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沙坡头人工固沙植被生态系统土壤恢复研究进展 总被引：10，自引：7，他引：3
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。 相似文献
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腾格里沙漠沙坡头地区固沙植被对生物多样性恢复的长期影响 总被引：36，自引：16，他引：20
地处腾格里沙漠东南缘的沙坡头人工固沙植被始建于1956年,46 a来不仅确保了包兰铁路沙漠地段的畅通无阻,而且对区域生态环境的恢复产生了巨大的影响,成为我国干旱沙漠地区交通干线荒漠化防治与生态恢复的成功模式。长期定位监测结果表明:人工固沙植被建立4~5 a后,沙丘表面物理结构初步得到稳定,并由大气降尘形成的无机土壤结皮逐渐演变形成土壤微生物结皮。荒漠藻类、苔藓和地衣等隐花植物在结皮层中得到了大量的繁衍:固沙植被建立46 a后出现藻类24种;苔藓仅有5 种,少于天然固定沙丘结皮上的种类,此外,地衣也在植被区发现,这说明固定沙丘景观逐渐趋于稳定的状态;相对于流沙区,固沙植被区近地面风速降低了 40%,土壤有机质含量增加了60%,其中氮、磷、钾等荒漠生态系统主要限制养分因子及土壤理化性质得到了改善,沙丘表层成土过程明显;土壤水分循环的时空变异驱动了植被的演变,为大量的草本的侵入和定居创造了条件;此外,对鸟类、昆虫和土壤动物及荒漠动物的生存产生了积极的影响。46 a后,固沙植被区共有鸟类 28 种,昆虫 50 种,动物 23种。生物多样性的恢复使原有的相对单一的固沙植被演变成一个结构、组成和功能相对复杂的荒漠生态系统。沙坡头地区生态环境在人为促进下的恢复为我国西部生态建设提供了科学依据。 相似文献
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生态水文阈值在中国沙区人工植被生态系统管理中的意义 总被引：3，自引：1，他引：2
中国北方风沙区是全球沙漠化发展和生态退化最为严重的地区之一。利用植被固沙是遏制沙化土地扩张和生态重建与恢复的主要途径,但人工植被的稳定维持是可持续性风沙治理所长期面临的挑战。作为人工植被生态系统管理的依据,对生态水文阈值的认识及界定具有重要的理论和实践意义。本文以固沙植被中人工种植的灌木和乔木（仅限东部沙区）的盖度与深层土壤水分含量互馈互调作用的长期变化为依据,基于对中国不同气候带沙区典型人工植被系统生态和水文过程的模拟,通过建立生态水文模型初步界定了不同沙区适宜于人工植被生态系统管理的生态水文阈值,对现有沙区固沙植被的生态系统管理和未来风沙区植被建设具有一定的借鉴意义。 相似文献
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生物土壤结皮对荒漠昆虫多样性的影响 总被引：10，自引：6，他引：4
生物土壤结皮广泛分布在干旱半干旱地区与寒区荒漠,是荒漠生态系统的主要组成和景观特征之一,其重要性已被大量的研究报道所证实。然而,关于生物土壤结皮与昆虫种类多样性之间关系的研究却很少。本文以腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区半固定沙丘柠条－油蒿群落和固定沙丘柠条－油蒿群落为观测样地,选择具有不同类型生物土壤结皮分布的植被群落为观测样方。昆虫的调查采用100 m×100 m的样方,利用样筐和网捕法收集昆虫,记录昆虫数量,采集标本在室内进行鉴定。结果表明:与无结皮覆盖的植被区相比,生物土壤结皮在地表的覆盖显著地增加了昆虫的多样性和种的丰富度,其中以苔藓和地衣为主的结皮覆盖的植被样方中昆虫种的多样性和丰富度显著地高于以蓝藻和藻类为主的结皮样方。生物土壤结皮对荒漠昆虫多样性的贡献可能是由于稳定了土表、改善了植被系统中的土壤环境,为昆虫,特别是幼虫阶段提供相对适宜的土壤生境或部分食物来源。 相似文献
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土壤微生物是荒漠生态系统的重要组分，参与成土过程与生物地球化学循环，其数量反映土壤质量，是判别退化生态系统恢复程度的重要指标。选取沙坡头固沙植被区土壤中的真菌、细菌、放线菌数量进行研究，分析了其时空分布、恢复特征及影响因子。结果表明：土壤微生物数量随固沙年限增加而增加，随土层深度增加而减少，夏秋季显著大于冬春季。三大类群微生物数量恢复曲线均呈现S型，在固沙植被建立18~24 a后恢复速率达到峰值，24~36 a后数量能够达到天然植被区的31.6%~83.7%。土壤微生物数量恢复过程主要受土壤细物质含量的影响，土壤pH是限制因子。土壤微生物对土壤状况与覆被变化敏感，能较早且敏感地指示生态系统功能的变化。 相似文献
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腾格里沙漠东南缘飞播区白沙蒿植被密度与土壤水分关系的研究 总被引：16，自引：3，他引：13
对腾格里沙漠东南缘飞机播种区不同密度白沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch)人工草地的土壤水分和植物生长状况进行研究。结果表明,白沙蒿密度在5.1~9株·m-2时,整个生长期土壤水分处于严重亏缺状态, 0~100 cm土层水分含量仅为0.55%~0.7%,白沙蒿死亡率高达55%~76.7%;密度在1.9株·m-2时,其土壤水分含量在0.65%~1.01%,白沙蒿死亡率为21.1%;密度在1.25株·m-2时,土壤水分在0.79%~1.48%,白沙蒿无一株死亡,且植株个体生长状况好于密度大样地,并有自繁育苗补偿,这表明研究区种植白沙蒿的适宜密度在1株·m-2左右。裸露沙地0~100 cm土壤含水量为1.3%~2.48%。 相似文献
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Recovery of topsoil physicochemical properties in revegetated sites in the sand-burial ecosystems of the Tengger Desert, northern China 总被引：11，自引：0，他引：11
Recovery in soil properties and processes after sand burial in the Tengger Desert, northern China, was documented at five different-aged revegetated sites (1956, 1964, 1973, 1982, and 1991) and at a reference site with native vegetation, which had never been damaged by sand burial and was enclosed for grazing. The proportions of silt and clay, depth of topsoil and biological soil crusts, and concentrations of soil organic C, K, total N and total P increased with years since revegetation. Most characteristics of topsoil (0–5 cm) characteristics had recovered to 60% of those measured at the reference site by 50 years after sand-binding vegetation had been established. Exceptions were electrical conductivity and contents of sand, silt, CaCO3 and organic C, which recovered to 20–40% of the values at the reference site. The difference in annual recovery rates of soil properties between the two most recently revegetated sites (0–14 years) was greater than the difference between the two oldest revegetated sites (43–50 years). Best-fit asymptote models showed that the estimated times for the soil properties in the 50-year-old site to reach the same levels as in the reference site (i.e. an undisturbed, native steppified desert ecosystem) would be between 23 and 245 years, but for some properties even maximum recovery after > 50 years still fell significantly short of the level at the reference site. These results suggest that soil recovery is a slow process in an extremely arid desert environment, and therefore the conservation of soil habitat is a crucial issue for land managers. 相似文献
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荒漠植被影响土壤水文过程研究述评 总被引：39，自引：20，他引：19
简要回顾了有关荒漠植被对土壤水文过程影响的试验研究,介绍了荒漠地区土壤水文过程研究的主要方法以及基本的土壤水分平衡方程,并对特定区域土壤水分动态与植被结构之间的关系进行分析,以期对今后从事该领域的研究与管理者有所启示。由于荒漠地区土壤水文特性具有极高的变异性,因此,阐明荒漠植被区土壤水分动态,确定这一特殊生态系统内植被格局与土壤水文过程的关系,可在理论上回答雨养型人工植被建设与荒漠地区生态恢复工程中,土壤水文过程影响植被结构与格局的基础性科学问题。 相似文献
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沙坡头生态水文学研究进展及水量平衡自动模拟监测系统 总被引：2，自引：1，他引：1
在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,沙坡头沙漠研究试验站建成了以36台大型称重式蒸渗仪为主体的中国北方不同气候带沙区水量平衡自动模拟监测系统——Lysimeter群。概述了沙坡头生态水文学研究进展。介绍了Lysimeter群建设的科学目标、构建思路、建设内容和预期研究方向。Lysimeter群由大型称重式蒸渗仪、各类探头、移动大棚和降水模拟器等组成,具有集成性和唯一性。该平台可全自动模拟控制降水和地下水位,量化植物水分来源;自动监测蒸散发、植物蒸腾、土壤水渗漏、土壤水分、温度和电导率等。该平台的建成将提升在不同尺度上认知中国沙区生态和水文过程、植被重建的生态水文学和环境胁迫生理生态学机理等相关领域的研究能力,回答不同沙区土壤水分植被承载力和人工植被稳定性维持的生态水文阈值等国家在防沙治沙实践中所面临的核心科学问题。 相似文献
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极端干旱沙漠中无沙埋干扰时几种固沙植物栽植试验研究 总被引：6，自引：3，他引：3
沙埋干扰是沙漠地区乡土植物生存繁殖的必要条件。在塔克拉玛干沙漠腹地,无沙埋干扰地段大多是高矿化度地下水埋深较浅的地段,这些地段盐渍化较重。7a定点观测和试验表明,塔里木沙漠公路沿线丘间地栽植固沙植物逐渐死亡的主要因素不是沙层水分和沙层盐分,而是高矿化度地下水埋深太浅(0.8~1.0 m),即这类地段植物死亡的原因主要是由于植物长期吸收高矿化度地下水使得体内盐分积聚过多无法调节而造成的。因此,在干旱区高矿化度地下水埋深太浅的地段,无沙埋干扰时建立固沙植被应谨慎。 相似文献
12.
荒漠土壤微生物群落结构特征研究进展 总被引：3，自引：2，他引：1
荒漠生态系统占地球陆地面积三分之一,是地球化学循环中的重要部分。荒漠干旱高温、缺乏植被、UV辐射强,曾被认为是没有生命的地方。然而在这恶劣环境中却蕴含有大量的微生物资源,尤其是荒漠土壤富集了大量微生物。微生物参与和主导整个荒漠生态系统地球生物化学循环,对于调节重要生态过程、修复和稳定荒漠生态系统起到重要作用,对其的研究生态学意义突出。本文综述了国内外对荒漠土壤微生物群落结构特征、群落功能多样性以及微生物群落、微生物与植物、微生物与环境之间相互关系的研究现状,旨在充分了解荒漠土壤微生物多样性研究,总结对荒漠微生物生态认识的不足,为荒漠微生物生态研究方向提供参考。 相似文献
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本文基于气象、遥感数据,运用RWEQ模型,结合风蚀季节的植被盖度变化对近30年的土壤风蚀量和植被的防风固沙服务功能的时空变化趋势进行了定量评估,揭示了植被盖度变化对防风固沙服务功能的影响。研究表明:中国北方多年平均土壤风蚀量为160.1亿t,并处于下降趋势,土壤侵蚀强度大的区域主要集中在各大沙漠区和植被盖度较低的草地,且春季为我国土壤风蚀的多发期,占全年风蚀量的45.93%;中国北方多年平均防风固沙量为203.1亿t;防风固沙服务功能保有率的分布特征表现为由东南到西北逐渐降低的趋势;工程实施后春季植被盖度的提升区主要集中在黄土高原、青藏高原、河北北部、内蒙古东部以及东北地区;大部分区域的春季植被盖度减小(提高)与防风固沙的服务保有率的下降(提升)呈显著正相关(r0.7,p0.01);前后两个十年相比较草地生态系统的防风固沙服务功能提升幅度最大(2.02%),其次为林地(1.15%)、农田(0.99%)和荒漠(0.86%)。 相似文献
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土壤生物结皮蒸散特征研究 总被引：12，自引：6，他引：6
土壤生物结皮在沙漠地区植被恢复和重建中具有重要的生态学意义。通过对3种土壤生物结皮[包括真藓（Bryum argenteum）、黑对齿藓（Didymodon nigrescens）和藻类结皮]在对照和3个不同水分条件下进行蒸散量以及蒸腾指标的观测,结果表明：①3种土壤生物结皮蒸散量日变化过程呈现单峰型,各个处理间峰值出现时间和蒸散量变化幅度差异较大;真藓对照组峰值为0.473 g/10 cm2,出现时间为11：00时。黑对齿藓结皮和藻类结皮蒸散量日变化趋势和真藓一致。真藓和藻类结皮在17：00时蒸散量出现负值,分别为-0.009 g/10 cm2和-0.010 g/10 cm2,说明其出现吸湿凝结水的现象;②真藓结皮的蒸腾速率日变化曲线呈现不明显的“双峰型”,说明其存在蒸腾“午休”现象;黑对齿藓和藻类结皮蒸腾速率的日变化曲线呈现“单峰型”,峰值出现的时间依含水量的下降而推后;③气孔扩散阻力和蒸腾速率为负相关关系;④蒸散作用和影响因子的相关性分析表明光量子和流量显著影响着结皮的蒸腾速率,而气孔阻力和相对湿度与蒸腾速率呈现负相关性。 相似文献
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Evaluation of the ecological effects of eco-compensation policies helps analyze policy rationality and feasibility and provides scientific and practical bases for perfecting eco-compensation systems. Taking the key ecological function area of the Loess Plateau, China as a case study, we have evaluated ecosystem responses to the Grain-for-Green Project that commenced in 1999. Six indicators were selected to assess changes in ecosystem structure, quality and function. The results showed that implementation of the Grain-for-Green Project has reduced sloping cropland by 1571 km2 and increased ecological land by 1337 km2. The increase in ecological land alters ecosystem structures across the study area and the decline in sloping cropland reduces farming activity interference; both of these are conducive to the restoration of natural vegetation. From 2000 to 2010, the vegetation cover of grassland, desert and forest ecosystems increased 10.89%, 8.34% and 4.24% respectively and average NPP rose 51%, with an average annual growth rate of around 5%. This indicates that eco-compensation has promoted the improvement of ecosystem quality. Total biomass of ecosystems increased two times on average from 2000 to 2010, meaning that the carbon sequestration capacity of ecosystems also increased. The reduction in the area of water loss and soil erosion and the increase in retained runoff by forests indicate an improvement in ecosystem function and services on the Loess Plateau. 相似文献
16.
中国西北干旱区以荒漠生态系统为主体,是中国典型脆弱生态系统。沙埋对该区域植物生存和生长、植被分布和组成以及荒漠生态系统功能和结构有重要影响。以典型荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、柽柳(Tamarix chinensis)、白刺(Nitraria tangutorum)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)为研究对象,对比研究了轻度沙埋和非沙埋植物在生理和生长方面的差异,并从土壤盐分、土壤水分、土壤温度等方面探究了造成这种差异的原因。结果表明:轻度沙埋环境下,梭梭、柽柳、白刺、沙拐枣的光合速率普遍高于非沙埋植株,蒸腾速率显著低于非沙埋植株,水分利用效率也均高于非沙埋植株。轻度沙埋梭梭、柽柳、沙拐枣、白刺株高明显低于非沙埋植株,但地径、冠幅、叶面积指数普遍高于非沙埋植株。主要原因是轻度沙埋植物下方土壤黏粒含量、土壤湿度高于非沙埋植物下方,轻度沙埋植物下方土壤温度、含盐量低于非沙埋环境。 相似文献
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沙漠型景区游步道沿线生态环境对踩踏干扰的响应 总被引：2，自引：2，他引：0
植被是沙漠景区水土保持和防风固沙的重要屏障。选取宁夏沙坡头和黄沙古渡景区,采用既成事实法就景区游步道沿线生态环境对踩踏干扰的响应进行调查研究。结果表明:①自然状态下,踩踏干扰主要集中在道路边缘4 m范围内,但不同性质道路差异较大;②采用地表覆盖物响应指数来衡量道路沿线生态环境响应程度,在道路边缘1 m范围内各调查样区受冲击均达到非常严重的程度,只有沙坡头北区沙漠栈道调查路段地表覆盖物响应指数值全部在44.9%以下,属于中等-轻微程度干扰,这是由于栈道两侧木栏作用明显;③游客对游步道沿线沙漠植被盖度可接受改变限度为16.4%,沙漠植被覆盖率应在此水平以下,其中沙坡头北区沙漠栈道两侧植被盖度达到了难以接受程度,说明游客在沙漠中的空旷、苍凉的体验需求与沙漠生态治理之间是天然的难以调和的对立体;④游步道沿线生态环境响应强弱与道路坡度、边坡坡度、游步道两侧生态系统以及游步道宽度具有一定相关性。研究结果也表明,目前游客踩踏干扰已对沙漠景区道路沿线生态环境以及游客游憩体验产生了一定的负面影响。研究对沙漠景区景观和游步道设计、规范游客行为、建立沙漠景区环境容量预警机制、实现宁夏沙漠旅游可持续发展具有指导价值。 相似文献
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水分是干旱区生态过程的第一非生物限制因子,土壤氮由于直接影响着生物生产力和土壤生态过程而被认为是仅次于水分的限制因子。利用人工施加氮肥的控制试验研究了荒漠植被草本层片植物在多度、物种丰富度、高生长以及地上部分生物量等群落学特征对不同施肥处理的响应。结果表明,在施肥量分别为12.5、25、50 g·m-2时,样方植物多度和物种丰富度在施肥当年和第二年较对照均有不同程度的降低,且施肥量越高,降低越明显,这一结果支持来自典型草地和森林植被生物多样性对氮素增加或氮降沉增加响应的结论,即氮素的增加会使生物多样性减少。地上部分生物量对施氮肥的响应在施肥当年(年降水量为多年平均值的1.4倍)和第二年(年降水量为多年平均值的0.7倍)表现出相反的规律,即施肥当年随着施肥量的增加生物量显著增加,而在第二年则显著减小,说明水肥耦合同样有利于荒漠生态系统生物生产力的提高。氮素对植物高生长的影响不明显,各施肥梯度与对照相比均无显著性差异(P>0.05),这可能主要取决于荒漠草本植物本身固有的生物学特性。 相似文献
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近年来,以对天然荒漠进行开垦和耕作为标志的人类活动加速了中国西北干旱荒漠区的绿洲化进程,但这种土地利用方式的改变对干旱荒漠土壤微生物群落特征的影响及其机理尚不清楚。本研究利用qPCR和Illumina Miseq高通量扩增子测序技术对新疆阿拉尔绿洲开垦5年的棉花田（FS）和毗邻的天然荒漠（ND）的土壤细菌、古菌和真菌群落的生物量、多样性和群落结构进行了对比研究,揭示了驱动荒漠土壤微生物群落结构演变的主要因子。结果表明：（1）荒漠开垦为农田后,土壤细菌和真菌群落的生物量显著增加,而古菌群落生物量显著降低;细菌群落多样性明显提高,古菌群落的Shannon多样性指数显著降低,而真菌群落多样性没有显著变化。（2）盐渍化荒漠具有不同于其他干旱荒漠的土壤微生物群落结构,开垦显著改变了其土壤细菌、古菌和真菌的群落结构。其中,放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、螺旋体菌门和浮霉菌门细菌、乌斯古菌门和芽枝霉门真菌的相对丰度显著增加,而盐纳古菌门的相对丰度则显著降低。（3）土壤电导率（EC）、总有机碳（TOC）、全氮（TN）、全磷（TP）是影响细菌群落结构的关键因子;古菌群落结构的主要影响因子为植被盖度、地上生物量和丰富度、TP和AP;EC是影响真菌群落结构的关键因子。综上所述,盐渍化荒漠开垦后由于其原生植被群落、化学肥料的使用和土壤属性（EC、TP和AP）的改变不同程度地改变了荒漠土壤微生物群落特征。相对而言,细菌群落对土地利用方式的改变响应最为敏感,而古菌和真菌群落的多样性和结构则保持相对稳定。 相似文献
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Both land use/land cover change (LUCC) and the effects of nutrients cycles on terrestrial ecosystems and biodiversity are key environmental problems in the 21st century (Yang etal., 2002; Li, 1996; Bai and Bai, 1998). Land cover change is the accumulated result of land use, which includes three types, i.e., deterioration, transition and amelioration of land cover (Cai, 2001). The nutrient cycle is the main functional process to maintain stability and production of an ecosystem. Land cover … 相似文献