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干旱区资源与环境 2019年第1期33卷 190-196页

作者：高君亮马迎宾罗凤敏张格边凯段娜刘禹廷国家林业局内蒙古磴口荒漠生态系统定位研究站/中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200

土壤水分是影响干旱半干旱区植物生长的主要因素,快速准确、长期连续地监测土壤水分时空动态可为干旱半干旱区植被建设与生态恢复提供科学依据。以乌兰布和沙漠东北部灌木林地土壤为研究对象,应用多电极电阻仪对林地土壤电阻率进行了测... 详细信息

土壤水分是影响干旱半干旱区植物生长的主要因素,快速准确、长期连续地监测土壤水分时空动态可为干旱半干旱区植被建设与生态恢复提供科学依据。以乌兰布和沙漠东北部灌木林地土壤为研究对象,应用多电极电阻仪对林地土壤电阻率进行了测量,同步采取土样用烘干法测定了土壤实际含水率,建立了2者之间的相关关系,并对剖面上土壤水分空间特征进行了分析。结果表明:1)土壤含水率(y)与土壤电阻率(x)之间为极显著负相关关系(R2=0. 81,P <0. 01),可用幂函数y=88. 68x-0. 63表示。2)强降水之后,二维剖面上土壤水分整体呈增加趋势。随着雨后时间的延长,1m以上土层的含水率由于受蒸发和植物蒸腾耗水而明显降低,1m以下土层的含水率由于受上层水分入渗有增加趋势,说明连续强降雨(81. 2mm)能对1m以下土层的土壤水分进行有效补给。3)多电极电阻率成像技术在野外能够快速准确,长期定位监测土壤水分含量;且对地表扰动小,实现了非破坏性测量;能够提供尺度较大、分辨率较高的土壤水分二维分布图像及水分入渗过程的图像,是今后中等尺度上监测土壤水分的一种新途径。

关键词：土壤水分土壤电阻率电阻率成像乌兰布和沙漠

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乌兰布和沙漠典型灌木群落多样性及其生态位

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干旱区研究 2020年第4期37卷 1009-1017页

作者：董雪辛智鸣段瑞兵黄雅茹菅凯敏马海峰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监测研究站内蒙古磴口015200 巴彦淖尔市造林技术推广站内蒙古巴彦淖尔市015000 巴彦淖尔市野生动植物和湿地保护中心内蒙古巴彦淖尔市015000

通过了解乌兰布和沙漠典型灌木群落多样性及主要优势种的生态位特征,对完善和科学保育植物群落的多样性具有重要意义。分析表明:①研究区8个典型灌木群落多样性Shannon-Wiener指数和丰富度Margalef指数依次均为:沙冬青群落>白刺群落&... 详细信息

通过了解乌兰布和沙漠典型灌木群落多样性及主要优势种的生态位特征,对完善和科学保育植物群落的多样性具有重要意义。分析表明:①研究区8个典型灌木群落多样性Shannon-Wiener指数和丰富度Margalef指数依次均为:沙冬青群落>白刺群落>红砂群落>油蒿群落>驼绒藜群落>梭梭群落>盐爪爪群落>霸王群落;均匀度Pielou指数以红砂群落最高,梭梭群落最低;Shannon-Wiener、Margalef和Pielou指数的范围分别为1.050~1.795、0.306~1.197和0.487~0.727,且各群落间存在差异。②白刺的重要值和生态位宽度均最大,说明其适应能力强,分布范围大,作为乌兰布和沙漠植被群落中的广域种具有重要的生态地位和作用。优势物种间的生态位重叠值多数较小,小于0.5的占总种对的85.26%。③乌兰布和沙漠优势物种间总体呈不显著的正关联,大部分灌木群落类型间Jaccard相似性在0.30~0.60,表明该植被群落结构及其物种之间处于稳定共存的状态。

关键词：乌兰布和沙漠灌木群落物种多样性生态位宽度生态位重叠

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乌兰布和沙漠东北缘防护林内外沙尘暴低空结构特征

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干旱区研究 2019年第4期36卷 1032-1040页

作者：罗凤敏高君亮辛智鸣郝玉光葛根巴图李新乐段瑞兵刘芳内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站/中国林业科学研究院沙漠林业实验中心

基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站近地层(050m)风沙监测塔所收集的8次沙尘暴的沙尘水平通量、垂直通量和风速风向数据,对乌兰布和沙漠东北缘中小尺度条件下的防护林内外沙尘暴过程中风况变化、沙尘分布特征以及防护林对沙... 详细信息

基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站近地层(050m)风沙监测塔所收集的8次沙尘暴的沙尘水平通量、垂直通量和风速风向数据,对乌兰布和沙漠东北缘中小尺度条件下的防护林内外沙尘暴过程中风况变化、沙尘分布特征以及防护林对沙尘暴的影响进行研究。结果表明:①沙尘暴发生过程中,防护林内外风速均随高度增加呈现递增趋势,风速廓线特征遵循幂函数,防护林内外均以W、WNW、NE方向为主,但每个方向所占比例不同。②防护林外沙尘水平通量及沙尘浓度随高度增高显著减小,其垂直分布特征均符合指数函数关系;防护林内沙尘水平通量及沙尘浓度则随着高度增高缓慢上升,其垂直分布特征均符合幂函数关系。沙尘垂直通量则均随着高度的增高明显减小,其垂直分布特征均符合幂函数关系。③沙尘暴经过防护林体系时,风速显著削弱,平均消减31.03%;沙尘水平通量降低298.16g·m^-2,垂直通量降低0.37g·m^-2,沙尘浓度降低22.48g·m^-2。

关键词：防护林风速沙尘暴水平通量垂直通量沙尘浓度乌兰布和沙漠

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沙冬青种子形态和比叶面积沿降水梯度的变化特征

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干旱区资源与环境 2019年第12期33卷 172-178页

作者：董雪辛智鸣张冉浩段瑞兵郝玉光李永华中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位监测研究站磴口015200

种子形态学性状对种子植物繁衍具有重要的调控作用,比叶面积反映植物截获光能的能力,这二大功能性状反映了植物对环境的适应策略及自身调控机制。以天然沙冬青种群为研究对象,沿270-50mm年降水梯度,测量分析了6个分布区内的标准株的种... 详细信息

种子形态学性状对种子植物繁衍具有重要的调控作用,比叶面积反映植物截获光能的能力,这二大功能性状反映了植物对环境的适应策略及自身调控机制。以天然沙冬青种群为研究对象,沿270-50mm年降水梯度,测量分析了6个分布区内的标准株的种子和叶片。结果表明:6个自然分布区的沙冬青种子长度、宽度、体积、表面积及千粒重均有显著性差异(P<0.05),而种子长宽比差异不显著(P>0.05)。其中种子体积变异程度最大,且种子多项形态指标的协同作用显著,说明种子通过调节大小和性状间的最优组合来适应环境的变化。不同区域的环境因子中仅年平均降雨量对沙冬青比叶面积的影响显著,且随着雨量的增加,比叶面积呈增大趋势,表现出显著的正相关性(P<0.05)。沙冬青种子各性状与比叶面积之间存在负相关关系,但仅种子长度与比叶面积的相关性显著,说明植物的资源营养生长和种子繁殖生长的时期本身不完全同步,两者间的权衡关系体现了沙冬青对外界环境变化的适应策略。

关键词：沙冬青降雨梯度种子形态比叶面积

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乌兰布和沙漠绿洲3种杨树叶片性状研究

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中南林业科技大学学报 2019年第8期39卷 10-15页

作者：马迎宾黄雅茹苏智赵英铭张格刘明虎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

以乌兰布和沙漠绿洲防护林体系新疆杨、毛白杨、银中杨为研究对象,通过测定叶片饱和鲜质量、干质量及叶面积,分析了3种杨树的比叶面积、叶干物质含量的差异,探讨了3种杨树的适应性。结果表明:叶面积、叶宽、叶周长、叶形指数为毛白杨>... 详细信息

以乌兰布和沙漠绿洲防护林体系新疆杨、毛白杨、银中杨为研究对象,通过测定叶片饱和鲜质量、干质量及叶面积,分析了3种杨树的比叶面积、叶干物质含量的差异,探讨了3种杨树的适应性。结果表明:叶面积、叶宽、叶周长、叶形指数为毛白杨>银中杨>新疆杨,叶长、叶长宽比为银中杨>毛白杨>新疆杨。3种杨树之间的比叶面积(SLA)与叶干物质含量(LDMC)均存在显著差异(P <0.05)。银中杨、毛白杨、新疆杨比叶面积分别为(21.232±2.105)、(19.080±1.826)和(13.347±0.824) m^2·kg^-1,叶干物质含量分别为(249.007±14.743)、(273.814±23.336)和(299.431±6.011) mg·g^-1。比叶面积与叶干物质含量存在显著负相关关系(P <0.05),两者呈幂函数关系(y=ax^-b)。干质量与叶面积存在显著正相关关系(P <0.05),两者呈幂函数关系(y=ax^b)。干质量与比叶面积存在显著负相关关系(P <0.05),两者呈线性函数关系(y=-ax+b)。新疆杨适应性优于毛白杨、银中杨,建议今后该区防护林体系的更新可优先选择新疆杨。

关键词：防护林体系新疆杨比叶面积叶干物质含量叶形指数

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绿洲节水型林带单株不同土层深度根生物量

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中国水土保持科学 2019年第3期17卷 91-97页

作者：赵英铭杨文斌雷渊才李炜孙非张格郝玉光刘芳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内蒙古巴彦淖尔015200 国家林业和草原局内蒙古磴口荒漠生态系统定位观测研究站内蒙古巴彦淖尔015200 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

为探究干旱区黄灌绿洲节水型窄林带结构农田防护林带不同土层深度根生物量及变化规律,以计算不同土层根碳储量,特开展本研究。试区在乌兰布和沙漠磴口绿洲,选择2行节水型窄林带结构田渠林路式农田防护林为研究对象,采用空间代替时间法... 详细信息

为探究干旱区黄灌绿洲节水型窄林带结构农田防护林带不同土层深度根生物量及变化规律,以计算不同土层根碳储量,特开展本研究。试区在乌兰布和沙漠磴口绿洲,选择2行节水型窄林带结构田渠林路式农田防护林为研究对象,采用空间代替时间法和固定样方法,林带同一空间内各径级根生物量代替各时段径级根生物量,实地调查20棵目标树单株各土层空间根生物量并建立模型,分析模拟林带根生物量的增长过程。研究得出:窄林带不同土层根、主根、侧根生物量与胸径和树高的增长模型20个;0~50、50~100、100~150、150~200 cm层根生物量平均比例分别为59.32%、38.68%、1.82%、0.18%;0~100 cm土层包含98%的根生物量;主根占2/3,每层占比除0~50 cm土层均递增;侧根为双层结构占1/3,分别在0~50、50~100 cm土层,占比例分别为递增、递减。各土层根、主根、侧根生物量呈垂直空间呈倒金字塔逐层递减浅土层集中分布,与胸径、树高正相关,各层分配比例相对恒定的。这一研究结果对于干旱区绿洲防护林乃至三北地区节水型窄林带结构农田防护林根碳储量研究有着重要参考意义。

关键词：根生物量窄林带农田防护林绿洲干旱区

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黄河分洪对乌兰布和沙漠局地种子库特征影响

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西北植物学报 2019年第3期39卷 516-523页

作者：辛智鸣董雪黄雅茹罗凤敏葛根巴图郭浩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内蒙古磴口015200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位监测研究站内蒙古磴口015200

乌兰布和沙漠东北缘固定-半固定-流动沙地被黄河分洪区划分为:消落带水淹区段和未淹区段以及原生植被(对照)样带,通过萌发法对3个区段实地采样的土壤种子库物种组成、数量和分布特征进行分析,以探讨黄河分洪区消落带内土壤种子库对地上... 详细信息

乌兰布和沙漠东北缘固定-半固定-流动沙地被黄河分洪区划分为:消落带水淹区段和未淹区段以及原生植被(对照)样带,通过萌发法对3个区段实地采样的土壤种子库物种组成、数量和分布特征进行分析,以探讨黄河分洪区消落带内土壤种子库对地上植被形成的保障能力和未来植物群落结构演替趋势,为黄河分洪区地表植被的恢复与重建提供理论依据。结果表明:(1)3个区段土壤种子库储量存在显著差异,种子库密度未淹区段(733粒·m^(-2))>对照样带(609粒·m^(-2))>水淹区段(176粒·m^(-2))。(2)随着土层深度的增加,土壤种子库密度呈现下降趋势;随着水淹干扰强度、水淹时间和水淹频率的增加,表层0～5cm土壤种子库密度呈减小的趋势。(3)水淹区段土壤种子库物种分属4科10属10种,未淹区段分属5科14属14种,对照样带分属5科15属15种;其中藜科、禾本科为优势科,且3个区段土壤种子库均以一年生、多年生草本植物为主,表明种子库对地表植物群落的灌木层片的繁衍、更新和演替的贡献率很小。(4)与对照样带相比,水淹区段土壤种子库的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均显著降低,但未淹区段表现出了升高的趋势,且水淹区段和未淹区段相似性指数最大。

关键词：黄河分洪区水淹干扰土壤种子库消落带

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绿洲化对土壤养分及化学计量特征的影响

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水土保持研究 2019年第4期26卷 50-55页

作者：高君亮罗凤敏段娜陈晓娜刘禹廷罗红梅郝玉光内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位研究站/中国林业科学研究院沙漠林业实验中心

为了阐明绿洲化过程中土壤养分含量及土壤碳氮磷生态化学计量值的动态变化特征,以乌兰布和沙漠东北部绿洲为研究对象,通过24 a的定位监测,分析了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)及土壤C,N,P生态化学计量... 详细信息

为了阐明绿洲化过程中土壤养分含量及土壤碳氮磷生态化学计量值的动态变化特征,以乌兰布和沙漠东北部绿洲为研究对象,通过24 a的定位监测,分析了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)及土壤C,N,P生态化学计量的动态变化特征。结果表明:(1)研究区土壤总体贫瘠,养分含量整体水平不高。但是随着绿洲建设时间的延长,土壤养分含量呈显著的线性增加趋势。(2)绿洲化过程中,土壤C∶N,C∶P,N∶P,AN∶AP的变化趋势总体上呈现先增大后减小的趋势,但是达到最大值的时间各不相同。(3)土壤C,N,P元素化学计量值与C,N,P元素之间的最优拟合关系显示C∶N,C∶P主要受SOC影响,N∶P主要受N影响,表明SOC和N含量决定了研究区土壤中C,N,P化学计量特征的变化过程。

关键词：土壤养分化学计量绿洲化乌兰布和沙漠绿洲

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农牧交错带不同土地利用类型土壤碳氮磷生态化学计量特征

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生态学报 2019年第15期39卷 5594-5602页

作者：高君亮罗凤敏高永党晓宏蒙仲举陈晓娜段娜内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站/中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200 内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010019

为了阐明土地利用方式对土壤养分含量及土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响,选择阴山北麓农牧交错带4种主要的土地利用类型(放牧草地、封育草地、弃耕地和耕地)为研究对象,分析了浅层土壤(0—25 cm)有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碱... 详细信息

为了阐明土地利用方式对土壤养分含量及土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响,选择阴山北麓农牧交错带4种主要的土地利用类型(放牧草地、封育草地、弃耕地和耕地)为研究对象,分析了浅层土壤(0—25 cm)有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碱解氮(AN)和速效磷(AP)含量及土壤C、N、P生态化学计量特征。结果表明:1)研究区土壤贫瘠,养分含量整体水平不高,SOC、TN、TP含量分别为14.57、0.63、0.76 g/kg,AN和AP含量分别为39.87、6.72 mg/kg,5项养分指标均为中等变异。2)土地利用方式对土壤养分含量和土壤C、N、P生态化学计量特征均存在显著的影响,草地(封育草地、放牧草地)的SOC、TN和AN含量均高于农耕地(弃耕地、耕地),而TP和AP含量低于农耕地;草地的C∶N、C∶P和C∶P值均高于农耕地。3)土壤C、N、P元素化学计量值与C、N、P元素之间的最优拟合关系显示C∶N、C∶P主要受SOC影响,C∶P主要受N影响,表明SOC和N含量决定了研究区土壤中C、N、P化学计量特征的变化过程。研究结果对丰富土壤生态化学计量学科学理论具有重要意义,同时可为阴山北麓农牧交错带脆弱生态区的生态功能恢复提供科学依据。

关键词：土壤养分化学计量土地利用类型农牧交错带阴山北麓

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绿洲防护林缓减冰雹灾害的动力学机制

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生态学杂志 2019年第9期38卷 2833-2839页

作者：刘明虎张建平苏智高君亮赵英铭马迎宾满达陆占东王志刚内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站/中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 内蒙古磴口县气象局内蒙古磴口015200

对2016年6月13日内蒙古磴口县发生的冰雹灾害进行了实地调查,旨在从动力学机制上解释防护林的减雹机理。选取典型样地林网内、外农作物雹灾后保存率和产量进行调查,反映林网缓减雹灾的作用;利用建筑物直立外墙保温层破损随高度的变化估... 详细信息

对2016年6月13日内蒙古磴口县发生的冰雹灾害进行了实地调查,旨在从动力学机制上解释防护林的减雹机理。选取典型样地林网内、外农作物雹灾后保存率和产量进行调查,反映林网缓减雹灾的作用;利用建筑物直立外墙保温层破损随高度的变化估计雹块下落到地面附近(H=0~40 m)水平速度的变化规律;利用不同高度沙尘水平通量仪顶盖破损程度差异估计雹块下落到地面附近(H=0.5~50 m)竖直速度的变化规律。结果表明:林网内、外玉米灾后植株保存率分别为87%、24%。雹块近地面水平速度和竖直速度均随高度降低而减小,与风速廓线形态和下沉气流在近地面的截止趋势一致。防护林缓减雹灾作用的动力学机理是:防护林与雹块间存在以空气为介质的动力作用,林带阻碍近地面气流运动,遏制近地面含雹气流的下沉和辐散,雹块进入林网低风速区后接受比无林区更大的空气阻力,竖直和水平速度均显著降低,致灾能力降低。本研究为防护林的营建与减灾效益评估提供了科学依据。

关键词：防护林防风效应冰雹玉米减灾

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