库布齐沙漠沙柳无性快速培育技术对比研究

沙柳是库布齐沙漠重要的生物与生态资源之一。通过对沙柳扦插苗进行生根粉（ABT）、保水剂、有机肥和‘四枝一穴’栽植密度的不同处理后,连续3 a对其高生长、基径生长、生物量及平茬后枝条萌发数进行了测定。对测定结果的分析发现：与对照相比,四种处理都能够不同程度地提高沙柳的高生长、基径生长、生物量及平茬后枝条萌发数量。其中保水剂的作用最好,使沙柳的成活率、平茬后的枝条数和生物量分别提高了61.0%,70.4%和71.4%。     

山丘型地区钉螺孳生数量与植被和土壤环境因子的关系

本文研究了四川仁寿山丘型地区钉螺孳生与植被和环境因素的关系。结果表明:(1)草本群落物种丰富度、草本盖度、草本高度影响钉螺的孳生数量,钉螺分布适宜的草本群落的物种丰富度为4～14,草本群落盖度为60%～100%,高度为20～50cm;(2)土壤水分含量、温度和盐分均影响钉螺的孳生数量,钉螺分布最适宜的土壤水分含量为20%～60%,温度为15～30℃,盐分为60～120ms/m;(3)各环境因子和钉螺密度曲线可以看出,物种丰富度、草本高度、草本盖度、土壤水分含量、土壤温度和盐分含量与钉螺密度间均呈现抛物线或抛物线状曲线;(4)在样地和样方水平,土壤水分含量和钉螺密度存在稳定的线性相关关系,表明土壤水分含量是影响钉螺孳生的主导因素。因此,钉螺对各环境因素存在适应范围,表明钉螺对潮湿环境具有严格的选择性和依赖性,这种生态特性和钉螺本身的生物学特征密切相连。     

川西米亚罗林区云杉天然林与人工林的群落特征比较

云杉林是四川西部山区重要的群落类型,为了解云杉天然林和人工林在物种组成、物种多样性以及群落结构等方面的差异,促进该区域植被的恢复与重建,我们设置典型样地对两种林型进行了详细调查,通过比较分析表明:在川西米亚罗林区,林龄在30 a左右的云杉林,其天然林乔木层、灌木层的物种数以及其所属科、属数均明显比人工林多一些,而草本层物种数相差不大;但从物种多样性指数方面看,除天然林乔木层物种多样性要明显高于人工林外,二者在灌木层和草本层上无显著差异.天然林和人工林乔木层的生长状况无显著差异,天然林灌木层物种的平均密度和平均高度要显著大于人工林,平均盖度则没有显著差异;草本层各群落特征指标在两种林型之间没有显著差异.但是天然林乔木层、灌木层和草本层的物种个体数在不同样地之间的变幅均要比人工林小.物种相似性指数的比较表明,天然林与人工林内物种组成较为一致,没有显著差异.     

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。     

黄土丘陵区沙棘群落天然化发育过程中植物物种多样性研究

运用空间代替时间的方法,对黄土丘陵沟壑区不同发育阶段(3 a、8 a、15 a、25 a)的沙棘人工林群落内植物的种类、盖度、密度等进行调查,并分析了沙棘人工林群落天然化发育过程中物种多样性动态变化。结果表明:1.沙棘人工林群落天然化发育过程中主要以菊科、禾本科、豆科植物为主。其生活型变化为:一年生草本群落→多年生草本群落→半灌丛群落→灌丛群落。2.不同发育阶段沙棘群落灌木层物种丰富度呈增加趋势,草本层的物种丰富度呈先减少后增加的趋势;灌木层和草本层的S impson指数和Shannon-W iener指数在不同阶段沙棘群落中表现出大致相同的趋势,即草本层>灌木层。同一层次的物种多样性指数D和H′虽然数值不同,但在不同发育阶段有基本一致的趋势。草本层多样性指数在荒草地阶段较高,其他阶段的沙棘群落随发育时间的增加而减少;灌木层物种多样性指数随发育时间的增加而呈波动性增加。3.随着群落发育,群落相似性增加。总体上,随着沙棘群落的发育,不同科属的植物种类在增加,群落生态优势度增加,到15 a时群落趋向稳定。     

黄山风景区旅游干扰对植物群落草本层的影响

采用平均高度、平均盖度,平均物种数等单项指标及物种丰富度指数,物种多样性指数和重要值等综合指标分析了不同干扰强度对草本层植物高度,盖度,物种多样性及物种组成的影响.结果表明:旅游干扰对草本层高度的影响明显,游径边缘干扰强度最大地段草本层植物高度明显降低;旅游干扰对草本层盖度影响不明显,虽然随干扰强度的降低,草本层盖度有所上升,但不同干扰强度下盖度差异并不显著;旅游干扰增加了物种的多样性,游径边缘干扰强度最大地段物种数最多;同时干扰也对草本层物种组成产生了一定影响,随干扰强度增加,耐践踏植物及伴人植物比例增加.旅游干扰对植物群落草本层植被影响的空间范围大约在距游径10 m以内.     

河北坝上土地利用方式对农田土壤风蚀的影响

采用集沙仪、风速廓线仪和土壤紧实度仪对河北坝上地区多种土地利用方式的风蚀因子和输沙量进行观测。结果表明：土壤含水率与输沙量相关性最大,是影响风蚀量的关键性因子。回归拟合显示,风蚀因子与输沙量均符合三次函数方程。在各土地利用方式中,退耕地的地表粗糙度、土壤含水率和土壤硬度最大,其次为东西向莜麦留茬地、小麦留茬地、南北向莜麦留茬地,再次为油菜留茬地和弃耕地,最小为翻耕地。输沙量退耕地最小,其次为东西向莜麦留茬地、南北向莜麦留茬地、小麦留茬地,再次为油菜留茬地和弃耕地,最大为翻耕地;输沙量垂向分布随集沙高度增加呈幂函数减少。因此,适宜增加退耕地和留茬地的分布面积,减少翻耕地面积和垄向沿盛行风向分布的地块有利于降低农田土壤风蚀程度。     

毛乌素沙地沙障环境下的沙丘迎风坡植被及土壤养分变化

沙障在固定流沙、促进植被恢复和改良土壤等生态建设方面起着重要作用。对毛乌素沙地设置沙柳（Salix psammophila）沙障6、8、10、11、12年的沙丘迎风坡（裸露沙丘地作为对照）开展了植被调查和土壤养分测试分析。结果显示：设障8年后的沙丘迎风坡0—30 cm深度内的土壤有机质、全氮含量显著（P<0.05）高于流动沙丘,且设障10—11年沙丘迎风坡植被盖度、0—80 cm深度内土壤有机质和全氮含量达到最大,但全磷和全钾含量无明显的变化,所有样地间和3个深度层间的全磷、全钾含量均无显著性差异;植被总盖度、0—80 cm深度内土壤有机质含量及全氮含量相互之间存在极显著线性正相关关系（P<0.01）,而且土壤pH值随有机质含量增加而线性降低。沙柳沙障固沙地的植被盖度、土壤有机质和全氮相互之间存在趋同性,且布设10年的沙障土壤改良和植被恢复成效达到最大,之后表现出下降趋势。据此建议活体沙柳沙障在维持其固沙功效的前提下以10年为限需进行平茬处理。     

岷江干旱河谷豆科植物多样性及其空间格局

为研究岷江干旱河谷的豆科植物物种多样性及其在纬度和海拔梯度上的分布格局,在从四川汶川到松潘的干旱河谷两岸选择了7个地点,通过204个样方 (2 m×2 m) 调查,分析了不同纬度和海拔豆科物种组成、高度、盖度与根系结瘤的空间分布特点.结果表明:(1) 在所有样方中共出现乡土豆科植物16属,38种,其中灌木7属19种;草本植物7属17种,1或2 a生草本 6种,多年生草本11种.仅刺槐 (Robinia pseudoacacia L.) 和葫芦巴 (Trigonellae foenum-graecum L.) 为栽培物种.灌木在该地区豆科植物中占较大优势,50%以上灌木的频度与盖度均＞10%,尤其白刺花 (Sophora davidii)、小马鞍羊蹄甲 (Bauhinia brachycarpa var.microphylla)、岷谷木蓝 (Indigofera lenticellata) 等灌木频度＞20%,而所有草本植物的频率及盖度都＜10%. (2) 豆科植物丰富度及生长具有较为明显的空间差异,干旱河谷核心地区的干热、贫瘠环境中,总物种丰富度较高,但是其盖度与高度较小.随着纬度升高,灌木丰富度和频度均减少,草本丰富度与和频度增加.随着海拔上升,灌木丰富度与总物种丰富度都减小,草本植物丰富度变化不明显;植物平均高度与盖度高度也无明显的垂直变化规律.(3) 植物根系结瘤能力很低,66%物种未结瘤,并且幼苗结瘤能力显著大于成株.这一结果可为豆科植物资源的保护和开发利用提供科学依据.     

植被盖度对沙丘风沙流结构及风蚀量的影响

以科尔沁沙地不同植被盖度沙丘为研究对象,采用野外可移动风洞进行原位测试,开展了沙丘植被盖度对风沙流输沙率影响的研究,探讨了地表风蚀量与风速及植被盖度的关系。结果表明：空气动力学粗糙度随植被盖度增加先平缓后剧烈,与植被盖度相关关系呈三次函数增长。在各植被盖度下各层输沙率均随高度增加而递减,随风速增加而递增。同一植被盖度下风蚀量随风速增加而增大,符合幂函数或二次函数关系,但二次函数相关性更高。同一风速下风蚀量随植被盖度的增加呈阶梯式降低,在盖度小于27%时风蚀量平缓下降,盖度27%~43%时风蚀量急剧下降,盖度43%以上时风蚀量下降重新趋于平缓。相对截留率随风速增大而减小,随植被盖度增加而增大,沙丘草本植被盖度43%以上时具有较好的防风固沙效果,此时平均截留率达88.02%。     

抚育间伐对川中丘陵区柏木人工林生长和植物多样性的影响

为探索适宜间伐强度的抚育措施,在川中丘陵区高密度的柏木人工纯林中,选择抚育间伐形成的不同柏木密度样地36个,采用样方法,调查光热环境、植物生长和多样性随间伐强度的变化规律。结果表明:间伐后,林内光合有效辐射和气温显著(P0.05,下同)升高,空气湿度和土壤相对含水量显著降低,间伐强度越大变化幅度越大。间伐后,林下更新层乔木胸径、冠幅和郁闭度,灌木层盖度和高度,草本层盖度,枯落物层厚度较非间伐样地均显著增加,且随间伐强度增加增值越大;更新层乔木高度在各间伐和对照样地之间差异不显著;间伐显著提高了单株柏木材积,但单位面积内柏木蓄积量显著降低。间伐后,林内植物种数、属数和科数增多,乔木、灌木和草本种数增加;间伐林内植物物种丰富度和多样性Shannon-Wiener指数显著提高,均匀度Pielou指数和优势度Simpson指数变化不明显。间伐和非间伐样地之间共有种为4~9种,相似系数介于16.67%~50.00%。抚育间伐改变了林内光热环境,促进了林下植物的生长更新,丰富了林内植物多样性,强度间伐影响效果更为明显。     

黄土高原西部弃耕地植被恢复与土壤水分调控研究

选择黄土高原半干旱偏旱区2 a、3 a、4 a、5 a、7 a、9 a、12 a、20 a的弃耕台地和天然台地,调查各弃耕地和天然台地的植物种类、数量、盖度、频度和地上生物量,定期采样分析各样地0~100 cm土层土壤水分。结果表明：农田弃耕后植被沿天然植被方向演替,在演替过程中,植物种类数量逐渐增加,但在弃耕9 a后开始减少,20 a后接近于天然台地;更耐旱的多年生草本和小灌木种增加;除7~9 a波状变化外,植被盖度和地上生物量呈逐渐减少趋势,弃耕初期的植被盖度和地上生物量显著大于弃耕12 a后和天然台地;12 a和20 a弃耕地0~100 cm土层含水量高于其他弃耕地和天然台地,弃耕初期表层土壤含水量较高,天然台地含水量居中,但其植被对水分利用的时间延长,范围扩大,表明天然台地植被的水分利用率提高,植被群落更加稳定。     

岷江上游大沟流域油松人工幼林生物量组成及其影响因素

为了揭示人工林不同层次的生物量组成关系及其影响因素,选择岷江上游大沟流域的油松人工林,调查分析了林分不同层次生物量组成及其关系,探讨了乔木密度、坡向、海拔对生物量的影响。发现:1)两种林龄油松人工林生物量分配基本一致,即,乔木层>灌木层>草本层;乔木各构件生物量大小顺序为:枝>干>叶>根>果/皮。同时指出,枝叶对下木层生物量的影响显著。2)乔木密度显著控制了林分生物量及其组成,在本调查范围内坡向的影响似乎不明显;海拔对22 a油松影响显著,而24 a的不显著;综合分析表明,本区域内,22 a油松保持在3 800株/hm2左右和24 a在3 500株/hm2左右时,有助于林分生物量的稳定与提高,促进生态系统功能的恢复。     

江淮下游汛期降水与ENSO冷暖事件的关系——以里下河腹部地区为例

应用综合Niño指数,分析了江淮下游里下河腹部地区1957-2006年间汛期降水与ENSO冷暖事件的关系及环流形势。结果显示:汛期降水与ENSO冷暖事件的遥相关具有较为显著的阶段性特征。El Niño、La Nina的翌年汛期降水分别以负、正距平偏多,汛期降水的正负距平转换出现在1970年代末左右。汛期降水与Niño指数具有2-7 a左右的相似周期,且二者在1980年前后出现了明显的相位转换。El Niño翌年汛期降水为正距平的环流场显示,东亚环流经向呈“+、-、+”高度距平配置,且副高范围扩大,偏西偏北,存在典型的梅雨锋面,雨带停留在江淮下游地区,利于降水形成。而La Nina翌年汛期降水为正距平的环流场表明,副高位置偏东偏北收缩,东亚经向环流呈“-、-”位势高度距平,低、中层分别为西南风、偏东南风距平,缺少梅雨锋面,汛期降水偏多的程度较小。     

毛乌素沙地南缘人工植被区生物结皮发育特征

防沙治沙和生态修复工程实施之后,有植物定植的沙丘表面广泛发育了生物结皮。揭示不同类型人工植被与生物结皮发育特征之间的关系对受损荒漠系统的生态修复具有重要的参考价值。采用野外调查的方法,对毛乌素沙地南缘沙区不同类型人工植被区(羊柴Hedysarum mongdicum、小叶杨Populus simonii、沙柳Salix psammophila+羊柴、紫穗槐Amorpha fruticosa和沙地柏Sabina vulgaris)生物结皮厚度、抗剪强度、总盖度及分盖度进行了测定。结果表明:不同类型人工植被区生物结皮发育特征表现出较大差异,小叶杨样地生物结皮厚度、抗剪强度和总盖度均显著高于其他类型人工植被区(P<0.05),羊柴、沙柳+羊柴样地生物结皮的盖度较低。分盖度的调查结果表明,小叶杨样地生物结皮以藓类结皮为主,其余样地则以藻类结皮为主。生物结皮盖度随植被盖度的增加而减少,随表层(0~5cm)土壤含水量的增加而增加。小叶杨的建植有利于生物结皮的扩殖,沙柳行带间栽植羊柴则不利于生物结皮的发育。     

毛乌素沙地不同下垫面的风沙运动特征

 基于野外实地观测,研究了毛乌素沙地不同下垫面的风沙运动特征。平坦流沙地上的风速随高度呈对数分布; 沙丘上的风速梯度在高度上的变化随植被盖度增大而增强; 相近风速下,0~60 cm高度范围内的输沙强度从大到小依次为流动沙丘丘顶＞平坦流沙地＞半流动沙丘丘顶＞裸露黄土梁地＞黄土梁翻耕地＞玉米留茬地＞半固定沙丘丘顶。同一植被盖度下,沙丘顶部输沙率随风速增加而增大,粗糙度随风速增加而减小。当风速小于起沙风速时,粗糙度随植被盖度的增加而增大; 当风速大于起沙风速时,平坦流沙地和沙丘顶部的粗糙度随风速增大有增加趋势,产生这种现象的可能原因是跃移层沙物质对气流的阻力随风速增大而增大。根据各类沙源地的起沙强度和总面积,风沙灾害防治的重点是植被盖度较小的沙地和黄土梁地。     

基于热红外遥感的沙冬青(Ammopiptanthus Mongolicus)健康状况诊断

近几十年来,由于荒漠地区日益严重的环境问题以及人为破坏,古老荒漠残遗种沙冬青(Ammopiptanthus Mongolicus)群落的衰退现象越来越严重,现已处于濒危状态。研究沙冬青群落在退化过程中的生理变化,以及平茬后沙冬青的生理响应,可以为防止沙冬青退化及其更新复壮提供科学依据。基于多年的野外观察和研究,我们提出了"沙冬青群落在退化过程中,叶片的蒸腾作用加强","沙冬青群落在平茬之后叶片的蒸腾作用加强"的研究假设。为此,利用热红外遥感技术在西鄂尔多斯自然保护区分别对无枯枝和枯枝率分别为30%、60%、90%的沙冬青群落以及平茬后一年、三年的沙冬青群落进行了观测。结果表明:(1)枯枝率较高的沙冬青群落叶片蒸腾速率一般大于枯枝率较低的群落;平茬后的沙冬青群落中,叶片蒸腾速度一般大于未平茬群落,与假设相符。(2)枯枝率为60%和90%的沙冬青群落的植被蒸腾扩散系数hat值一般小于0.5,无枯枝和枯枝率为30%的沙冬青群落的hat值一般大于0.5,因此可以取0.5为阈值,作为诊断沙冬青的健康状况的依据。(3)平茬可以有效促进沙冬青群落的复壮更新。(4)本研究中,hat值是沙冬青健康状况的诊断依据,仅需要测量气温、叶片表面温度和参考叶片表面温度,这些参数均容易获得,同时测量过程对沙冬青无损伤,因此热红外遥感技术是诊断沙冬青健康状况的一种简单有效的无损伤手段方法。     

古尔班通古特沙漠短命植物分布 及其沙面稳定意义

从植被稳定沙面的角度出发,通过2002年对古尔班通古特沙漠南部沙垄表面植物种类、高度和盖度等的系统监测,阐明短命植物在单个沙丘上的时空分布规律。并对气象资料和人类活动扰动沙面后短命植物的自然侵入等进行综合分析,探讨沙面稳定中短命植物的重要作用。研究区总计有45种植物,其中短命植物29种。4月初短命植物萌动出土,在两个月左右的时间完成整个生长发育过程。4、5、6三个月正是北疆沙漠风沙活动强盛期,大部分沙垄表面乔灌木和长营养期草本植物盖度不足10%,而短命植物盖度则分别达到13.9%、40.2% 和14.1%,是古尔班通古特沙漠植被稳定沙面的主要贡献者。对工程行为扰动沙面后的植物恢复调查显示,短命植物是首先入侵的先锋植物。     

坝上高原土壤不可蚀性颗粒与耕作方式对风蚀的影响

对河北省坝上高原农田土壤风蚀及其三个主要影响因素（土壤不可蚀性颗粒、土壤微地形和作物残余物）的野外观测和研究结果表明，在棵露平坦的秋翻地，土壤风蚀量随不可蚀性颗粒含量的增加而减少；春翻地土垄高度（犁沟深度）和留茬地作物残余物盖度的增加使土壤风蚀量大大减少，而且土壤微地形作物残余物和土壤不可蚀性颗粒的综合影响，对降低土壤风蚀量更为有效。据此认为，在防护林体系很不完善的坝上高原，只要实行合理的耕作方式，即秋季留茬、增加作物残余物，春季深翻，增高土垄（或加深犁沟深度）可有效地控制土壤风蚀、减轻风蚀危害。     

京津风沙源浑善达克沙地治理区退耕还林地的植被变化

本文选择京津风沙源区浑善达克沙地治理区大兴安岭南部亚区2004年退耕的榆树-小叶锦鸡儿林及山杏林和浑善达克沙地亚区2002年退耕的榆树-小叶锦鸡儿、小叶锦鸡儿退耕林及榆树疏林沙地设置监测样地,对植被盖度、生物量、物种多样性等进行了连续4年的监测调查,结果表明:在大兴安岭南部亚区,退耕后4~7年,榆树-小叶锦鸡儿林总盖度和总生物量均极显著高于对照的蒿类草地(p<0.01),且呈逐年上升趋势;山杏人工林总盖度在前期低于天然胡枝子灌丛,但后期优于对照;山杏人工林总生物量逐年增加,并在2010年和2011年显著大于胡枝子灌丛(p<0.05)。榆树-小叶锦鸡儿和山杏人工林及其对照样地的Shannon-Wiener指数均呈波状变化,差异不显著。在浑善达克沙地亚区,退耕后6~9年,榆树-小叶锦鸡儿林地的总盖度显著高于小叶锦鸡儿和榆树疏林沙地(p<0.05),但榆树疏林沙地在年际间的变化更稳定,榆树疏林沙地总生物量在2008-2010年间均高于榆树-小叶锦鸡儿和小叶锦鸡儿人工林,但人工林逐年增加的趋势更明显。小叶锦鸡儿人工林和榆树疏林沙地的Shannon-Wiener指数明显高于榆树-小叶锦鸡儿林地,并且都呈波状增加趋势,而榆树-小叶锦鸡儿林地的Shannon-Wiener指数表现出与降雨变化同样的趋势。