沙坡头人工固沙植被生态系统土壤恢复研究进展

土壤是荒漠生态系统的重要组成部分,沙化土地的治理与恢复是人们关注的重点。沙坡头人工固沙植被区的土壤经过50 a的恢复,已得到显著的发育。结皮及亚表土层厚度随固沙年代的增加而增大,土壤颗粒组成中粘粒和粉粒含量增多,土壤容重降低,有机质和氮、磷、钾等营养元素含量增加,流动风沙土已发育成为钙积旱成土。本文探讨了降尘、生物土壤结皮和土壤微生物对土壤恢复的影响,分析土壤发育与人工植被演替的相互作用,并提出了今后的研究重点方向。     

沙坡头地区黄河阶地发育与地貌演化

沙坡头地区地处阿拉善地块、鄂尔多斯地块与祁连山褶皱带之间的一个复杂的边界带。青藏高原的隆升及其向东北的强烈挤压致使该区形成一系列向东北凸出的弧形挤压构造带，从而制约和影响了该区的地貌格局、演变和趋势。通过对沙坡头地区黄河阶地分布规律、地层结构、沉积相等的调查和研究，并结合室内年代测定、粒度和重矿物等分析，重建了沙坡头地区黄河演变的过程，讨论了黄河演变与沙漠形成发育的关系     

沙坡头固定沙丘结皮层的微生物区系动态

对中科院沙坡头沙漠研究试验站的人工植被固定沙丘、红卫自然植被固定沙丘的结皮层和流动沙丘表层(0~ 05cm)中的微生物类群数量的研究结果表明:①好气性细菌数量影响着微生物总数量的变化趋势;②微生物总数量分布依次排列为:自然植被固定沙丘>1956年栽植区>1964年栽植区>自然半固定沙丘>1982年栽植区>流动沙丘;③土壤微生物类群数量与结皮层的形成、植物覆盖度和土壤含水率等因子有密切的关系;④结皮层中的微生物类群数量与流动沙丘的固定程度呈正向关系。     

沙坡头地区一年生植物的生理生态特性研究

对腾格里沙漠沙坡头地区一年生植物沙米(Agriophyllum squarrosum)、刺沙蓬(Salsola ruthenica)和虫实(Corispermum declinatum)光合作用日变化的研究结果表明,沙米的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈单峰型,其最高峰出现在11:00左右。刺沙蓬的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈"双峰型",光合速率、蒸腾速率在9:00有一个峰值,而后在11:00有一个谷值,13:00至15:00出现一天中的最高峰值;而其气孔导度在早7:00是一天中的最高峰值,而后在13:00有一个谷值,其次高峰出现在15:00~ 17:00,与蒸腾作用的日变化表现出密切的相关性。虫实的光合速率只是在早7:00有一较小的高峰,其余时间基本维持在较低的水平,其蒸腾速率最高峰出现在11:00,气孔导度最高峰出现在9:00~ 11:00,15:00为一天中的最小值,17:00又有所回升,而后开始下降。就3种一年生植物比较而言,在早7:00时光合速率相差不大,随着气温的升高,虫实的光合速率逐渐下降,而沙米和刺沙蓬的光合速率逐渐增高,比虫实的光合速率提高了4~ 6倍。刺沙蓬出现了明显的蒸腾午休现象,这可能是由于刺沙蓬的叶为肉质叶,它对周围环境变化的反应更灵敏,其调控机制变得活跃了,利用蒸腾午休来降低植物水分散失的效率,保证叶片相对稳定的含水量。沙米和虫实的蒸腾速率变化不如刺沙蓬大, 且蒸腾速率的日变化仍表现为单峰型, 从这一点来说, 沙米和虫实对干旱环境的反应不如刺沙蓬敏感。     

沙坡头站雨养人工生物防护体系水平衡研究五十年

中国沙漠科学以沙坡头为标志在水平衡研究领域走过了 50 a的历程。理性认识从最初了解水环境发展到今天不同尺度的土壤植被大气连续体的水分运动、迁移、平衡和转换的综合研究;实验设备从最初的土钻、烘箱、天平改善成今天的均衡式张力计、中子水分仪、时域反映仪(TDR)、人工气候生长箱、生态系统降水模拟设备等,使水平衡研究初步达到人工模拟的实验条件;试验场地从无控的流动沙丘、固沙区到蒸渗池、Lysimeter、水分平衡观测场、自动定点监测系统。50 a的研究初步明确了人工雨养生态系统水平衡演变的过程和机理。水环境变化趋势预测、微量水循环研究和生物水分调控技术研发将成为水平衡关注的新焦点。     

栅栏在防止前沿积沙中的作用——以沙坡头地区为例

在沙坡头地区的铁路北侧,进行了防护带的前沿栅栏阻沙试验研究。经过三个风季初步观测表明:格状沙丘的主梁移动是缓慢的,通过栅栏阻沙量计算求得其移速为0.56米/年。而沙丘副梁的前移迅速是格状沙丘的主要运动及其危害形式。据测定主风向上的可能输沙量平均为6.5m³/米宽·年,栅栏阻沙量平均为5.5m³/米宽·年,栅栏平均阻沙效率为70-80%。因此,利用栅栏等工程措施防止防护带前沿积沙是可行的,有效的。     

Seasonal variation in soil microbial biomass carbon and nitrogen in an artificial sand-binding vegetation area in Shapotou, northern China

In this study, seasonal variation characteristics of surface soil microbial biomass carbon （MBC） and soil microbial biomass nitrogen （MBN） of an artificial vegetation area located in Shapotou for different time periods were studied using the chloroform fumigation method, and the results were compared with those of near-natural vegetation areas and mobile dunes. Results showed that the MBC and MBN levels in the 0-5 cm soil layer were higher in autumn than in summer and spring. As the prolongation of vegetation restoration raised the MBC and MBN levels in summer and autumn, no clear variation was found in spring. However, the MBC and MBN in 5-20 cm had no obvious seasonal variation. During summer and autumn, the variation trend of MBC and MBN in the vertical direction was shown to be 0-5 〉 5-10 〉 10-20 cm in the vegetation area, while for mobile dunes, the MBC and MBN levels increased as the depth increased. The natural vegetation area was shown to possess the highest MBC and MBN levels, and yet mobile dunes have the lowest MBC and MBN levels. MBC and MBN levels in artificial sand-binding vegetation increased with the prolongation of vegetation restoration, indicating that the succession of sand-binding vegetation will result in the ac- cumulation of soil carbon and nitrogen, as well as the restoration of soil fertility.     

沙坡头铁路防护体系阻沙效益风洞实验研究

利用野外风洞,对沙坡头铁路风沙防护体系各组成要素的阻沙率和流沙的输沙率进行了模拟实验研究.在同一风速下,分别测定了野外、风洞同一项目对应的风速梯度,确定了风洞实验数据与野外实测数据的转换系数,实现了数据转换.在此基础上,分析了防护体系各要素阻沙效益.以输沙率、阻沙率概念为基础,确立了风沙防护体系宽度计算公式.根据风洞实验转换数据,计算了不同风速下的防护宽度.研究结果对于我国荒漠区铁路、公路风沙防护体系的设计,具有一定的借鉴意义.     

宁夏沙坡头国家级自然保护区湿地水禽多样性动态

沙坡头自然保护区的有湿地1 130 hm2,分为天然湿地和人工湿地。先后三次对保护区水禽进行了调查,共记录到水禽61种,占国内水禽总种数的23.55%;其中有繁殖种类22种,占保护区水禽总种数的36.1%。在记录到的水禽中,属国家Ⅰ级保护的有2种;属国家Ⅱ级保护的有5种;列入《国际濒危动植物贸易公约》附录Ⅱ限制贸易的有5种;列入《中澳保护候鸟及其栖息环境协定》鸟类名录的水禽有14种;列入《中日保护候鸟及栖息环境协定》的有39种。调查结果表明,保护区水禽种类和数量发生了显著变化:1986~1987年记录到水禽30种,1986年夏季数量为39.83只/km;1998~1999年种类增加至42种,1999年夏季数量为73.38只/km;2002~2004年种类升至48种,2003年夏季数量上升至169.28只/km,变化较大。令保护区水禽种类和数量增加的一个主要因素是鱼塘的开发。但还存在一些潜在的因素正影响着保护区水鸟多样性的动态。因此应该制定适宜沙坡头自然保护区的法律法规,对保护区的水鸟进行保护。