鄂尔多斯高原灌丛化草地恢复机制解析

为澄清严重灌丛化草地能否自然恢复的争论性问题,从灌草植物水分利用与土壤水分变化的角度分析了鄂尔多斯高原油蒿灌丛化草地的恢复过程。结果表明,油蒿灌丛化草地围封后油蒿地上生物量由最高的231.7g/m²下降至9.3 g/m²,而长芒草生物量则由0上升至137.6 g/m²;0～10 cm根系生物量显著增加,10 cm～20 cm根系显著减少,灌丛化草地恢复为长芒草为主的草地的趋势明显。随灌丛化草地恢复,表层土壤细粒物质增加,降雨向土壤深层入渗减少,表层土壤含水量增加。固定沙地油蒿群落油蒿5月和9月主要水分来源为浅层土壤水,7月主要利用深层土壤水;长芒草主要利用浅层土壤水。固定沙地长芒草群落油蒿5月和9月主要利用中层土壤水,油蒿7月主要利用深层土壤水;长芒草主要利用浅层土壤水。抗氧化酶和渗透调节物质分析显示长芒草的耐旱性高于油蒿。灌草植物水分利用差异与不同土层土壤水分变化是灌丛化草地恢复的关键驱动因素。     

沙坡头地区不同植被结构对沙地土壤水分的影响

本文利用沙坡头地区人工植被结构的调查结果及与其对应的土壤水分观测数据,分析了不同植被结构对地表水分的影响.结果表明流沙区土壤水分的变化是由浅层至深层逐渐增加,植被区土壤水分由上至下递减明显,并且人工植被区沙层水分随着植被建立时间的延长而线性减少.该地区草本植物对10cm一20em层的土壤含水量影响较大,灌木主要影响20cm一40cm层的土壤含水量.其中雾冰藜和油蒿对地表水分影响较大.对雾冰藜、油蒿、花棒和小画眉草来说,其密度与土壤含水量呈负相关.     

固沙植物竞争共存模型的探讨

在无灌溉的生态系统中,水分是限制植物生长的主要因素.因此,我们利用生态位适宜度理论,建立了宁夏沙坡头人工植被防护林固沙植物油蒿和柠条的水分生态位适宜度模型.建立两种基于水分利用的Lotka-Volterra相互竞争模型,并利用这些模型对两种植物水分利用的动态变化进行模拟研究,结果比较满意.通过对沙坡头人工植被防护林水分平衡试验场植物配置格局试验数据的分析,以及参考有关文献,建立了宁夏沙坡头油蒿、柠条间相互竞争的模型.     

青海湖湖东沙地固沙植物的土壤改良作用

为探究高寒沙地固沙植物的土壤改良作用及其与植物种差异和地形部位差异的关系,以青海湖克土沙地9年林龄的沙棘、乌柳、樟子松、小叶杨和沙蒿5种固沙植物群落为研究对象,开展各群落不同深度土层的土壤粒度、水分和养分性质检测。研究表明,固沙植物主要能减少土壤颗粒组分中的中砂、粗砂比例,增加表层土壤容重和有机质含量,同时提高中层和深层土壤的含水量和表层土壤的碱解氮、速效钾含量。在沙丘部位差异上,丘间地的土壤含水量和养分含量显著高于迎风坡和丘顶,尤以樟子松和小叶杨沙丘突出。综合对比近6年,沙棘、乌柳和沙蒿的土壤改良速度较快,保水保肥能力突出。樟子松和小叶杨沙丘除表层土壤外,中层和深层土壤的改良作用较为缓慢与微弱。     

北京山区松栎混交群落的植物水分来源研究

为探究北京山区典型植物的水分竞争关系,通过测定雨季松栎混交群落内5种植物(栓皮栎、油松、荆条、构树、小叶鼠李)的枝条水及不同水源的氢氧同位素值和土壤含水量,利用多元线性混合模型(Iso-source模型)分析了不同植物对不同水源的利用比例.结果表明:栓皮栎主要利用60~100cm深层土壤水,利用比例为55.7%;油松的主要水分利用来源于表层0~20cm土壤水分,水分利用比例占所有水分来源的2/3;林下灌木荆条主要水分来源也为表层0~20cm的土壤水分,利用比例为50.27%;构树对各水分来源的利用较均匀;小叶鼠李主要对40~100cm的深层土壤水分利用较多,水分利用比例达到70%以上.栓皮栎、小叶鼠李倾向于利用深层土壤水,油松、荆条倾向于利用表层土壤水.因此,栓皮栎、油松、构树三者可以形成松栎混交林,以减少植物群落在水分来源中存在的竞争;而油松与荆条、栓皮栎与小叶鼠李水分竞争较大,不易混交.     

黑河上游森林生态系统植物水分来源

通过对黑河上游青海云杉森林生态系统优势植物青海云杉、金露梅、珠芽蓼和针茅木质部水、土壤水及降水稳定氢氧同位素组成(δD、δ¹⁸O)的测定,利用多源线性混合模型分析了不同潜在水源对上述植物的贡献.结果表明:黑河上游土壤水主要来源于降水,植物水分来源于降水补给的土壤水.青海云杉、金露梅、珠芽蓼和针茅对不同土层土壤水的吸收策略有明显的时空变化.植物在雨季吸收利用的水分主要来源于浅层土壤水,其原因是雨季降水对浅层土壤水补给增多,植物优先利用降水补给的浅层土壤水.非雨季,由于植物蒸腾作用的增加和浅层土壤水分的消耗,植物趋向于吸收更深层的土壤水.本研究揭示了黑河上游青海云杉植物的水分利用模式及适应干旱环境的策略,为气候变化背景下干旱半干旱区森林生态系统的水量平衡和生态水文过程研究提供理论依据.     

防护林对库布其沙漠土壤理化性质的影响

结合野外采样和室内分析,对库布其8种防护林0~100 cm的土壤水分和0~60 cm的土壤养分进行分析.0~100 cm土壤水分随着土层深度逐渐增加,土层和防护林类型均对土壤水分有极显著影响,8种防护林样地的土壤水分从大到小依次为:旱柳+小美旱扬旱柳沙枣+沙柳沙枣速生杨速生杨+羊柴拧条羊柴.对0~60 cm的土壤养分分析表明,土层对7个土壤养分指标均无显著影响,表土层0~10 cm土壤养分高于10~60 cm土层的,表现出土壤养分的表聚效应.防护林类型对7个土壤养分指标均有极显著影响,柠条和旱柳样地中土壤养分较高,羊柴样地中土壤养分相对较低.结果表明:旱柳、旱柳+小美旱杨和柠条等防护林对土壤的改良作用较好,土壤有较好的水分和养分条件,林下草本植被的物种多样性和盖度都较高,羊柴和速生杨防护林表明对流沙的改良作用较差,土壤水分和养分较低,林下草本植物的物种多样性和盖度均较低.     

风沙地综合利用模式对土壤环境质量的影响

以地处辽西北地区的彰武县章古台风沙地为研究对象,选择4种利用模式对土壤特性的影响研究.结果表明: 0~40 cm土层范围,天然荒草地和大扁杏×麻黄的土壤紧实度高,不利于植被的生长;大扁杏×麻黄与大扁杏×玉米两种模式表层土壤水分变化明显,天然荒草地表层渗透速率最低,不利于固沙植物根系在此层对水分有效利用;天然荒草地有机质积累较多,其表层有机质含量较高;其他两种农林混种地有机质含量没有较高的积累趋势.     

沙坡头人工固沙区油蒿叶片氮质量分数及其影响因素

通过对沙坡头人工固沙区和过渡区荒漠植物油蒿叶片氮质量分数的测定,研究了土壤水分和油蒿叶片N质量分数的年际、季节和微生境变化,并对影响油蒿叶片N质量分数的主要限制因子进行探讨．结果表明：年际间、季节和微生境间油蒿叶片N质量分数差异显著．极端干旱年（2005年）油蒿叶片N质量分数显著高于干旱年的（2004年）．与干旱年相比,极端干旱年油蒿叶片N质量分数增加15．31％．在干旱年,油蒿叶片N质量分数无一致的季节变化规律,而与微生境深层土壤水分变化趋势一致．叶片N质量分数与100cm土层土壤含水量和相对湿度显著正相关,说明干旱年油蒿叶片N质量分数主要受深层土壤水分和相对湿度等因素控制。但在极端干旱年,不同微生境下油蒿叶片N质量分数有较为一致的季节变化规律,叶片N质量分数与地面温度和气温呈显著负相关关系,表明极端干旱年温度是影响油蒿叶片N质量分数的主要限制因子。     

安太堡矿区在不同类型结皮影响下土壤水分的变化规律

通过对安太堡矿区不同类型结皮覆盖下不同深度土壤含水量的野外动态监测和实验室测定,研究了不同类型结皮与土壤水因子之间的相互影响关系。实验结果表明:第一,生物结皮可以增加表层土壤持水力但对深层土壤持水力几乎没有影响;第二,土壤含水量在不同类型结皮的影响下,随着土层深度的增加,生物结皮表现为先下降后升高的趋势,物理结皮则是表现为一直升高的趋势;第三,在不同类型结皮影响下不同土层土壤水分含量日动态变化受到土壤水分蒸发、深层土壤水和大气凝结水补给的影响。     

毛乌素沙地植被恢复主要植物种的气体交换特性研究

使用Li-6400便携式气体分析系统,观测了自然条件下毛乌素沙地主要植物种小叶锦鸡儿、沙柳、羊柴和油蒿的气体交换特征.结果表明:4种植物的气体交换特征均显示出对干旱环境良好的适应特性.其中,油蒿净光合速率(Pn)和蒸腾速率(E)日变化为双峰型曲线,其它3种植物Pn和E日变化均为单峰型.沙柳和羊柴Pn和E的日均值显著高于小叶锦鸡儿和油蒿,并依赖高光合能力维持其水分利用效率(WUE).而小叶锦鸡儿和油蒿则更加依赖降低气孔导度(Gs)减少蒸腾来提高WUE.此外,沙柳和羊柴的最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)高于小叶锦鸡儿和油蒿,反映了其较强的光能利用和适应能力.同时,依据不同物种的适应特性,并基于自然生态系统原理,兼顾经济效益,提出了4种植物在植被恢复过程中科学配置的建议.     

科尔沁沙地典型植被群落土壤水分异质性

半干旱沙区土壤水分对植物的成活与生长具有重要的影响.通过对不同植物种类区土壤水分的调查分析表明, 不同植物种类对土壤水分的影响存在显著差别.沙区地下水位深, 土壤水分主要依靠降雨补充, 固沙植物的生长明显地影响了土壤水分供给量, 乔木林地的土壤水分状况最差,灌木树种对深层土壤水分消耗少. 荒地的土壤水分状况最好.在半干旱沙地建立人工植被过程中, 应依照土壤水分状况配置植物种类.     

油蒿(Artemisia ordosica)对半干旱区沙地生境的适应及其生态作用

我国温带半干旱区沙地生境的主要特征是干旱少雨、沙源丰富和大风频繁,这种特定条件进化出我国特有的优良固沙植物--油蒿.在长期的进化过程中,油蒿形成了独特的形态结构、生理特征和繁殖习性,能够很好地适应沙地环境.油蒿群落不仅能够防风固沙,影响沙地生态系统的水分运移与分配,还能促进土壤的发育.因此,油蒿在适应沙地生境的同时对沙地产生巨大的影响和改造作用.油蒿群落对沙地生境的不断改造,推动了植物群落的演替,最终使流动沙丘转变为丰茂的植被.     

人工草地土壤水分动态规律的研究

根据１９８５～１９８８年四年的动态监测资料，研究分析了人工草地土壤水分的动态变化规律．结果表明：表层土壤的水分含量波动剧烈，对降水反应迅速，主要受大气降水的影响．０～４０ｃｍ土层的水分含量从生长季初期到７月下旬逐渐减少，随后开始回升，其波动情况除受大气降水的影响以外，还与植物的生长发育节律及根系吸水有密切关系．下层土壤水分含量波动幅度较小，有比较明显的滞后现象，在整个生长季中表现出“Ｕ”形曲线的变化特点．     

黄土山地典型覆被类型对土壤水分运动的影响

黄土高原山区土地覆被发生了巨大变化,为研究退耕还林后,覆被类型对黄土高原土壤水分的影响,对典型覆被类型的山区土地开展了不同季节土壤含水率变化监测研究.结果表明,不同深度土壤水分随季节发生了较大的变化,而相同季节不同的覆被类型对降水入渗及土壤水运动也有极大影响,且对土壤水分有效性有显著影响.植树造林有利于林地0～3m土壤水的补给,但仍会出现土壤干层,且下部土壤水的补给明显受到该干层的影响.覆被类型不同,土壤水分的变化趋势不同,当土壤水分改变后,又反作用于植被.土壤水与植被之间存在一个平衡状态,当平衡状态被打破时,直接影响植被的生长,而影响土壤水分的运动.     

半干旱区小城镇周边沙丘水分的时空变化——以乌审旗达布察克镇为例

水分是影响干旱区沙丘植被分布、生长和生存的关键因素.以内蒙古自治区乌审旗达布察克镇周边8km范围为研究区域,对不同类型沙丘的土壤水分进行连续观测,研究城镇周边沙丘土壤水分时空动态变化规律.结果表明:研究区沙丘土壤含水量时间变化分为春季积累期、水分消耗期、秋季积累期、稳定期4个阶段.在空间分布上,不同沙丘土壤含水量大小表现为:流动沙丘半固定沙丘固定沙丘(纯蒿)固定沙丘(柳蒿混生);沙丘土壤水分垂直变化可分为土壤水分速变层、土壤水分活跃层和土壤水分相对稳定层3个层次;从沙丘地形部位看,丘间低地地下水位高,而背风坡土壤含水量接近植物凋萎系数.     

章古台沙地人工乔木林地土壤水分垂直变化分析

通过土钻法对章古台沙地不同乔木植被定位监测,分析土壤水分变化情况.得出结果:不同乔木林类型的土壤含水量在不同时期各不相同.土壤水分的季节性变化是降雨和植物生长共同作用的结果.在雨季,200cm土层土壤含水量最小的是油松林地,雨季土壤含水量为2.7%     

不同类型结皮影响下土壤水分的变化规律

通过对库布齐沙漠不同类型结皮覆盖下不同深度土壤含水量的野外动态监测和室内实验测定,研究了不同类型结皮与土壤水因子的相互影响关系,结果表明:(1)土壤含水量在不同类型结皮影响下,随土层深度的增加,生物结皮表现为先下降后升高的趋势,物理结皮则表现为一直升高的趋势.(2)同一土层土壤含水量差异显示,0~5cm藓结皮和藻结皮与物理结皮土层含水量差异显著(P0.05),而藓结皮和藻结皮土层含水量只在降雨后差异显著(P0.05);5~10cm土层含水量只有藓结皮与物理结皮及降雨后藻结皮与物理结皮差异显著(P0.05);深层土壤含水量差异均不显著.(3)不同类型结皮影响下不同土层土壤水分含量日动态变化受土壤水分蒸发、深层土壤水和大气凝结水补给的影响,均显示8:00~16:00下降、16:00~8:00上升的规律.日变化幅度显示降雨前较小,降雨后明显增大;降雨后表层变幅最大,深层土层变幅最小;表层物理结皮降幅最大,藓结皮升幅最大.(4)生物结皮增加了表层土壤持水力,对深层土壤持水力几乎没有影响.     

辽西半干旱区水肥耦合作用对土壤水分动态变化的影响

采用D-312最优饱和设计和旱棚微区试验方法研究表明，在辽西半干旱区，春小麦在3月份播种时，土壤剖面40～60cm处有一水分含量较高的土层，且水分含量随土层深度的增加而增加，在土壤水分垂直分布方面，0～50cm为土壤水分变化频繁活动层，50～100cm为水分潜在供应层，100cm以下为水分相对稳定层，在春小麦生育前期，施用N肥能明显减少土壤表面水分的无效蒸发量，提高土壤含水量，N和P肥配合施用可促进春小麦对深层土壤水分的利用。     

库布齐沙地油蒿(Artemisia ordosica)蒸腾作用特征及其与环境因子的关系

采用美国产ＬＩ－６０００便携式光合分析系统对库布齐沙地植被建群种油蒿和其它几种主要沙生植物的蒸腾作用及环境因子进行研究．结果表明：油蒿等几种天然沙生植物和羊柴等几种栽培植物的蒸腾作用有不同的特征,即油蒿等几种天然植物的蒸腾作用有午休现象,而羊柴等几种栽培植物蒸腾作用却无明显的午休现象,并且不同沙生植物蒸腾速率差异很大．油蒿表现最大蒸腾作用的时间在８月份,较地上生物量的高峰期提前一个月左右．沙生植物蒸腾作用受诸多环境因子的综合作用的影响,其中气温是影响油蒿蒸腾作用的主导因子．油蒿蒸腾速率（Ｔｒ）和主要环境因子－气温（ＡＴ）、有效光辐射（ＰＡＲ）和大气相对湿度（ＲＨ）之间的多元线性回归方程为：Ｔｒ＝－５４３．４９＋０．０４８ＲＡＲ＋４．１３８ＲＨ＋２３．４４７ＡＴ