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  • 柠条引入对沙化草地土壤颗粒组分的影响

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2021-01-25 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 在干旱地区通过人工灌木的引入治理沙化草地是一种广泛存在的生态治理措施。人工灌木可以通过其防风固沙作用,稳定地表环境,从而促进沙化草地的修复。柠条是荒漠草原常见的一种治沙用灌木,其引入多年后对沙化草地土壤修复的效果到底如何,依然缺乏区域性的总结分析。采用经典统计学与地统计学相结合的方法,通过对宁夏中部人工柠条林地和沙化草地的土壤颗粒含量以及灌丛和斑块尺度土壤黏粒的相对富集能力分析,探讨了柠条引入对沙化草地土壤颗粒组分的影响,以期为同类地区沙化土地的恢复提供决策参考。初步研究结果表明,人工柠条林和沙化草地间土壤颗粒含量差异均不显著。在灌丛尺度上,阴坡土壤黏粒的富集能力相对较强,平均富集率为0.11,最大值达到1.09,整体以正效应为主,尤其以研究区北部的阴坡最为显著,南部土壤黏粒的富集能力显著减弱;阳坡土壤黏粒的富集能力整体以负效应为主,平均富集率为-0.08;在斑块尺度上,土壤黏粒的富集能力整体显著低于灌丛尺度,阴坡仍以正效应为主,但富集率显著降低;阳坡仍以负效应为主,但负效应程度显著增强,平均富集率为-0.17。综上,柠条引入作为荒漠草原沙化草地治理的一个重要工程措施,其效果与土壤沙化本底情况有关,同时又受到微生境(坡向)的影响。就本研究区域而言,柠条引入后只是推动了土壤黏粒物质在局域尺度的空间再分配,并未导致黏粒物质总量的显著改善,甚至在一定程度上体现出灌丛入侵的负面效应,同时这种效应随草地本底沙化程度的增强而增强。

  • 短花针茅荒漠草原斑块尺度物种多样性及其共存格局

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 阐明斑块尺度上物种共存格局,对于深入认识荒漠草原破碎化草地生物多样性的维持机理具有重要意义。按斑块的土壤生境退化程度,选取短花针茅荒漠草原3类典型群落斑块为研究对象,对比分析不同斑块的物种构成、多样性及物种间的共存关系格局。结果表明:① 斑块A属单优种短花针茅(Stipa breviflora)群落;斑块B为短花针茅+草木樨状黄耆(Astragalus melilotoides)群落;斑块C为苦豆子(Sophora alopecuroides)+老瓜头(Cynanchum komarovii)+猪毛蒿(Artemisia scoparia)群落。② 群落结构中斑块A和斑块B多样性相近,均高于无短花针茅生长的斑块C。③ 基于零模型的分析结果显示,物种共存格局的复杂性和强度为:斑块A>斑块B>斑块C,且下降趋势明显,斑块A存在的16组显著物种对中有4组为显著竞争关系,而斑块C中的物种对减少到7组,且仅存在猪毛蒿与苦豆子组显著竞争物种对。结论:表明未沙化的土壤生境斑块是荒漠草原破碎化草地生物多样性维持的一个重要前提,土壤生境的退化显著降低了斑块内部群落组织的复杂性和物种间相互作用的强度,不利于群落的自我维持。

  • 中间锦鸡儿冠层降雨再分配特征

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 以荒漠草原人工中间锦鸡儿(Caragana intermedia)灌丛为对象,研究降雨量及降雨强度对两类形态灌丛(健康组和退化组)穿透雨、树干茎流和冠层截留的影响。结果表明:① 试验期间共观测到有效降雨33次,以中小降雨事件为主,总降雨量为251 mm,次平均降雨量和平均降雨强度分别为7.6 mm和1.14 mm·h-1,其中降雨量<2 mm,降雨强度<1 mm·h-1的降雨事件出现次数最多。② 健康组和退化组中间锦鸡儿平均穿透雨率、树干茎流率和冠层截留率分别为66.7%、8.5%、24.8%和75.4%、8.7%、16.0%,两类形态灌丛之间穿透雨和截留存在显著差异(P<0.05)。③ 两类形态灌丛的穿透雨量、树干茎流量、截留量与降雨量成线性函数、对数函数和幂函数关系,且其穿透雨率、树干茎流率和截留率与降雨量、降雨强度之间成对数函数和幂函数关系。灌丛形态退化显著改变了冠层降雨再分配格局,冠层截留显著降低,穿透雨显著增加,潜在提高了降水对土壤水分的直接补充,一定程度上有利于人工中间锦鸡儿稳定性的维持。

  • 荒漠草原中间锦鸡儿(Caragana intermedia)冠层穿透雨的发生与分布特征

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为进一步认识荒漠草原带状人工中间锦鸡儿林(Caragana intermedia)植被稳定性维持的生态水文过程机制,通过对行生和散生中间锦鸡儿冠层穿透雨的对比研究,结果表明:① 两者对降水变化响应显著,但是差异不显著。散生和行生中间锦鸡儿穿透雨百分比变化范围分别为25.6%~96.5%(Cv=23%)和25.4%~96.1%(Cv=19%),穿透雨量均值分别为7.55 mm和7.40 mm。穿透雨量与降雨量、降雨历时、降雨强度都具有极显著的线性回归关系,但是穿透雨百分比与降水特征参数以幂函数关系为主。② 冠层下穿透雨分布存在明显的空间异质性。穿透雨百分比普遍随距灌丛基部距离的增大而线性增大。“旱区”集中出现在散生中间锦鸡儿灌木的基部,向外百分比逐步提高;行生中间锦鸡儿则出现了多个旱区和雨极镶嵌分布的情况。

  • 荒漠草原不同类型土壤水分时空变化特征

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-11-08 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为研究荒漠草原区不同土壤类型的水分时空动态变化特征及其对降雨变化的响应。选择3种土壤类型——风沙土、风化基岩残积土和灰钙土,利用野外增减雨试验装置,对土壤水分进行长期的动态监测。结果表明:风沙土、风化基岩残积土和灰钙土的土壤体积含水率时间变化受降雨的影响显著,出现了3次波峰;降雨量的增减变化会影响波峰出现的早晚。土壤体积含水率的垂直变化主要有2种类型:波动型和降低型,其主要受地表植被及土壤物理性质的影响。风沙土和风化基岩残积土的正常和减雨区,变异系数由表层(活跃层)向深层递减;灰钙土表层的土壤体积含水率变异系数最小(正常区1.21%,增雨区1.36%,减雨区1.46%),属次活跃层。正常和增雨区的总土壤蓄水量表现为:风化基岩残积土>风沙土>灰钙土,而减雨区的总蓄水量为:风化基岩残积土>灰钙土>风沙土。