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科尔沁沙地奈曼旗典型固沙植物群落结构的优化与调整

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科尔沁沙地奈曼旗典型固沙植物群落结构的优化与调整

作者：李旭内蒙古农业大学

学位级别：硕士

以科尔沁沙地奈曼地区固沙植物群落为研究对象,采取样地调查法进行植物组成分析;利用空间结构参数以及点格局分析法,分析了群落的空间结构,定量揭示群落空间结构的变化规律;建立群落目标,分析得出最优群落结构,针对典型固沙群落进行评价... 详细信息

以科尔沁沙地奈曼地区固沙植物群落为研究对象,采取样地调查法进行植物组成分析;利用空间结构参数以及点格局分析法,分析了群落的空间结构,定量揭示群落空间结构的变化规律;建立群落目标,分析得出最优群落结构,针对典型固沙群落进行评价,对结构不合理的群落进行物种组成调整、空间分布格局调整和竞争关系调整,并对群落优化效果进行评价。此研究为恢复植被覆盖,提高植物多样性,防止土地沙漠化加剧,减少风沙危害及土壤侵蚀强度,改善该区域的生态环境做保证,结果如下:(1)奈曼旗固沙植物群落物种组成较为单一,乔木层主要为小叶杨(Populus simonii)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)、家榆(Ulmus pumila),灌木层主要为小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、黄柳(Salix gordejevii),不同群落相同种的密度也存在差异;不同固沙群落平均D、H′、J值规律也存在差异,平均多样性指数规律为:小叶杨群落>小叶锦鸡儿群落>樟子松群落>家榆群落>黄柳群落,平均均匀度指数规律为:小叶锦鸡儿群落>樟子松群落>小叶杨群落>黄柳群落>家榆群落,平均丰富度指数规律为:樟子松群落>黄柳群落>小叶锦鸡儿群落>家榆群落>小叶杨群落。(2)黄柳群落、小叶锦鸡儿群落、小叶杨-小叶锦鸡儿混交林、小叶杨纯林1、小叶杨-樟子松混交林、家榆群落呈现聚集分布,小叶杨纯林2呈现随机分布,小叶杨-小叶锦鸡儿混交林呈现均匀分布,樟子松群落和家榆群落呈现均匀分布或绝对均匀分布;群落的大小比数主要为中庸分布,混交度主要为弱度混交和中度混交。空间结构参数的二元分布中纯林整体属于聚集分布,平均大小比数随着角尺度的增大而降低;三元分布中混交林普遍呈聚集分布;总体混交程度较高。(3)结合群落空间结构以及空间分布格局,以复层、混交的经营结构目标为最终调整目标,以创建最佳的群落空间结构为重点,对主要固沙植被进行群落水平分布格局调整、树种组成调整和竞争关系调整,依据物种组成,调节群落密度;依据群落的空间结构和空间分布格局,灌木群落的空间分布格局均调整为聚集分布,乔木群落的空间分布格局均调整为随机分布,竞争调整方向主要是增加了保留木的营养空间,将纯林调整为混交林,林木个体间的竞争状况达到0.3以上,树种的隔离程度多处于中庸状态;并对调整效果进行了多方面评价,评价结果表明,通过群落结构调整,增加了保留木的营养空间,减少了种内、种外竞争,改善了群落混交程度,为保留木的生长、发育营造了良好的生存环境。

关键词：科尔沁沙地奈曼空间分布格局空间结构特征植物群落结构调整

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科尔沁沙地不同类型沙化草地恢复效果研究

科尔沁沙地不同类型沙化草地恢复效果研究

作者：谷玉梅内蒙古农业大学

学位级别：硕士

科尔沁沙地是中国北方农牧交错带的典型区域,生态脆弱。近年来,在自然和人为因素影响下,该区草地沙化现象依然严重,局部面积扩大,天然植被继续退化,草原景观破碎化程度加重,沙化类型复杂。2016年,在通辽市扎鲁特旗同一家庭牧场境内,选... 详细信息

科尔沁沙地是中国北方农牧交错带的典型区域,生态脆弱。近年来,在自然和人为因素影响下,该区草地沙化现象依然严重,局部面积扩大,天然植被继续退化,草原景观破碎化程度加重,沙化类型复杂。2016年,在通辽市扎鲁特旗同一家庭牧场境内,选择流动沙地、半固定沙地和固定沙地为研究对象,在围栏的基础上因地制宜地采用机械平整土地、设置沙障、人工种草和封育施肥等措施,进行修复治理,分别以未治理的同类型沙地为对照,探索对不同类型沙化草地精准治理的有效途径。每个类型沙地采用不同修复处理,小区随机试验,3次重复,每处理小区面积900 m。2019-2020年,每年8月采用常规方法观测各处理植物群落特征,样方面积(1×1)m,随机排列,20次重复。将样地植物划分为灌木半灌木、多年生草本和一二年生植物3个功能群,测定群落和各功能群植物的高度、密度、盖度、地上生物量和群落植物营养品质。2020年,在上述测定相同样点内采集土壤样品,测定土壤理化性质,分析土壤线虫营养类群组成。比较不同类型沙化草地群落变化规律和植被恢复效应。主要结果如下:(1)处理第4～5年,所有沙化草地植被都明显恢复,表现出不同的群落特征。3种类型沙化草地的植物种数量都明显增加,多样性趋于丰富。流动沙地除了种植的植物正常生长外,其他植物也有侵入,物种丰富度增加;半固定沙地和固定沙地自然入侵种大幅度增加,组成成分复杂化,多样性明显提升。其中,半固定沙地物种丰富度显著提高,均匀度降低,优势度变化不显著;固定沙地物种优势度增加,丰富度和均匀度下降,整体趋于稳定。(2)3种类型沙化草地各功能群植物和群落特征指标普遍明显增加。共同特征是高度大幅度增加,灌木半灌木、多年生草本密度、盖度和地上生物量明显增加,一二年生植物密度和盖度降低,地上生物量变化不显著。2019年,流动沙地、半固定沙地和固定沙地群落高度分别提高64.5 cm、48.2 cm和23.8 cm,总盖度分别增加37.3%、34.1%和25.3%,地上生物量分别提升295.4 g/m、362.2 g/m和246.3 g/m。2020年,3种类型沙化草地群落高度分别增加51.3 cm、36.7 cm和20.2 cm,总盖度分别提高18.4%、25.0%和20.5%,地上生物量分别提升200.1 g/m、189.8 g/m和186.7 g/m。各处理牧草粗蛋白含量无显著变化,粗脂肪含量提高,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量呈增加趋势,粗灰分含量降低。(3)3种类型沙化草地土壤趋于稳定,有机质、速效磷和速效钾的含量呈升高趋势,其中,流动沙地和半固定沙地各指标的变化不显著,固定沙地相应养分含量均显著提高,0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层有机质含量分别增加2.86 g/kg、12.60 g/kg和13.65 g/kg;0～10 cm土层速效磷含量增加3.29 mg/kg,10～20 cm和20～30 cm土层速效磷含量均增加3.25 mg/kg;各土层速效钾含量分别增加52.87mg/kg、57.00 mg/kg和42.93 mg/kg。流动沙地和半固定沙地土壤流动性消失,土壤p H值、碱解氮含量变化幅度较小;固定沙地各土层p H值分别降低0.55、0.87和0.94,碱解氮含量分别显著升高8.42 mg/kg、21.78 mg/kg和22.24 mg/kg。(4)在沙地植被恢复过程中,土壤线虫营养类群组成、多样性指数和生态功能指数都出现不同变化。在土壤线虫群落中,食细菌线虫数量最多,其次是植物寄生线虫和食真菌线虫,杂食捕食线虫最少。经过4～5年的植被修复,线虫多样性、优势度和丰富度变化幅度仍然较小。其中,流动沙地和半固定沙地线虫均匀度无显著性变化,固定沙地线虫均匀度降低。流动沙地线虫富集指数和结构指数升高;半固定沙地富集指数降低,结构指数升高;固定沙地富集指数升高。

关键词：科尔沁沙地植物功能群群落特征土壤理化性质土壤线虫

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科尔沁沙地东部人工固沙林生态稳定性研究

科尔沁沙地东部人工固沙林生态稳定性研究

作者：文明内蒙古农业大学

学位级别：硕士

科尔沁沙地近几年来受到过度开垦、放牧和基础设施建设等活动的影响,生态环境急剧恶化。为了促进生态修复,实现植被建设健康发展,大面积人工造林成为修复科尔沁沙地生态系统的主要措施。但由于人们对造林、营林工作存在认知错误等原因,... 详细信息

科尔沁沙地近几年来受到过度开垦、放牧和基础设施建设等活动的影响,生态环境急剧恶化。为了促进生态修复,实现植被建设健康发展,大面积人工造林成为修复科尔沁沙地生态系统的主要措施。但由于人们对造林、营林工作存在认知错误等原因,造成部分生态环境修复计划的实施缺乏合理性和客观性。为了维护科尔沁沙地生态安全,实现人工林生态稳定性持续发展,以科尔沁沙地东部31个人工固沙林为研究对象,生物学稳定性、抵抗稳定性和功能稳定性为准则层,沙地人工固沙林生态稳定性为目标层,建立科尔沁沙地东部人工固沙林生态稳定性评价指标体系。基于结构方程模型确定人工固沙林生态稳定性指标权重,得出各林分生态稳定性综合得分值。最终分析科尔沁沙地东部人工固沙林林分生态稳定性并提出相应的改善措施。主要研究结论如下:(1)生物学稳定性所占权重最大(为0.386),是影响科尔沁沙地东部人工固沙林生态稳定性评价的核心因子。但功能稳定性与抵抗稳定性对科尔沁沙地东部人工固沙林生态稳定性的作用同样不可忽视,所占权重分别为0.339和0.275。(2)林木保存率是评价人工固沙林生物学稳定性的关键指标,死亡率是反映人工固沙林抵抗稳定性的重要因子,林地输沙率是研究人工固沙林功能稳定性中不可或缺的核心指标。(3)科尔沁沙地东部人工固沙林生态稳定性被划分为高、中、低3个等级。林分综合得分值在1.581～2.421范围内等级为低,在2.421～3.261范围内为中,在3.261～4.10范围内为高。(4)31个人工固沙林生态稳定性绝大部分处于高度稳定和中度稳定水平,小部分林分处于低度稳定状态。其中,樟子松×小叶杨×小叶锦鸡儿林等混交林生态稳定性相对较高,该类人工固沙林造林模式为较优配置模式,推荐优先推行。(5)通过整合各林分生态稳定性评价结果与相应理论依据,对处于高度生态稳定性的林分采取减少人为活动和封育等措施。对处于中、低度生态稳定性的纯林林分进行合理构建混交林的措施,混交林林分进行改变其混交方式等措施使林分逐步达到高度稳定状态,以促进生态修复进程。

关键词：沙地人工固沙林生态稳定性结构方程模型科尔沁沙地

科尔沁沙地沙丘恢复过程中典型灌丛下结皮发育特征及表层土壤特性

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环境科学 2008年第4期29卷 1027-1034页

作者：郭轶瑞赵哈林左小安李玉霖黄迎新王少昆中国科学院寒区旱区环境与工程研究所奈曼沙漠化研究站兰州730000

通过野外取样和室内分析相结合,对科尔沁沙地不同沙丘典型灌丛下结皮发育及结皮下表层土壤特性进行了初步研究.结果表明,半流动沙丘的差巴嘎蒿、半固定沙丘的小叶锦鸡儿、固定沙丘的冷蒿以及固定沙丘丘底的小红柳灌丛下分别发育了物理... 详细信息

通过野外取样和室内分析相结合,对科尔沁沙地不同沙丘典型灌丛下结皮发育及结皮下表层土壤特性进行了初步研究.结果表明,半流动沙丘的差巴嘎蒿、半固定沙丘的小叶锦鸡儿、固定沙丘的冷蒿以及固定沙丘丘底的小红柳灌丛下分别发育了物理结皮、藻、地衣及苔藓结皮,结皮的厚度、硬度、水分、〈0.05 mm粘粉粒含量、有机质、全N、全P、速效N和速效P等指标在沙丘生境中为半流动沙丘〈半固定沙丘〈固定沙丘〈固定沙丘丘底,在结皮类型中为物理结皮〈藻结皮〈地衣结皮〈苔藓结皮,各结皮间养分含量和粒径分布差异极显著（p〈0.01）.结皮下层土壤的养分及细颗粒含量随结皮发育进展呈增长趋势.同一沙丘结皮下0-5 cm范围内土壤容重、粘粉粒、养分含量由表及里呈递减趋势,且均高于同层流动风沙土.在4种灌丛的7类结皮中,固定沙丘丘底的小红柳灌丛下发育的苔藓结皮及其表土的养分、细颗粒含量明显高于其它沙丘灌丛下的结皮.

关键词：科尔沁沙地典型灌丛土壤结皮表层土壤特性

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自然干旱下彰武小钻杨幼苗生态化学计量变化规律

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生态学杂志 2024年

作者：邢仕奇王凯逄迎迎吕林有辽宁工程技术大学环境科学与工程学院本溪满族自治县田师付镇人民政府辽宁省沙地治理与利用研究所辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站

为了解干旱胁迫下彰武小钻杨（Populus × xiaozhuanica W. Y. Hsu et L. cv. Zhangwu）幼苗不同元素的变化规律及计量比特征，本研究通过盆栽实验，测定自然干旱0、6、12、18和24天幼苗各器官（叶、茎和根）中碳（C）、氮（N）、磷（P... 详细信息

为了解干旱胁迫下彰武小钻杨（Populus × xiaozhuanica W. Y. Hsu et L. cv. Zhangwu）幼苗不同元素的变化规律及计量比特征，本研究通过盆栽实验，测定自然干旱0、6、12、18和24天幼苗各器官（叶、茎和根）中碳（C）、氮（N）、磷（P）和钾（K）含量，分析不同器官间各元素的相关性。结果表明：与干旱0天相比，干旱第6天，各器官N和K含量及C:P和N:P降低，P含量及C:N和C:K增加；干旱持续6～12天，各器官N含量及C:P和N:P增加，P含量下降；干旱持续12～24天，根C含量及C:N、C:P和C:K呈下降趋势；持续干旱下幼苗叶、茎、根间的N和P含量、叶与茎间C含量及叶与根间K含量呈显著正相关；自然干旱过程中，彰武小钻杨幼苗会调整各器官C、N、P、K化学计量适应逐渐加剧的干旱胁迫，首先根系C供给增加、茎中K向叶和根转移，各器官N含量提升以抵御干旱胁迫，最后根系C供应减少，N消耗增加，P和K在体内积累。

关键词：持续干旱胁迫器官差异适应策略杨树科尔沁沙地

基于MaxEnt模型的科尔沁沙地刺萼龙葵适宜生长区预测

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草业科学 2023年

作者：齐开源王雪丽苏雅乐罗亚勇孙忠林熊梅周立业中国科学院西北生态环境资源研究院内蒙古民族大学农学院

为明确外来入侵植物刺萼龙葵(Solanum rostratum Dunal)在科尔沁沙地的适生区分布，利用刺萼龙葵的记录点和19个环境变量，用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)相结合对分布在科尔沁沙地的刺萼龙葵的地理数据进行分析并预测其... 详细信息

为明确外来入侵植物刺萼龙葵(Solanum rostratum Dunal)在科尔沁沙地的适生区分布，利用刺萼龙葵的记录点和19个环境变量，用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)相结合对分布在科尔沁沙地的刺萼龙葵的地理数据进行分析并预测其适生区，并采用接受者操作特征曲线(ROC)分析法对预测结果进行验证，训练数据和验证数据的AUC值分别为0.849和0.950，预测结果较为准确。结果表明，气象因子中最暖月高温、最冷季平均温度、最干月降水量、昼夜温差日均温是影响刺萼龙葵分布的主要环境变量；刺萼龙葵在科尔沁沙地的高适生区约占3.9万km2，主要集中分布于科尔沁沙地中部地区。

关键词：最大熵模型环境变量适生区预测刺萼龙葵科尔沁沙地

代钦塔拉自然保护区元宝枫不同年龄古树种子含油特征的研究

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中国粮油学报 2024年第6期39卷 146-150页

作者：闫婷鲁敏孟显悦乌日恒师鹏飞海龙杨宏伟内蒙古林业科学研究院沙地生物资源保护与培育国家林业局重点实验室呼和浩特 010010

元宝枫为我国特有木本油料树种,选育高含油优质种源是其产业发展急需解决问题.采用野外单株采样和室内分析相结合的方法,测定了科尔沁沙地代钦塔拉自然保护区元宝枫不同年龄古树种仁脂肪酸及其组成的含量.结果表明,元宝枫古树种仁具有... 详细信息

元宝枫为我国特有木本油料树种,选育高含油优质种源是其产业发展急需解决问题.采用野外单株采样和室内分析相结合的方法,测定了科尔沁沙地代钦塔拉自然保护区元宝枫不同年龄古树种仁脂肪酸及其组成的含量.结果表明,元宝枫古树种仁具有高含油特点,且不同树龄古树种仁脂肪酸及其组成含量差异不显著.元宝枫古树种仁油脂质量分数为46.76％～49.97％,平均质量分数48.19％;元宝枫古树种仁脂肪酸组成以油酸、亚油酸为主,平均质量分数分别为26.23％、34.91％;棕榈酸、顺-11-二十碳烯酸、13-二十二碳酸和二十四碳烯酸平均质量分数分别为4.44％、8.18％、14.54％和4.60％.脂肪酸随着古树年龄增加,脂肪酸含量总体呈现出增加趋势,神经酸含量总体呈现出降低的趋势.代钦塔拉自然保护区百年以上元宝枫古树具有相对稳定的高含油特征,树龄差异不是影响元宝枫种仁脂肪酸及其各组成含量的主要因素.

关键词：科尔沁沙地元宝枫古树脂肪酸神经酸

不同栽培方式对蒙古黄芪药效品质及土壤微生态的影响

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时珍国医国药 2024年第1期35卷 197-200页

作者：李志军孙德智贾俊英庄得凤郭园李旭新包金花杨恒山内蒙古民族大学农学院内蒙古通辽028000 内蒙古自治区高校中(蒙)药材生态种植工程研究中心(培育) 内蒙古通辽028000 科尔沁沙地生态农业国家民委重点实验室内蒙古通辽028000

目的探索科尔沁沙地不同栽培方式对蒙古黄芪土壤理化性质、土壤菌落及其药效品质的影响。方法以蒙古黄芪为试验材料,在科尔沁沙地设置连作栽培、轮作栽培和仿野生栽培3种不同栽培方式,在测定不同栽培方式土壤理化性质(pH、有机质和全... 详细信息

目的探索科尔沁沙地不同栽培方式对蒙古黄芪土壤理化性质、土壤菌落及其药效品质的影响。方法以蒙古黄芪为试验材料,在科尔沁沙地设置连作栽培、轮作栽培和仿野生栽培3种不同栽培方式,在测定不同栽培方式土壤理化性质(pH、有机质和全氮)及土壤酶活性基础上,通过高通量测序(16S rRNA)对不同栽培方式下蒙古黄芪根际土壤中微生物群落结构和多样性进行分析。结果连作栽培蒙古黄芪根际土壤有机质、全氮及土壤酶活性显著降低;连作栽培的蒙古黄芪根际土壤中细菌群落多样性和丰度显著低于轮作栽培和仿野生栽培,轮作栽培蒙古黄芪根际土壤中菌落多样性显著低于仿野生栽培,而轮作栽培蒙古黄芪根际土壤中菌落丰度显著高于仿野生栽培。连作栽培的蒙古黄芪根系黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪总多糖含量显著低于轮作栽培和仿野生栽培。结论科尔沁沙地蒙古黄芪不同栽培方式影响根际土壤理化性质和菌落结构。科尔沁沙地蒙古黄芪连作栽培(连续种植6年)后,根际土壤有机质、全氮及土壤酶活性显著降低,根际土壤中根际菌落的多样性和丰度较低,蒙古黄芪品质低于轮作栽培和仿野生栽培。

关键词：科尔沁沙地蒙古黄芪栽培方式根际微生物

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半干旱区沙生植物繁殖对策

生态学杂志 2024年

作者：刘志民中国科学院沈阳应用生态研究所

沙丘生态系统受到强烈的沙埋和风蚀干扰。虽然多数生态学家认为植物更倾向于借助繁殖对策适应干扰，但是沙生植物具备何种繁殖对策以适应风沙干扰鲜为人知。鉴于此，作者以生长在半干旱科尔沁沙地的典型沙生植物沙蓬(Agriophyllum squar... 详细信息

沙丘生态系统受到强烈的沙埋和风蚀干扰。虽然多数生态学家认为植物更倾向于借助繁殖对策适应干扰，但是沙生植物具备何种繁殖对策以适应风沙干扰鲜为人知。鉴于此，作者以生长在半干旱科尔沁沙地的典型沙生植物沙蓬(Agriophyllum squarrosum)、乌丹蒿(Artemisia wudanica)、芦苇(Phragmites communis)、黄柳(Salix gordejevii)为研究对象，通过开展系统研究，阐释了沙生植物2种提高繁殖体可获得性机制（抗原距离传播和繁殖体持续供应）、2种无性繁殖适应机制（“固守型”机制和“游走型”机制）、4种风蚀适应机制（流动沙丘上的有性繁殖机制、丘间低地的有性繁殖机制、沙丘上的有性+无性繁殖机制、丘间低地的无性繁殖机制）、4种繁殖与风沙活动互馈机制（风蚀和沙埋促进沙丘植物有性繁殖机制、风蚀和沙埋促进丘间低地植物有性繁殖机制、风蚀和沙埋促进沙丘植物无性繁殖机制、风蚀和沙埋调整丘间低地植物无性繁殖机制）。本文对生长在半干旱区的沙生植物的适沙繁殖对策进行了概念化和体系化总结。

关键词：沙埋风蚀种子可获得性互馈机制科尔沁沙地