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生态学报 2019年第15期39卷 5701-5708页

作者：李新乐吴波张建平辛智鸣董雪段瑞兵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 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站磴口015200

以乌兰布和沙漠典型白刺沙包为研究对象,使用EC?5土壤水分传感器对其浅层(0—50 cm)土壤水分进行长期连续监测,分析了白刺沙包不同深度土层对不同降雨量的响应及整个生长季的土壤水分动态特征。结果表明:降雨是乌兰布和沙漠白刺沙包土... 详细信息

以乌兰布和沙漠典型白刺沙包为研究对象,使用EC?5土壤水分传感器对其浅层(0—50 cm)土壤水分进行长期连续监测,分析了白刺沙包不同深度土层对不同降雨量的响应及整个生长季的土壤水分动态特征。结果表明:降雨是乌兰布和沙漠白刺沙包土壤水分的最重要补给源,降雨量大小是影响浅层土壤水分补给深度的决定因素。小于10 mm的降雨完全被表层(0—10 cm)土壤吸收,无法补给10 cm以下土壤水分;10—20 mm的降雨对土壤水分的补给深度达到20 cm;20—30 mm的降雨对土壤水分的补给深度达到40 cm,大于30 mm的降雨补给深度可达到50 cm,甚至更深土层。在研究区降雨量以小于20 mm降雨为主的情况下,20 cm以下土层土壤水分逐步恶化,久之将有利于浅根系草本植物的生长,不利于白刺的生长繁殖。因此,这种降雨格局将对浅层土壤水分及植被演替产生重要影响。

关键词：土壤水分垂直分布土壤水分动态降雨量白刺沙包

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基于电阻率成像的沙地土壤水分监测技术

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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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河西走廊西段戈壁灌木群落多样性及其分布格局研究

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干旱区地理 2020年第6期43卷 1514-1522页

作者：董雪李永华辛智鸣段瑞兵姚斌包岩峰黄雅茹张正国中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 库姆塔格荒漠生态系统国家定位观测研究站甘肃敦煌736200 甘肃敦煌荒漠生态系统国家定位观测研究站甘肃敦煌736200 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

通过野外样方调查河西走廊西段荒漠戈壁典型灌木群落多样性状况,研究探讨了8种典型灌木群落物种多样性的空间分布格局及其与地理因子的关系,对荒漠戈壁植物群落的多样性的保护和可持续发展具有重要意义。结果表明:(1)8个典型灌木群落Sha... 详细信息

通过野外样方调查河西走廊西段荒漠戈壁典型灌木群落多样性状况,研究探讨了8种典型灌木群落物种多样性的空间分布格局及其与地理因子的关系,对荒漠戈壁植物群落的多样性的保护和可持续发展具有重要意义。结果表明:(1)8个典型灌木群落Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou指数从高到低为:盐爪爪群落>麻黄群落>合头草群落>红砂群落>梭梭群落>泡泡刺群落>多枝柽柳群落>沙拐枣群落;波动范围分别为0.314~1.355、0.179~0.666、0.334~1.222和0.051~0.218,说明荒漠戈壁灌木群落物种多样性指数偏低,群落结构简单,物种组成稀少。(2)不同灌木群落内物种数越多,群落间Jaccard相似性系数越大。大部分灌木群落类型间Jac⁃card相似性在0.20~0.60之间,群落间相似水平较低,群落相对稳定。(3)随着海拔的升高,Margalef指数、Pielou指数和Shannon-Wiener指数均呈先增加后降低的单峰型分布格局,最大值出现在海拔2000 m,且与海拔显著相关(P<0.05);在经度梯度上,从东到西,Margalef指数、Pielou指数和Shan⁃non-Wiener指数呈递增格局,但与经度无显著相关性(P>0.05);在纬度梯度上,从南到北,Margalef指数、Pielou指数和Shannon-Wiener指数呈显著递增趋势(P<0.05)。总体上,荒漠戈壁灌木群落物种多样性呈现出明显的垂直(海拔)和纬度地带性分布格局。

关键词：荒漠戈壁灌木群落物种多样性地理分布

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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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乌兰布和沙漠不同生境土壤养分分布

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生态学杂志 2024年

作者：牧仁李新乐徐光甫韩进夫崔健俞潇郭俊廷辛智鸣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

研究乌兰布和沙漠不同生境类型土壤养分分布状况，为揭示荒漠地区不同生境类型土壤养分限制性提供科学依据。以乌兰布和沙漠为研究对象，划分为半流动沙丘、固定/半固定沙地、戈壁、盐碱地和草地5种生境类型，进行土壤理化性质测定及化... 详细信息

研究乌兰布和沙漠不同生境类型土壤养分分布状况，为揭示荒漠地区不同生境类型土壤养分限制性提供科学依据。以乌兰布和沙漠为研究对象，划分为半流动沙丘、固定/半固定沙地、戈壁、盐碱地和草地5种生境类型，进行土壤理化性质测定及化学计量比分析。结果表明：（1）乌兰布和沙漠土壤速效氮和全钾较为稳定（CV=8.17%和CV=9.44%），生境类型是影响土壤有机质、速效氮、速效钾等含量的主要因素，而土壤全氮、全磷、速效磷等含量则受土壤母质的影响。（2）草地0～10 cm土层速效氮较10～20 cm增加132.90%（P<0.05)，速效磷较20～40 cm增加96.43%（P<0.05)，速效钾较40～60 cm增加52.11%（P<0.05)，草地表层土壤养分富集现象明显。（3）主成分分析表明，土壤有机质在不同生境类型土壤化学计量贡献率均为最大。同时，土壤有机质与全氮、全磷、速效磷等呈显著或极显著正相关关系（P<0.05和P<0.01)。因此，土壤有机质可以作为评价乌兰布和沙漠不同生境土壤养分限制性的指标。本研究结果对明晰乌兰布和沙漠不同生境土壤理化性质及化学计量比差异与调控因素具有重要意义，可为荒漠生态系统的保护和恢复提供科学依据。

关键词：生态化学计量生境沙漠主成分分析

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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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唐古特白刺叶性状及叶片δ13C、δ15N沿降水梯度的变化特征

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生态学报 2019年第10期39卷 3700-3709页

作者：董雪李永华辛智鸣刘明虎郝玉光刘丹一陈新均张正国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 库姆塔格荒漠生态系统国家定位观测研究站敦煌736200 甘肃敦煌荒漠生态系统国家定位观测研究站敦煌736200 内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站磴口015200 中国治沙暨沙业学会北京100091

叶片性状反映了植物对环境的适应能力及自我调控能力。以唐古特白刺天然种群为研究对象,沿300—40 mm年降水梯度,测定了7个样地的唐古特白刺叶片性状及叶片δ^13C、δ^15N。结果表明:(1)沿降水梯度变化,7个地区唐古特白刺叶宽、长宽比... 详细信息

叶片性状反映了植物对环境的适应能力及自我调控能力。以唐古特白刺天然种群为研究对象,沿300—40 mm年降水梯度,测定了7个样地的唐古特白刺叶片性状及叶片δ^13C、δ^15N。结果表明:(1)沿降水梯度变化,7个地区唐古特白刺叶宽、长宽比、叶厚、叶面积、比叶面积、叶氮含量、叶片δ^13C和δ^15N变异性显著(P<0.05),而叶长差异不显著(P>0.05)。唐古特白刺通过叶片各功能性状间的调节来适应环境的变化,并形成性状间的最佳功能组合。(2)唐古特白刺叶片δ^13C与叶面积、比叶面积呈负相关关系,与叶氮含量呈正相关关系,但其相关性均未达到显著性水平(P>0.05),仅与地下水埋深表现出了极显著的正相关关系(P<0.01)。在降水量小于100mm的区域,白刺主要利用地下水源,成为隐域植被,从而降低了对其他环境因子的响应。(3)叶片厚度和叶氮含量可以作为体现不同地区间唐古特白刺差异的叶功能性状。数据显示叶片厚度与年平均温度正相关(P<0.05),尤其与年最高气温大于35℃日数关系更为密切(P<0.01);在高温环境下,叶片增厚的同时叶氮含量显著降低(P<0.05),而这一过程中叶片δ^15N值却有增加趋势(R^2=0.62,P<0.05),因此叶厚度和叶氮含量对叶片δ^15N的相对影响在干旱与半干旱区之间发生转变,这为进一步探究干旱区荒漠植被的水分限制阈值提供了新思路。

关键词：唐古特白刺叶性状稳定同位素降水梯度环境因子

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沙棘液流动态变化及影响因素分析

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草业科学 2015年第11期32卷 1871-1877页

作者：罗凤敏辛智鸣高君亮黄雅茹葛根巴图李新乐郝玉光国家林业局内蒙古磴口荒漠生态系统定位观测研究站/中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

利用TDP茎流测量系统和自动气象站对乌兰布和沙漠的沙棘（Hippophae rhamnoides）液流动态变化及环境因子进行了监测。结果表明,1）沙棘茎干液流速率呈多峰曲线;液流启动时间为07：50,09：10左右达到峰值,峰值大小为292.07-340.27 g... 详细信息

利用TDP茎流测量系统和自动气象站对乌兰布和沙漠的沙棘（Hippophae rhamnoides）液流动态变化及环境因子进行了监测。结果表明,1）沙棘茎干液流速率呈多峰曲线;液流启动时间为07：50,09：10左右达到峰值,峰值大小为292.07-340.27 g·h-1;夜间有明显的液流活动。2）沙棘茎干液流与其基径相关,基径10.5、8.3和7.5cm的沙棘日累计液流量分别为16 593.26、14 907.08和14 101.83 g。3）沙棘白天液流动态变化规律与环境因子变化规律相似。相关分析与逐步回归表明,对沙棘植株茎干液流速率起决定作用的环境因子为太阳总辐射、空气相对湿度、气温、风速和10 cm处土温。

关键词：液流速率沙棘气象因子乌兰布和沙漠

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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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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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