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乌兰布和沙漠两种植物的分布格局及其变化

南京林业大学学报(自然科学版) 2023年

作者：周火艳赵晓迪红河学院中国林业科学研究院林业科技信息研究所

【目的】研究西北干旱地区重要固沙植物梭梭及沙蒿种群空间分布格局和动态，为荒漠化治理与植被恢复提供科学依据。【方法】在乌兰布和沙漠梭梭+沙蒿群落典型分布区域设置1 000 m×1 000 m的样方，于2006和2019年进行2次原位调查，采用... 详细信息

【目的】研究西北干旱地区重要固沙植物梭梭及沙蒿种群空间分布格局和动态，为荒漠化治理与植被恢复提供科学依据。【方法】在乌兰布和沙漠梭梭+沙蒿群落典型分布区域设置1 000 m×1 000 m的样方，于2006和2019年进行2次原位调查，采用点格局分析方法，分析荒漠优势物种的空间分布格局、种间关系及动态变化。【结果】沙蒿灌丛的分布格局由0 ～ 20 m尺度的聚集分布，转变为大于10 m尺度上的随机分布，种内关联性呈现减弱的趋势。梭梭灌丛在0 ～ 10 m尺度范围内即呈现显著的聚集分布特征。相较于2006年，2019年梭梭的聚集尺度进一步减小，种内关联紧密性有所增强。2006年，梭梭-沙蒿在不同尺度上具有较强的尺度依赖性，在0 ～ 18 m尺度内呈现显著的正向作用关系；随着尺度增加，正向作用关系逐渐减弱，表现为相互独立的作用关系。到2019年，正向作用尺度有所减少，在0 ～ 15 m即表现为显著的正向作用。【结论】随着时间推移，乌兰布和沙漠梭梭-沙蒿的种间作用尺度有所增强，竞争关系加剧。今后应尽量将梭梭及沙蒿栽种成集群分布而非均匀分布的形式，进而提高植被覆盖率，增强荒漠生态系统功能。

关键词：梭梭沙蒿点格局变化零模型乌兰布和沙漠

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乌兰布和沙漠周边典型植物群落防风阻沙效果

中国沙漠 2022年第6期42卷 65-73页

作者：李映坤李锦荣董雷罗祥英韩兆恩王茹内蒙古农业大学沙漠治理学院/内蒙古自治区风沙物理与防沙治沙工程重点实验室内蒙古呼和浩特010011 中国水利水电科学研究院内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站北京100038

为揭示荒漠生态系统典型群落样地对近地层风沙活动规律,阐明荒漠生态系统中不同植被类型的防风阻沙效果,在乌兰布和沙漠东北缘荒漠-绿洲过渡带选择油蒿(Artemisia ordosica)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon)、梭梭(Haloxylon ammodendr... 详细信息

为揭示荒漠生态系统典型群落样地对近地层风沙活动规律,阐明荒漠生态系统中不同植被类型的防风阻沙效果,在乌兰布和沙漠东北缘荒漠-绿洲过渡带选择油蒿(Artemisia ordosica)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、四合木(Tetraena mongolica)4种典型植物群落,以裸沙丘作为对照样地(CK)开展群落风沙活动观测研究。结果表明:群落内风速廓线符合对数分布规律;相对于裸沙丘地,4个样地的地表粗糙度显著增加,防风效果随距地高度增加而减小;在植物高度范围内,植物防风效果较好,植物高度范围外的防风效果减小,但仍有一定防风作用。植被的防风阻沙效果差异性来源于植被构型的差异。群落样地的输沙率符合指数Q=a+e^(bH)(a>0,b霸王>四合木>油蒿。植被的防风固沙效果与植被高度、盖度和侧盖度线性关系显著。群落高度、盖度和侧盖度作为植物构型量化的一种形式,在其中起到关键作用。油蒿、霸王、梭梭及四合木群落在该地区具有良好的防风阻沙效果。

关键词：群落风沙流结构输沙量防风阻沙效果乌兰布和沙漠

乌兰布和沙漠绿洲区典型农田防护林带风速流场数值模拟

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中国水土保持科学 2023年第4期21卷 11-19页

作者：汪立韬肖辉杰辛智鸣贾肖肖杨玉丽北京林业大学水土保持学院北京100083 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

研究不同结构配置林带前后流场分布和防护效应的差异,能够揭示林带的防风机理,为林带配置优化提供科学依据。以乌兰布和沙漠绿洲区4种配置林带(0.8 H宽度林带、0.2 H宽度林带、乔灌混交林带和无灌木对比林带,H代表林带高度)。对研究对... 详细信息

研究不同结构配置林带前后流场分布和防护效应的差异,能够揭示林带的防风机理,为林带配置优化提供科学依据。以乌兰布和沙漠绿洲区4种配置林带(0.8 H宽度林带、0.2 H宽度林带、乔灌混交林带和无灌木对比林带,H代表林带高度)。对研究对象进行数值模拟,分析不同林带结构配置对林带风速流场特征、不同高度处的水平风速以及防护距离的影响。结果表明:气流在经过4条林带时均产生不同的速度分区,其中下部气流加速区和带后回流区受林带配置结构影响较大;在近地面0.1 H高度处,0.8 H宽度林带相较于0.2 H宽度林带在带后1 H范围内风速降低90.8%,带后回流强度增加55.2%,林带总体有效防护距离分别为17.8 H和15.5 H;乔灌混交林带相较于无灌木林带,带后1 H范围内风速降低122.4%,回流强度增加15.9%,林带有效防护距离分别为21.5 H和23.7 H,对比无灌木林带减少2.2 H。总之,较宽林带和乔灌混交林带能很好地改善林带后缘风速,抑制近地面气流加速作用,但也增强带后回流,缩短了林带有效防护距离,因此在林带配置中应根据不同位置合理规划。

关键词：数值模拟农田防护林带疏透度水平风速防风效益沙漠绿洲区乌兰布和沙漠

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乌兰布和沙漠东北缘小胡杨叶功能性状特征

科技导报 2023年第18期41卷 92-100页

作者：黄雅茹马迎宾张景波赵英铭郝需婷韩春霞菅凯敏马海峰中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200 国家林业和草原局防沙治沙工程技术研究中心磴口015200 乌兰布和沙漠综合治理国家长期科研基地磴口015200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站磴口015200 巴彦淖尔市林业和草原事业发展中心巴彦淖尔015000 巴彦淖尔市沙漠综合治理中心巴彦淖尔015000

通过研究不同栽植年限幼龄小胡杨的叶片性状,筛选出适合评价不同林龄适应性的指标。结果表明,小胡杨的叶形以披针形和卵形为主。小胡杨的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度均随林龄的增加而增大,且不同林龄之间的差异显著... 详细信息

通过研究不同栽植年限幼龄小胡杨的叶片性状,筛选出适合评价不同林龄适应性的指标。结果表明,小胡杨的叶形以披针形和卵形为主。小胡杨的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度均随林龄的增加而增大,且不同林龄之间的差异显著(P<0.05)。小胡杨各项叶片性状之间均具有极显著的相关性(P<0.01)。净光合速率、气孔导度可以作为评价不同林龄小胡杨叶性状的主要因子,评价结果的可靠性随林龄增加而增加。

关键词：小胡杨叶性状光合特征乌兰布和沙漠

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乌兰布和沙漠植物群落相异性及其影响因素

中国沙漠 2022年第5期42卷 187-194页

作者：李星马媛李星高君亮辛智鸣卢琦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内蒙古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

多样性反映群落间物种组成的相异性,是生态学研究的热点问题。通过对乌兰布和沙漠46个样地植物群落的调查数据进行分析,运用S?rensen相异性指数衡量该地区植物群落β多样性格局,并通过主成分分析、Mantel及Partial Mantel检验等方法来... 详细信息

多样性反映群落间物种组成的相异性,是生态学研究的热点问题。通过对乌兰布和沙漠46个样地植物群落的调查数据进行分析,运用S?rensen相异性指数衡量该地区植物群落β多样性格局,并通过主成分分析、Mantel及Partial Mantel检验等方法来衡量各环境因子差异(包括气候和土壤)和群落地理距离对该区域植物群落β多样性格局的影响。结果表明:乌兰布和沙漠植物群落之间物种组成差异较大,物种周转(βsim)主导植物群落β多样性。气候因素、土壤因素和地理距离对植物群落β多样性及其周转组分有显著影响,物种周转对其响应与植物群落β多样性保持一致。乌兰布和沙漠植物群落物种在空间上的周转是环境限制和扩散限制综合作用的结果,环境过滤对植物群落β多样性及组分的影响超过扩散限制。

关键词：植物群落β多样性环境过滤扩散限制周转嵌套乌兰布和沙漠

乌兰布和沙漠沿黄段风沙土有机质和碳酸钙含量特征

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中国水土保持科学 2022年第1期20卷 41-47页

作者：阿拉萨王陇高广磊张英曹红雨杜宇佳刘雪锋北京林业大学水土保持学院林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站宁夏盐池751500 内蒙古自治区林业科学研究院呼和浩特010010

土壤有机质和碳酸钙与土壤风蚀可蚀性密切相关,深刻地影响着土壤风蚀过程。以乌兰布和沙漠沿黄段风沙土为研究对象,分析不同沙丘类型和沙丘部位土壤有机质和碳酸钙的含量特征及其相互关系。研究结果显示:1)乌兰布和沙漠沿黄段流动、半... 详细信息

土壤有机质和碳酸钙与土壤风蚀可蚀性密切相关,深刻地影响着土壤风蚀过程。以乌兰布和沙漠沿黄段风沙土为研究对象,分析不同沙丘类型和沙丘部位土壤有机质和碳酸钙的含量特征及其相互关系。研究结果显示:1)乌兰布和沙漠沿黄段流动、半固定、固定沙丘土壤有机质质量分数分别为1.71%、1.57%和2.21%,碳酸钙质量分数分别为0.10%、0.11%和0.16%;随着沙丘的固定,土壤有机质和碳酸钙质量分数均显著增加(P<0.05)。2)流动沙丘丘间地土壤有机质和碳酸钙质量分数显著高于迎风坡(P<0.05),半固定沙丘迎风坡土壤有机质和碳酸钙含量显著高于背风坡(P<0.05),固定沙丘背风坡和丘间地有机质和碳酸钙质量分数显著高于迎风坡(P<0.05)。3)风沙土有机质和碳酸钙质量分数存在极显著幂函数正相关关系(R^(2)=0.809,P<0.01)。植被盖度和风蚀状况是不同沙丘类型和沙丘部位土壤有机质和碳酸钙含量差异的主要原因。

关键词：土壤有机质土壤碳酸钙土壤风蚀可蚀性乌兰布和沙漠

乌兰布和沙漠沿黄河段植物群落特征及空间分异

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中国沙漠 2023年第4期43卷 180-190页

作者：甘开元张金霞陈丽娟席海洋张斌武雍天卫雨西甘肃农业大学水利水电工程学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室甘肃兰州730000 阿拉善盟林业草原研究所内蒙古阿拉善左旗750300 中国科学院大学北京100049

乌兰布和沙漠是黄河流域风沙最活跃的区域。本文以乌兰布和沙漠沿黄河段植物为研究对象,分析了植物群落特征的空间差异性及地上和地下植物含水率和生物量的分异规律。结果表明:乌兰布和沙漠沿黄河段典型植物物种组成单一,植物多样性低,S... 详细信息

乌兰布和沙漠是黄河流域风沙最活跃的区域。本文以乌兰布和沙漠沿黄河段植物为研究对象,分析了植物群落特征的空间差异性及地上和地下植物含水率和生物量的分异规律。结果表明:乌兰布和沙漠沿黄河段典型植物物种组成单一,植物多样性低,Shannon-Wiener多样性指数最高为0.80。靠近黄河沿岸草本植物更具优势,平均植物含水率最高(最大值为80.6%);靠近沙漠腹地,灌木植物更具优势,灌木含水率高于黄河沿岸处。从黄河沿岸至沙漠腹地,草本生物量逐渐减少,但地上部分含水率增大。造成植物特征空间分异的关键影响因子是土壤含水量和含盐量,较高的土壤含水量对植物生长有促进作用,高盐分土壤环境对草本植物生长有抑制作用,对灌木植物影响较小。

关键词：乌兰布和沙漠植物多样性植物含水率生物量土壤水盐

乌兰布和沙漠梭梭(Haloxylon ammodendron)夜间液流特征及其环境驱动机制

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中国沙漠 2022年第5期42卷 195-203页

作者：刘雅莉白建华熊伟韩雨晴廉泓林郭浩辛智鸣刘湘杰刘怀远中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 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北京100091 中国林业科学研究院内蒙古磴口荒漠生态系统定位研究站北京100091 科尔沁左翼中旗水务局内蒙古科尔沁左翼中旗029300

树木夜间液流(Qn)指夜晚通过根、茎、叶等器官的液流量,对于研究树体内水分的运移、存储以及叶片蒸腾等具有重要的生理生态学意义。本研究于2020年6-10月,应用Granier热扩散探针法测定了乌兰布和沙漠梭梭(Haloxylon ammodendron)人工灌... 详细信息

树木夜间液流(Qn)指夜晚通过根、茎、叶等器官的液流量,对于研究树体内水分的运移、存储以及叶片蒸腾等具有重要的生理生态学意义。本研究于2020年6-10月,应用Granier热扩散探针法测定了乌兰布和沙漠梭梭(Haloxylon ammodendron)人工灌丛枝条的液流,同步监测了大气温度(T)、相对湿度(RH)、降水量(P)、风速(WS)和土壤水分等环境因子,分析了梭梭夜间液流特征及其对环境因子的响应。结果表明:(1)梭梭灌丛枝条液流密度呈现出明显的昼夜变化规律;白天梭梭液流密度(SFD)呈现出“单峰型”或“双峰型”曲线,值为0.03-0.18 g·cm^(-2)·min^(-1);夜间SFD的变幅较小,为0.04-0.08 g·cm^(-2)·min^(-1)。(2)在6、7、8、9、10月,梭梭灌丛Qn分别为0.57±0.38、0.51±0.37、0.50±0.34、0.55±0.32、0.37±0.18 kg·d^(-1),分别占日液流通量的23.29%、24.07%、26.76%、31.26%、30.27%,说明Qn是估计梭梭灌丛日蒸腾耗水量的重要组成部分。(3)Qn与T、WS和饱和水汽压差(VPD)正相关(P<0.05),而与RH负相关(P<0.05),其中VPD与Qn的相关性最大。(4)在日尺度上,Qn与相对土壤含水量(REW)正相关(P<0.05),说明Qn随着土壤水分有效性的提高而增大。

关键词：乌兰布和沙漠夜间液流热扩散茎流仪环境因子相对土壤含水量

乌兰布和沙漠固沙梭梭林生长季土壤水分动态研究

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中国农业科技导报 2023年第7期25卷 187-196页

作者：郝需婷黄雅茹马迎宾张帅韩春霞庞嘉诚徐光甫郝惠忠刘雅婧中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古巴彦淖尔015200 国家林业草原防沙治沙工程技术研究中心内蒙古巴彦淖尔015200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古巴彦淖尔015200 内蒙古河套灌区水利发展中心乌拉特分中心长济渠供水所内蒙古巴彦淖尔014400

土壤水分是干旱沙区荒漠植被生长发育的主要限制因子,为了解乌兰布和沙漠固沙梭梭林地的土壤水分动态变化特征,采用烘干法于2021年4—9月对梭梭林生长季土壤水分进行测定。结果表明,梭梭林地0—20 cm土壤含水量0.23%~2.13%,为浅层干沙层... 详细信息

土壤水分是干旱沙区荒漠植被生长发育的主要限制因子,为了解乌兰布和沙漠固沙梭梭林地的土壤水分动态变化特征,采用烘干法于2021年4—9月对梭梭林生长季土壤水分进行测定。结果表明,梭梭林地0—20 cm土壤含水量0.23%~2.13%,为浅层干沙层;20—80 cm土壤含水量0.36%~3.59%,为中层剧烈变化层;80—120 cm土壤含水量0.45%~1.63%,为深层稳定层。土壤含水量的月变化显示在4月处于土壤水分消耗较弱阶段;5—8月处于土壤水分消耗旺盛阶段;9月处于土壤水分缓慢恢复稳定阶段。土壤水分与土壤水势之间存在明显的对数函数关系(R~2均大于0.514 2)。综上所述,梭梭林地土壤水分垂直分布分层特征明显,时间上变异程度高于空间,具有较强的时间变异性,对该区人工植被建设具有重要意义。

关键词：土壤含水率时空变化乌兰布和沙漠固沙梭梭林