分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为研究沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应过程，于2016年4月中旬利用40个2 m×2 m×2 m的混凝土样方池，通过人工增雨及遮风网降低风速的方法开展模拟控制实验。结果表明：① 风速、降水以及两者的协同作用对萌发物种数无显著影响 (P>0.05)。风速降低20%和降水增加60%使种子萌发物种数与对照相比分别增加4.9%和1.3%；风速降低20%条件下，自然降水和降水增加60%均可使种子萌发物种数增加7.2%。② 不同降水处理会使植物幼苗密度大幅度降低、高度波动变化；风速降低可以较显著地促进沙地植物幼苗生长高度，特别是优势植物猪毛菜(Salsola collina)、大果虫实(Corispermum macrocarpum)的生长高度(P0.05)。以上研究结果表明：降水增加30%对种子萌发阶段物种丰富度的抑制作用较大；与降水相比，风速是沙地植物幼苗生长高度的主要影响因素，并且自然降水条件下，风速降低40%可以使沙地植物幼苗生长高度最大限度地增加；沙地植被物种多样性指数对降水及风速的变化不敏感，这说明科尔沁沙地生态系统群落结构相对较为稳定。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2018-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 荒漠化是全球性的环境问题，威胁到人类的生存和发展，中国是受荒漠化严重危害的国家。本文依据历史文献的记载和现代学者研究成果，分秦汉魏晋南北朝时期、隋唐宋元时期和明清时期三个历史阶段，梳理了中国沙质荒漠化的演变过程。研究表明，秦汉魏晋南北朝时期，中国沙质荒漠化主要集中在西北地区，如鄂尔多斯高原、河西走廊和新疆地区；隋唐宋元时期，荒漠化扩展到东北地区，如呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地等；明清时期，政府通过修筑长城和封禁政策，客观上抑制了边疆地区的垦殖开荒，但在人口压力下，明朝后期和清朝后期北部边疆的农垦快速发展，加速了鄂尔多斯高原、科尔沁沙地等地区的荒漠化进程。因此，数千年来的气候变化和人类活动，特别是滥垦、滥牧、滥樵采等不合理土地利用方式，致使我国北方干旱和半干旱区的荒漠化日趋严重。
分类： 农、林、牧、渔 >> 土壤学 提交时间： 2023-05-30 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 在科尔沁沙地采用两行一带种植模式低密度栽培樟子松进行生态修复后，林地土壤水分动态及其对降雨的响应影响了同类型地区是否可以持续使用樟子松进行生态修复。为了研究科尔沁沙地南缘植被修复后土壤水分动态特征，本研究综合运用原位观测、数值模拟的方法，基于土壤水分实测数据校正Hydrus-1D模型，探究降雨-土壤水分响应关系。结果表明：（1）樟子松人工林显著改变了地区水分分布，裸沙地2.0 m处深层渗漏量占降雨量的44.16%，而樟子松林地深层渗漏量仅占降雨量的0.7%。（2）监测期内，0.4 m深度以下土壤水分对小雨无响应，土壤水分对中雨的响应深度可达1.0 m，对大雨和暴雨的响应深度涉及整个观测剖面。随着土壤深度的增加，水分波动幅度呈现减小的趋势。（3）降雨量和深度较浅的土壤体积含水量之间存在较强的相关关系，周期为周、半月的累计降雨量与各层土壤体积含水量显著相关；降雨量大于50 mm时，能保证对2.0 m处土壤水分的补给。（4）模型的决定系数范围在0.61~0.85，均方根误差范围在0.0061~0.0096 cm3cm-3，能较好地模拟研究区土壤水分的动态变化特征，且深层模拟精度高于浅层。研究结果对科尔沁沙地雨养型植被造林、生态恢复和水资源管理具有重要的意义。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 作物系数（Kc）对提高实际蒸散量的估算精度及区域水资源调控具有重要意义。通过Landsat 8数据计算归一化植被指数（NDVI）、土壤调整植被指数（SAVI）和简单比值植被指数（SR），结合2017年地面实测土壤含水量（SM）和叶面积指数（LAI），通过逐步回归分析建立科尔沁地区草甸及沙丘试验区的作物系数估算模型，利用2018年模拟作物系数值与FAO 56 P-M模型计算所得潜在蒸散量（ET0）相乘，得到实际蒸散量（ETa）的估算值，与涡度相关系统所测实际蒸散量进行对比验证。结果表明：（1）草甸和沙丘试验区的作物系数在生长季内的变化趋势与植被指数及SM具有一致性，说明了基于这些指标建立Kc估算模型的可行性；（2）相关性分析中，草甸试验区的Kc与SR相关性不显著（P>0.05），沙丘试验区Kc与SR相关性较低（0.46），故剔除该因子；（3）逐步回归分析中进一步剔除不显著因子后建立草甸及沙丘作物系数估算模型，模型的均方根误差、修正的决定系数分别为0.06、0.84和0.12、0.71；（4）经涡度相关数据验证，基于Kc估算模型计算的ETa在草甸和沙丘试验区均取得较好的模拟效果。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-02-27 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 通过实地考察、观测和采样，利用Google Earth遥感影像和激光粒度分析仪，研究了科尔沁沙地大型沙波纹（large-scale ripples, LSR）的空间分布、单体和群体的基本形态和粒度特征，探讨了LSR粗颗粒的来源、它同普通沙波纹和普通风成沙在颗粒组成、形态特征和内部沉积结构方面的区别。结果表明：（1）科尔沁沙地的LSR主要分布于翁牛特旗中部和北部地区。（2）LSR空间单元的空间形态具有片状、斑块状和条带状3种类型，分别发育于宽阔的丘间地、沙丘中上部、槽形低地3类地形部位。（3）LSR平均长度为6.32 m，总体走向为东北西南，平均波长为1.68 m，空间分异较为明显；单体LSR的前后坡不对称。（4）LSR的颗粒为中砂-粗砂粒级，其中粗颗粒主要来自旧河道的河流冲积层、下伏Q3河湖相地层、剥蚀残山的风化壳和山麓洪积物。（5）LSR同普通沙波纹在外观、物质组成、几何形态和内部沉积结构方面有明显差异。该项研究将有助于促进风沙地貌学的理论发展和实践。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-11-20 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 为揭示科尔沁沙地不同林龄沙地樟子松人工林对风沙土粒径分布特征的影响，以中龄、近熟 和成熟沙地樟子松人工林风沙土为研究对象，以裸沙地风沙土为实验对照，采用激光衍射技术测定土壤样品粒度组成，计算分析土壤粒度参数特征，绘制土壤粒配曲线。结果显示：（1）科尔沁沙地樟子松人工林风沙土以砂粒为主，其次是粉粒，黏粒含量最少。随林龄的增长，土壤黏粒、粉粒含量呈增加趋势，砂粒含量呈减少趋势。裸沙地风沙土砂粒含量多高于同层林地土壤。（2）科尔沁沙地樟子松人工林风沙土质地较粗，分选性较差，偏度值多为正偏度，峰度值多为尖窄，0～10 cm和10～20 cm风沙土分形维数分别为2.18～2.43和1.98～2.17。裸沙地风沙土质地更粗，分选性更好，分形维数更小。（3）科尔沁沙地樟子松人工林风沙土的粒度频率分布曲线均为双峰型。随林龄的增长，10～20 cm风沙土的土壤颗粒细化滞后于0～10 cm。林地悬移组分的含量高于裸沙地，裸沙地跃移组分的分选性高于林地。科尔沁沙地不同樟子松人工林风沙土粒径分布特征存在显著差异，本研究结果可为科 尔沁沙地土地沙漠化防治及生态修复提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 设置正常供水、轻度、中度和重度干旱处理，分析两年生榆树幼苗不同器官的可溶性糖、淀粉及非结构性碳水化合物（NSC）随处理时间延长（15、30、45 d和60 d）的变化特征。结果表明：水分处理15 d时，随着干旱程度增加，叶片和细根可溶性糖含量呈下降趋势，叶片淀粉含量在中度和重度干旱处理最低，为（18.35±0.06）mg·g-1，茎和粗根可溶性糖含量在重度干旱处理显著低于其他处理。处理30 d时，叶片淀粉和NSC含量随干旱程度增加呈上升趋势，且叶片淀粉含量在重度干旱处理最高，为（47.83±0.27）mg·g-1，茎和粗根淀粉及NSC含量在轻度干旱处理下显著低于适宜水分处理。处理45 d时，随干旱程度增加，细根可溶性糖/淀粉呈下降趋势，叶片可溶性糖含量、可溶性糖/淀粉和茎淀粉含量在重度干旱处理显著高于其他处理。处理60 d时，随着干旱程度增加，叶片和细根可溶性糖/淀粉逐渐增加，粗根可溶性糖、淀粉和NSC含量在重度干旱处理显著高于其他处理，并且NSC含量达到最大值（68.88±1.01）mg·g-1。以上结果表明，榆树幼苗各器官可溶性糖、淀粉及NSC含量随着处理时间延长做出不同的响应，各器官NSC下降，并在粗根中积累。这为科尔沁沙地榆树防护林的水分管理提供依据。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2019-06-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 为研究沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化，分别于2011年、2013年和2015年8月中旬对流动、半固定、固定沙丘和草地进行植被调查，并测定植被—土壤系统的碳氮化学计量特征。结果表明：（1） 随着沙地退化植被的恢复，地上植物、凋落物和根系的C、N含量及C/N比波动变化，土壤（0～10 cm）C和N含量及C/N比显著增加（P <0.05）。（2）沙地4种生境上的地上植物、凋落物、根系、土壤的C、N含量及C/N比年际间变化显著（P <0.05）。（3） 沙地退化植被恢复过程中地上植物、凋落物、土壤的C/N比与物种丰富度呈正线性关系（P <0.01）。沙地退化植被恢复过程中优势植物演替导致植被—土壤系统中C、N化学计量特征的变化，植被恢复过程中植物的氮素利用效率也在逐渐增强，而封育时间的增加能够促进沙地土壤中N的积累。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-04-11 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 以科尔沁沙丘⁃草甸相间地区为研究区，运用 LI⁃ 6400 土壤呼吸配套系统对沙丘⁃草甸过渡带人工杨树林和固定沙丘小叶 锦鸡儿群落土壤呼吸及其相关因子进行观测，结果表明，(1)生长期和生长末期人工杨树林保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的日 变化表现为“多峰型”。 (2)人工杨树林和小叶锦鸡儿群落保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的季变化峰值均出现在 8 月份，人工 杨树林的土壤呼吸明显大于小叶锦鸡儿群落的土壤呼吸。 (3)人工杨树林土壤呼吸的季变化与 0—10cm 土壤温度相关显著 (P<0.01)，保留枯枝落叶土壤呼吸小于去除枯枝落叶。 (4)小叶锦鸡儿群落土壤呼吸的季变化与 0—10cm 土壤含水量相关显 著(P<0.01)，与人工杨树林不同，保留枯枝落叶土壤呼吸大于去除枯枝落叶。 (5)人工杨树林土壤呼吸与土壤温度显著呈指数 关系，小叶锦鸡儿群落土壤呼吸与土壤含水量显著呈幂函数关系，并运用归一化法，通过建立土壤呼吸 LnRs 与土壤温度 T、土壤 含水量 Lnθ 的双因子回归模型，得出土壤温度和土壤含水量分别对保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的贡献率。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为揭示水盐处理下科尔沁沙地土壤细菌群落结构及其对油莎豆（Cyperus esculentus）的影响。以吉林省前郭尔罗斯灌区油莎豆农田为研究对象，开展水、盐双因素（水处理：50％、70％、100％标准灌溉定额；盐处理：无盐胁迫、轻度盐胁迫、中度盐胁迫）随机区组野外控制试验，构建土壤细菌分子生态网络筛选关键菌种，并研究揭示其与油莎豆生长的相互关系。结果表明：（1）油莎豆农田土壤细菌优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）（22.85％±3.80％）、酸杆菌门（Acidobacteriota）（20.02％±3.21％）和放线菌门（Actinobacteriota）（18.85％±2.41％）。优势菌属为RB41属、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和红色杆菌属（Rubrobacter）。水盐环境对土壤细菌Alpha多样性无显著影响（P＞0.05）。（2）100％标准灌溉定额灌溉处理细菌种间共存关系更强，50％标准灌溉定额灌溉处理细菌种间互作程度、连接紧密度最高。无盐胁迫细菌群落生态网络复杂度、互作程度最高，中度盐胁迫细菌物种之间的共存关系更强。（3）随灌溉量增加，关键菌群数量增加，中度盐胁迫关键菌群数量达到最大。水盐处理下油莎豆土壤关键菌种为红色杆菌属、RB41属、Dongia 属、类固醇杆菌属（Steroidobacter）、硝化螺旋菌属（Nitrospira）、鞘氨醇单胞菌属、溶杆菌属和Luteolibacter 属。（4）灌溉量变化对油莎豆株高、冠幅、分蘖数、地上干重、羧化酶、脯氨酸和超氧物歧化酶活性具有显著影响（P＜0.05）；施盐量变化对油莎豆的株高、地上干重、脱落酸、可溶性糖、过氧化物酶活性和丙二醛具有显著影响（P＜0.05）。鞘氨醇单胞菌属、硝化螺旋菌属、溶杆菌属、Dongia 属、RB41属、类固醇杆菌属和Luteoli⁃bacter 属与油莎豆生长生理性状显著相关（P＜0.05）。水盐环境改变了土壤细菌群落组成、分子网络及关键菌种，关键菌种则与油莎豆生长生理特征具有显著相关性。研究结果有助于深入揭示水盐生境下油莎豆农田土壤细菌群落结构及其生态功能，为油莎豆适应性种植和稳产高产提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-03-03 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 森林植被的降雨再分配过程是影响区域水资源利用效率以及生态系统生产力的重要因 素。于 2018 年 5—8 月观测 27 a 生樟子松人工林降雨再分配特征，探究降雨再分配的比例变化对 林地水分平衡的影响机制，分析、量化林内穿透雨、林冠截留、树干径流、枯落物层入渗部分产生的 阈值。结果表明：樟子松林内穿透雨量占同期降雨量的 86.45%，穿透雨量随着降雨量的增加呈线 性增加趋势，降雨量>0.63 mm 时产生穿透雨；林冠截留量和树干径流量分别占降雨量的 10.44%和 2.54%，树干径流量与降雨量之间呈正线性关系，降雨量>1.19 mm 时，产生树干径流；枯落物层截留 量占降雨量的 12.37%，枯落物层截留量随着降雨量的增加而增加；枯落物在 0~24 h 内平均吸水速 率为 1.83 mm·h-1，其最大持水量为 3.23 mm，并且枯落物层截留量占其最大持水量的 42.37%。从 林冠到枯落物各层截留总量为 25.35%，其中有 74.65%的雨水最后从枯落物层入渗进入地表，用于 补充土壤水分、下渗或补充地下水。半干旱沙地樟子松林可以有效地发挥截留降雨、贮存雨水的 功能，继而改善沙地土壤含水量和地下水的有效补给量，提高森林生态系统生产力。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于1982—2015年GIMMS NDVI3g.v1数据，结合站点气象数据，采用趋势分析、变异系数、Hurst指数及偏相关分析等方法，探讨了科尔沁沙地植被覆盖的时空特征、气候响应及未来趋势。结果表明：（1）科尔沁沙地34 a植被覆盖呈缓慢增加趋势，每10 a增速为0.23%。植被覆盖变化整体上可分为“三升”（1982—1999年、2000—2004年、2008—2012年）和“三降”（1999—2000年、2004—2007年、2012—2015年）的趋势，其中最大值出现在1999年，最小值出现在2009年。（2）科尔沁沙地植被覆盖格局呈“南北高，中间低”的分布特征。以“西拉木伦河—新开河”为界线，北部地区植被变化趋势以退化为主，南部地区以改善为主。（3）科尔沁沙地变异系数西高东低，地域性差异明显。低波动变化区域主要分布在北部海拔较高地区（占5.52%），其植被类型主要为针阔混交林。（4）科尔沁沙地植被变化的同向特征强于反向特征，持续退化和持续改善区域分别占61.48%和37.03%。降水是影响研究区植被变化的主要因素。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-10-11 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以内蒙古科尔沁沙地研究区内一条梯级生态带为研究对象，基于大孔径闪烁仪(LAS)通量观测数据和通量源区计算模型，计算、分析了2017年研究区植被生长旺季梯级生态带的水热通量变化和气候学足迹变化。结果表明：① 晴天时地表能量各分支大致呈单峰状，潜热通量曲线略有波动；多云时各能量日变化曲线呈不规则波动状。② 以95%通量贡献源区面积为测算对象，不同风向条件下和不同大气稳定度条件下梯级生态带上气候学足迹面积和位置不同。研究区7月东北、东南、西南、西北四个风向上源区面积分别为0.265 km²、0.538 km²、0.239 km²、0.524 km²。③ 稳定条件下研究区源区面积为0.599 km²，是不稳定条件下源区面积的92%。④ 以95%通量贡献源区面积为测算对象，晴天条件下，由于湍流交换的加强，源区面积由8:00的0.665 km²减小到11:00的0.292 km²；午后,湍流交换减弱，源区面积由14:00的0.283 km²增加到17:00的0.479 km²。气候学足迹变化趋势与大气稳定状况趋势一致。⑤以95%通量贡献源区面积为测算对象，受风向、大气稳定度等因素的影响，7月上、中、下旬的气候学足迹不同。源区面积下旬>上旬>中旬。研究为科尔沁沙地复杂下垫面条件下水热资源的可持续利用、该地区环境保护与恢复提供科学依据和理论支持。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以科尔沁沙地不同林龄（15 a、25 a、35 a和45 a）樟子松林为对象，研究其0～100 cm 土层土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征，探讨土壤碳氮磷化学计量特征的垂直分布规律及随林龄的变化规律。结果表明：①4种林龄樟子松林土壤（0～20 cm土层）有机碳、全氮和全磷含量分别为7.34、0.39 gkg-1和0.19 gkg-1，均低于全国平均水平。②随着林龄的增加，有机碳含量、C/N和C/P均呈现增大的趋势；全氮和全磷含量呈现先增加后降低（45 a 生林分显著降低）；而N/P的变化不显著。③随着土层的加深，有机碳和全氮含量的变化趋势基本一致，均呈现逐渐降低的趋势，但是各林分在0～20 cm土层中的有机碳和全氮含量均不足总含量的1/3；C/N和C/P呈现相反的变化趋势（C/N增加、C/P降低）；而全磷含量和N/P的垂直分布较为均匀，变化不大。综上所述，本研究区樟子松林土壤中的有机碳、全氮、全磷含量极为贫瘠，但樟子松人工林种植增加了土壤碳、氮、磷养分含量；各林龄樟子松林土壤同时受氮、磷养分的限制，但随土层加深受氮的限制更为显著。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为了实现基于单独光学遥感数据对科尔沁沙丘草甸相间地区土地利用与覆被(LULC)类型的识别，选用2018年64景Sentinel-2影像，结合影像分割技术，利用植被物候信息和生境特征，建立了基于群落水平的LULC决策树识别规则，总体分类精度为0.91，Kappa系数为0.89。分类结果显示：研究区旱地分布面积最大，占33.79%，灌木群落次之，占25.03%，高多样性半灌木群落和乔木林相近，分别为14.54%和10%，低多样性半灌木群落、草甸地和流动沙地分别占5%左右，剩余类型的总占比小于5%。该方法不仅可以准确反映研究区覆被类型的空间分布情况，还能给出不同覆被类型的生长发育状况，可为该区域物质循环研究提供基础数据，同时为该区域历史LULC识别提供阈值参考。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用LI-6400光合作用仪野外原位测定混生的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和人工杨树(Populus spp.)的光合特性，通过对比分析这两种天然和人工植物干旱时期与降水后光合特性的差异及其与生理环境因子的关系，揭示其对干旱和降水的适应特性和响应机制。结果表明：① 干旱时期，两种混生植物的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)大幅下降，出现明显的“午休”现象，且峰值提前，降水后小叶锦鸡儿“午休”现象消失；② Gs和光合有效辐射(PAR)是影响小叶锦鸡儿和人工杨树Pn的主要生理和环境因子，干旱时期，小叶锦鸡儿光合特性主要受气孔调节作用的影响，降水后主要受环境因子(PAR)的影响；人工杨树不论在干旱时期还是降水后，其光合生理特性都相对较为稳定，且主要受PAR的影响；③ 小叶锦鸡儿通过保持较低的气孔开放程度，维持较低的Tr和较高的水分利用效率(WUE)，以适应干旱环境，人工杨树则通过较高的Pn、Tr和较低的WUE避免干旱胁迫的影响；降水后，小叶锦鸡儿光合特性的变化较人工杨树显著，对降水的响应更加强烈。混生群落中，小叶锦鸡儿和人工杨树对干旱和降水的适应机制明显不同，小叶锦鸡儿对环境变化的适应性更强。
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