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高寒沙地不同林龄中间锦鸡儿人工林根系分布特征

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干旱区资源与环境 2018年第11期32卷 163-168页

作者：张立恒王学全贾志清李清雪陈新均中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 甘肃省治沙研究所兰州730070 青海共和荒漠生态系统定位观测研究所共和813005

为摸清共和盆地中间锦鸡儿根系的分布特征,以青海省治沙试验站周边3年、5年、10年、16年、30年生的中间锦鸡儿人工林为研究对象,分别对0~20cm、20~40cm、40~60cm、60~80cm土层的根系进行采集,并用EPSON10000XL进行扫描、用WINRHIZO根系... 详细信息

为摸清共和盆地中间锦鸡儿根系的分布特征,以青海省治沙试验站周边3年、5年、10年、16年、30年生的中间锦鸡儿人工林为研究对象,分别对0~20cm、20~40cm、40~60cm、60~80cm土层的根系进行采集,并用EPSON10000XL进行扫描、用WINRHIZO根系系统分析各层根系。结果表明:不同林龄的细根(直径≤2mm)、中根(2均随林龄增大而增大,具体表现为:3年生<5年生<10年生<16年生<30年生,且随土层的加深而减小。综合分析认为中间锦鸡儿约60%的根系分布于0~40cm土层,22%的根系分布于40~60cm土层,18%的根系分布于60~80cm土层。各龄根系主要分布于浅层土壤,适宜吸收降雨补充的浅层土壤水分。随着林龄的增大,高密度种植的中间锦鸡儿人工林根系不断向土壤深层延伸发展。但因高寒沙区气候干旱,蒸发强烈,稀有的降水很容易被浅层根系截获吸收,下渗水分的减少最终导致根系分布的深层土壤越来越干。密集分布的中间锦鸡儿根系在土壤深层得不到满足生长的水分和养分,又转向营养资源相对富集的浅层聚集分布,表明研究区内的中间锦鸡儿根系生长到一定年限逐渐浅层化发展。

关键词：根长表面积生物量根系浅层化

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高寒沙区不同生境赖草的生长特征分析

植物资源与环境学报 2018年第3期27卷 87-94页

作者：张立恒贾志清王学全李清雪陈新均李少华中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070

对高寒沙区低湿滩地、农田田边、丘间地和固定沙丘4种生境土壤的含水量以及有机质和养分(包括全氮、全磷和全钾)含量进行了测定,并对4种生境中赖草[Leymus secalinus(Georgi)Tzvel.]的生长特征进行了比较和分析。结果表明:总体上看,从... 详细信息

对高寒沙区低湿滩地、农田田边、丘间地和固定沙丘4种生境土壤的含水量以及有机质和养分(包括全氮、全磷和全钾)含量进行了测定,并对4种生境中赖草[Leymus secalinus(Georgi)Tzvel.]的生长特征进行了比较和分析。结果表明:总体上看,从低湿滩地、农田田边、丘间地到固定沙丘,土壤含水量及有机质、全氮、全磷和全钾含量呈降低的变化趋势,且低湿滩地和农田田边土壤含水量及有机质、全氮、全磷和全钾含量高于丘间地和固定沙丘。不同生境中赖草生长特征差异较大。固定沙丘中赖草的株高和地径均最大,显著大于其他3种生境(P均呈先增加后减少的变化趋势,且10~20 cm土层的根系生物量均最大,显著大于其他土层。研究结果显示:随着生境土壤水分和养分条件的变差,赖草会通过增大间隔子长和根系分布深度以及减小分株密度和根茎直径来积极适应复杂多变的高寒沙区环境。

关键词：高寒沙区赖草根系分布根系表型可塑性间隔子长生物量

高寒灌木固沙区土壤性状与植被生长特征的相关分析

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干旱区研究 2017年第6期34卷 1331-1337页

作者：李少华张立恒王学全陈新均高琪中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 甘肃省治沙研究所甘肃兰州730000 内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010019

以沙珠玉治沙实验林场内不同生长年限的固沙灌木沙丘-柠条(Caragana korshinskii Kom.)和丘间地-乌柳(Salix cheilophila Schneid.)为研究对象,通过标准木调查、采集土壤样品及室内实验,分析了人工恢复3、12、21、30、42 a和51 a的植被... 详细信息

以沙珠玉治沙实验林场内不同生长年限的固沙灌木沙丘-柠条(Caragana korshinskii Kom.)和丘间地-乌柳(Salix cheilophila Schneid.)为研究对象,通过标准木调查、采集土壤样品及室内实验,分析了人工恢复3、12、21、30、42 a和51 a的植被生长特征、植被区土壤理化性质及两者指标间的相关性。结果表明:(1)柠条和乌柳生长51 a后,植物的高度、冠幅、基径和新梢生物量均发生显著变化(P均值分别为100.79 g和81.33 g。(2)与对照样地相比,柠条和乌柳植被区土壤深度10、30、50 cm和70 cm处平均含水率分别降低了17.6%、47.9%、60.9%、39.7%和8.2%、44.5%、47.8%、39.8%;51 a生柠条和乌柳植被区表层土壤黏粒含量分别增加了251.2%和140.2%(P0.05);3、12、21、30、42、51 a生柠条和乌柳植被区表层土壤有机质含量分别是对照样地的0.94、1.02、1.51、2.48、3.93、5.35倍和1.05、1.76、2.90、3.74、4.31、4.53倍。(3)相关分析表明,土壤黏粒含量-毛管持水量、黏粒含量-土壤有机质、黏粒含量-冠幅间的相关系数分别为0.788、0.769、0.843和0.816、0.747、0.852(P<0.01),土壤含水率-冠幅间的相关系数分别为-0.892和-0.796(P<0.01)。(4)固沙灌木的生长指标及植被区土壤性质在恢复21~30 a时达到相对最优,建议适时采取合理的抚育管理措施,以实现高寒沙区林场可持续经营发展。

关键词：高寒沙区固沙灌木植被生长土壤水分土壤有机质三江源自然保护区

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季节性河道土壤水分及其渗漏特征初探

干旱区研究 2020年第1期37卷 97-104页

作者：陈新均王学全卢琦杨文斌张立恒李永华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定位研究站甘肃敦煌736200 敦煌荒漠生态系统定位研究站甘肃敦煌736200 甘肃省治沙研究所甘肃兰州730000

利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:①河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26. 08%~31. 75%... 详细信息

利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:①河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26. 08%~31. 75%。②监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165. 8 mm,最大渗漏强度为21. 4 mm·(2h)^-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。

关键词：季节性洪沟水分渗漏土壤水分崔木土沟库姆塔格沙漠

共和盆地15种植物叶片的元素化学计量学特征

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森林与环境学报 2018年第2期38卷 216-221页

作者：张立恒贾志清王学全陈新均李少华中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070

为合理评价共和盆地常见植物的生长状况及生境的养分供给能力,通过野外采集共和盆地15种高寒荒漠植物的叶片,并对叶片中的C、N、P、K营养元素含量进行室内测定、对比并评价指标间的相关性。结果表明:植物叶片C含量的变化范围为390.70~51... 详细信息

为合理评价共和盆地常见植物的生长状况及生境的养分供给能力,通过野外采集共和盆地15种高寒荒漠植物的叶片,并对叶片中的C、N、P、K营养元素含量进行室内测定、对比并评价指标间的相关性。结果表明:植物叶片C含量的变化范围为390.70~514.70 mg·g^(-1),N含量的变化范围为19.46~44.50 mg·g^(-1),P含量的变化范围为1.36~3.48 mg·g^(-1),K含量的变化范围为11.06~34.85 mg·g^(-1)。两种生活型植物叶片之间的化学元素含量有所差异,其中叶片C、P含量表现为:灌木>草本;叶片N、K含量表现为:草本>灌木。植物叶片C∶N与N∶P之间呈负相关关系(r=-0.538),植物叶片N∶K与K∶P之间呈负相关关系(r=-0.599),植物叶片C∶P与N∶P之间呈正相关关系(r=0.588),植物叶片C∶N与叶片N含量之间呈负相关关系(r=-0.971),其余元素化学计量特征之间相关性不强。共和盆地两种生活型的植物叶片化学元素组成存在差异,15种植物生长过程主要受到N和P的限制,且相比而言更易受N的限制,基本不受K的限制。

关键词：共和盆地高寒荒漠植物叶片元素化学计量特征

高寒沙地中间锦鸡儿人工林根系分布及林下土壤特性研究

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土壤通报 2019年第4期50卷 840-846页

作者：张立恒李清雪王学全贾志清陈新均中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 国家林业和草原局西北调查规划设计院陕西西安710048 青海共和荒漠生态系统定位观测研究站青海共和813005

以流动沙丘为对照,通过对3、5、10、]6和30 a生的中间锦鸡儿人工林根系和林下土壤进行研究,揭示人工林根系分布及林下土壤理化性质变化特征。对林下0~80 cm土层的根系和土壤分别进行采集,并用EPSON 10000XL扫描仪和WINRHIZ0系统对根长(L... 详细信息

以流动沙丘为对照,通过对3、5、10、]6和30 a生的中间锦鸡儿人工林根系和林下土壤进行研究,揭示人工林根系分布及林下土壤理化性质变化特征。对林下0~80 cm土层的根系和土壤分别进行采集,并用EPSON 10000XL扫描仪和WINRHIZ0系统对根长(L)、表面积(S)和生物量(B)进行测定分析,同时测定土壤容重和有机质以及氮、磷、钾等养分含量。研究结果表明:人工林根系主要分布于0~40 cm土层,根系L、S和B随林龄增大而增大,且随土层加深而减小,其分布与土壤性质密切相关。相对于流动沙丘,3 a和5 a生人工林土壤理化性质变化不明显,但随着林龄增大,林下土壤性质发生明显变化。16 a和30 a生人工林下土壤容重明显减小,分别与L、S和B呈显著负相关(P<0.05);土壤有机质和全氮含量明显增加,尤其在根系大量分布的浅层土壤大幅增加,分别与L、S和B呈显著正相关(P<0.05);而土壤全磷和全钾增加不明显,分别与L、S和B相关性不显著。3种径级(细、中、粗)根系中,细根和中根的L、S与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01),与有机质呈极显著正相关,粗根的L、S和B与全氮呈极显著正相关(P<0.01)。由此可见,中间锦鸡儿人工林随着生长年限的增加,有利于林下土壤结构优化和养分的增加。

关键词：高寒沙地人工林根系分布土壤特性

小滦河流域土地沙化时空动态监测及景观格局演变特征

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浙江农林大学学报 2023年第6期40卷 1322-1332页

作者：李嘉豪刘玉国赵紫晴周怡宁徐子涵陈新均崔明中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 北京林业大学水土保持学院北京100083

【目的】河北省围场满族蒙古族自治县(简称围场县)的小滦河流域位于中国北方典型的农牧交错带,土地沙化问题严重。探究小滦河流域土地沙化变化过程,了解土地利用变化和海拔对土地沙化的影响,为流域土地沙化的防治和山水林田湖草沙综合... 详细信息

【目的】河北省围场满族蒙古族自治县(简称围场县)的小滦河流域位于中国北方典型的农牧交错带,土地沙化问题严重。探究小滦河流域土地沙化变化过程,了解土地利用变化和海拔对土地沙化的影响,为流域土地沙化的防治和山水林田湖草沙综合治理提供理论依据。【方法】基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine)和ArcGIS平台分析2000、2010、2020年Landsat系列遥感数据,通过构造归一化植被指数(NDVI)和地表反照率(Albedo)特征空间,建立荒漠化差值指数(DDI)模型,对沙化土地进行程度划分,分析区域土地沙化的时空变化特征。【结果】20 a间小滦河流域土地沙化总体呈好转趋势,极重度、重度沙化土地面积分别减少近80%和56%,流域以轻度沙化、非沙化土地为主,约占流域面积的65%。沙化土地改善速率在后期有所降低,集中分布在塞罕坝林场及小滦河下游。流域沙化景观趋向于集中,景观破碎化程度持续降低。林地、草地的沙化状况改善作用明显,土地沙化程度随海拔升高呈降低趋势。【结论】2000年来小滦河流域土地沙化状况整体有所好转,而御道口镇及牧场等区域存在土地沙化恶化趋势。今后需加强对流域沙化的改善措施,开展精准治沙,进而实现小滦河流域的可持续发展。

关键词：土地沙化荒漠化差值指数 NDVI-Albedo特征空间小滦河流域

唐古特白刺叶性状及叶片δ13C、δ15N沿降水梯度的变化特征

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生态学报 2019年第10期39卷 3700-3709页

作者：董雪李永华辛智鸣刘明虎郝玉光刘丹一陈新均张正国中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200 库姆塔格荒漠生态系统国家定位观测研究站敦煌736200 甘肃敦煌荒漠生态系统国家定位观测研究站敦煌736200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站磴口015200 中国治沙暨沙业学会北京100091

叶片性状反映了植物对环境的适应能力及自我调控能力。以唐古特白刺天然种群为研究对象,沿300—40 mm年降水梯度,测定了7个样地的唐古特白刺叶片性状及叶片δ^13C、δ^15N。结果表明:(1)沿降水梯度变化,7个地区唐古特白刺叶宽、长宽比... 详细信息

叶片性状反映了植物对环境的适应能力及自我调控能力。以唐古特白刺天然种群为研究对象,沿300—40 mm年降水梯度,测定了7个样地的唐古特白刺叶片性状及叶片δ^13C、δ^15N。结果表明:(1)沿降水梯度变化,7个地区唐古特白刺叶宽、长宽比、叶厚、叶面积、比叶面积、叶氮含量、叶片δ^13C和δ^15N变异性显著(P0.05)。唐古特白刺通过叶片各功能性状间的调节来适应环境的变化,并形成性状间的最佳功能组合。(2)唐古特白刺叶片δ^13C与叶面积、比叶面积呈负相关关系,与叶氮含量呈正相关关系,但其相关性均未达到显著性水平(P>0.05),仅与地下水埋深表现出了极显著的正相关关系(P均温度正相关(P<0.05),尤其与年最高气温大于35℃日数关系更为密切(P<0.01);在高温环境下,叶片增厚的同时叶氮含量显著降低(P<0.05),而这一过程中叶片δ^15N值却有增加趋势(R^2=0.62,P<0.05),因此叶厚度和叶氮含量对叶片δ^15N的相对影响在干旱与半干旱区之间发生转变,这为进一步探究干旱区荒漠植被的水分限制阈值提供了新思路。

关键词：唐古特白刺叶性状稳定同位素降水梯度环境因子

党河水库入库径流量的变化特征及对气候变化的响应

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干旱气象 2017年第6期35卷 984-990页

作者：李艳丽李永华陈新均杨文斌中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

气候变化对陆地水文系统有着重大影响。利用1955—2015年我国西北干旱区党河水库入库流量资料,结合下游敦煌站1951—2015年平均气温与降水量逐月数据,采用线性趋势分析、滑动平均、Mann-Kendall法与R/S法等分析方法,分析了党河水库入库... 详细信息

气候变化对陆地水文系统有着重大影响。利用1955—2015年我国西北干旱区党河水库入库流量资料,结合下游敦煌站1951—2015年平均气温与降水量逐月数据,采用线性趋势分析、滑动平均、Mann-Kendall法与R/S法等分析方法,分析了党河水库入库径流量及气温和降水量的变化特征,以及其未来可能变化趋势,并探讨了入库径流量对气温和降水量变化的响应关系。结果表明:(1)1955—2015年党河水库入库径流量年际变化大,丰枯水年出现频率符合正态分布特征,入库径流量呈显著增加趋势,其线性增加率为0.16亿m^3·(10 a)-1,且这种增加趋势在未来变化中持续性极强;(2)1951—2015年,敦煌地区年均气温与年降水量均呈上升趋势,显著升温和降水微弱增加的趋势在未来变化中持续性极强,且二者均发生突变,突变年前者是1997年前后,后者为1970年和1986年前后;(3)年入库径流量对年均温度和年降水量变化的响应分析发现,年均温度变化是导致党河水库入库径流量变化的主要因素,降水是次要因素。

关键词：党河水库径流量气候变化