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西鄂尔多斯荒漠灌丛土壤粒径分形特征与养分的耦合关系

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草业科学 2020年第12期37卷 2403-2413页

作者：董雪迟悦春许德浩郝玉光段瑞兵张帅黄雅茹孙非中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 鄂尔多斯市林业和草原局内蒙古鄂尔多斯017001 内蒙古黄河工程管理局内蒙古磴口015200

植物适宜的生长和发育需要理想的土壤机械组成与养分保障,土壤分形维数和养分的分布特征及其关系对研究土壤结构的稳定性、抗风蚀性和水肥运动有着重要的作用。四合木(Tetraena mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)和霸王(Zy... 详细信息

植物适宜的生长和发育需要理想的土壤机械组成与养分保障,土壤分形维数和养分的分布特征及其关系对研究土壤结构的稳定性、抗风蚀性和水肥运动有着重要的作用。四合木(Tetraena mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)和霸王(Zygophyllum xanthoxylum)作为西鄂尔多斯地区广泛分布的3种孑遗濒危荒漠灌木物种,既是重要的自然资源,也是天然的生态屏障,对保障荒漠草原生态系统稳定安全具有重要意义。本研究通过测定分析3种灌丛0–60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨荒漠草原土壤分形特征与土壤养分的关系,揭示灌丛植被生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛拦截风沙流后沉积在灌丛土壤粒度特征不同,其中粘粉沙、极细沙体积百分含量和分形维数在不同物种间差异显著(P沙冬青(2.391±0.046)>霸王(2.276±0.034)>裸沙地(2.218±0.059);土壤分形维数主要由粒径小于0.5 mm的粘粉沙(<0.05 mm)、极细沙(0.05~0.1 mm)、细沙(0.1~0.25 mm)和中沙(0.25~0.5 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm作为临界粒径可以决定研究区灌丛下土壤分形维数的大小,小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。土壤速效钾含量随土层深度增加而递减,土壤有机质、碱解氮和速效磷随土层波动性较强,不同物种间土壤养分含量差异显著(P<0.05)。灌丛覆盖的土壤结构和养分含量均较裸沙地有明显改善。灌丛下土壤有机质和碱解氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P<0.01),速效磷和速效钾含量与土壤分形维数存在显著正相关关系(P<0.05)。利用土壤分形维数可较好地描述西鄂尔多斯荒漠草原区风沙土性质,并且适生灌丛四合木和沙冬青可较好地改善土壤颗粒及养分特征,遏制表层风沙土的持续粗化与恶化,可为荒漠灌丛发挥防风固沙和土壤保育功能的定量化评价提供科学依据。

关键词：荒漠灌丛土壤分形维数土壤养分垂直空间异质性土壤颗粒粒径分布西鄂尔多斯

平茬年限和林龄对沙冬青叶片功能性状及土壤化学计量特征的影响

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草业学报 2019年第10期28卷 122-133页

作者：董雪郝玉光辛智鸣李新乐段瑞兵刘芳赵英铭黄雅茹中国林业科学研究院沙漠林业实验中心

为阐明平茬年限和林龄对沙冬青叶片功能性状及灌丛下土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,采用方差及相关性分析方法研究沙冬青被平茬后更新恢复生长的机理和策略,探讨C、N、P化学计量特征对沙冬青种群生长及恢复的指示意义,从... 详细信息

为阐明平茬年限和林龄对沙冬青叶片功能性状及灌丛下土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,采用方差及相关性分析方法研究沙冬青被平茬后更新恢复生长的机理和策略,探讨C、N、P化学计量特征对沙冬青种群生长及恢复的指示意义,从而更好地解释平茬复壮后植物补偿性生长机理与持续年限,以期在理论与技术上解决孑遗植物种质资源的保存与修复,为天然沙冬青种群在生态系统中演变特征进行预测和评估提供基础资料。结果表明:1)沙冬青经平茬处理后,叶片面积显著增大(P0.05)。叶片N含量与叶片P含量、比叶面积呈极显著正相关,叶片干物质含量与比叶面积呈极显著负相关,且与叶片N含量、叶片P含量呈显著负相关。2)叶片与土壤中的C、N、P化学计量特征对平茬年限和林龄变化的响应不完全一致。平茬年限和林龄对沙冬青灌丛下土壤有机碳含量产生显著影响(P0.05),仅林龄对土壤全N含量影响显著(P<0.05)。随着平茬年限和林龄的增加,土壤C、N含量呈上升趋势,土壤P含量呈下降趋势。3)在叶片C、N、P化学计量特征中,叶片P与C∶P对平茬年限和林龄变化反应最为敏感,对于沙冬青更新恢复生长及种群动态变化规律具有指示意义。平茬恢复1、3和8年的沙冬青叶片N∶P平均值分别为14.79、15.77、17.81,幼龄林、中龄林和成熟林沙冬青叶片N∶P平均值分别为15.32、18.23、21.76,可见随着平茬年限和林龄的增加,沙冬青生长由N、P共同限制逐渐转向更受P的限制。

关键词：天然沙冬青平茬复壮叶功能性状化学计量特征补偿性生长机制

乌兰布和沙漠10种植物叶片PV曲线水分参数与解剖特征关系

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中国沙漠 2024年第5期44卷 205-216页

作者：段瑞兵张瑞王乐乐张亚鑫杨战董雪马迎宾中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 东北林业大学生态研究中心黑龙江哈尔滨150040

灌木在荒漠化防治和植被恢复中发挥着重要作用,特别是在应对气候变化引发的干旱方面。然而,沙漠灌木通过形态和解剖结构特征适应干旱环境的机制仍不清楚。对乌兰布和沙漠10种常见植物在干旱胁迫环境下的叶片压力-容积(PV)曲线水分参数... 详细信息

灌木在荒漠化防治和植被恢复中发挥着重要作用,特别是在应对气候变化引发的干旱方面。然而,沙漠灌木通过形态和解剖结构特征适应干旱环境的机制仍不清楚。对乌兰布和沙漠10种常见植物在干旱胁迫环境下的叶片压力-容积(PV)曲线水分参数、叶片解剖和结构等特征及其适应机制进行研究。结果显示:(1)10种植物在PV曲线水分参数(PV性状)和解剖特征差异显著。(2)C_(3)植物和C_(4)植物在PV性状、叶片厚度、角质层厚度、比叶面积(SLA)和叶干物质含量(LDMC)等方面存在显著差异。C_(3)植物的失膨点水势(Ψ_(tlp))和饱和含水时的渗透势(Ψ_(0))值较高,但叶片水容(C_(leaf))较低。C_(3)植物的叶片厚度和角质层厚度显著低于C_(4)植物,而SLA和LDMC显著高于C_(4)植物。(3)叶片厚度、栅栏组织和海绵组织与Ψ_(tlp)、C_(leaf)和弹性模量(ε)等PV性状之间存在显著相关关系,并且不同光合作用途径植物叶片解剖特征与PV性状之间的关系表现出差异。

关键词：干旱区失膨点水势解剖结构特征光合作用途径

河西走廊西段戈壁灌木群落多样性及其分布格局研究

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干旱区地理 2020年第6期43卷 1514-1522页

作者：董雪李永华辛智鸣段瑞兵姚斌包岩峰黄雅茹张正国中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 库姆塔格荒漠生态系统国家定位观测研究站甘肃敦煌736200 甘肃敦煌荒漠生态系统国家定位观测研究站甘肃敦煌736200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古磴口015200

通过野外样方调查河西走廊西段荒漠戈壁典型灌木群落多样性状况,研究探讨了8种典型灌木群落物种多样性的空间分布格局及其与地理因子的关系,对荒漠戈壁植物群落的多样性的保护和可持续发展具有重要意义。结果表明:(1)8个典型灌木群落Sha... 详细信息

通过野外样方调查河西走廊西段荒漠戈壁典型灌木群落多样性状况,研究探讨了8种典型灌木群落物种多样性的空间分布格局及其与地理因子的关系,对荒漠戈壁植物群落的多样性的保护和可持续发展具有重要意义。结果表明:(1)8个典型灌木群落Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou指数从高到低为:盐爪爪群落>麻黄群落>合头草群落>红砂群落>梭梭群落>泡泡刺群落>多枝柽柳群落>沙拐枣群落;波动范围分别为0.314~1.355、0.179~0.666、0.334~1.222和0.051~0.218,说明荒漠戈壁灌木群落物种多样性指数偏低,群落结构简单,物种组成稀少。(2)不同灌木群落内物种数越多,群落间Jaccard相似性系数越大。大部分灌木群落类型间Jac⁃card相似性在0.20~0.60之间,群落间相似水平较低,群落相对稳定。(3)随着海拔的升高,Margalef指数、Pielou指数和Shannon-Wiener指数均呈先增加后降低的单峰型分布格局,最大值出现在海拔2000 m,且与海拔显著相关(P0.05);在纬度梯度上,从南到北,Margalef指数、Pielou指数和Shannon-Wiener指数呈显著递增趋势(P<0.05)。总体上,荒漠戈壁灌木群落物种多样性呈现出明显的垂直(海拔)和纬度地带性分布格局。

关键词：荒漠戈壁灌木群落物种多样性地理分布

乌兰布和沙漠人工梭梭茎干液流季节变化及其与气象因子的关系

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南京林业大学学报（自然科学版） 2020年第6期44卷 131-139页

作者：黄雅茹辛智鸣李永华马迎宾董雪罗凤敏李新乐段瑞兵中国林业科学研究院沙漠林业实验中心/内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古磴口015200 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

【目的】揭示乌兰布和沙漠1979年人工种植梭梭水分利用过程,以期为当地梭梭林的经营管理提供理论参考。【方法】利用PS-TDP8树木茎流监测系统和自动气象站对乌兰布和沙漠梭梭的液流变化及其周围的气象因子进行观测。【结果】梭梭晴天茎... 详细信息

【目的】揭示乌兰布和沙漠1979年人工种植梭梭水分利用过程,以期为当地梭梭林的经营管理提供理论参考。【方法】利用PS-TDP8树木茎流监测系统和自动气象站对乌兰布和沙漠梭梭的液流变化及其周围的气象因子进行观测。【结果】梭梭晴天茎干液流日变化呈"单峰型"。春、夏、秋季梭梭茎干液流连日变化趋势一致,白天液流速率高于夜间,且夜间液流速率变化幅度小。5、7、9月时茎干直径12.5 cm的梭梭液流启动时间均早于直径8.95 cm的梭梭,平均液流速率也较高。茎干直径12.5 cm的梭梭在5、7、9月的液流峰值分别为2.90、4.18、3.15 cm/h,液流日累积量分别为12.29、14.23、9.44 L;茎干直径8.95 cm的梭梭同时期液流峰值分别为1.06、1.20、1.07 cm/h,液流日累积量分别为2.84、3.68、3.10 L;同一茎干直径梭梭在7月的液流日累积量最大。梭梭液流日变化中,晴天为"单峰型",雨天呈"双峰型";雨天液流峰值及夜间液流均低于晴天。夏季茎干液流启动时间最早,峰值出现时间最早,峰值最大;春季液流启动时间最晚,峰值出现时间最晚,峰值最小。春、夏、秋季梭梭夜间均存在微弱液流。【结论】影响梭梭液流速率的气象因子中,春季主要为太阳总辐射、空气温度、风速,夏季主要为太阳总辐射、空气相对湿度、风速,秋季主要为太阳总辐射、空气温度。

关键词：梭梭茎干液流乌兰布和沙漠气象因子

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杨树新品种‘沙新杨1号’

园艺学报 2024年第S2期51卷 219-220页

作者：段瑞兵胡建军刘明虎苏智赵英铭张格王志刚中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 中国林业科学研究院林业研究所北京100091

‘沙新杨1号’通过人工控制授粉杂交选育而成,平均扦插成活率89%。干形微弯,茎无棱,呈浅绿色。2年生扦插苗株高3.5 m。具有速生、耐寒冷、抗天牛等适生性强的特点。适宜在内蒙古河套平原、宁夏银川平原、甘肃河西走廊及新疆等地的灌溉... 详细信息

‘沙新杨1号’通过人工控制授粉杂交选育而成,平均扦插成活率89%。干形微弯,茎无棱,呈浅绿色。2年生扦插苗株高3.5 m。具有速生、耐寒冷、抗天牛等适生性强的特点。适宜在内蒙古河套平原、宁夏银川平原、甘肃河西走廊及新疆等地的灌溉绿洲区域栽植。

关键词：杨树品种选育

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)叶性状对环境因子的响应

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中国沙漠 2019年第6期39卷 126-134页

作者：董雪辛智鸣李永华郝玉光纪署光段瑞兵张冉浩黄雅茹中国林业科学研究院沙漠林业实验中心北京100091 中国林业科学研究院磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100091 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

叶性状通过表型可塑性和植物功能特性反映物种对环境因子的适应策略,从而反映植物的生长状况和生态系统的稳定程度。对内蒙古、宁夏、甘肃的14个县(市、区)的天然种群沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)叶性状进行测定分析,研究了不同... 详细信息

叶性状通过表型可塑性和植物功能特性反映物种对环境因子的适应策略,从而反映植物的生长状况和生态系统的稳定程度。对内蒙古、宁夏、甘肃的14个县(市、区)的天然种群沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)叶性状进行测定分析,研究了不同分布区种群间沙冬青叶性状的种内变异、叶性状间的相关关系及叶性状对环境因子的响应。结果表明:(1)沙冬青各叶性状种内变异较大,变异系数5.28%~28.82%,14个分布区种群间沙冬青叶片长度、叶片宽度、叶片厚度、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶全氮含量、叶全磷含量、叶C∶N、叶C∶P和叶N∶P差异性均显著(P0.05)。(2)沙冬青叶性状间表现出一定的相关关系,有36对叶性状间存在显著的相关性,叶全氮含量、叶干物质含量和叶片宽度均与多个叶性状指标的相关系数较高,沙冬青通过叶性状间的相互调节与权衡更好地适应恶劣环境。(3)不同自然分布区的种群中沙冬青叶性状受环境条件的影响显著,不同环境因子对沙冬青各叶性状的贡献显著不同。区域尺度上降雨量与温度的局部差异,使叶片长度、叶片宽度、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶全氮含量呈现出纬度格局,对沙冬青叶性状影响最大的气象因子依次是年均降水量、年均温度和年日照时数。

关键词：沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus) 叶性状环境因子适应策略

不同沙丘类型下黄河分洪区土壤种子库月份动态研究

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中国农业科技导报 2019年第11期21卷 138-148页

作者：辛智鸣董雪刘明虎李新乐段瑞兵郝玉光陆占东中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位监测研究站内蒙古磴口015200 磴口县气象局内蒙古磴口015200

采用种子萌发法,研究了乌兰布和沙漠东北缘固定-半固定-流动沙丘3种类型下黄河分洪区土壤种子库的4月份(春季)、7月份(夏季)和10月份(秋季)动态变化,同时分析水淹区段、未淹区段以及对照区段地表植被与土壤种子库之间的关系。结果表明:... 详细信息

采用种子萌发法,研究了乌兰布和沙漠东北缘固定-半固定-流动沙丘3种类型下黄河分洪区土壤种子库的4月份(春季)、7月份(夏季)和10月份(秋季)动态变化,同时分析水淹区段、未淹区段以及对照区段地表植被与土壤种子库之间的关系。结果表明:水淹区段土壤种子库密度随月份逐渐降低,即4月份(201粒/m2)>7月份(176粒/m2)>10月份(170粒/m2);未淹区段土壤种子库密度4月份(1 063粒/m2)>10月份(1 036粒/m2)>7月份(733粒/m2),其各月均大于对照区段且月份变化规律相同。不同沙丘类型的土壤种子库密度为固定沙丘>半固定沙丘>流动沙丘,且月份变化明显,即4月份(1 002粒/m2)> 10月份(903粒/m2)>7月份(609粒/m2)。黄河分洪区土壤种子库物种共有23种,隶属于8科23属,藜科和禾本科为主,共占65%。从生活型来看,各月份均以一年生草本为主;从物种组成上来看,7月份土壤种子库物种数显著小于4月份和10月份。未淹区段由于干湿交替形成微环境,更有利于外来物种进入,土壤种子库物种更加丰富。消落带内土壤种子库物种数多于地表植物的物种数,但对照区段相对减小。水淹区段、未淹区段和对照区段土壤种子库和地表植被间Jaccard相似性系数分别为0.357、0.333和0.289,整体相似系数偏低。

关键词：黄河分洪区季节动态土壤种子库水淹干扰

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2016年林业科技推广成果统计与分析

林业科技通讯 2017年第8期 41-43页

作者：彭鹏飞袁婷婷段瑞兵关世英中国林业科学研究院科技管理处北京100091 中国林业科学研究院亚热带林业实验中心江西分宜336600 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

科技成果的推广对于林业生态建设和产业发展以及林业精准扶贫等具有重要意义。为加快林业科技成果转移转化,发挥林业科技对社会、经济和生态发展的促进作用,本文统计了国家林业科技推广成果库中2016年新录入成果信息,分析了成果属性、... 详细信息

科技成果的推广对于林业生态建设和产业发展以及林业精准扶贫等具有重要意义。为加快林业科技成果转移转化,发挥林业科技对社会、经济和生态发展的促进作用,本文统计了国家林业科技推广成果库中2016年新录入成果信息,分析了成果属性、单位、领域等成果特征,指明了成果的研发与推广方向。成果信息的统计与分析为促进成果在生产中推广示范奠定了一定基础。

关键词：林业推广成果统计分析