鄂尔多斯高原弃耕农田恢复过程中土壤物理性质和生物结皮的变化

在鄂尔多斯高原软梁、硬梁弃耕农田上选取一系列不同时限的弃耕农田,研究弃耕演替过程中地表凋落物、生物结皮,以及不同土层土壤容重、机械组成、含水量的动态变化.结果表明:软梁弃耕农田表层(0~10 cm)物理环境随弃耕年限增加明显改善,土壤黏粒含量、地表凋落物随弃耕年限增加明显增加,土壤容重明显降低,土壤含水率略微升高;中层(10~30cm)土壤物理环境随弃耕年限增加稍显恶化,土壤黏粒含量升高,土壤含水量略微降低;深层(30~50 cm)土壤物理性质变异较大.硬梁弃耕农田土壤表面凋落物盖度、生物结皮盖度、生物结皮厚度随弃耕年限增加而增加,表层(0~10 cm)土壤容重、黏粒含量、含水量随弃耕年限变化总体变化不显著,深层(10~40 cm)土壤物理性质变异较大.地表凋落物和土壤黏粒物质的累积导致软梁弃耕农田土壤水分浅层化,可能是20年内浅根性多年生草本植物群落取代半灌木油蒿群落的关键因素.硬梁弃耕农田在演替过程中未见油蒿入侵,可能与较高的浅层含水量和生物结皮发育有关

草地灌丛化研究进展

草地灌丛化(Shrub encroachment)会导致生态系统结构和功能改变,甚至可能导致干旱区土地退化和荒漠化.本文从降雨、气温、土壤、生物以及人为活动等方面综合分析灌丛化的成因,总结灌丛化对生态系统的影响以及控制灌丛化的有效措施.降水增加及其分配格局的改变通常会促进草地灌丛化;温度升高能够减少灌木冻害,降低灌木死亡率,有利于灌木扩张;由于灌木适应能力较强,土壤退化有利于灌木入侵;过度放牧促进草地灌丛化,而适当的火烧会抑制灌丛的扩展.草地灌丛化会导致草地可用性降低,改变土壤养分与水分分布格局,但对植物多样性及生产力的影响表现出不同的结果.降低人为干扰强度、适当火烧、人工去除灌木是控制草地灌丛化的有效措施,但在不同区域应采用不同组合措施以提高成效.目前灌丛化研究结果多基于对野外自然过程的观察和分析,缺乏大尺度、长时期野外控制实验证据的支持;有关灌丛化草地是否能恢复,哪种条件和措施下可以恢复的全球性认识还不一致;我国草地灌丛化发生时间较长,但对其研究尚处起步阶段,应加强国际对比研究,有利于在更长的时间尺度上阐释草地灌丛化的发生过程和机制

鄂尔多斯高原软梁、硬梁弃耕农田土壤水分入渗特性

土壤水分入渗特性与不同层次土壤水分密切相关,影响农田弃耕后的植被演替过程。为深入理解鄂尔多斯高原弃耕农田土壤水分入渗随植被演替的变化规律,以鄂尔多斯高原软梁、硬梁不同年限的弃耕农田为对象,采用双环入渗仪测定土壤水分入渗参数,利用Kostiakov-Lewis模型模拟软梁和硬梁弃耕农田(共计12个弃耕类别)的水分入渗过程,分析它们的水分入渗规律。结果表明:1)软梁土壤初渗速率随弃耕年限增加呈不显著的降低趋势;稳渗速率和累积入渗高度随弃耕年限增加呈现先降低后增加的趋势,且在弃耕10年时显著降低; 2)硬梁土壤初渗速率、稳渗速率和累积入渗高度随弃耕年限增加均呈先增加后降低的趋势,且在弃耕10～15年之间明显升高。随弃耕年限增加,软梁土壤水分入渗浅层化,硬梁土壤水分入渗能力有所提高。研究结果可为鄂尔多斯高原弃耕农田植被恢复提供科学依据

水分梯度下黑河流域荒漠植物群落多样性特征

物种多样性对大尺度环境条件的响应是植物生态学的热点问题,干旱区内陆河流域的特殊环境条件如何影响物种多样性仍存在较大的不确定性。以黑河流域荒漠植物群落为对象,探讨了荒漠植物群落α多样性和β多样性对不同水分梯度的响应。结果表明:(1)荒漠植物群落随水分条件不同而变化,在区域降水梯度上,依次分布有梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)、毛瓣白刺(Nitraria praevisa Bobr.)、沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)、细枝盐爪爪(Kalidium gracile Fenzl)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina Bunge)和尖叶盐爪爪[Kalidium cuspidatum(Ung.Sternb.)Grub.]群落;随距黑河河道距离增加,主要分布有胡杨(Populus euphratica Oliv.)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Lebed.)、花花柴[Karelinia caspia(Pall.)Less.]和红砂[Reaumuria songarica(Pall.)Maxim.]群落。(2)荒漠植物群落物种多样性指数偏低,Margalef指数、Shannon-Weiner指数和Simpson指数最大值仅为0.985、1.641、0.596,群落结构简单,物种组成单一,单寡种优势群落现象极为明显,群落相对稳定。(3)在区域降水梯度上,α多样性指数大致呈先增加后降低的变化趋势,在珍珠猪毛菜群落(190 mm)达到峰值后迅速下降,Srensen相似指数在细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间达到最大值,Cody指数相对较小,表明珍珠猪毛菜群落(190 mm)物种丰富度最高,细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间β多样性最小,物种更替速率最慢,群落处于较稳定阶段。(4)随距黑河河道距离增加,α多样性指数大体呈"M"型变化,在多枝柽柳群落(1 km)和多枝柽柳群落(4.1 km)存在两个峰值,此处物种多样性相对较高,Srensen指数在1—1.5 km和4.1—4.8 km之间出现两个较小值,Cody指数出现两个峰值,两者之间β多样性最大,为物种更替速率相对较快的过渡地带。对荒漠植被,以重要值为指标计测多样性指数较为可行,荒漠植物群落的物种多样性并不是随水分的增加而直线增加,这对维持和管理荒漠植物群落的多样性具有重要意义