Carbon and nitrogen mineralization in soils along a desertification gradient in the semiarid Horqin Sandy Land, Northern China

This experiment was conducted in three sites along a desertification gradient in Horqin Sandy Land, Northern China. Soils una-mended and amended with five types of plant residue in a wide range of C:N ratios from 9.9 to 82.2 were incubated for 70 days, during which C and N mineralization were measured. Along the desertification gradient from fixed sand dune to semifixed, and mobile sand dune: cumulative CO2-C produced from the unamended soils was 231.6, 193.3 and 61.9 μg/g, respectively, while net inorganic N was 22.9, 17.6 and 0.9 mg/kg. Soils amended with residues produced more CO2-C than the unamended soils across all sites. During the first 10 days, C mineralization rate of residue-amended soils decreased with the increase of C:N ratio at each site. However, the mineralization rates were poorly correlated with the C:N ratio in subsequent stage of incubation. Soils of mobile sand dune amended with higher C:N ratio (more than 32) residues produced less CO2-C than that of fixed and semifixed sand dune. NO3--N was the predominant form of inorganic N during the mineralization process in sandy soils. Carbon-to-nitrogen ratio (C:N) can be regarded as a predictor of the speed of N mineralization in sandy soil. The more C. microphylla residue with the lowest C:N ratio (9.9) added in soils, the more net inorganic N released. Our results suggest that C. microphylla residue when added to soil would potentially provide short-term plant available N and improve the soil quality in sandy land. The desertification process postponed the release of inorganic N from plant residues.     

Effect of climatic change on surface environments in the typical region of Horqin Sandy Land

The town of Agura,a typical region in Horqin Sandy Land,was selected as the study area in this paper.Using 12 remote sensing images and climatic data from the past 20 years,the effects of climate change on surface environments were analyzed.The impact indices of climatic factors,along with their corresponding ranks,were used to characterize the responses of different types of surface environments to climate change.Results show that in the past 20 years,the surface environments of the study area have been deteriorating.Furthermore,there is a positive relationship between the changes in surface environments and those in climatic factors.Various climatic factors influence surface environments in different ways and at different levels.The most sensitive factor is relative humidity,followed by precipitation and evaporation.Overall,moisture is the key factor that affects the changes in surface environments of arid and semi-arid areas.     

科尔沁沙地典型区地下水、降水变化特征分析

地下水资源作为科尔沁沙地典型区的重要供水来源,研究地下水及其影响因素的变化特征对水资源合理开发利用、生态环境保护有重要的现实意义。以研究区周围左中、通辽和后旗3个典型气象站与7个地下水观测井数据为基础,应用灰色系统理论、线性回归、M-K突变检验、累积距平分析和小波周期分析等研究方法,对科尔沁沙地典型区1951-2015年降水量与地下水埋深进行研究,定性描述降水量变化与地下水埋深变化的响应关系。结果表明：（1）夏季气候倾向率为-18.6 mm·（10 a）^-1和年降水量气候倾向率为-11.7 mm·（10 a）^-1,都呈下降趋势,春、秋和冬三季降水量变化呈上升趋势,其气候倾向率分别为1.45 mm·（10 a）^-1、1.79 mm·（10 a）^-1和0.67 mm·（10 a）^-1。（2）近65 a来,研究区年降水存在2~5 a、7~12 a和18~31 a三个明显特征时间尺度的周期,对应小波方差图存在26 a和10 a两个周期峰值;四季降水量同样存在不同时间尺度的周期。（3）四季和年地下水埋深先呈线性再呈波动式变化,上升趋势显著,增幅分别为0.48 m·（10 a）^-1、0.50 m·（10 a）^-1、0.51 m·（10 a）^-1、0.48 m·（10 a）^-1和0.49 m·（10 a）^-1。（4）地下水埋深时间序列基准期和变异期的分界点为1994年。（5）1994年前,地下水埋深与滞后4 a降水量相关系数为-0.514;1994年后,地下水埋深与滞后8 a降水量相关系数为-0.527。     

2010—2018年中国北方沙质荒漠化变化分析

荒漠化目前已成为威胁全球生态环境的主要问题。我国北方地区风蚀作用强烈,是土地沙质荒漠化问题最为突出的地区。以沙漠、沙地分布较广的北方6省(区)为研究区,利用遥感技术获取2010—2018年研究区沙质荒漠化演化特征,并将气象、地质等因素进行综合分析,探讨毛乌素沙地、科尔沁沙地沙质荒漠化变化原因。遥感解译结果表明: 2018年北方地区沙质荒漠化土地共35.08万km²,其中重度沙质荒漠化面积11.92万km²,中度沙质荒漠化13.54万km²,轻度沙质荒漠化9.62万km²,主要分布于内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区; 2010—2018年,北方地区沙质荒漠化土地面积减少0.73万km²,其中,新疆维吾尔自治区沙质荒漠化面积减少0.48万km²,内蒙古自治区减少0.19万km²,同时有2.78万km²沙质荒漠化土地程度减轻。以毛乌素沙地和科尔沁沙地为典型研究区,对比两沙地生态地质条件差异,总结了沙质荒漠化好转、加重的原因。研究认为,毛乌素沙地应降低人类活动干扰的影响,以自然恢复为主; 科尔沁沙地应加强地下水资源管理,优化植被结构,进一步推进退耕还林、退耕还草工作。研究成果为我国北方沙质荒漠化地区生态保护修复提供了科学参考。     

内蒙古科尔沁右翼中旗地区古生界疑源类化石及其时代

内蒙古东部科尔沁右翼中旗地区出露一套古生代浅变质地层,长期以来在缺少大化石依据的前题下,仅依据岩性组合的区域对比,将其划归二叠系。近年结束的1∶5万区调,在该套地层中发现9属疑源类化石。将该9属疑源类化石与国内外已知时代地层的疑源类化石进行了对比研究,认为研究区发现的疑源类化石组合显示早寒武世的生物组合面貌,地层时代应厘定为早寒武世。研究区下寒武统的确定,为进一步研究大兴安岭中南段古生代地质构造演化提供了新的资料。     

半干旱沙地樟子松林降雨再分配特征

森林植被的降雨再分配过程是影响区域水资源利用效率以及生态系统生产力的重要因素.于2018年5—8月观测27 a生樟子松人工林降雨再分配特征,探究降雨再分配的比例变化对林地水分平衡的影响机制,分析、量化林内穿透雨、林冠截留、树干径流、枯落物层入渗部分产生的阈值.结果 表明:樟子松林内穿透雨量占同期降雨量的86.45％,穿...     

科尔沁沙地樟子松人工林土壤粒径分布特征

为揭示科尔沁沙地不同林龄沙地樟子松人工林对风沙土粒径分布特征的影响,以中龄、近熟和成熟沙地樟子松人工林风沙土为研究对象,以裸沙地风沙土为实验对照,采用激光衍射技术测定土壤样品粒度组成,计算分析土壤粒度参数特征,绘制土壤粒配曲线。结果显示：（1） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土以砂粒为主,其次是粉粒,黏粒含量最少。随林龄的增长,土壤黏粒、粉粒含量呈增加趋势,砂粒含量呈减少趋势。裸沙地风沙土砂粒含量多高于同层林地土壤。（2） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土质地较粗,分选性较差,偏度值多为正偏度,峰度值多为尖窄,0~10 cm和10~20 cm风沙土分形维数分别为2.18~2.43和1.98~2.17。裸沙地风沙土质地更粗,分选性更好,分形维数更小。（3） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土的粒度频率分布曲线均为双峰型。随林龄的增长,10~20 cm风沙土的土壤颗粒细化滞后于0~10 cm。林地悬移组分的含量高于裸沙地,裸沙地跃移组分的分选性高于林地。科尔沁沙地不同樟子松人工林风沙土粒径分布特征存在显著差异,本研究结果可为科尔沁沙地土地沙漠化防治及生态修复提供理论依据。     

科尔沁沙地沙漠化的几个问题：以南部地区为例

根据野外调查和室内分析，认为本区土地沙漠化形成时代至少始于早中更新世，其发展模式为非沙漠化环境与沙漠环境之间的正逆交替过程。其生物气候带分别经历过干冷多风的干草原、荒漠草原和温暖湿润或温凉稍湿的森林草原、疏林草原的多次变更。土地沙漠化和生物气候带的这种变化与全球气候波动引起的我国北方生物气候带水平摆动相吻合。因此，该区土地沙漠化的发展趋势将主要取决于当今全球气候波动的发展趋势。     

贺根山洋闭合与后造山伸展——来自科右中旗构造混杂岩带内晚三叠世花岗岩的证据

内蒙古科尔沁右翼中旗巨日合A2型二长花岗岩位于贺根山缝合带东段,侵位于早石炭世杜尔基构造混杂岩（带）中。笔者等通过对其进行系统的野外地质特征、岩石学、地球化学和锆石U- Pb年代学研究,旨在厘定岩体成因和构造背景,为古亚洲洋分支洋盆—贺根山洋闭合时限提供证据。巨日合二长花岗岩主要由细粒二长花岗岩和中粒二长花岗岩组成。LA- ICP- MS锆石U- Pb测年结果显示巨日合二长花岗岩侵位于晚三叠世（203.7±1.6 Ma）。地球化学研究显示,该岩体高硅（SiO2=71. 08%~76. 62%）、富碱（Na2O+K2O=7. 99%~9. 28%）,贫钙（CaO=0. 25%~1. 67%）和镁（MgO=0. 05%~0. 63%）;负Eu异常显著（δEu=0. 14~0. 50）,Rb、Th、U、K、Ga元素较富集,而Ba、Sr、P、Ti元素相对亏损,且10000Ga/Al（3. 62~4. 90）、TFeO/MgO（3. 40~14. 80）、(Na2O+K2O)/CaO（5. 03~31. 96）值较高,显示出A2型花岗岩特征,代表其形成于后造山伸展拉张环境。同时结合岩浆起源温压条件研究,认为岩体可能为壳源含斜长石的角闪石质岩石在脱水条件下部分熔融及其后的结晶分异作用成因。结合中亚造山带东段早石炭—晚三叠世蛇绿岩、洋内弧和后造山型岩浆岩的时空演化关系,揭示贺根山洋可能在二叠纪末期闭合,并在三叠纪进入后造山伸展拉张阶段。