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生态学报 2024年第16期44卷 7301-7312页

作者：罗凯高圣杰郝少荣梁琨查天山贾昕北京林业大学水土保持学院宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

植物凋落物分解过程受环境和生物因素共同调控,而气候变暖如何改变凋落物分解的物种混合效应仍存较大不确定性。采用开顶式增温箱和分解袋相结合的方法,研究增温对毛乌素沙地黑沙蒿、赖草以及两者的混合凋落物分解前150d质量损失和养分... 详细信息

植物凋落物分解过程受环境和生物因素共同调控,而气候变暖如何改变凋落物分解的物种混合效应仍存较大不确定性。采用开顶式增温箱和分解袋相结合的方法,研究增温对毛乌素沙地黑沙蒿、赖草以及两者的混合凋落物分解前150d质量损失和养分释放的影响。结果表明:增温导致赖草凋落物质量、C、N、P、纤维素和木质素残留率分别下降7%,7.6%、12%、8.8%、20%和10%,黑沙蒿凋落物质量、P和木质素残留率分别上升2.2%、2.2%和0.8%,C、N和纤维素残留率分别下降1.1%、2%和2.5%。与单独分解相比,混合凋落物质量、C、P、纤维素和木质素残留率分别上升7.7%、8.2%、4.1%、3.9%和5.9%,N元素残留率下降4.1%,增温导致混合凋落物质量、C、N、P、纤维素和木质素残留率分别上升16.9%、18.8%、11.4%、18.5%、21.5%和21.1%。黑沙蒿和赖草凋落物混合在前期分解过程中产生了拮抗效应,即相比于单种凋落物分解具有更低的质量损失;此外,增温处理下拮抗效应更强。本研究表明,在气候变化和植被恢复背景下,预测毛乌素沙地灌丛生态系统的生物地球化学循环时,应该考虑气候变暖和物种混合的交互因子对凋落物分解的影响。

关键词：凋落物分解混合拮抗增温养分释放

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增温对毛乌素沙地黑沙蒿和赖草凋落叶混合分解的调控具有时间依赖性

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应用生态学报 2024年第7期35卷 1753-1761页

作者：罗凯贾昕母艳梅高圣杰郝少荣查天山北京林业大学水土保持学院北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站宁夏盐池751500 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

气候变暖通过改变植物凋落物产量、质量以及分解者组成和活动来影响分解过程,从而调控生态系统的物质循环。在干旱、半干旱区,气候变暖对混合凋落物分解的影响仍不清楚。本研究利用开顶式增温箱和分解袋法,分析毛乌素沙地黑沙蒿和赖草... 详细信息

气候变暖通过改变植物凋落物产量、质量以及分解者组成和活动来影响分解过程,从而调控生态系统的物质循环。在干旱、半干旱区,气候变暖对混合凋落物分解的影响仍不清楚。本研究利用开顶式增温箱和分解袋法,分析毛乌素沙地黑沙蒿和赖草混合凋落物在450 d分解过程中质量损失和养分的动态变化。结果表明:凋落叶对增温的响应存在种间差异,增温促进了赖草凋落叶的质量损失和N、P释放,抑制了黑沙蒿凋落叶的质量损失、P释放,但促进了N释放。黑沙蒿和赖草凋落叶混合会抑制分解,增温加强了混合分解的拮抗效应,使混合凋落叶总质量损失减少9%,N和P释放量分别减少4.9%和12.6%。增温处理下混合凋落物质量损失和P释放的拮抗效应随时间逐渐加强,分解150 d时N释放从协同变为拮抗效应。黑沙蒿和赖草凋落叶混合分解产生的非加性效应受温度和时间共同调控,未来的混合凋落物分解研究应该考虑温度和时间的交互作用。

关键词：增温混合凋落物非加性效应

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荒漠土壤产脲酶菌诱导碳酸钙沉淀固沙优化与效果分析

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农业工程学报 2023年第3期39卷 84-91页

作者：曹红雨高广磊饶良懿丁国栋张英阿拉萨李嘉珞北京林业大学水土保持学院林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站盐池751500 北京林业大学水土保持学院、水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

产脲酶菌诱导碳酸钙已广泛应用于土壤固化,但存在环境适应性差的缺陷。该研究使用荒漠土壤产脲酶菌,结合室内试验和响应面法优化反应条件,通过野外试验分析固沙效果,以期解决荒漠地区产脲酶菌诱导碳酸钙固沙的技术问题。结果表明:(1)影... 详细信息

产脲酶菌诱导碳酸钙已广泛应用于土壤固化,但存在环境适应性差的缺陷。该研究使用荒漠土壤产脲酶菌,结合室内试验和响应面法优化反应条件,通过野外试验分析固沙效果,以期解决荒漠地区产脲酶菌诱导碳酸钙固沙的技术问题。结果表明:(1)影响碳酸钙沉积的主要因子是温度、时间、pH值、菌液和胶结液配比,优化条件为34.47℃、71.68 h、pH值7.73、配比74.94%,此时钙沉积率最高,为42.33%。(2)最优条件下诱导形成的碳酸钙呈立方体形、菱形、球形和无定形等多晶态,分布在沙粒表面或镶嵌在沙粒中。(3)优化后固沙效果明显增强,风沙土颗粒显著增大(P<0.05),固结层硬度和厚度分别提升5倍和10倍,所有时间段内风蚀可蚀性因子均降低,24 h降幅最大,由0.91降至0.66。该技术是防沙治沙的新方法,野外应用需确定施用时间,采用洒水、覆盖、适当破碎等措施,营造适宜条件提升固沙效果的同时避免土壤板结问题。

关键词：响应面法荒漠风沙土产脲酶菌诱导碳酸钙固沙

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黑沙蒿应对降水变化的木质部与韧皮部协同响应机制

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植物生态学报 2024年第7期48卷 903-914页

作者：张富崇于明含张建玲王平丁国栋何莹莹孙慧媛北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站山西临汾042200 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站宁夏盐池751500 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

探究不同降水情景下荒漠植物茎干解剖学结构的适应性调节,可以更好地理解未来降水格局变化下荒漠植物水和碳运输间的协调机制。该研究以毛乌素沙地黑沙蒿(Artemisia ordosica)种群为对象,通过野外人工控制降水的方法,模拟半干旱气候区... 详细信息

探究不同降水情景下荒漠植物茎干解剖学结构的适应性调节,可以更好地理解未来降水格局变化下荒漠植物水和碳运输间的协调机制。该研究以毛乌素沙地黑沙蒿(Artemisia ordosica)种群为对象,通过野外人工控制降水的方法,模拟半干旱气候区降水变化趋势,设置3个降水量水平(减水30%、自然降水、增水30%)以及2个降水间隔水平(降水间隔5 d、降水间隔15d)开展双因素完全随机实验,测定了黑沙蒿茎木质部与韧皮部解剖结构在不同降水情境下的轴向与径向变异。结果表明:1)在降水改变的情况下,黑沙蒿并未产生更抗栓塞的轴向木质部结构及传导效率更高的轴向韧皮部结构来适应环境;2)降水变化通过改变40–60 cm土层含水率对黑沙蒿的木质部、韧皮部径向解剖性状产生影响。在低水分生境下,黑沙蒿减小导管直径和增大导管壁厚度以保证水分运输的安全性,并且通过增大韧皮部筛管面积来维持韧皮部导度保证碳的有效运输,以此保证黑沙蒿进行正常的生理活动;3)黑沙蒿木质部导管和韧皮部筛管具有等标度的轴向缩放规律,二者协同关联共同维持水力功能,且这种相关关系不受降水变化的影响。该研究表明,黑沙蒿通过改变径向茎干结构而不是轴向结构来适应降水的改变。

关键词：降水变化黑沙蒿木质部韧皮部异速生长

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植物体温研究综述

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生态学杂志 2015年第12期34卷 3533-3541页

作者：于明含高广磊丁国栋赵媛媛赛克北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站宁夏盐池751500

植物体温是植物的重要生理生态特征之一,可以有效反映植物对其生存环境的适应能力,指示植物健康状况。但是,现阶段植物体温研究主要从能量收支的角度进行理解,缺乏对植物体温本身的观察分析和系统总结。鉴于此,从植物体温形成过程、变... 详细信息

植物体温是植物的重要生理生态特征之一,可以有效反映植物对其生存环境的适应能力,指示植物健康状况。但是,现阶段植物体温研究主要从能量收支的角度进行理解,缺乏对植物体温本身的观察分析和系统总结。鉴于此,从植物体温形成过程、变化规律、调节机制、实践应用和监测技术等5个方面总结分析植物体温研究成果,明确植物体温国内外研究进展,及其在理论、技术和应用方面的不足。研究认为:(1)应加强植物体温的理论基础研究,明确植物维持体温的结构、过程和反馈机制;(2)发展植物体温监测技术,加强监测设备的精度和可操作性,实现植物体温快速和动态监测;(3)提升体温监测数据的成果转化应用,构建分析评价与辅助决策系统,指导相关生产实践活动和林业政策的制定。

关键词：影响因素能量收支模型变化规律调节机制监测技术

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中国珍稀荒漠植物梭梭在半干旱沙地引种适应性

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北京林业大学学报 2015年第4期37卷 74-81页

作者：王德英丁国栋赵媛媛高广磊于明含李蒙蒙北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站

应用主成分分析法和模糊相似优先比聚类分析法,分析影响梭梭引种的主要气候因子,划分梭梭的适宜引种区,为梭梭的引种驯化提供理论依据和技术支持。研究结果表明:1)温度、气压、风和水分是影响梭梭引种的主要气候因子,可代表92.16%的原... 详细信息

应用主成分分析法和模糊相似优先比聚类分析法,分析影响梭梭引种的主要气候因子,划分梭梭的适宜引种区,为梭梭的引种驯化提供理论依据和技术支持。研究结果表明:1)温度、气压、风和水分是影响梭梭引种的主要气候因子,可代表92.16%的原始数据信息量;2)最适于梭梭引种的气候因子范围为海拔265.00~1 349.30 m、经度106°42'~120°54'E、纬度37°37'~44°34'N、年均降水量142.50~341.92 mm、极端最低气温-11.57^-9.25℃、极端最高气温28.26~29.39℃、平均气压86.585~98.335 k Pa、平均地面温度8.67~11.83℃、平均风速1.58~2.50 m/s、平均气温7.06~9.16℃、平均水汽压668~771 Pa、平均相对湿度47.58%~54.33%、日照时数2 226.58~2 491.58 h、年均蒸发量1 509.50~1 650.50 mm;3)宁夏陶乐、盐池,陕西榆林、靖边、神木以及内蒙古扎鲁特与新疆甘家湖国家级自然保护区气候条件较为相似,梭梭引种适宜性较好。

关键词：梭梭气候因子引种模糊相似优先比聚类分析主成分分析

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典型沙生灌木生态系统凝结水量估算

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北京林业大学学报 2016年第10期38卷 80-87页

作者：郭晓楠查天山贾昕杨强穆家伟刘鹏北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站

当前对干旱半干旱过渡带生态系统凝结水量的估算及其年际变化的认识仍十分有限。本研究以宁夏盐池沙生灌木生态系统为对象,运用微型蒸渗仪、涡度相关(eddy covariance,EC)法和Penman-Monteith公式对凝结水进行测定和估算,以求探索涡度... 详细信息

当前对干旱半干旱过渡带生态系统凝结水量的估算及其年际变化的认识仍十分有限。本研究以宁夏盐池沙生灌木生态系统为对象,运用微型蒸渗仪、涡度相关(eddy covariance,EC)法和Penman-Monteith公式对凝结水进行测定和估算,以求探索涡度相关法和Penman-Monteith公式估算凝结水的准确性,并且分析凝结水季节和年际变化、其对生态系统水量平衡的贡献及降雨对凝结水的影响。结果表明:1)以微型蒸渗仪观测结果为对照标准,涡度相关法因在夜间存在严重的能量不闭合会造成凝结水严重低估,而Penman-Monteith公式可以较准确地估算凝结水量(R2=0.94,P<0.05);2)采用Penman-Monteith公式估算2012—2014年凝结水,日平均凝结水量为0.14±0.08mm,年平均凝结水发生天数为259 d/a,估算2012—2014年凝结水年总量分别为46、33和29 mm。凝结水多发生在夏秋季。2012—2014年降雨年平均量为301 mm。凝结水年均总量是平均降雨总量的12%。3)降雨时与降雨后一天凝结水成显著正相关关系(R2=0.81,P<0.05)。2012—2014年≥20 mm的降雨次数占全年总降雨次数百分比分别为10%、5%和3%,≥20 mm的降雨能够为空气提供较多水分,增加凝结水量。因此≥20 mm降雨次数占全年总降雨次数的百分比将显著影响当年凝结水总量。结果证实,虽然凝结水总量年际差异较大且占降雨的百分比较小,凝结水是维持荒漠生态系统功能的重要稳定水源。

关键词：凝结水涡度相关法 Penman-Monteith公式能量闭合降雨

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几种外源添加物对生物土壤结皮培育的影响

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北京林业大学学报 2016年第5期38卷 100-107页

作者：刘军张宇清冯薇秦树高王莉佘维维北京林业大学水土保持学院宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室

生物土壤结皮(以下简称"生物结皮")在防风固沙,改善土壤环境以及生态系统修复等方面扮演着重要的角色,目前正受到广泛关注,然而由于受到水分、养分的限制以及风蚀的影响,其发育演替和恢复仍然较为缓慢。本研究以毛乌素沙地自... 详细信息

生物土壤结皮(以下简称"生物结皮")在防风固沙,改善土壤环境以及生态系统修复等方面扮演着重要的角色,目前正受到广泛关注,然而由于受到水分、养分的限制以及风蚀的影响,其发育演替和恢复仍然较为缓慢。本研究以毛乌素沙地自然发育的生物结皮为种源,采用全因子试验设计进行了室外人工培养试验,探究高吸水性树脂(SAP)、硝酸铵、葡萄糖、沙蒿胶及其交互作用对生物结皮形成发育的影响。结果显示,SAP对生物结皮的形成发育无显著性影响,硝酸铵和葡萄糖显著增加了结皮叶绿素a含量,沙蒿胶显著增加了结皮的抗压强度,低用量的沙蒿胶显著增加了结皮叶绿素a含量,高用量的沙蒿胶对结皮叶绿素a含量无显著性影响。研究结果还显示,硝酸铵、葡萄糖以及少量的沙蒿胶的混合添加极大地提高了结皮的叶绿素a含量。结果表明:外源氮、碳添加有助于生物结皮的形成发育,沙蒿胶能够提高结皮的抗蚀能力,同时加入适量的氮、碳及沙蒿胶,有利于生物结皮的快速形成。

关键词：生物土壤结皮硝酸铵葡萄糖沙蒿胶抗压强度叶绿素a

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呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌多样性

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菌物学报 2018年第9期37卷 1133-1142页

作者：郭米山高广磊丁国栋张英赵媛媛任悦北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业局重点实验室北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站宁夏盐池751500

沙地樟子松是我国北方重要的防风固沙造林树种,也是一种典型的外生菌根依赖型树种。为揭示呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌多样性,以中龄、近熟、成熟3个龄组沙地樟子松人工林和沙地樟子松天然林为研究对象,采用野外调查和分子生物学相... 详细信息

沙地樟子松是我国北方重要的防风固沙造林树种,也是一种典型的外生菌根依赖型树种。为揭示呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌多样性,以中龄、近熟、成熟3个龄组沙地樟子松人工林和沙地樟子松天然林为研究对象,采用野外调查和分子生物学相结合的研究方法,鉴定分析沙地樟子松外生菌根真菌种群特征。研究结果表明:(1)呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌共有10个OTU属于子囊菌,48个OTU属于担子菌,隶属于21科25属。(2)天然林优势菌为糙缘腺革菌属Amphinema、丝膜菌属Cortinarius和乳牛肝菌属Suillus,人工林优势菌为乳牛肝菌属,其余菌种相对丰度随着林龄变化波动较大。(3)天然林与人工林外生菌根真菌种群Shannon、Simpson和Pielou指数存在显著差异(P<0.05),人工林间alpha多样性指数差异不显著(P>0.05)。(4)呼伦贝尔沙地樟子松天然林和人工林外生菌根真菌种群组成存在较大差异,其中近熟林的外生菌根真菌群落组成与天然林的最为接近。

关键词：呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌多样性

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沙埋和种子处理对樟子松贮藏种子萌发出苗的影响

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中国水土保持科学 2016年第6期14卷 86-93页

作者：郭米山王谦高广磊赵媛媛丁国栋北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业局重点实验室北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站宁夏盐池751500

樟子松是我国北方荒漠化地区生态环境建设的重要树种,近年来樟子松人工林出现不同程度的衰退问题,自然更新障碍则是限制樟子松人工林发展演替的关键因子。为探究樟子松人工林自然更新的限制因子,通过不同沙埋深度及不同种子处理方法等... 详细信息

樟子松是我国北方荒漠化地区生态环境建设的重要树种,近年来樟子松人工林出现不同程度的衰退问题,自然更新障碍则是限制樟子松人工林发展演替的关键因子。为探究樟子松人工林自然更新的限制因子,通过不同沙埋深度及不同种子处理方法等室内发芽试验,对樟子松种子萌发出苗的影响进行研究。结果表明：1）在沙埋深度为0-3.00 cm范围内,无沙埋时樟子松种子萌发出苗能力最强,随着沙埋深度的增加,种子萌发出苗能力不断降低,沙埋深度显著影响种子的萌发和出苗;2）4℃低温冷藏保存的种子比常温保存和-18℃低温冷冻保存的种子,在萌发出苗上更具优势;3）种子经25～30℃温水浸种24 h处理后,在出苗率和出苗时间等方面优于55-60℃热水浸种和不浸种处理,表现为樟子松种子较为适宜的处理方式。其研究可为解决樟子松人工林自然更新障碍问题提供参考和借鉴,并为樟子松人工育苗提供技术支撑。

关键词：樟子松萌发出苗沙埋种子处理

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