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乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分分布与富集特征

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水土保持研究 2024年第3期31卷 195-203页

作者：牧仁孙非李新乐王丹阳安景源刘雅靖中国林业科学研究院沙漠林业试验中心/内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古巴彦淖尔015200

[目的]探究乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分垂直分布情况,为该区白刺灌丛稳定发展提供科学依据。[方法]选取不同演替阶段白刺灌丛沙堆作为研究对象。通过前期植被调查,依据白刺灌丛枯死率和盖度将其划分不同演替阶段,分... 详细信息

[目的]探究乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分垂直分布情况,为该区白刺灌丛稳定发展提供科学依据。[方法]选取不同演替阶段白刺灌丛沙堆作为研究对象。通过前期植被调查,依据白刺灌丛枯死率和盖度将其划分不同演替阶段,分别为发育阶段(枯死率10%~30%,盖度20%~40%)、稳定阶段(枯死率50%,盖度<20%),分别选取每个演替阶段3个相对独立的白刺灌丛沙堆,在丘间地、沙堆迎风坡和背风坡进行植被特征调查和土壤养分测定。[结果]随着白刺灌丛演替推进,白刺高度、冠幅长度和宽度呈先升后降趋势,其中,稳定阶段冠幅长度显著高于其他阶段(p<0.05),较发育阶段和衰退阶段分别增加45.50%和50.01%(p<0.05)。背风坡处,发育阶段土壤养分含量随着土层深度增加均呈“降—升—降”趋势,稳定和衰退阶段有机质含量呈下降趋势,40—60 cm达到最小值。迎风坡处,40—60 cm土层土壤有机质和全氮含量随着演替阶段发展在衰退阶段达到最大值,但发育和衰退阶段土壤全氮含量随着土层深度增加在40—60 cm达到最小值,较0—10 cm土层分别低83.33%和80.31%(p<0.05)。不同坡位白刺灌丛沙堆土壤养分均在0—10 cm达到最大值,但总体上白刺灌丛沙堆土壤养分富集作用不明显。[结论]白刺灌丛沙堆土壤养分主要集中在沙堆表层,如何缓解白刺灌丛沙堆活化和土壤养分流失,是白刺灌丛沙堆在干旱环境维持稳定的重要保障。

关键词：荒漠白刺植被演替土壤肥力肥岛效应

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苏宏图戈壁地表沉积物组分变异性及其成因

中国沙漠 2024年第5期 95-104页

作者：郭晓敏王海兵廖承贤杨皓钦华天红刘旭内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古农业大学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农业大学内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站

本文通过对苏宏图戈壁地表0～2 cm及地下10～20 cm土层沉积物的组分测试、相对蚀积率计算及其空间变异性分析，揭示戈壁区域景观地表分异及风沙活动对其粒度的影响。结果表明：苏宏图区域地表可大致分为侵蚀区(轻度、重度)和堆积区。地... 详细信息

本文通过对苏宏图戈壁地表0～2 cm及地下10～20 cm土层沉积物的组分测试、相对蚀积率计算及其空间变异性分析，揭示戈壁区域景观地表分异及风沙活动对其粒度的影响。结果表明：苏宏图区域地表可大致分为侵蚀区(轻度、重度)和堆积区。地表沉积物在风力、水力作用的影响下，侵蚀区地表沉积物相对于地下表现为悬移、蠕移及风蚀残余组分增加，跃移组分减少。地表植物稀少，砾石覆盖度高。堆积区地表沉积物相对于地下而言多表现为悬移、跃移组分增加，蠕移及风蚀残余组分减少，地表有沙辫和灌丛沙丘，或新月形沙丘和沙丘链分布。0～2、10～20 cm土层悬移、跃移、蠕移及风蚀残余组分呈中等的空间自相关性(25%～75%)，块金值较小，0～2 cm土层各组分变程均大于10～20 cm土层，各组分的空间自相关范围变大，组分的空间连续性增强。

关键词：沉积物粒度相对蚀积率空间变异性戈壁

矿区排土场植物多样性及其与土壤理化指标的耦合关系

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林草资源研究 2024年第2期 51-58页

作者：马媛张景波蔺方春辛智鸣罗凤敏杨耀科郭俊廷王嘉鹏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观测研究站内蒙古磴口015200

探究鄂尔多斯满来梁矿区不同修复年限下植物多样性及其与土壤理化指标的耦合关系,揭示植被与土壤在生态修复中的相互作用,为优化植被恢复策略及评估修复效果提供科学依据。以修复年限在2~12 a的植被与土壤理化指标为研究对象,原始地貌... 详细信息

探究鄂尔多斯满来梁矿区不同修复年限下植物多样性及其与土壤理化指标的耦合关系,揭示植被与土壤在生态修复中的相互作用,为优化植被恢复策略及评估修复效果提供科学依据。以修复年限在2~12 a的植被与土壤理化指标为研究对象,原始地貌为对照,通过调查不同样地内的植被组成与土壤理化性质,利用相关性分析揭示其相互影响与作用方式。结果表明:1)研究区共调查到51种植物,以菊科、禾本科和豆科为主,三者共占植物种类总数的61%;2)植物多样性随时间变化显著,物种数量先减少后增加,Margalef和Shannon-Weiner指数先降后升,Pielou和Simpson指数无明显变化;3)植物多样性指数与土壤理化指标存在中度及以上关联,其中pH和全磷与物种多样性关联较密切;4)修复初期,植物多样性与土壤理化指标的协调度提高,随修复年限增加,协调度先升高再降低,修复6 a时协调度最高。修复措施对植物多样性及其土壤理化指标的平衡发展有积极作用,需不断优化修复措施,使之达到最佳协调水平。

关键词：矿区排土场植物多样性灰色关联度分析耦合分析

晋北不同华北落叶松人工林生物量碳分布特征及其与气候因子的关系

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应用与环境生物学报 2024年

作者：李华一韩海荣达安吴会峰北京林业大学生态与自然保护学院内蒙古七老图山森林生态系统国家定位观测研究站

退耕还林工程是改善黄土高原生态环境、实现固碳增汇的重要举措。以晋北三种林分类型华北落叶松人工林为研究对象，通过树木年轮法和生物量经验方程法分析了不同林分类型华北落叶松生物量碳分布特征，并解析了华北落叶松乔木层及其各器... 详细信息

退耕还林工程是改善黄土高原生态环境、实现固碳增汇的重要举措。以晋北三种林分类型华北落叶松人工林为研究对象，通过树木年轮法和生物量经验方程法分析了不同林分类型华北落叶松生物量碳分布特征，并解析了华北落叶松乔木层及其各器官碳密度年增量与气候因子的关系。结果表明：不同林分间华北落叶松碳密度年增量年际变化基本一致，其中华北落叶松柠条混交林的碳密度增加最快，从2002年的1.11 t/hm2增加到2022年的44.74 t/hm2。华北落叶松不同器官碳密度分布格局随林龄变化显著，幼龄林时期树枝对华北落叶松碳密度年增量的贡献最大，随着林龄的增加，树干和树根占比逐渐增大。不同林分类型华北落叶松碳密度年增量与上年7月和当年7-8月的降水呈显著正相关，与12月降水呈显著负相关；而与上年7月及当年7-8月平均气温和月均最高温呈显著或极显著负相关，与3月的平均温度呈显著正相关。气候因子对华北落叶松纯林碳密度的影响显著高于两种混交林。另外，随机森林结果表明气候因子对华北落叶松不同器官碳密度年增量的相对重要性的差异显著。综上所述，华北落叶松碳密度增量受温度与降水共同影响，其中温度的影响更显著。在未来该地区暖干化的气候变化趋势下，华北落叶松的固碳潜力可能会降低，而混交可以有效缓解气候因子对华北落叶松固碳速率的限制，是气候变化下提高碳储量，增加植被固碳能力的有效手段。

关键词：黄土高原林分类型华北落叶松碳密度气候因子

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库布齐沙漠生态敏感性GIS分析与评价

测绘通报 2024年第7期 117-122页

作者：董佳奇闫敏左合君席成燕宇内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 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010018 内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古鄂尔多斯017400

生态敏感性评价是开展区域生态环境保护与建设工作的重要手段和环节。本文以库布齐沙漠为研究区,选取高程、坡度、坡向、水域缓冲区、植被覆盖度、土地利用类型6个评价因子,构建库布齐沙漠生态敏感性评价体系。运用层次分析法,结合GIS... 详细信息

生态敏感性评价是开展区域生态环境保护与建设工作的重要手段和环节。本文以库布齐沙漠为研究区,选取高程、坡度、坡向、水域缓冲区、植被覆盖度、土地利用类型6个评价因子,构建库布齐沙漠生态敏感性评价体系。运用层次分析法,结合GIS技术对库布齐沙漠生态敏感性展开分析与评价,并划分5个敏感性等级。结果表明,库布齐沙漠整体生态敏感性较低,以轻度敏感为主;植被覆盖度对其影响程度最大,其次为土地利用类型;不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感和极度敏感分别占库布齐沙漠地区面积的27.37%、46.66%、22.00%、2.20%和1.77%;敏感性高的地区主要分布在库布齐沙漠北端,以湖泊、河流及植被保护区居多。研究结果可为库布齐沙漠开展区域生态环境建设和保护工作提供一定的科学建议。

关键词：库布齐沙漠生态敏感性层次分析法 GIS

乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分和粒径的变化特征

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草地学报 2024年第3期32卷 818-826页

作者：牧仁朱亮王丹阳安景源刘雅婧李新乐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巴彦淖尔015200 巴彦淖尔市农牧业机械化服务中心内蒙古巴彦淖尔051000

为探究乌兰布和沙漠不同演替阶段下白刺灌丛沙堆土壤理化性质的变化特征。本研究按照白刺灌丛枯死率和盖度划分不同演替阶段,分别为发育阶段(枯死率10%~30%,盖度20%~40%)、稳定阶段(枯死率≤10%,盖度40%~60%)和衰退阶段(枯死率≥50%,盖... 详细信息

为探究乌兰布和沙漠不同演替阶段下白刺灌丛沙堆土壤理化性质的变化特征。本研究按照白刺灌丛枯死率和盖度划分不同演替阶段,分别为发育阶段(枯死率10%~30%,盖度20%~40%)、稳定阶段(枯死率≤10%,盖度40%~60%)和衰退阶段(枯死率≥50%,盖度≤20%),每个演替阶段选取3个相对独立的白刺灌丛沙堆作为研究对象,研究土壤养分和土壤粒径的变化特征。结果表明:不同坡向白刺灌丛沙堆表层土壤养分含量随着沙堆演替呈下降趋势。背风坡发育阶段有机质、速效氮和速效磷含量分别较衰退阶段高164.58%,144.44%和215.93%,而迎风坡发育阶段有机质、速效氮和速效磷含量分别较衰退阶段高107.95%,200%和45.64%。演替阶段对迎风坡处白刺沙堆灌丛土壤养分含量和粒径组成产生显著影响(P<0.05)。综上所述,不同演替阶段白刺灌丛沙堆表层土壤养分富集现象明显,但不同坡向相同演替白刺灌丛沙堆土壤理化性质存在差异。

关键词：荒漠荒漠植被白刺土壤理化性质

基于气候时滞效应和空间异质性对中国植被GPP模拟

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生态学报 2024年

作者：高越布仁仓熊在平齐丽刘洪顺中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院大学内蒙古额尔古纳湿地生态系统国家定位观测研究站

植物总初级生产力是定量描述生态系统固碳能力的重要指标，为了分析气候时空滞后效应和空间异质性对GPP的影响，本研究以当年气象数据组（CC）、10年平均气象数据组（MC）和邻域气象数据组（FM）分别代表气候波动性、时间滞后效应和空... 详细信息

植物总初级生产力是定量描述生态系统固碳能力的重要指标，为了分析气候时空滞后效应和空间异质性对GPP的影响，本研究以当年气象数据组（CC）、10年平均气象数据组（MC）和邻域气象数据组（FM）分别代表气候波动性、时间滞后效应和空间异质性，以及地形数据为自变量，构建随机森林模型，模拟了2000—2014年的历史时期的GPP值以及2015—2021年在SSP126、SSP245、SSP370和SSP585排放情景下的GPP值，计算模拟解释率，因子贡献率，最终确定最佳气象数据组。结果表明（1）地形因子中坡度对GPP的影响最大，气象因子中降水量对GPP的影响最大，整体而言GPP与地形因子较气象因子相关性强，是地形再分配气象因子的结果；（2）各时期GPP模型之间交叉模拟值与MODIS数据对比发现模型解释率R2均达到0.80以上，表明所建预测GPP的随机森林模型稳定性较强；（3）历史气象数据的GPP模型结果显示CC对当年GPP的解释率更高，表明气候波动性更好地展现当年气象与GPP间的关系；（4）基于历史时期和4种未来气候情景下3个气象数据组建立的模型之间交叉模拟，结果表明MC预测模型的解释率最高，表明该数据组稳定性最强，反过来采用4种未来气候情景下3个气象数据组的模型模拟历史时期的GPP，结果表明MC与其他两个气象数据组之间存在显著性差异（P<0.05），充分表明植被GPP响应气候具有时滞效应，并其影响程度显著大于气候的空间异质性和波动性，即前9年的气候持续影响植被GPP;(5)统计3个气象数据组在历史时期出现的概率，可知MC出现概率高的区域占比比其他两个数据组的大，在林地、灌木和草本三种景观类型中也出现相同的结论，另外MC对中高海拔和陡坡的预测能力比其他两个数据组的强，表明中高海拔地区在分配太阳辐射等复杂过程存在明显的时滞效应，而平缓地区易受当年和气候空间异质性影响。因本文以10年为平均值计算单元，最佳时间滞后效应可能会比10年短或更长，需要进一步探讨，本文结论为气候变化背景下GPP模拟预测提供了最佳气象数据组。

关键词：植被总初级生产力随机森林空间异质性时间滞后效应

戈壁风沙运动及其对下垫面砾石盖度影响的风洞模拟

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中国沙漠 2024年第3期44卷 194-201页

作者：李悦王海兵廖承贤张雪华天红闫民杰内蒙古农业大学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010018 内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古鄂尔多斯017400 内蒙古电子信息职业技术学院内蒙古呼和浩特010070

通过风沙环境风洞模拟测定不同风速、不同砾石盖度下戈壁近地表风沙流输沙量、风沙流结构和粒度特征,分析床面砾石盖度在不同风速下的变化规律,揭示戈壁地表风沙运动及其对下垫面砾石盖度变化影响。结果表明:(1)将床面砾石盖度以12%为... 详细信息

通过风沙环境风洞模拟测定不同风速、不同砾石盖度下戈壁近地表风沙流输沙量、风沙流结构和粒度特征,分析床面砾石盖度在不同风速下的变化规律,揭示戈壁地表风沙运动及其对下垫面砾石盖度变化影响。结果表明:(1)将床面砾石盖度以12%为界分为低、高盖度,低砾石盖度高风速下(18~24m·s^(-1))戈壁地表输沙量随风速变化明显,输沙量曲线出现拐点,呈“象鼻效应”,随风速增加拐点上移,砾石盖度越小输沙廓线曲率越大,相较于高风速,低风速下(6~18 m·s^(-1))戈壁地表输沙量大小变化不明显,说明低砾石盖度下输沙量变化主要受风速调控,高砾石盖度对风沙流有抑制作用。(2)随床面砾石盖度增加,输沙粒度频率分布曲线有下移趋势,砾石盖度对输沙颗粒频率分布规律影响较小,均表现为单峰分布,只对曲线峰值粒径所占质量百分含量有所影响,说明风速一定时,风沙流中输沙颗粒粒度分布受砾石盖度影响较小。(3)在风沙运动过程中,随作用风速增大,戈壁床面砾石盖度呈线性增加,且二者呈线性强相关,高风速下不同盖度变化量大于低风速下盖度变化量。

关键词：风洞模拟戈壁风沙运动下垫面砾石盖度

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乌兰布和荒漠绿洲风沙特性及防护林防护效应

中国水土保持科学 2024年第3期22卷 136-145页

作者：蔡俊顺王京学肖辉杰辛智鸣王百田李俊然北京林业大学水土保持学院北京100083 内蒙古磴口荒漠生态生态系统国家定位观测研究站内蒙古磴口015200 香港大学地理系中国香港999077

农田防护林在保持水土及土壤风蚀防控方面发挥着重要作用。为了探究真实大气环境下绿洲防护林体系的防风阻沙效益,以乌兰布和荒漠绿洲防护林为研究对象,利用位于荒漠绿洲过渡带和绿洲的近地面沙尘观测塔监测的2019—2020年不同高度处的... 详细信息

农田防护林在保持水土及土壤风蚀防控方面发挥着重要作用。为了探究真实大气环境下绿洲防护林体系的防风阻沙效益,以乌兰布和荒漠绿洲防护林为研究对象,利用位于荒漠绿洲过渡带和绿洲的近地面沙尘观测塔监测的2019—2020年不同高度处的风速、风向和沙尘数据,分析荒漠绿洲过渡带和绿洲的风沙分布统计特性。结果表明:荒漠绿洲过渡带和绿洲主导风向为东北和西南方向,2区域内平均风速均随观测高度增加逐渐增大;从荒漠绿洲过渡带至绿洲,受防护林体系的影响,平均风速整体减弱,≥4~8 m/s的中风速和≥8 m/s的高风速样本比例平均减少约8.8%和7.8%;荒漠绿洲过渡带和绿洲月最大平均风速多出现在夏秋2季以及春季末,且月最大平均风速与平均风速均值呈线性关系;2区域沙通量随着高度的增加逐渐减少,受防护林带影响同观测高度水平沙通量和垂直沙通量分别减少65%和36%;输沙方向整体朝东和东南偏东方向,该方向在绿洲受观测高度影响较小,在荒漠绿洲过渡带不同高度输沙方向会产生差异,输沙势从荒漠绿洲过渡带至绿洲总体降低。防护林体系对区域范围内的风沙活动影响明显,能够减轻风蚀所带来的水土流失,对绿洲可持续发展具有重要价值。

关键词：防护林风沙运动统计特性防风阻沙乌兰布和荒漠绿洲