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戈壁沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)群落水分来源的年际动态

中国沙漠 2025年第1期45卷 85-93页

作者：王阿晴朱雅娟马媛蔺方春李蕴中国林业科学研究院生态保护与修复研究所荒漠化研究中心北京100091 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口县015200

连续两年生长季在狼山南麓戈壁采集沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)群落的灌木枝条和土壤,利用稳定氧同位素技术研究群落水分来源的年际动态。结果表明:2021年,春季大雨后沙冬青、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)、刺旋花(Convolvulus... 详细信息

连续两年生长季在狼山南麓戈壁采集沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)群落的灌木枝条和土壤,利用稳定氧同位素技术研究群落水分来源的年际动态。结果表明:2021年,春季大雨后沙冬青、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)、刺旋花(Convolvulus tragacanthoides)主要利用浅层和深层土壤水。干旱的夏季前两者主要利用深层土壤水,后者主要利用浅层和深层土壤水。秋季3种灌木增加利用浅层土壤水。2022年,干旱的春秋季沙冬青和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)主要利用深层土壤水。夏季大雨后沙冬青、柠条锦鸡儿、刺旋花主要利用浅层和深层土壤水。刺旋花春季主要利用浅层和深层土壤水,秋季主要利用深层土壤水。2021年降雨量较低,沙冬青利用较多深层土壤水。2022年降雨量较高,刺旋花利用更多浅层土壤水。泡泡刺和柠条锦鸡儿均与沙冬青竞争深层土壤水。戈壁沙冬青群落的水分来源存在年际差异和种间竞争。

关键词：戈壁沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)群落水分来源稳定氧同位素

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呼伦贝尔沙化草地不同放牧潜力阶段群落特征

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中国沙漠 2025年第2期45卷 205-216页

作者：王百竹白建华萨拉王丹雨杨晓晖朱媛君时忠杰中国林业科学研究院荒漠化研究所/生态保护与修复研究所北京100091 呼伦贝尔市林业和草原事业发展中心内蒙古呼伦贝尔021000

草原是全球陆地生态系统中分布最广的植被类型,是畜牧业生产的关键基地。近年来呼伦贝尔草原面临着日益严峻的沙化问题,威胁着草原生态系统的可持续发展。以呼伦贝尔沙化草地为研究区,分析了不同放牧潜力下物种组成、植物功能群以及群... 详细信息

草原是全球陆地生态系统中分布最广的植被类型,是畜牧业生产的关键基地。近年来呼伦贝尔草原面临着日益严峻的沙化问题,威胁着草原生态系统的可持续发展。以呼伦贝尔沙化草地为研究区,分析了不同放牧潜力下物种组成、植物功能群以及群落结构的变化特征。结果表明:呼伦贝尔沙化草地在中放牧潜力阶段具有更多的物种数量,随着放牧潜力的降低,存在度(盖度)Ⅰ(0~10%)、Ⅱ(10%~20%)的物种数减少,存在度Ⅳ(40%~60%)、Ⅴ(60%~100%)的物种数增加,多年生禾草的数量显著降低,一、二年生草本和杂类草数量增加,地面芽植物的比例降低,适口性差的植物比例在低放牧潜力阶段达到最高。群落生产力特征中地上生物量在中放牧潜力阶段最低,高度、盖度、地下生物量均随着放牧潜力的降低而下降。随着草原放牧潜力的降低,呼伦贝尔沙化草地的群落特征呈下降的趋势,且优质牧草逐渐被适口性差的退化指示种替代。

关键词：呼伦贝尔沙化草地草原放牧潜力群落特征物种组成植被类型

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鄂尔多斯地区13种典型灌木的可加性生物量模型及含碳率

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林业科学 2025年第4期61卷 117-128页

作者：刘霞凌成星陈永富刘华贺振平李泽江孙维娜马志杰由海霞吕文赵峰曾浩威王鑫淼中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091 鄂尔多斯市林业和草原局鄂尔多斯017000 鄂尔多斯市国际荒漠化防治技术创新中心鄂尔多斯017000 鄂尔多斯市农牧技术推广中心鄂尔多斯017000 鄂尔多斯生态环境职业学院鄂尔多斯017000

【目的】基于冠幅面积和灌木高度变量构建鄂尔多斯地区13种典型灌木的可加性生物量模型,并根据生物量分配系数加权确定整株灌木的综合含碳率,为在区域尺度上精准评估灌木碳储量提供基础支撑。【方法】以内蒙古鄂尔多斯地区13种典型灌木... 详细信息

【目的】基于冠幅面积和灌木高度变量构建鄂尔多斯地区13种典型灌木的可加性生物量模型,并根据生物量分配系数加权确定整株灌木的综合含碳率,为在区域尺度上精准评估灌木碳储量提供基础支撑。【方法】以内蒙古鄂尔多斯地区13种典型灌木为对象,测定各器官组分生物量和含碳率;利用线性模型、对数模型、幂函数和理论生长方程构建以冠幅面积、灌木高度和植冠体积为自变量的基础灌木生物量模型,从中挑选出各器官组分生物量的最优模型形式,采用分量相加的多元非线性联合估计方法构建可加性生物量模型,通过加权回归消除模型异方差;以各器官组分生物量占比为权重,计算各灌木的综合含碳率。【结果】鄂尔多斯地区13种典型灌木的基础生物量模型均以幂函数效果最好,构建的可加性生物量模型具有较高精度,大多数模型的决定系数(R^(2))在0.8以上且归一化均方误差(NMSE)接近0.1。在单因素指标中,模型自变量采用冠幅面积时的精度比采用灌木高度时更高,而冠幅面积与灌木高度组成的复合因子植冠体积是大多数灌木生物量模型的最佳自变量。各器官的含碳率具有波动性且变化在28.86%~46.97%,同一器官的含碳率在不同灌木种类之间存在显著差异,13种灌木的器官生物量加权平均含碳率为34.68%~42.37%。【结论】幂函数是预测灌木生物量模型的最佳形式,以冠幅面积和灌木高度的复合因子植冠体积为自变量的可加性生物量模型精度较高且实用性强;不同灌木的各器官及整株植物含碳率均存在差异,估算灌木碳储量时应考虑不同物种的含碳率差异。本研究结果可为干旱半干旱区灌木碳储量和碳汇的精细化遥感监测和评估提供参数与模型支撑。

关键词：灌木生物量可加性生物量模型含碳率荒漠鄂尔多斯

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不同配置乔灌混交林防风效益的风洞试验

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农业工程学报 2020年第11期36卷 95-102页

作者：厉静文 Dosmanbetov D A 郭浩辛智鸣刘朋飞刘明虎中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 Kazakh National Agrarian University Nursultan 050010 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200

防护林对减轻风沙灾害,改善和恢复干旱区生态环境意义重大。为优化干旱区防护林配置,该研究以旱柳、梭梭和油蒿为研究对象,设计A型(高密度)、B型(中密度)、C型(低密度)3类乔灌混交林模型,每类林带依据林龄(5、10和20 a)设计3种高度,共9... 详细信息

防护林对减轻风沙灾害,改善和恢复干旱区生态环境意义重大。为优化干旱区防护林配置,该研究以旱柳、梭梭和油蒿为研究对象,设计A型(高密度)、B型(中密度)、C型(低密度)3类乔灌混交林模型,每类林带依据林龄(5、10和20 a)设计3种高度,共9种乔灌混交林模型。在12 m/s风速条件下进行风洞试验,分析不同配置乔灌混交林的风速频数、风速流场、有效防护面积。结果表明:不同配置的乔灌混交林背风面风速流场差异显著,等密度林带高度增加,带后相同位置的风速减小、气流越平稳,树龄5 a的中密度和低密度林带风速分别集中在7.2~7.6、7.5~8.5 m/s,树龄20 a的中密度和低密度林带风速分别集中分布在4~5、4.5~5 m/s;树龄10 a的中密度和低密度带后最大风速与高密度林带相似,但最小风速分别为高密度林带的5.88、7.27倍,说明高密度林带降低风速作用明显,但风速随着林带距离的增加恢复迅速;不同密度林带的防风效能最佳区随带高的增加而向后移动,林带高度增加,林带密度优势减弱。因此,中高林龄的中密度乔灌混交林生态效益、经济效益最优。

关键词：林业风洞试验乔灌混交林林带高度林带密度防风效益

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不同模拟增雨下白刺比叶面积和叶干物质含量的比较

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生态学报 2015年第14期35卷 4707-4715页

作者：任昱卢琦吴波刘明虎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磴口015200

以荒漠生态系统典型植物白刺(Nitraria tangutorum)为研究对象,根据内蒙古磴口多年平均降水量和植物生长规律,设计两个增雨时段(生长季前期与生长季后期),每个增雨时段设置两个增雨梯度(72.5mm/a(50%)、145mm/a(100%)),对天然白刺灌丛... 详细信息

以荒漠生态系统典型植物白刺(Nitraria tangutorum)为研究对象,根据内蒙古磴口多年平均降水量和植物生长规律,设计两个增雨时段(生长季前期与生长季后期),每个增雨时段设置两个增雨梯度(72.5mm/a(50%)、145mm/a(100%)),对天然白刺灌丛进行增雨实验,研究了不同模拟增雨处理下2012年与2013年生长季白刺叶片的比叶面积(SLA)与叶干物质含量(LDMC)的变化。结果表明,增雨处理可以增加白刺叶片的SLA及LDMC,同时期增雨100%处理对SLA及LDMC的影响大于50%处理,但同时期增雨的两个处理之间无显著差异;白刺叶片SLA在生长季前期对水分响应明显,LDMC则在生长季后期对水分反应敏感;相同增雨处理,2012年白刺叶片SLA及LDMC的净增加值高于2013年;SLA与LDMC在2012年呈显著负相关,在2013年虽呈负相关,但相关性不显著。在未来降雨增加的背景下,荒漠植物白刺叶片SLA与LDMC对增雨具有较强的协调适应能力,在不同生长季节可以通过改变不同的叶片性状来适应环境变化。

关键词：模拟增雨白刺比叶面积叶干物质含量

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白刺叶片气孔特征对人工模拟降雨的响应

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生态学报 2014年第21期34卷 6101-6106页

作者：任昱卢琦吴波李永华辛智鸣姚斌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磴口015200

以荒漠生态系统典型植物白刺(Nitraria tangutorum Bobr)叶片为研究对象,利用数码图像显微镜处理系统,研究了不同人工模拟增雨处理下的白刺叶片气孔密度及形态特征的变化情况。结果表明,荒漠植物固有特征决定了白刺叶片下表皮气孔密度... 详细信息

以荒漠生态系统典型植物白刺(Nitraria tangutorum Bobr)叶片为研究对象,利用数码图像显微镜处理系统,研究了不同人工模拟增雨处理下的白刺叶片气孔密度及形态特征的变化情况。结果表明,荒漠植物固有特征决定了白刺叶片下表皮气孔密度大于上表皮,上表皮、下表皮气孔密度对增雨响应差异不显著(P>0.05)。增雨处理上表皮、下表皮气孔密度与对照差异显著(P<0.05)。相同增雨季节,50%处理下叶片气孔密度高于100%处理;不同增雨季节,气孔密度对生长季后期增雨响应更明显。白刺叶表皮气孔分布遵循"一细胞间隔(one cell spacing rule)"法则。增雨后叶片上表皮和下表皮气孔长度、宽度均有不同程度的增加,气孔形态特征对100%处理的响应较50%处理更为明显,且生长季后期增雨对叶片气孔形态特征的影响更大。

关键词：白刺气孔密度气孔特征气候变化模拟降雨

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基于MaxEnt模型的胡杨潜在适生区预测

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林业科学 2019年第12期55卷 133-139页

作者：厉静文郭浩王雨生辛智鸣吕永军中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 山东师范大学地理与环境学院济南250358 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200

【目的】利用最大熵生态位模型(MaxEnt)预测胡杨潜在分布区,以期确定胡杨在我国的潜在分布区,为其合理引种栽培、资源保护利用及可持续管理提供科学依据。【方法】通过文献查找、数据库检索、实地调查等,获取我国胡杨的分布点。根据胡... 详细信息

【目的】利用最大熵生态位模型(MaxEnt)预测胡杨潜在分布区,以期确定胡杨在我国的潜在分布区,为其合理引种栽培、资源保护利用及可持续管理提供科学依据。【方法】通过文献查找、数据库检索、实地调查等,获取我国胡杨的分布点。根据胡杨生长区的环境特点和其自身生长特性,确定各分布点的气候、土壤、地形等29个环境因子,并将环境因子进行多重组合,筛选出影响胡杨潜在分布的主要限制因子,确定相关阈值并据此预测胡杨的潜在分布范围,同时利用受试者工作特征曲线检验模型精度。【结果】从本研究涉及指标来看,我国胡杨潜在分布的适宜区为132.83万km^2,占全国陆地总面积的14.8%;潜在分布区为新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、甘肃省和宁夏回族自治区;最适宜区为新疆中南部和内蒙古西部的额济纳旗,总面积为23.12万km^2,占全国陆地总面积的2.4%;其中新疆的最适宜区面积为22.42万km^2,占全国最适宜区面积的96%;影响胡杨潜在分布的环境因子主要包括最湿月降水量、海拔、年降水量、年均气温、气温年较差和气温季节差,其中最湿月降水量是最重要因子。【结论】胡杨最适宜分布的气候条件是年均气温9.4~11℃、极端最高气温39.2~44℃、极端最低气温-17^-25℃、年降水量32.9~43.7 mm,土壤pH值为7.9~8.5,海拔约1000 m。研究结果利于合理规划胡杨的引种栽培区,避免盲目引种造成人力、物力和财力的浪费,可为我国未来胡杨引种栽植及可持续管理提供科学依据。

关键词：胡杨最大熵模型环境因子适生区潜在分布适宜性评价

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中国荒漠生态系统:功能提升、服务增效

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中国科学院院刊 2020年第6期35卷 690-698页

作者：程磊磊却晓娥杨柳姚雪玲卢琦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巴彦淖尔015200

荒漠是我国干旱、半干旱地区的典型原生生态系统,具有独特的结构、功能与服务。文章基于《荒漠生态系统服务评估规范》,利用第五次全国荒漠化和沙化监测数据(2010—2014年),首次估算出2014年我国荒漠生态系统服务总价值约为42 279亿元... 详细信息

荒漠是我国干旱、半干旱地区的典型原生生态系统,具有独特的结构、功能与服务。文章基于《荒漠生态系统服务评估规范》,利用第五次全国荒漠化和沙化监测数据(2010—2014年),首次估算出2014年我国荒漠生态系统服务总价值约为42 279亿元人民币(2014年价格);其中,防风固沙、水文调控、土壤保育和固碳价值分别占比40.1%、24.2%、18.1%和17.0%,生物多样性保育和景观游憩所占比重合计不到1%。剔除价格因素影响,2009—2014年我国荒漠生态系统服务价值实际净增1 202亿元人民币(2014年价格),其中防风固沙服务效益提升的贡献最大(达47.5%)。文章探索以荒漠生态系统服务价值与国内生产总值(GDP)的比值来衡量生态保护与经济增长的发展均衡度,2009—2014年该比值在荒漠生态系统涉及的所有地区均有下降,各地区降幅从19.4%到38.8%不等,这表明当前荒漠生态系统功能提升与服务增效的速度慢于区域经济增速。因此,在发展经济的同时需要加大荒漠生态系统的保护与修复力度,以促进我国西北干旱半干旱地区尽快步入荒漠生态系统提质增效与经济增长高度均衡的发展阶段。

关键词：荒漠生态系统生态服务功能评估价值核算提质增效

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乌兰布和沙漠东北缘荒漠-绿洲过渡带植被地上生物量估算

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生态学报 2018年第4期38卷 1216-1225页

作者：叶静芸吴波刘明虎高莹高君亮雷渊才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磴口015200 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

干旱区荒漠植被地上生物量是植被生长状况评价与荒漠化监测的重要指标。在乌兰布和沙漠东北缘的荒漠-绿洲过渡带选取典型区,基于地面调查数据构建主要植物种的异速生长方程,对样方内的植被地上生物量进行估算;基于样方调查数据和Quick B... 详细信息

干旱区荒漠植被地上生物量是植被生长状况评价与荒漠化监测的重要指标。在乌兰布和沙漠东北缘的荒漠-绿洲过渡带选取典型区,基于地面调查数据构建主要植物种的异速生长方程,对样方内的植被地上生物量进行估算;基于样方调查数据和Quick Bird影像数据,分别建立植被指数与人工固沙林和荒漠植被地上生物量的回归模型,并对研究区植被地上生物量进行估算。结果表明:植冠体积V是较好的预测变量,所得荒漠植物异速生长方程精度较高,能够满足样方内荒漠植被地上生物量估算需要;采用RVI对数模型估算人工固沙林地上生物量的效果最好(R^2=0.72,RMSEP=56.15),采用RVI线性模型估算荒漠植被地上生物量的效果最好(R^2=0.82,RMSEP=15.07);研究区内荒漠植被和人工固沙林的单位面积地上生物量分别为90.73g/m^2和105.28g/m^2。该研究可以为荒漠化监测和荒漠植被遥感信息提取提供参考。

关键词：异速生长方程植被指数 QuickBird影像荒漠植被稀疏植被

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乌兰布和沙漠沙枣树干液流与环境因子关系

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干旱区资源与环境 2021年第9期35卷 177-184页

作者：刘朋飞郭浩辛智鸣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磴口015200

沙枣(Elaeagnus angustifolia Linn.)是乌兰布和沙漠最重要的阔叶乔木乡土树种,研究其水分利用规律对于乌兰布和沙漠的保护和利用及荒漠化治理具有重要意义,为此采用包裹式茎流仪、土壤水分观测系统和自动气象站分别对沙枣液流、土壤水... 详细信息

沙枣(Elaeagnus angustifolia Linn.)是乌兰布和沙漠最重要的阔叶乔木乡土树种,研究其水分利用规律对于乌兰布和沙漠的保护和利用及荒漠化治理具有重要意义,为此采用包裹式茎流仪、土壤水分观测系统和自动气象站分别对沙枣液流、土壤水分含量及其周围环境因子的变化规律进行了长期连续定位观测,对液流与气象因子进行相关性分析并进行逐步回归分析,研究结果表明:1)小时尺度下,影响液流速率的因子分别为PAR、Ts、Ta、Ws、RH,逐步分析后入选的五个因子能够解释70.4%的变异。2)在日尺度下,沙枣液流与PAR、Ws、T极显著正相关(P<0.01),与RH显著负相关,逐步分析后入选的因子能够解释80.1%的变异。3)在月尺度下液流与相对湿度极显著正相关,与饱和水汽压差极显著负相关,与风速显著相关(P<0.01),逐步分析后入选的因子能够解释90.4%的变异。4)不同时间尺度下影响沙枣液流速率的因子不同;随着时间尺度的增大,回归方程所能解释的变异也增加。

关键词：沙枣液流环境因子

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