 t·hm-2,细根平均生物量占总根量的60.10%;油蒿的细根总生物量为1.173~1.389 t·hm-2,细根平均生物量占总根量的73.04%。臭柏细根平均生物量为油蒿的12.50倍（P＜0.05）。臭柏、油蒿群落细根生物量动态呈双峰曲线,峰值分别出现在4月、8月和6月、10月。两者的活细根生物量大致呈上升趋势,死根生物量则相反。臭柏、油蒿群落细根生物量的垂直分布随土层加深,生物量明显减少,细根在不同层次上的动态变化与总细根量的季节变化有所不同。臭柏细根生物量从坡顶到坡底分别为16.8067 t·hm-2、16.1656 t·hm-2、10.9834 t·hm-2,呈下降趋势,其细根生物量比率从坡顶、坡中到坡底依次增大;油蒿细根生物量最高值出现在坡顶,坡中与坡底变化不明显,其细根生物量比率随坡位变化并不明显。     

民勤绿洲边缘人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林衰败过程中植被组成动态及群落相似性

以民勤绿洲边缘未退化(ND)、轻度退化(SLD)、中度退化(MD)及重度退化(SD)的人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林为研究对象,通过野外定点监测与样方调查方法对其植被组成、物种多样性、优势种种群结构变化以及群落间相似性进行了研究。结果表明:(1)ND、SLD及MD林地植物群落灌木层植被均由4种植物组成,SD林地灌木层由3种植物组成,其优势种演替过程为单优种梭梭—共有种梭梭、红砂、白刺—单优种红砂;在草本层中,ND林地出现6种植物,SLD、MD及SD林地均出现9种植物,其优势种演替过程为五星蒿、盐生草—画眉草、黄花矶松。(2)人工梭梭林退化过程中,灌木层优势种梭梭、白刺和红砂种群龄级结构动态变化分别为稳定型—衰退型、增长型—稳定型—衰退型、持续增长型。(3)4种类型林地植物群落物种多样性指标数也发生了不同程度变化,但整个林地植被趋向于更稳定方向发展。(4)4种林地植被群落两两之间的相似性为ND与SD之间的相似性最低,MD与SLD之间的相似性最高。这说明人工固沙林逐渐衰败过程其实质是林地固定改变了林地生境,植物群落发生了由沙生植物群落向沙旱生植物群落演替。因此,在民勤绿洲边缘开展人工固沙林恢复与重建工作时,应将沙旱生植物红砂作为植物材料之一。     

浑善达克沙地东南部退化草场植物群落DCCA排序与环境解释

对浑善达克沙地退化草场植物群落进行OAC分类和DCCA排序结果表明,这些植物群落可分为8组:Ⅰ芨芨草(Achnatherum splendens) 星星草(Puccinellia tenuiflora)群落;Ⅱ冷蒿(Artemisia frigida) 冰草(Agropyron cristatum)群落;Ⅲ冰草(Agropyron cristatum) 糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)群落,Ⅳ大针茅(Stipa granodis) 冷蒿(Artemisia frigida)群落,Ⅴ苔草(Carix spp.) 狼毒(Stellera chamaejasme)群落,Ⅵ黄柳(Salix gordejevii) 差把嘎蒿(Artemisa halodendron)群落,Ⅶ虎榛子(Ostryopsis davidiana) 耧斗叶绣线菊(Spiraea aquilegifolia)群落,Ⅷ人工林下的杂类草群落.群落DCCA排序及排序轴与环境因素的相关分析表明,土壤有机质、全氮、速效磷、含水量及坡向、坡位对群落的分布与组成有显著影响.植物多样性的回归分析表明,在向阳坡和上坡地段,土壤有机质、全氮、含水量趋于减少,植物多样性趋于下降.     

退化草原轻耙处理过程中植物种多样性变化的研究

利用多年样方资料的统计分析,对退化草原群落轻耙处理后恢复过程中的生物多样性变化规律及引起这些变化的主要植物种群进行研究,结果表明:在退化群落耙地恢复过程中,整个群落的物种丰富度变化不大,物种分布的均匀性指数随演替过程呈现波动下降的趋势,多样性指数也呈现波动下降的趋势,恢复后期有所升高,且物种分布的均匀性是造成物种多样性指数变化的主要原因。羊草(Leymus chinensis)的密度和生物量的变化与多样性指数具有极显著的负相关关系。冷蒿(Aartemisia frigida)、洽草(Koeleria cristata)的密度和生物量与多样性指数具有极显著的正相关关系。隐子草(Cleistogenes squarrosa)、变蒿(A.commutata)的密度与多样性指数具有极显著的正相关关系。多样性指数与耙地处理后的恢复年限(11 a间)的关系可表示为:以密度为指标的多样性指数D_n=3.579-0.665Lnx(r=-0.9185);以生物量为指标的多样性指数D_w=4.4-0.7696Lnx(r=0.8667)。     

宁夏盐池沙地3种植物群落土壤表层养分的空间异质性

采用经典统计学和地统计学方法,通过半变异函数及其模型、克里格局部插值估计、空间分布图及分形维数等对宁夏盐池沙地3种植物群落(牛枝子、牛枝子-黑沙蒿、黑沙蒿)土壤表层养分的空间异质性进行了研究。结果表明:0~5 cm土壤有机质、全氮、速效磷含量的空间自相关尺度分别是67 m、519 m、143 m;结构方差比分别为0.558、0.882、0.514,说明结构性因素和随机性因素在0~5 cm土壤有机质和速效磷的空间分布中共同发挥作用。全氮表现出较强空间自相关性,在空间分布上具有明显的结构特征,表明结构性因素在其空间总变异中发挥主导作用。空间格局图反映出0~5 cm土壤有机质、全氮含量表现为牛枝子群落较高,经牛枝子-黑沙蒿群落,含量逐渐减少,至黑沙蒿群落含量又有所增加;0~5 cm土壤速效磷含量表现为牛枝子群落和黑沙蒿群落含量较高而牛枝子-黑沙蒿群落含量较低的趋势。反映出研究区从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落至黑沙蒿群落,植被从以草原种为主的群落,逐渐灌木化,植物群落结构组成由复杂到简单的过程,深刻影响了土壤养分的分布格局,导致了土壤“肥力岛”的形成和发展,又反作用引起研究区植物群落的进一步灌丛化,并逐步向沙漠化的方向发展的趋势。     

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%。     

不同演替阶段油蒿群落土壤水分特征分析

油蒿群落是毛乌素沙地最主要的群落类型之一,在维持当地生态系统稳定中起着重要作用。土壤水分是影响油蒿群落演替的重要环境因子,为深入分析不同油蒿演替阶段土壤水分特征,使用EC-5土壤水分传感器连续监测整个生长季内先锋物种阶段(流动沙地)、稀疏阶段(半固定沙地)和建成阶段(固定沙地)油蒿群落土壤水分动态。结果表明,3种样地土壤水分均存在时间和空间上差异,流动沙地各层土壤含水量均显著高于半固定沙地和固定沙地;土壤含水量受降水影响较大, 降水量是影响土壤水分补给深度的重要因素,小于10 mm的降水主要被表层土壤吸收,10～20 mm的降水对土壤水分的补给深度超过30 cm、不及60 cm, 30～40 mm的降水补给深度大于60 cm、不及100 cm;30 cm及其上层土壤水分波动剧烈,60 cm处土壤水分主要受大于30 mm降水事件影响,波动较小,100 cm和160 cm处土壤水分几乎不受降水的影响,土壤含水量较稳定;降水补给深度及植被根系需水的层次差异是导致3种样地土壤水分时间和空间上异质性的重要因素;土壤温度主要受大气温度影响,与土壤水分相关性不显著,且随土壤深度的增加而降低。     

半干旱区沙地沙蒿生物量及根系分布特征研究

沙蒿是中国西北半干旱地区主要的固沙植物,其根系分布影响包气带水分运移过程,准确的植被特征和根系密度分布对根系吸水模型的建立十分重要。采用整体挖掘法获取不同层位的根系和根际土壤含水量,引入冠级和龄级的概念对沙蒿根系分布特征进行研究。分析结果表明：沙蒿种群以低龄级沙蒿占优,其根系生物量随龄级呈'S’型增长;根系长度分布和均一化根系密度分布均符合对数正态分布,最大值出现在浅层土壤20 cm处;沙蒿生长不依赖于地下水,其根系主要利用包气带中的水分,持续干旱条件下,为满足蒸腾作用根系出现两种调节方式：（1）横向生长增加根系量,利用横向土壤剖面的水分。（2）浅层根区由于水分胁迫造成的吸水量减少由深部相对湿润的根区补偿。因此沙蒿根系吸水模型中的根系密度分布函数应为对数正态分布,且吸水过程不仅依赖于根系密度分布,同时受土壤水分的影响。     

雅鲁藏布江中上游沙生植物群落结构及多样性分布格局

雅鲁藏布江流域作为西藏重要的人口聚居区,其植物群落结构及多样性格局吸引着众多学者的关注。本文沿雅鲁藏布江中上游流域河岸两侧原生生境设置44个样地,共计220个样方,计算植物的重要值并进行群落分类。结合1985–2015年多年平均降水量和多年平均气温数据以及样地的坡位、坡度等生境数据,采用偏冗余分析(偏RDA)的方法探讨雅鲁藏布江中上游地区植物多样性分布格局及其环境影响因素,根据样地的生物多样性指数预测雅鲁藏布江中上游地区植物多样性分布格局。结果表明:研究区植被群落按重要值划分为垫型蒿—紫花针茅群落、藏沙蒿—羊茅群落、金露梅—固沙草群落、三角草—冷蒿群落、高山嵩草群落、砂生槐—臭蒿群落、砂生槐—白草群落等7个群落;生物多样性随着经度降低、纬度升高和海拔增加而减少;雅鲁藏布江中上游植物多样性分布格局具有明显的地带性特征,水分和热量对植物多样性分布格局的解释率分别为19.3%和5.7%,而二者共同解释了60.8%的空间变异,耦合效应明显;雅鲁藏布江中上游地区植物多样性呈现由西北向东南逐渐升高的分布格局。     

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。