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石羊河下游盐碱化林地土壤理化特征及其对植被生物多样性的影响

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防护林科技 2024年第5期 58-65页

作者：刘永刚许丽王菊莲姜俊基李英刘世权武威市石羊河林业总场甘肃武威733399 甘肃省民勤治沙综合试验站甘肃武威733399

以石羊河下游盐碱化林地为研究对象,按照轻度、中度、重度3个标准,采用样地法调查盐碱地盐分含量、组成及其植被物种多样性。结果表明:(1)石羊河下游盐碱化林地土壤盐分中Cl-、SO 42-两个离子的含量最高,占比较大。Y1、Y3两样地Cl-离子... 详细信息

以石羊河下游盐碱化林地为研究对象,按照轻度、中度、重度3个标准,采用样地法调查盐碱地盐分含量、组成及其植被物种多样性。结果表明:(1)石羊河下游盐碱化林地土壤盐分中Cl-、SO 42-两个离子的含量最高,占比较大。Y1、Y3两样地Cl-离子含量高于SO 42-离子,其他样地SO 42-离子含量高于Cl-离子,土壤类型总体属于硫酸盐—氯化物型和氯化物—硫酸盐型。(2)石羊河下游盐碱化林地土壤盐分主要集聚在表层0~50 cm范围内,50 cm以下土壤盐分值相对较小,变化稳定。(3)土壤盐分、水分与土壤质地有密切关系,壤土和沙壤地的土壤含水量相对较高,土壤盐分相对较低,更有利于植被生长和恢复;植被覆盖度与土壤水分存在正相关性,覆盖度越大土壤水分越大。(4)盐碱化林地的物种组成、数量与土壤含盐量、土壤水分、土壤类型、气候干旱紧密相关,土壤盐分和水分对物种组成和数量呈正相关性,土壤盐分越低、水分越高,物种数量就越大,土壤封冻至次年3月土壤表层盐分浓度相对较低。盐碱地植被恢复应在土壤封冻前造林,整地挖穴深度≥50 cm,次年4—6月人工补水淋洗土壤表层盐分,可提高造林成活率,促进植被恢复。

关键词：石羊河下游盐碱地土壤理化特征物种多样性

石羊河下游不同类型荒漠草地黑果枸杞群落结构特征及土壤特性研究

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草业学报 2018年第9期27卷 14-24页

作者：郭春秀马俊梅何芳兰王理德李金辉安富博袁宏波刘开琳甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室甘肃武威733000 甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070

通过对石羊河下游4种不同类型荒漠草地黑果枸杞群落物种组成及土壤特性的研究,结果表明:1)所调查群落中共有植物31种,分属9科27属,其中灌木植物12种,多年生草本8种,一年生草本11种;单科单属种较多,占到了总科数的50%;且黑果枸杞在不同... 详细信息

通过对石羊河下游4种不同类型荒漠草地黑果枸杞群落物种组成及土壤特性的研究,结果表明:1)所调查群落中共有植物31种,分属9科27属,其中灌木植物12种,多年生草本8种,一年生草本11种;单科单属种较多,占到了总科数的50%;且黑果枸杞在不同群落中优势地位明显,对群落的结构、生态系统功能及稳定性具有重要作用。2)相同土层不同类型荒漠草地,0~10cm、10~20cm、20~40cm及40~60cm下盐碱地有机碳含量最高,其值分别为1.08%、0.98%、0.89%、0.972%。与沙地相比,土壤有机碳(盐碱地)差异显著(P0.05)。同一类型荒漠草地不同土层,土壤有机碳、土壤有效磷(盐碱地)、土壤全钾(沙丘)、土壤全磷(盐碱地和砾石)具有明显的表聚效应。3)不同类型荒漠草地土壤微生物量总体表现为盐碱地>沙地>固定半固定沙地>砾石,不同类型荒漠草地土壤微生物量差异不同,盐碱地中4种酶活性均为最高,同一类型荒漠草地不同土层,随着土层的加深,土壤微生物量和蔗糖酶逐渐减少。4)土壤有机质与微生物生物量碳、微生物生物量氮和磷酸酶、蔗糖酶呈极显著正相关(P<0.01),与脲酶和过氧化氢酶呈显著正相关(P<0.05);土壤全磷含量与脲酶、磷酸酶、蔗糖酶呈极显著正相关(P<0.01),与微生物量氮呈显著正相关(P<0.05)。土壤速效钾含量与微生物量碳和磷酸酶呈极显著正相关(P<0.01)。

关键词：石羊河下游荒漠草地黑果枸杞群落植被特征土壤特性

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石羊河下游生态输水对区域生态环境的影响

干旱地区农业研究 2020年第1期38卷 200-208页

作者：雷莉魏伟周俊菊李振亚武威职业学院甘肃武威733000 西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070

通过遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术手段,选用2001、2006、2009年和2015年的Landsat TM/OLI遥感影像作为数据源,通过提取植被覆盖度指数(VFC)、沙漠化指数(DI)、土壤盐渍化指数(MSI)、土壤湿度(WI)、绿度指数(GVI)和地表温度指数(LST... 详细信息

通过遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术手段,选用2001、2006、2009年和2015年的Landsat TM/OLI遥感影像作为数据源,通过提取植被覆盖度指数(VFC)、沙漠化指数(DI)、土壤盐渍化指数(MSI)、土壤湿度(WI)、绿度指数(GVI)和地表温度指数(LST)等指标,构建遥感生态综合指数(RSECI),对生态输水项目实施以来石羊河下游生态环境状况进行定性和定量评估。结果表明:(1)从时间变化来看,RSECI值从2001年的0.42上升到2015年的0.48,这表明2015年的生态环境比2001年显著改善。从不同时段分区面积变化情况来看,2001-2006,2006-2009,2009-2015年3个时段内,生态环境改善的区域面积分别为357.08、397.77、1637.98 km^2,而恶化的区域面积分别为100.24、1386.14、398.83 km^2。这表明在实施生态输水初期,石羊河下游的生态环境没有显著改善,且绿洲部分地区还有恶化趋势,但在生态输水持续进行后,石羊河下游绿洲的环境得到显著改善。(2)从空间变化来看,绿洲边缘沙漠区的环境显著改善,绿洲内部生态环境总体上呈下降趋势。这说明在2001-2015年间,石羊河下游的生态环境变化状况具有明显的空间异质性。综上所述,随着相关生态治理项目的实施,虽然石羊河下游的总体生态环境状况得到显著改善,但绿洲内部区域的生态环境恶化趋势却不容忽视,当地的生态环境治理工作仍然任重道远。

关键词：生态输水生态环境空间异质性 RS GIS 石羊河下游

石羊河下游退耕地土壤微生物变化及土壤酶活性

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生态学报 2016年第15期36卷 4769-4779页

作者：王理德姚拓王方琳魏林源郭春秀吴春荣李发明甘肃农业大学草业学院兰州730070 甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地武威733000 甘肃河西走廊森林生态系统国家定位观测研究站武威733000 草业生态系统教育部重点实验室兰州730070

采用时空替代法,对石羊河下游不同年限(1,2,3,4,5,8,15,24、31 a)退耕地土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)数量、生物量(碳、氮和磷)及土壤酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶)活性变化及三者的相关性进行了测定和分析。结果表明,在退耕... 详细信息

采用时空替代法,对石羊河下游不同年限(1,2,3,4,5,8,15,24、31 a)退耕地土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)数量、生物量(碳、氮和磷)及土壤酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶)活性变化及三者的相关性进行了测定和分析。结果表明,在退耕1—31 a的9个样地样方中土壤三大类微生物数量以细菌最高,放线菌次之,真菌最低。总体来看,三大土壤微生物数量的加权平均值最大值均在退耕后的前8 a。土壤微生物生物量碳在退耕初期随着退耕年限的增加而减小,退耕4 a后逐渐增大,退耕24 a期间达到了加权平均值的最大,最后趋于稳定;土壤微生物生物量氮在退耕初期随着退耕年限的增加而增加,退耕4 a加权平均值的最大值出现,随后逐渐减小的趋势,并且不同退耕年限土壤微生物生物量氮差异显著;土壤微生物生物量磷在退耕初期随着退耕年限的增加而增加,退耕8 a前后加权平均值达到最大值,随后逐渐减小,最终趋于稳定。土壤酶活性总趋势随着退耕地自然演替时间的增加呈波动式下降。不同土壤层次(0—10 cm,10—20 cm,20—30 cm及30—40 cm),土壤微生物数量、生物量及土壤酶活性随土层深度显著降低,并且表层土壤微生物生物量及土壤酶活性占有较大比例。土壤微生物及土壤酶活性的变化是一个极其缓慢的互动过程,存在着互相回馈的响应,特别是真菌与放线菌、微生物量氮及蔗糖酶,放线菌与过氧化氢酶、蔗糖酶,微生物量碳与磷酸酶,微生物量氮与脲酶,微生物量磷与蔗糖酶均存在极显著的相关性。总体来看在退耕年限4—5 a前,有利于土壤发育,退耕后期土壤肥力呈下降的趋势。

关键词：石羊河下游退耕地土壤微生物土壤酶活性

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石羊河下游荒漠植物区系及其植被特征

生态学杂志 2006年第2期25卷 113-118页

作者：刘虎俊王继和常兆丰马全林杨自辉詹科杰甘肃省荒漠化防治重点实验室甘肃省治沙研究所武威733000

石羊河下游位于干草原向荒漠过渡区域,有天然种子植物23个科,73个属,123个种,不仅有典型的戈壁荒漠成分,也渗入一些草原化荒漠植物种类。其荒漠植被特征更明显,群落层片结构简单,群丛建群种的74.4%是灌木和半灌木,构成了灌木、半灌木旱... 详细信息

石羊河下游位于干草原向荒漠过渡区域,有天然种子植物23个科,73个属,123个种,不仅有典型的戈壁荒漠成分,也渗入一些草原化荒漠植物种类。其荒漠植被特征更明显,群落层片结构简单,群丛建群种的74.4%是灌木和半灌木,构成了灌木、半灌木旱生群落;1年生草本植物随季节性降雨可形成“灌草丛”,成为荒漠植被的重要组成部分。在植物地理区系成分上,温带成分属占优势,其中地中海至中亚分布型及其变型最多,其次为北温带分布及其变型。整个区域内植物的分布集中在生境较适宜的区域,空间结构的成群性高,但在小区域内植物种的分布则较单一。植被可划分为4个植被型,5个植被亚型,13个群系组,23个群系,38个群丛。地域性植被以绿洲为中心,成环状分布,可分为3个带。

关键词：石羊河下游荒漠植物区系地理植被特征

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石羊河下游人工梭梭水分利用策略季节变化

草业科学 2021年第5期38卷 880-889页

作者：张文龙赵鹏朱淑娟柴成武姜生秀耿冬梅张富甘肃农业大学林学院甘肃兰州730010 甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司甘肃兰州730010 甘肃省治沙研究所/甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站甘肃民勤733000

作为石羊河下游主要固沙造林树种,人工梭梭(Haloxylon ammodendron)抗逆性和生态适应性强,构成了风沙灾害防治的第一道防线。本研究基于原位观测与稳定同位素示踪的方法,研究了人工梭梭水分来源的季节性变化,以期为民勤绿洲边缘退化防... 详细信息

作为石羊河下游主要固沙造林树种,人工梭梭(Haloxylon ammodendron)抗逆性和生态适应性强,构成了风沙灾害防治的第一道防线。本研究基于原位观测与稳定同位素示踪的方法,研究了人工梭梭水分来源的季节性变化,以期为民勤绿洲边缘退化防护体系的修复提供理论依据。结果表明:在生长季,人工梭梭根际垂直0-200 cm土层平均土壤水分含量为0.87%,120 cm深度处土壤水分偏高;水分季节变化表现为5月(1.22%)> 4月(1.05%)> 6月(0.83%)> 7月(0.80%)> 10月(0.67%)> 8月(0.65%)。不同季节人工梭梭0-60 cm表层根际土壤水δ18O富集效应明显,变化剧烈,60-200 cm土层δ18O逐渐减小且相对稳定。Iso Source模型表明,人工梭梭春季对120-200 cm深层土壤水分利用比例为45.15%,60-120 cm中层土壤水分的利用比例为20.6%,20-60 cm浅层土壤水分的利用比例为20.1%;夏季对0-20 cm表层、60-120 cm中层、120-200 cm深层土壤水分的利用比例分别为32.5%、24.75%、22.1%;秋季主要对0-20 cm表层、120-200 cm深层土壤水分利用较多,利用比例分别为44.4%和48.75%。不同深度土壤水分是人工梭梭重要的季节水分来源,建议在日常抚育管理中可采取人工辅助降水入渗的方法来维持林地土壤水分平衡。

关键词：人工梭梭水分利用策略同位素示踪石羊河下游季节变化干旱胁迫退化

石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局

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干旱区研究 2020年第1期37卷 178-184页

作者：郭春秀刘开琳马俊梅王理德何芳兰赵鹏付贵全赵艳丽甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室甘肃武威733000 甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外观测研究站甘肃民勤733300 甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070

在样地调查的基础上,结合相邻格子取样方法,采用扩散系数(C)、丛生指标(I)、负二项参数(K)、聚块性系数(Ca)、平均拥挤指标(m*)、聚集度指标(G)、Moristia指数(Iδ)、Green指数(IG)等8个指标,对石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布... 详细信息

在样地调查的基础上,结合相邻格子取样方法,采用扩散系数(C)、丛生指标(I)、负二项参数(K)、聚块性系数(Ca)、平均拥挤指标(m*)、聚集度指标(G)、Moristia指数(Iδ)、Green指数(IG)等8个指标,对石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局、聚集强度进行了研究,结果表明:①沙地和盐碱地黑果枸杞个体数量较多,聚集程度相对较高,砾石和固定半固定沙地黑果枸杞的个体数量较少,聚集程度相对较低;②盐碱地和沙地黑果枸杞种群呈现聚集分布,固定半固定沙地和砾石样地相对于沙地和盐碱地的聚集程度有所减弱,有一定的随机趋势;③不同发育阶段的黑果枸杞种群格局类型总体呈现聚集分布的特点,随着龄级的增大,黑果枸杞种群分布格局表现出由聚集向均匀分布的变化趋势。

关键词：不同立地类型黑果枸杞种群分布格局石羊河下游

石羊河下游盐渍化弃耕地植被演替与土壤养分相关性分析

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生态学杂志 2011年第2期30卷 241-247页

作者：李昌龙肖斌王多泽魏林源郭树江甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站甘肃民勤733300 甘肃省荒漠化与风沙灾害防治重点实验室甘肃武威733000 甘肃省治沙研究所兰州730070

以石羊河下游不同年代盐渍化弃耕地自然群落为对象,利用优势种群的消长和土壤养分的动态变化进行相关性分析,研究退耕地群落演替与土壤养分之间的动态变化以及相互关系。结果表明:1)植被类型一般经历3个阶段:田间杂草→荒漠草本→荒漠灌... 详细信息

以石羊河下游不同年代盐渍化弃耕地自然群落为对象,利用优势种群的消长和土壤养分的动态变化进行相关性分析,研究退耕地群落演替与土壤养分之间的动态变化以及相互关系。结果表明:1)植被类型一般经历3个阶段:田间杂草→荒漠草本→荒漠灌木,但群落演替可分为4个阶段:藜+田旋花群落(1～2年)→骆驼蒿群落(3～10年)→苏枸杞+黄毛头群落(10～40年)→黄毛头群落(顶极群落);2)土壤养分在整个植被演替过程中一般经历消耗-积累-消耗3个阶段,但速效钾不存在初期消耗阶段,演替后期土壤养分处于消耗状态,并逐渐接近本区域自然植被土壤养分;3)由于前期土壤养分处于消耗阶段,骆驼蒿种群对土壤养分的贡献不明显,其中与速效磷之间呈显著负相关,与速效钾呈显著正相关;苏枸杞种群与土壤养分呈正相关,其中与有机质、全氮、30～60cm速效钾相关性显著;而黄毛头种群与土壤养分之间呈显著负相关。黄毛头具有较强的适应性,可作为盐渍化弃耕地上的适宜引种物种,以调控和加速植物群落演替。

关键词：石羊河下游盐渍化弃耕地植被演替土壤养分

石羊河下游人工梭梭林土壤呼吸变化特征及其与水热因子的关系

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干旱区地理 2019年第3期42卷 570-580页

作者：王新友马全林靳虎甲樊宝丽张进虎林慧龙草地农业生态系统国家重点实验室/农业部草牧业创新重点实验室/兰州大学草地农业科技学院/中国草业发展战略研究中心甘肃兰州730020 甘肃广播电视大学甘肃兰州730030 甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070

土壤呼吸不仅是反映土壤生物活性的重要指标,也是全球碳循环研究中备受关注的热点问题。在地处典型干旱区的石羊河下游,以流动沙丘和去除土壤结皮人工梭梭林为对照,采用LI-8100土壤碳通量监测系统研究了栽植约40 a、30 a、10 a和5 a的... 详细信息

土壤呼吸不仅是反映土壤生物活性的重要指标,也是全球碳循环研究中备受关注的热点问题。在地处典型干旱区的石羊河下游,以流动沙丘和去除土壤结皮人工梭梭林为对照,采用LI-8100土壤碳通量监测系统研究了栽植约40 a、30 a、10 a和5 a的人工梭梭林生长季和非生长季的土壤呼吸日变化,并分析了土壤水分和温度对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)不同林龄梭梭林生长季和非生长季土壤呼吸速率的日变化均为明显的单峰曲线,且呈现出一定的波动性,日最大排放速率出现在12:00~14:00时,最小值出现在8:00时左右。(2)梭梭林营造和去结皮处理显著提高了沙漠土壤呼吸速率,而且不同林龄土壤呼吸速率大体上随着种植年限的增加而递增,表现为MC>40 a>30 a>10 a>MS>5 a,非生长季表现为MC>40 a>10 a>5 a>30 a>MS。(3)不同林龄梭梭林土壤呼吸速率均具有明显的季节变化特征,生长季(8月)的土壤呼吸作用明显强于非生长季(1月)。(4)相关性分析表明,生长季和非生长季土壤呼吸均与0~5 cm土壤水分显著相关,且均呈二次曲线关系,分别为Y=-0.205 8X2+0.946 5 X-0.316 6(R^2=0.506 2,P=0.041 7)和Y=0.118 7 X2+0.156 3 X+0.118 8(R2=0.675 7,P=0.001 1);但与10 cm土壤温度的相关性不显著,土壤水分是影响人工梭梭林土壤呼吸的关键因素。该研究进一步证明了人工梭梭林的营造有效改善了沙漠土壤的生物活性,提高了土壤碳通量水平,以土壤结皮破坏为基本特征的人工梭梭林退化和沙漠化必然在短期内加剧碳排放。因此,需要在沙漠地区合理营造人工林,并在造林和林业管理过程中注意保护土壤结皮,以减少CO2排放。

关键词：人工梭梭林土壤呼吸石羊河下游日变化