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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

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沙拐枣叶功能性状对生境变化的响应

西北植物学报 2024年第1期44卷 77-87页

作者：王飞陈文业郭树江杨帆王强强杨自辉甘肃省治沙研究所兰州730070 甘肃省林业科学研究院兰州730020 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

【目的】揭示民勤地区沙拐枣叶功能性状在不同生境的变异规律,探明沙拐枣对干旱荒漠环境的适应策略。【方法】以民勤绿洲-荒漠过渡带沙拐枣(Calligonum mongolicum)为对象,采用样方法采集样株东西南北4个方向中部生长良好的叶片,用土钻... 详细信息

【目的】揭示民勤地区沙拐枣叶功能性状在不同生境的变异规律,探明沙拐枣对干旱荒漠环境的适应策略。【方法】以民勤绿洲-荒漠过渡带沙拐枣(Calligonum mongolicum)为对象,采用样方法采集样株东西南北4个方向中部生长良好的叶片,用土钻采集植株根系附近深度为0—60 cm的土壤样本,比较分析丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶功能性状特征及相关性,揭示沙拐枣叶功能性状与土壤因子的关系。【结果】(1)沙拐枣叶功能性状的变异系数介于2.39%~24.94%,比叶面积(SLA)变异系数最大(24.94%),稳定碳同位素(δ^(13)C)变异系数最小(2.39%);沙拐枣叶片的全碳(LCC)、全磷(LPC)含量在样地之间存在显著差异,而SLA、LPC在2种生境间存在显著差异。(2)在丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶片含水量(LWC)与干物质含量(LDMC)分别呈极显著、显著负相关关系,LWC是2种生境下沙拐枣叶功能性状中综合排名前3的共同指标因子。(3)全氮(STN)、pH值和土壤含水量(SMC)是影响民勤沙拐枣叶功能性状变异的主要土壤因子。【结论】沙拐枣通过改变叶片形态和调节营养物质含量,以及与土壤因子的相互作用,以更好适应生境。

关键词：沙拐枣叶功能性状生境土壤因子民勤

不同苜蓿干草粒度饲料对羔羊体外发酵特征和微生物数量的影响

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中国饲料 2024年第9期 136-142页

作者：沈振峰王静徐建风孔令莹康静刘婷郑琛王新基徐国延甘肃农业大学动物科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃省民勤县畜牧兽医工作站甘肃民勤733399 甘肃省民勤县农业农村局大滩镇畜牧兽医站甘肃民勤733399

本试验旨在研究不同粒度苜蓿干草饲料对羔羊体外发酵特征和微生物数量的影响。采用单因子试验设计,将苜蓿干草制备为6种不同粒度,分别为1.00、2.36、3.35、4.75、8.00 mm和12.50 mm,苜蓿干草作为饲粮中纤维的唯一来源。根据不同粒度分为... 详细信息

本试验旨在研究不同粒度苜蓿干草饲料对羔羊体外发酵特征和微生物数量的影响。采用单因子试验设计,将苜蓿干草制备为6种不同粒度,分别为1.00、2.36、3.35、4.75、8.00 mm和12.50 mm,苜蓿干草作为饲粮中纤维的唯一来源。根据不同粒度分为6个处理组,每个处理组4个重复,利用体外人工瘤胃Rusitec-s型模拟装置进行48 h发酵后,测定饲粮中营养物质降解率、体外发酵参数和发酵液中6种微生物的数量。结果显示:随着苜蓿干草粒度增加,体外干物质降解率(IVDMD)显著降低(P0.05)。综上所述,粒度为2.36 mm的苜蓿干草饲料对3月龄羔羊瘤胃体外发酵效果最佳。

关键词：粒度苜蓿干草体外发酵微生物数量

民勤黏土沙障-人工梭梭林物种多样性及土壤水分变化特征

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干旱区研究 2024年第4期41卷 618-628页

作者：宋达成马全林刘世权魏林源吴昊段晓峰郭树江甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070 甘肃农业大学林学院甘肃兰州730070 甘肃省林业科学研究院甘肃兰州730000

以民勤荒漠区6种不同布设年限(1 a、5 a、10 a、20 a、40 a、60 a)黏土沙障-人工梭梭林样地和流动沙地(对照)为研究对象,对其物种构成、重要值、优势种群特征、物种多样性和土壤水分含量进行调查,探究长时间尺度黏土沙障-人工梭梭林构... 详细信息

以民勤荒漠区6种不同布设年限(1 a、5 a、10 a、20 a、40 a、60 a)黏土沙障-人工梭梭林样地和流动沙地(对照)为研究对象,对其物种构成、重要值、优势种群特征、物种多样性和土壤水分含量进行调查,探究长时间尺度黏土沙障-人工梭梭林构建对区域植物群落结构、物种多样性和土壤水分的影响。结果表明:民勤荒漠区黏土沙障-人工梭梭林调查样地共记录到植物6科12属12种,以藜科、蒺藜科为主。人工防沙体系的构建能够显著提升区域植物物种数量(从4种增加到5~8种),且随着布设年限的延长,优势种由沙米(Agriophyllum squarrosum)、梭梭(Haloxylon ammodendron)逐步向雾冰藜(Grubovia dasyphylla)、猪毛菜(Kali collinum)、黄花矶松(Limonium aureum)、梭梭(Haloxylon ammodendron)优势种演变,生活型也从以一年生草本为主的单一型向一年生草本+多年生草本+灌木的复合型发生演变。物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数和Alatalo指数总体呈现出单峰型变化趋势,以布设20 a时物种数最多,物种分布最均匀,对照沙地物种数最少,物种分布均匀度最差。不同样地植物群落的Jaccard指数表现为:对照沙地与布设1 a样地>布设20 a与布设40 a样地>布设1 a与布设5 a样地>布设10 a与布设20 a样地>布设40 a与布设60 a样地>布设5 a与布设10 a样地,相异性指数与Cody指数则表现相反。区域土壤含水率波动态势与植物群落演替趋势保持一致,且相较于较深层土壤(40~60 cm),浅层土壤(10~30 cm)对区域植物自然演替进程所起到的作用更为明显。

关键词：黏土沙障人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林物种多样性土壤水分民勤

石羊河尾闾青土湖土壤种子库特征及其与地上植被的关系

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西北林学院学报 2024年第4期39卷 170-177页

作者：赵艳丽安富博郭树江赵赫然王飞李雪娇宋德伟甘肃省治沙研究所甘肃兰州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) 甘肃武威733000 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

为探究土壤种子库在石羊河尾闾青土湖植物保护中的作用及其在生态恢复中的潜力,选择青土湖湖心向外辐射的西北、正东、东南方向上的3条样线,采用野外植被样方调查与种子萌发试验相结合的方法,对青土湖土壤种子库组成、空间分布及其与地... 详细信息

为探究土壤种子库在石羊河尾闾青土湖植物保护中的作用及其在生态恢复中的潜力,选择青土湖湖心向外辐射的西北、正东、东南方向上的3条样线,采用野外植被样方调查与种子萌发试验相结合的方法,对青土湖土壤种子库组成、空间分布及其与地上植被的关系进行研究。结果表明,1)青土湖区土壤种子库共出现9种植物,分属6科9属,以藜科植物最多,生活型以1年生草本植物种子比例最高,占到51.86%~94.32%,而灌木植物所占比例很小。2)土壤种子库密度介于0~1 516.67粒·m^(-2),平均土壤种子库密度表现为正东方向>东南方向>西北方向;土壤种子库分布主要集中在0~2 cm土层中,种子库密度随土层深度的增加呈降低趋势。3)青土湖土壤种子库物种多样性指数从湖心向外辐射呈现先增加后降低的趋势,表现为正东方向>东南方向>西北方向。4)青土湖周边土壤种子库和地上植被的平均相似性系数均较低,在0.03~0.20,属极不相似水平,说明在物种组成上差异显著。研究结果可为青土湖周边植被恢复与重建提供科学依据和支撑。

关键词：土壤种子库物种多样性地上植被青土湖

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石羊河尾闾青土湖表层土壤粒度空间分布特征

水土保持研究 2024年第6期31卷 46-54页

作者：安富博郭树江赵赫然赵艳丽王飞李雪娇宋德伟甘肃省治沙研究所兰州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) 甘肃武威733000 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

[目的]揭示石羊河尾闾青土湖土壤粒度空间分布特征,为该区域生态恢复提供理论依据。[方法]以湖区为中心分别在西北、正东、东南方向上布设样线并采集0—20 cm深度土壤样品,对比分析了青土湖周边不同区域沙物质粒配组成、粒配曲线等参数... 详细信息

[目的]揭示石羊河尾闾青土湖土壤粒度空间分布特征,为该区域生态恢复提供理论依据。[方法]以湖区为中心分别在西北、正东、东南方向上布设样线并采集0—20 cm深度土壤样品,对比分析了青土湖周边不同区域沙物质粒配组成、粒配曲线等参数特征。[结果](1)青土湖表层土壤粒度组成以细砂为主(26.26%~84.97%),其中西北方向上表层土壤粒度以细砂为主(26.26%~66.62%),其次是粉粒(4.23%~46.35%);正东、东南方向上表层土壤粒度组成以细砂为主(43.41%~86.30%),其次是极细砂(1.86%~29.60%)。不同样线同粒级间含量存在差异。(2)研究区表层土壤颗粒总体较粗,分选较差,偏度为正偏度,峰度属尖窄。粒度参数的空间分布表现为:西北方向表层土壤平均粒径较其他方向偏细,分选性较差,偏度也更为正偏,峰值小于正东方向。正东、东南方向表层土壤平均粒径较为一致,明显偏粗,分选性分别属中等、较好,均为近于对称,峰度为尖窄、中等。(3)西北方向土壤粒度频率平均值分布曲线表现为双峰型,正东、东南方向为单峰型。粒度累计分布曲线反映出,东南方向风沙活动较正东、西北方向频繁、强烈。(4)通过沉积环境判别得出西北方向主要是湖相沉积,正东、东南主要是风成沉积。[结论]成土过程和干旱多风的环境条件影响青土湖土壤的基本特性,而通过生态输水形成水面改善了该区的土壤环境。

关键词：土壤粒度粒度参数粒配曲线青土湖

沙漠草方格铺压一体机压草碾轮压草仿真试验与分析

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江西农业大学学报 2024年

作者：余伟军孙步功胡耀辉徐先英马新兵祁渊张鹏甘肃农业大学机电工程学院甘肃省治沙研究所

【目的】草方格沙障是一种稻草秸秆压制到沙漠里起减缓风速的机械固沙手段，为减轻劳作强度提高效率，采用机械化作业。针对沙漠草方格铺压一体机压草碾轮压制过程中沙土和稻草秸秆动力学微观机理变化不明晰，压草过程易推草带草，均匀... 详细信息

【目的】草方格沙障是一种稻草秸秆压制到沙漠里起减缓风速的机械固沙手段，为减轻劳作强度提高效率，采用机械化作业。针对沙漠草方格铺压一体机压草碾轮压制过程中沙土和稻草秸秆动力学微观机理变化不明晰，压草过程易推草带草，均匀性不稳定和压草碾轮易磨损的问题。【方法】利用有限元仿真和理论分析结合对压草碾轮的结构校核分析，基于离散元(EDEM)仿真软件建立沙土-稻草秸秆-压草碾轮三者互作系统模型，基于模拟仿真的变化规律，研究的是其微观动力学相互作用机理和压草碾轮磨损情况。【结果】仿真结果表明，压草碾轮结构设计满足要求，有效解决了推草和带草的问题；易磨损区域在外缘锯齿尖和加强筋，且因滑移产生的滑动摩擦会加剧碾轮磨损；锯齿形压草碾轮作业质量优于圆盘形压草碾轮，可有效提高压草合格率11.4%；压草过程产生的沙土扰动轮廓接近压草碾轮触土部分呈V字形，且速度越大沙土扰动越大，压草碾轮磨损越大，铺设越不稳定。【结论】仿真模型呈现了微观作业过程中秸秆、沙土颗粒和压草碾轮的运动特性，同时应用离散元法进行压草过程的仿真模拟与实际作业效果对比，仿真结果与沙漠实地试验工况基本一致，验证压草碾轮设计的可行性和合理性以及仿真模型的准确性，为压沙治沙机械提供了新的方法和参考依据。

关键词：压草碾轮离散元法稻草秸秆沙土扰动数值分析柔性固沙机械

退耕对民勤绿洲土壤碳氮循环关键微生物及功能基因的影响

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生态学报 2024年第2期44卷 805-818页

作者：宋达成赵文智李广宇王理德马瑞任珩吴昊甘肃省治沙研究所甘肃河西走廊森林生态系统国家定位观测研究站兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院临泽内陆河流域研究站兰州730000 甘肃农业大学林学院兰州730070

采用时空互代法,以巴丹吉林沙漠东南缘民勤绿洲不同退耕年限样地土壤为研究对象,利用微生物宏基因组测序技术,以KEGG数据库碳固定、氮代谢途径为工具,研究长期退耕对参与区域土壤碳固定和氮代谢途径的主要微生物群落组成及其功能基因变... 详细信息

采用时空互代法,以巴丹吉林沙漠东南缘民勤绿洲不同退耕年限样地土壤为研究对象,利用微生物宏基因组测序技术,以KEGG数据库碳固定、氮代谢途径为工具,研究长期退耕对参与区域土壤碳固定和氮代谢途径的主要微生物群落组成及其功能基因变化的影响。试验共设置9个退耕年限梯度样地:未退耕耕地、退耕1年样地、退耕2年样地、退耕4年样地、退耕8年样地、退耕13年样地、退耕20年样地、退耕30年样地和退耕40年样地。结果表明:退耕明显改变了碳固定、氮代谢土壤微生物和功能基因丰度,细菌在碳固定和氮代谢两个过程中均起到主导作用;还原三羧酸循环途径、还原乙酰辅酶A途径以及3-羟基丙酸/4-羟基丁酸循环途径等为研究区土壤微生物主要碳固定途径,厌氧氨氧化途径、硝酸盐异化还原途径、硝酸盐同化还原途径、反硝化途径以及硝化途径等为研究区土壤微生物主要氮代谢途径;芽单胞菌属(Gemmatimonas)、未分类绿弯菌属(unclassified_Chloroflexi)和链霉菌属(Streptomyces)等是区域土壤微生物碳固定主要菌属,氮代谢则以腈基降解菌属(Nitriliruptor)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)、未分类绿弯菌属(unclassified_Chloroflexi)和链霉菌属(Streptomyces)等为主;Gemmatirosa、未分类绿弯菌属(unclassified_Conexibacter)、未分类念珠菌门(unclassified_Candidatus Rokubacteria)、Gaiella和Geminicoccus等5个属分类土壤微生物可作为研究区退耕地碳固定途径标记性微生物种群,***和***等是研究区退耕地土壤微生物碳固定途径主要响应功能基因;腈基降解菌属(Nitriliruptor)、未分类念珠菌门(unclassified_Candidatus Rokubacteria)、Geminicoccus、未分类绿弯菌属(unclassified_Conexibacter)、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)、未分类酸杆菌门(unclassified_Acidobacteria)和红色杆菌属(Rubrobacter)等7个属分类土壤微生物可作为研究区退耕地氮代谢途径标记性微生物种群,GDH2和E1.***.7.1是研究区退耕地土壤微生物氮代谢途径主要响应功能基因。该结果对于明确退耕影响下民勤绿洲土壤碳氮循环过程具有重要意义。

关键词：民勤绿洲退耕地土壤微生物碳固定途径氮代谢途径

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茴香渣营养特征分析及其常规养分和矿物元素含量近红外反射光谱预测模型构建

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动物营养学报 2024年第6期36卷 3973-3983页

作者：李钰李欣荣李开栋郭涛史艳丽李飞年芳徐国延王新基田多湖许辉甘肃农业大学动物科学技术学院兰州730070 兰州大学草地农业科技学院兰州730000 民勤县农业农村局大滩镇畜牧兽医站武威733399 甘肃农业大学理学院兰州730070 民勤县畜牧兽医工作站武威733399 民勤县职业中等专业学校武威733399 民勤县德福农业科技有限公司武威733399

本试验旨在分析茴香渣营养特征及构建其常规养分和矿物元素含量近红外反射光谱(NIRS)预测模型。利用NIRS技术结合改良偏最小二乘法(MPLS)分析了103份茴香渣样品中常规养分干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(A... 详细信息

本试验旨在分析茴香渣营养特征及构建其常规养分和矿物元素含量近红外反射光谱(NIRS)预测模型。利用NIRS技术结合改良偏最小二乘法(MPLS)分析了103份茴香渣样品中常规养分干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(Ash)、有机物(OM)、粗脂肪(EE)以及矿物元素钙(Ca)、铁(Fe)、钾(K)、磷(P)和镁(Mg)含量的预测模型。结果表明:茴香渣CP和EE含量较高,NDF和ADF含量较低,且矿物元素含量丰富,可作为饲料原料添加到动物饲粮中。构建的预测模型中,常规养分DM、CP、NDF、ADF、Ash、OM和EE含量的预测决定系数(RSQ)分别为0.940、0.922、0.918、0.873、0.847、0.878和0.908,验证相对分析误差(RPD)均大于2.5,预测的准确性较高,取得最佳定标效果。矿物元素Ca、Fe和K含量的RSQ分别为0.912、0.911和0.856,RPD均大于2.5,预测效果较好,可以用于实际生产;Mg含量的RSQ和RPD分别为0.794和2.203,预测效果较弱,仅能粗略预测来进行样品筛选;P含量的RSQ和RPD分别为0.654和1.667,预测效果差,预测值和实测值的误差较大,不能用于实际生产。综上所述,利用NIRS技术建立的预测模型可快速、准确地预测茴香渣中DM、CP、NDF、ADF、Ash、OM、Ca、Fe和K含量。

关键词：茴香渣常规养分矿物元素近红外反射光谱预测模型