黄土丘陵沟壑区人工林地的土壤抗蚀性评价

以延安、安塞、吴旗的人工刺槐林、柠条林为研究对象,选取同一地区的自然恢复草地和坡耕地为对照,通过对5个表征土壤抗蚀性的指标即>0.25 mm水稳性团粒含量、>0.5 mm水稳性团粒含量、平均重量直径、团聚状况和团聚度的比较分析,对人工刺槐林、人工柠条林相对于自然恢复草地和坡耕地改善土壤抗蚀性的效果进行了评价,同时分析了不同林龄人工林土壤抗蚀性的变化。研究表明,人工林地相对于坡耕地,显著提高了土壤抗蚀性,但不及自然恢复草地,尤其在安塞和吴旗表现更明显;随着林龄的增长,人工林地土壤抗蚀性能增强,并趋于稳定。并通过对样地的聚类分析,也得出与上述相似的结果。综合分析表明,封禁条件下的植被自然恢复是黄土丘陵沟壑区比较适宜的植被恢复方式和控制土壤侵蚀的有效措施。

桃树茎直径微变化与土壤水势及气象因子的关系

通过对充分供水和逐步干旱处理的盆栽"仕女红"桃树茎直径微变化动态的观测,分析了茎直径日最大收缩量(MDS)、日增长量(DI)和日最大值恢复时间(RT)对水分状况和气象因子的响应,并对适宜灌溉控制指标进行了探讨。结果表明:随土壤水势降低,桃树茎直径MDS和RT呈增大趋势,DI呈下降趋势并由正值变为负值;气象因子对桃树茎直径变化影响显著,太阳辐射(Rn)和空气相对湿度(RH)对MDS影响最强烈,连续降雨对DI和RT影响显著。DI受土壤水势影响产生变化的趋势明显并受气象因子影响较小,是最理想的灌溉控制指标,可将DI=0作为灌溉控制临界值;MDS受气象因子影响强烈,变异性较大,且需要充分灌溉条件下的MDS作为参考,RT与土壤水势的相关性不高,因此均不适合单独作为灌溉控制指标。

配施钾肥、有机肥对旱地春玉米光合生理特性和产量的影响

以长期定位施肥试验为平台,研究在施用氮磷肥条件下,配施钾肥、有机肥对黄土塬区春玉米光合生理特性和产量的影响。结果表明:配施钾肥在灌浆前期降低了LAI、WUE、叶片水势、干物质积累量、叶片光合和蒸腾速率,但在灌浆后期提高了LAI、WUE、干物质积累量和叶片光合速率,且与对照间达显著差异,这说明配施钾肥对春玉米生长的影响主要表现在生育后期;配施钾肥可显著提高整个生育期的SPAD(叶绿素相对含量)、株高;可促进同化向籽粒的转移,使籽粒产量增加;但收获指数下降了3.2%。而配施有机肥可显著提高春玉米整个生育期的LAI、株高、SPAD、光合速率和蒸腾速率等生理指标(WUE和水势除外)和产量,使籽粒产量和生物产量增加,与对照、钾肥间差异均达到显著水平(P<0.05)。在富含钾素的黄土塬区,配施有机肥对春玉米光合生理特性和产量的作用优于配施钾肥。

黄土丘陵区不同土地利用方式对土壤含水率的影响

在干旱半干旱地区,土壤含水率是影响作物生长和植被恢复的重要因子。采用土钻法对黄土丘陵区典型流域不同土地利用方式下土壤含水率进行了比较。结果表明,农田土壤含水率显著较高,这与农田坡度较小及梯田建设有关,还与农作物蒸腾耗水相对较小有关。林地、灌木地和草地土壤含水率相对较低,且相互间无显著差别。黄土丘陵区土壤含水率主要受坡度和土壤稳定入渗速率的影响。但草地土壤含水率还与坡向及年生物量有关。土壤水分分布格局与该区土层深厚, 地下水埋藏较深,土壤水分收入主要受降雨的补给有关。因此,该区农田建设应在坡度较小(<10°)的地形上进行,并优先考虑梯田。坡度较大的地方应以天然灌木和草本群落的保育为主。人工乔灌林只适宜在沟道等水分条件较好的地方种植。

黄土丘陵区两种典型灌木群落坡面侵蚀泥沙颗粒组成及养分流失的比较

在野外模拟降雨条件下,比较研究了黄土丘陵区柠条(Caragana korshinkii)和狼牙刺(Sophora viciifolia)径流小区产流产沙、侵蚀泥沙颗粒组成、比表面积(SSA)及养分流失特征。结果表明,两种灌木群落均能显著减小坡面径流泥沙的流失。产流后流失泥沙黏粒、SSA与养分含量随降雨时间总体呈现降低趋势,其中有机质变化显著,全磷变化不显著。受植被盖度影响,泥沙中黏粒与养分含量均表现为柠条群落>狼牙刺群落>对照裸地。侵蚀泥沙具有富集黏粒和富集养分的特征,富集率随群落盖度增大而增大(柠条>狼牙刺>裸地)。不同形态养分富集率不同,其中有机质均在2.5以上,全氮平均富集率为2.13,全磷为1.23。富集率随产流时间呈线性递减。流失泥沙养分含量与黏粒(粒径<0.002 mm)含量及SSA达到极显著的正相关。坡面土壤养分主要以黏粒为载体流失。SSA的变化不仅能体现土壤颗粒组成的变化,而且能够反映土壤养分的变化。

干旱对不同冬小麦旗叶光合产物供应能力的影响

研究干旱对小麦旗叶光合产物供应能力的影响,揭示小麦抗旱高产的生理机制,为提高小麦的抗旱能力及高产稳产提供理论依据。【方法】在防雨池栽培条件下,以旱地冬小麦品种长武134(抗旱性强)和水地冬小麦品种陕253(抗旱性弱)为试材,以适宜水分处理为对照(CK,土壤含水量为田间持水量的70%～75%),研究干旱处理(土壤含水量为田间持水量的50%～55%)对不同冬小麦旗叶光合产物供应速率(净光合速率和蔗糖合成能力)和供应持续期的影响。【结果】与对照相比,干旱处理降低了冬小麦灌浆中后期旗叶净光合速率,缩短了净光合速率高值持续期(PAD),其中长武134降幅较小,净光合速率较高;干旱处理提高了冬小麦灌浆初期旗叶的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,其中长武134增幅较大,且在灌浆中后期依然能保持相对较高的蔗糖供应能力;干旱处理缩短了冬小麦叶绿素含量缓降期(RSP),提高了丙二醛(MDA)含量,加速了旗叶的衰老,缩短了光合产物的供应持续期,其中长武134受干旱影响较小;干旱处理降低了冬小麦灌浆中后期主茎穗粒质量积累量及其速率,其中长武134降幅较小。【结论】干旱条件下,抗旱品种长武134旗叶在灌浆中后期可维持较高的光合产物...

侵蚀环境人工刺槐林土壤水稳性团聚体演变及其养分效应

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤水稳性团聚体变化规律及其与土壤养分状况之间的相互关系。结果表明,侵蚀环境下的坡耕地由于人为耕作干扰,土壤水稳性团聚体含量低下,抗蚀性能较差。营造刺槐林前5 a土壤水稳性团聚体含量较坡耕地显著快速增加,随后增幅变缓,成对数增长,恢复25 a后土壤水稳性团聚体含量已经达到天然侧柏林水平。在植被恢复过程中土壤小粒径的水稳性团聚体逐渐聚集转变形成大粒径的团聚体。相关性分析和回归分析表明,植被恢复过程中>0.25 mm土壤水稳性团聚体与有机碳、全氮、碱解氮、速效钾、容重等相关性达到显著(p<0.05)或极显著水平(p<0.01),与全磷和速效磷相关性较弱。坡耕地退耕营造刺槐林后可以减少人为干扰,增加碳素和氮素供给,提高水稳性团聚体含量,使土壤抗蚀性能提高。

黄土高原侵蚀区长芒草对坡地土壤水分养分的影响

在黄土高原神木六道沟流域选相邻退耕坡地和裸地,均匀布点采样结合室内分析,采用SPSS处理数据,研究30龄长芒草(Stipa bungeana)对土壤水分、养分的影响。结果表明:在长芒草根系分布区土壤水分下降很快,并且形成干层,其中40~60 cm含水量均低于5.5%,最低达3.2%;同时,长芒草可使土壤养分在表层累积,而降低20~50cm土层处养分含量;全氮、全磷、有机质、硝态氮和铵态氮含量均随土层的加深而降低。

辽西山地乡土树种开发利用的理论基础与技术

辽西山地由于人为破坏严重，自然环境恶劣，建国以来，国家和地方先后投入了大量的人力与物力，开展以人工植被建设为主要目的工程治理。由于诸多方面原因，辽西生态建设多注重理论的探讨和工程的实施，技术开发没引起足够重视。 本文以山地乡土树种开发利用的理论和技术为主要内容，对辽西地区生态建设的理论和方法进行研究，目的是为辽西山地生态恢复与环境治理提供相应的理论基础和技术指导，以期在辽西生态与环境建设中以较少的投资获得较大的生态效益。 本研究有如下工作和结果：(1)分析并明确了辽西山地生态建设主要矛盾，指出辽西山地生态建设应遵循恢复生态学理论；（2）通过对干燥度测算，明确了辽西山地属于半干旱区与半湿润区的交错地带，从而对辽西山地给出了现实的生态区划定位；（3）利用修正的Thornthwaite公式计算了这一地区的最大潜在蒸发量，分析了水分的盈亏状况；（4）研究分析了乡土树种生长与气候因子的关系；（5）在分析现有森林资源的基础上，确认人工植被建设中纯林比重过大、乡土树种比例过小、生态系统十分脆弱；（6）研究了乡土树种资源，结果表明辽西山地乡土树种丰富，可以开发的较多，进而提出了可利用的乡土树种耐旱的形态和生理特征；同时，进一步提出了主要乡土树种研究和开发课题；（7）从生态工程的原理出发，提出并设计了辽西地区利用乡土树种可进行的生态建设工程项目。

沙地樟子松水分生理生态特征及其适应性——以科尔沁沙地东南缘为例

沙地樟子松天然分布于大兴安岭以西的呼伦贝尔草原红花尔基一带，分布范围虽然相对狭窄，但其具有重要的防风、固沙等生态功能，而且，该区沙地樟子松林的分布范围正呈现不断扩大的趋势。然而，在引种区（科尔沁沙地东南缘），20世纪70~80年代曾经引起国际关注的沙地樟子松人工林，自从90年代初以来，逐渐出现了以枯梢、生长下降，甚至死亡等为特征的衰退现象。与此同时，沙地樟子松人工造林仍在北方干旱、半干旱沙区大面积推广。面对如此具有重要防风固沙作用并在大范围推广的沙地樟子松人工林，解释其为何衰退，其机理如何，回答现存沙地樟子松人工林发展方向及培育等理论和实践问题，成为目前面临的巨大挑战。 本论文在对沙地樟子松天然分布区与引种区野外调查、气候差异性对比分析的基础上，结合对引种区沙地樟子松幼苗、幼树及中龄林的水分生理生态过程实验，研究了沙地樟子松在引种区自然条件和干旱胁迫下的光合生理和水分生理生态特征；重点分析了水势、气孔导度等生理因素和土壤含水量、光合有效辐射、气温、空气相对湿度等生态因素对净光合速率、蒸腾速率的影响。结果表明： 1）较低、较长的低温和降雪覆盖有利于沙地樟子松更好的生长；运用De Martonne干燥度指数对气候类型进行划分，沙地樟子松引种区（科尔沁沙地东南缘）生态系统应为草地或疏林草地生态系统。 2）引种区近50 a来年平均温度存在着明显的线性上升，平均每10 a增温0.185 ℃；该区年平均降水量没有显著的变化趋势，但是，在过去的50 a里，该区平均每15 a 左右出现1次大旱。 3）在引种区多年年平均降水量条件下，沙地樟子松幼苗80%以上的时间处于受胁迫的状态，17%的时间处于不受水分胁迫的状态，而仅有1%左右的时间处于不能利用土壤水分的状态；在不同密度、不同年龄的沙地樟子松人工林中，土壤可溶性盐总量都很低，对沙地樟子松林木生长不会造成盐分胁迫；由于地下水位的急速下降，目前，引种区大部分地方地下水不能被沙地樟子松所利用。 4）随着模拟年降水量的减少，沙地樟子松幼苗的生长明显受到抑制，针叶水势、蒸腾速率、光合速率均有下降，各部分生物量积累明显降低；当模拟年降水量低于350 mm时就已经对沙地樟子松的生长产生了较大的限制。 5）在科尔沁沙地东南缘，影响沙地樟子松生理生态特征的主要因素为水分条件，特别是在树高生长旺季以及生长末期，而在生长中期，主要是光照和水分共同影响沙地樟子松的生长；在沙地樟子松天然分布区（红花尔基），影响沙地樟子松生长季节中期生理生态特征的主要因素也是水分和光照条件，这与在科尔沁沙地东南缘樟子松生长中期观测到的结论一致。然而，与天然沙地樟子松相比，引种区沙地樟子松每天干物质的积累增加为天然分布区的3~13倍，每天蒸腾耗水量为天然分布区的7~19倍。 综合以上对引种区的生态气候、水分条件以及沙地樟子松本身生理生态特征的分析结果得出，引种区与天然分布区水、热差异导致引种区沙地樟子松在年内的生长期延长（与天然沙地樟子松相比），以及在生长季节每天蒸腾耗水量的剧增及耗水时间的延长；同时，在引种区由于年内降水分布极不均衡，冬季降雪覆盖少，导致4、5、9三个月份的水分极度亏缺，该季节引种区水分亏缺严重限制了沙地樟子松的生长。大面积营造纯林、地下水位急剧下降（目前，引种区大部分林地的沙地樟子松已不能利用地下水）以及引种区每15 a左右一次的特殊干旱是导致沙地樟子松死亡的最直接原因。从个体水平上来说，近50 a的引种驯化，沙地樟子松并没有完全表现出适应引种区生长环境的迹象。最后，基于以上对沙地樟子松人工林衰退分析的基础上，提出了对现存沙地樟子松人工林总体经营的方向及具体经营对策。

全球变化背景下科尔沁沙地生态系统C、N循环过程

工业革命以来，由于人口的快速增加和人类活动的强烈干扰（主要包括煤炭、石油等石化燃料的燃烧、化肥生产和使用）导致土地利用/覆被变化、大气CO2浓度升高、N沉降等一系列全球环境变化问题。有关陆地生态系统生物地球化学循环，尤其是陆地生态系统C、N循环及其耦合过程方面的研究成为全球变化科学研究领域的重要内容。 干旱/半干旱地区占地球陆地总面积的1/3。与湿润地区相比较，干旱/半干旱地区生态系统稳定性比较差，往往属于生态脆弱区。因此，全球变化对干旱/半干旱地区生态系统影响更加敏感。科尔沁沙地位于我国北方干旱/半干旱地区，是我国典型的农牧交错区和生态脆弱区。科尔沁沙地是世界上人口密度最高的干旱/半干旱地区之一，人类活动对其影响剧烈。然而，有关科尔沁沙地生态系统C、N元素生物地球化学循环过程对土地利用/覆被变化、N沉降等全球变化响应及其反馈机制的研究非常缺乏。因此，本文以科尔沁沙地退化沙质草地、农田、不同年龄樟子松和杨树人工林等生态系统为对象，开展了造林、模拟N沉降和凋落物管理对生态系统C、N元素循环过程影响的研究。 在科尔沁沙地东南缘，以退化沙质草地、樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林（15、24和30年生）、杨树（Poplus xiaozhuanica）人工林（7、11和15年生）为对象，研究草地转变为林地对生态系统C、N储量影响；以退化草地、榆树疏林草地和32年生樟子松人工林为对象，比较草地造林对土壤C、N循环过程及其土壤微生物性状的影响；以农田和5、10、15年生杨树人工林为对象，研究退耕还林对生态系统C、N储量和循环过程影响；以35年生樟子松人工林为对象，模拟研究N沉降和凋落物管理对生态系统C、N循环过程影响。通过上述研究，得到以下主要结果： （1）草地生态系统总C储量为34.38 Mg ha-1，15、24和30年生樟子松人工林生态系统总C储量分别为43.56、60.45和66.59 Mg ha-1，7、11和15年生杨树人工林生态系统总C储量分别为34.54、48.26和78.77 Mg ha-1；与农田相比，退耕5年的杨树人工林生态系统总C库储量下降13%，而10年和15年杨树人工林分别增加了176%和5倍；随着人工林年龄的增加，地上植被生物量C库储量占生态系统总C库储量的比例逐渐增加，并主要分配在树干。草地生态系统总N库储量为2.54 Mg ha-1，15、24和30年生樟子松人工林生态系统总N库储量分别为1.96、2.10和2.19 Mg ha-1，7、11和15年生杨树人工林生态系统总N库储量分别为2.27、1.84和2.60 Mg ha-1；与农田相比，退耕5年的杨树人工林生态系统总N库储量下降32%，而10年和15年杨树人工林分别增加了47%和76%；农田和草地造林后生态系统N储量依然主要分配在土壤中。 （2）草地和农田造林后土壤C、N库储量的变化受多因子的影响，例如林龄、树种种类以及立地条件等。农田和草地造林初期，土壤C、N库储量表现出下降趋势，随着林龄的增加，土壤C、N储量逐渐恢复。草地营造樟子松人工林30年后，0–60 cm深度土壤C、N储量依然显著低于草地；与草地相比，15年生杨树人工林土壤C、N储量差异不显著。在立地条件较好的情况下，10年杨树人工林土壤C、N储量已显著高于农田；然而，在立地条件相对较差的情况下，15年杨树人工林土壤C、N储量仍然与农田相比差异不显著。 （3）土地利用变化能够强烈地改变土壤C、N循环过程。与草地或疏林草地相比，32年生樟子松人工林土壤C、N、P含量显著降低；土壤C、N矿化过程发生显著变化，并且受季节变化的影响；在不同季节，土壤微生物量碳含量、代谢熵（qCO2）、微生物熵（MBC/TOC）以及土壤酶活性等在不同土地利用条件下表现出规律不一致。同样，农田退耕杨树人工林能够显著影响土壤C、N矿化过程，土壤无机氮（铵态氮+硝态氮）含量，土壤微生物量碳含量以及土壤微生物活性。草地造林在一定程度上导致土壤质量下降。而农田造林有利于土壤质量改善，尤其在在立地条件较好情况下。 （4）N添加增加对沙地樟子松人工林地上和地下C、N元素含量影响不大；N添加1年后，仅林下植被C、N含量显著增加，高氮处理（N15）凋落物N含量显著增加。N添加抑制了沙地樟子松人工林凋落物的早期分解和N、P元素释放。5、6、8和9月份土壤无机N含量均随着N输入增加表现出一定程度的增加，然而，7月份N添加导致土壤无机N含量降低。N添加对土壤潜在N矿化速率影响不显著。7和8月份N添加影响土壤C矿化速率，而其它月份影响不显著。低氮处理（N5）有利于增加土壤微生物量碳含量，而高氮处理（N15）在一定程度上降低土壤微生物量碳含量。 （5）凋落物输入变化（凋落物添加和凋落物移出）在一定程度上改变了35年生沙地樟子松人工林生态系统C、N循环过程。凋落物移出（C0）增加了林下植被C含量，降低了树木叶片N含量。凋落物移出抑制了凋落物分解和P元素的释放，而增加了C元素的早期释放速率，对N元素释放过程影响不显著。凋落物输入变化对不同月份土壤无机N含量和土壤N矿化过程影响均不显著。仅在6月份凋落物移出显著抑制了土壤C矿化速率，其它月份差异均不显著。凋落物管理对土壤微生物量碳含量影响不显著。 以上研究结果表明，土地利用变化、N沉降和凋落物输入改变等能够影响半干旱地区沙地生态系统C、N储量和循环过程。尤其是土地利用变化强烈改变沙地生态系统C、N储量、分配格局和循环过程，并且受到多因子的影响。科尔沁沙地樟子松人工林生态系统C、N元素生物地球化学循环存在密切的耦合关系。今后有必要进一步结合3S技术、同位素技术、模型模拟以及分子生物学技术等，从微观-宏观不同尺度上，研究半干旱地区沙地生态系统C、N循环过程对全球变化的响应及其反馈机制。

降雨量变化对科尔沁沙地东南部樟子松人工林主要生态过程的影响

水分条件是影响植物生长最主要的限制因子，降雨量变化作为全球变化的一个重要组成部分，其对干旱半干旱区陆地生态系统的影响甚至超过CO2浓度和温度的升高以及它们的共同作用对生态系统的影响。樟子松人工林是科尔沁沙地东南部主要的防风固沙林类型，研究未来降雨量变化对会对樟子松人工林产生怎样的影响，对樟子松人工林的可持续经营和科学管理有重要意义。本研究以樟子松人工林为研究对象，通过搭建遮雨棚，铺设灌溉设施，野外原状样地模拟三个降雨量梯度：降雨量减少30%、天然降雨量和降雨量增加30%，从樟子松人工林下土壤生态系统、樟子松针叶生理特性、樟子松的生长和林下植被结构与生产力三个角度研究降雨量变化对樟子松人工林主要生态过程的影响，主要结论如下： （1）以土壤矿质N含量为土壤N有效性的指标，2007年的数据表明降雨量减少时土壤N有效性显著升高，降雨量增加时土壤N有效性显著降低，出现了“水、N有效性的不同时性”，即土壤水分有效性高时N有效性低，而N有效性高时水分有效性低，这可能是该地区植物生长的主要限制因子，而不是简单的水分限制或者N素限制。 （2）降雨量降低时，樟子松针叶的丙二醛（MDA）含量显著升高，针叶N含量降低，樟子松光合速率下降，同时，樟子松针叶的叶绿素含量大部分月份不受降雨量减少的影响，而且针叶脯氨酸和可溶性蛋白含量升高，超氧化物歧化酶（SOD）活性的升高，表明了樟子松对水分胁迫的生理生态适应机制。 （3）降雨量减少时樟子松林下植被总盖度显著降低，优势种由黄蒿和狗尾草演变为绿珠藜和黄蒿；降雨量增加时樟子松林下植被总盖度显著升高，优势种演变为艾蒿。降雨量减少和增加时物种多样性都显著降低，导致了生物多样性丧失。 （4）降雨量减少时樟子松和其林下植被的生长由于水分胁迫都受到了抑制，樟子松的高生长和粗生长速率减缓，林下植被的ANPP和地下部分生物量降低，进而导致樟子松人工林的地上部分C储量降低；樟子松的成长速率减缓和林下植被地上地下生物量的降低意味着生态系统凋落物量和死亡根系的减少，这直接导致了土壤有机碳含量的降低，即土壤有机碳储量的降低；综合降雨量减少导致的樟子松人工林的地上部分C储量降低和土壤有机碳储量的降低，我们的结果表明降雨量减少导致樟子松人工林C储量降低，同样的道理，降雨量增加导致樟子松人工林C储量升高。 （5）降雨量减少时，保护凋落物可以增加地表覆被，抑制地面水分蒸发，地表凋落物还能起到蓄水保水的作用，提高土壤水分有效性；降雨量增加时保护凋落物可以增加土壤养分（尤其是N）的输入，提高土壤养分的有效性。

辽西山地乡土树种开发利用的研究

辽西山地由于人为破坏严重，自然环境恶劣，建国以来，国家和地方先后投入了大量的人力与物力，开展以人工植被建设为主要目的工程治理。由于诸多方面原因，辽西生态建设多注重理论的探讨和工程的实施，技术开发没引起足够重视。本文以山地乡土树种开发利用的理论和技术为主要内容，对辽西山地生态建设的理论和方法进行研究，目的是为辽西山地生态恢复与环境治理提供相应的理论基础和技术指导，以期在辽西生态与环境建设中以较少的投资获得较大的生态效益。本研究有如下工作和结果：（1）分析并明确了辽西山地生态建设主要矛盾，指出辽西山地生态建设应遵循恢复生态学理论；（2）通过对干燥度测算，明确了辽西地区属于半干旱区与半湿润区的交错地带，从而对辽西山地给出了现实的生态区划定位；（3）利用修正的Thornthwaite公式计算了这一地区的最大潜在蒸发量，分析了水分的盈亏状况；（4）研究分析了乡土树种生长与气候因子的关系；（5）在分析现有森林资源的基础上，确认人工植被建设中纯林比重过大、乡土树种比例过小、生态系统十分脆弱；（6）研究了乡土树种资源，结果表明辽西山地乡土树种丰富，可以开发的较多，进而提出了可利用的乡土树种耐旱的形态和生理特征；同时，进一步提出了主要乡土树种研究和开发课题；（7）从生态工程的原理出发，提出并设计了辽西地区利用乡土树种可进行的生态建设工程项目。

青藏高原东部混农季节性放牧及其对高山林线格局的影响

混农季节性放牧（agropastoral transhumance）通过作物种植和畜牧生产相结合的方式对不同海拔高度带上的资源进行相互补充利用，在亚洲兴都库什地区、青藏高原、横断山、东部及南部非洲、南美安第斯地区等具有悠久的历史。这种传统的生计系统几千年以来一直是居住在该地区的人类社会和自然生态系统相互作用的主要形式之一。这种传统的资源利用方式与山地自然植被以及特殊的山地人类文化和社会特征具有密切的协同演变关系。认识和理解这一关系，是山地生态学和人类学的核心科学问题之一。近年来，山地生态系统的多重功能性及动态演变对山区社会经济可持续发展的重要意义受到人们的不断关注。本文通过对云南省德钦县的12个自然村的混农季节性放牧以及对云南德钦、四川壤塘等山地植被格局特别是高海拔地带植被格局的的详细调查，探讨青藏高原东缘地区混农季节性放牧的主要特征、系统构成及相互关系，及其在全球变化、经济全球化和市场化及现代化过程中的变化趋势，分析混农季节性放牧与高山林线格局及生态系统的互动关系，旨在探讨山地地区人类活动与自然生态系统之间的互动关系，从而为山区社会经济可持续发展、环境建设和生物多样性保护等国家战略提供理论依据。 调查结果表明，混农季节性放牧是一种适应青藏高原东部高山峡谷地区环境因子及自然资源呈明显的垂直分布、资源数量稀少而时空分布异质性极高的生存环境的一种传统经济形式。这种传统的畜牧业的主要生产目的仍然是提供当地基本生存所需的产品，饲养牲口的种类和数量取决于农户的当地需求并且受资源的限制，因而维持在比较低的水平的。分布在不同海拔高度的放牧资源在一年中被牲口利用的时间也不同，互为补充，共同构成混农季节性放牧的资源基础。根据各社区永久居住点的位置和该村的土地资源特别是牧草地资源的分布范围，牲口迁移的距离和格局有较大的差异。。天然牧场仍然是最主要的畜牧业生产资源。混农季节性放牧中的农业系统和牧业系统互为补充，共同构成调查地区完整的的生计系统，农耕活动为放牧活动提供精饲料如粮食等和冬季饲料如秸秆， 其数量往往成为家庭畜牧业生产规模的主要决定因子之一。 通过对牲口数量和结构、牲口的时空迁移格局、牧业活动在整个经济活动中的相对重要性以及牧业活动和作物种植的关系方面的研究分析，混农季节性放牧在近几十年发生了深刻的变化。主要表现在牲口数量总体下降，牲口组成发生变化，牲口移动性降低、牧业活动的经济重要性下降以及牧业活动和种植活动之间的相互依存度降低等。上述变化的根本驱动力是发生在当地、地区及全球尺度上的环境、政治、社会经济、技术和文化等的变化，从而造成当地群众畜牧生产目标、土地利用和劳动力的分布等发生了变化。当地生计系统发生的改变可能会带来对方面而深刻的政治、社会经济、文化和生态影响。 混农季节性放牧这种古老的传统生计策略面临着许多挑战，如冬季饲料短缺、草场退化、缺乏市场竞争力、经济重要性降低、对年轻人缺乏吸引力、国家缺乏专门的政策指导等。与此同时，经济全球化、市场经济、新技术的应用、替代生计机会的增加、国家对于山地生态系统的作用的重新定位等也为传统生计系统转型、实现社会与生态共赢创造了机遇。 混农季节性放牧活动对亚高山及树线交错带生态系统系统的互动方式主要体现在以下几个方面：（1）牲口啃食、践踏等影响森林群落更新，改变森林群落的组成和结构，从而影响森林群落的演替进程和植被格局。林线边缘是搭建夏棚的首选地点，因此林线及树线交错地带就成了牲口活动的主要场所之一；（2）利用火烧开辟、维持和改良高山牧场； 3）在亚高山火灾迹地的放牧活动能够阻止火烧迹地的顺向演替； 4）牧民在林线附近获取建材和薪材等活动影响高山林线附近森林的结构和功能。 在调查区域，梅里雪山、白马雪山、甲午雪山的林线海拔高度在4200-4300m之间； 四川雅江、理塘一线，林线位置多在4300-4400m；四川壤塘二林场一带的林线主体在4100-4200m，在个别地区达到4300m； 在贡嘎山的南坡和东坡一带，林线位置在3600-3700m；而在四川松潘一带，林线位置主体在3700-3800米左右。树线高度的分布趋势和林线一致。混农季节性放牧及其有关人类利用活动使研究地区很多地方高山林线降低、树线交错带宽变窄或消失。在研究地区，总体情况是，阳坡和半阳坡（南坡、西南坡等）的林线和树线比阴坡和半阴坡（北坡、东北坡等）低，变化幅度达20-200m。这种差异主要是为了开辟牧场而人为清除了南向坡自然林线及其以上的植被从而使林线位置下降所致。在南坡自然林线保留得比较好的地方，林线和树线依然可以达到甚至超过北坡林线和树线的高度。放牧活动抑制了高山林线带火烧迹地的天然更新，从而使林线位置保持在目前的位置。 放牧活动对高山林线带森林群落更新的影响是显著的。自然林线内的乔木个体密度特别是新生苗和幼苗的密度大大高于非自然林线。没有放牧的自然林线及树线交错带内的I级个体（新生苗）密度达到725-2917株/公顷，而与之相对的处理样地内I级个体的密度只有0-228株/公顷；II级个体（高度10-50cm）也表现出类似的趋势，在没有放牧的自然林线及树线交错带样方内，其密度达到550-5208株/，而在放牧处理样方内只有14-321株/公顷。在非自然林线带样地内，在有正常放牧的样地内，完全缺乏I级个体。 从相对比例来看，没有放牧的样方内的I、II级个体在全部个体中所占的比例显著高于有放牧活动的样方。放牧使林线交错带的乔木幼苗数量显著减少，从而影响林线及树线交错带森林群落的天然更新过程。林线和树线交错带的灌木对乔木幼苗具有重要的保护作用，能够为树线树种如冷杉等幼苗的定居体提供有利的微气候环境，同时保护苗免受牲口的啃食和践踏。火烧以后接着进行放牧能够100%地抑制高山林线带的幼苗更新。 高山牧场放牧强度降低、使用时间缩短而低海拔地带放牧强度增加是研究地区混农季节性放牧系统的一个显著变化。这种变化也必然会引起各海拔带上的生态系统的变化。放牧强度的降低、生产性用火的停止将导致原来通过人工火烧而降低并通过进一步的火烧和放牧活动来维持的林线及其以上地带的灌木盖度和高度的增加，从而为林线森林群落的扩张创造条件。 青藏高原东部高山峡谷地区是我国重要的山地生态系统，在我国的生物多样性保护、生态环境建设、社会经济可持续发展战略中具有举足轻重的作用。正确认识人类特别是当地传统的生计系统与生态环境系统的互动关系是实现上述战略目标的前提。决策者必须以综合、系统的的视角协调促进社会经济可持续发展、保护生物及文化多样性和维持人、牲口和生态系统之间的平衡的多重目标。 Agropastoral transhumance, which makes a complementary exploitation of the natural resources at different altitudinal belts through a combination of migratory animal husbandry and crop cultivation, has a long history in Hindu-Kush Himalaya, Tibet Plateau, Hengduan Ranges, eastern and southern Africa and the Andes region of south America.For millennia, this traditional livelihood strategy has been one of the main forms of interaction between human societies inhabiting in these regions and their natural ecocystems. A close co-evolutionary relationship has been developed between this indigenous resources management systems and the mountain vegetation systems on the one hand and a unique set of cultural values and social features on the other. Understanding this relationship has been one of the core scientific issues in mountain ecology and anthropology. In recent years, the importance of the multiple functions of the mountain ecosystems and their dynamic changes in the sustainable socio-economic development of the mountain regions has gained increasing attention. This paper, which is based on a detailed study on the agropastoral practices of the 12 natural villages in Deqin County of Yunnan, and the mountainnn vegetation patterns in Deqin of Yunnan and Rangtang County of Sichuan, intends to reveal the major characteristics, system composition and the inter-relations of the subsystems of the agropastoral transhumance in Eastern Tibetan Plateau as well as the trends of changes of the system within the context of global changes, economic globalization and modernity process of China and analyze the relations between agropastoral transhumance and alpine ecosystem, ao as to understand the interactions between human activities and natural ecosystems of the mountains and provide theoretical basis for the national strategies in eocioeconomic development, environmental reconstruction and biodiversity conservation in the mountain regions. Results of the survey indicate that agropastoral transhumance in the investigated area is a traditional economic form that is highly adapted to the eastern Tibet Plateau where the topography features high peaks and deep gorges and where the highly variable environmental parameters and scanty natural resources exhibit a distinct vertical spectrum of distribution and great temporal and spatial heterogeneity. The main objective of pastoral management is still aimed at the production of basic goods and services of local people and thus the type and size of animals raised for each household mainly depend on local needs and are limited by the availability of natural resources. The scale of production is relatively low. Pastoral resources at different altidudinal belts are complementarily used at different seasons of a year and thus form the resources basis for agropastoral production of the study area. Migration distances and patterns vary with the location of the permanent settlements, the elevational distribution range of the resources of the villages concerned. Natural pastures (rangelands) are the main fodder resources and sumplement feedings only account for less than 5% of the total fodder consumption. Crop cultivation and pastoral activities support each other to form a complete livelihood system. The ability of the farmig lands (crop cultivation) to provide the pastoral activities with concentrates and sumplements often becomes a main factor limiting the scale of livestock production at household level. Agropastoral transhumance is experiencing drastic changes in recent decades as is reflected in the size and composition of animals, the seasonal migration pattern, the relative importance of pastoralism in the household economy and the interplays of agricultural and pastoral elements of the system. In general, there is a decline in animal population and mobility, a shift in animal composition to meet new needs arising from changed macro-economic situation, a decrease in the relative importance in the household economy and an increasing decoupling of agro&pastoral relations. The fundamental divers of these changes can be traced to environmental, social, economic, technological and cultural changes from local to global levels and such changes have further caused local changes in livestock management objectives, land use and distribution of labor forces. Changes in local livelihood systems could have profound political, socioeconomic, cultural and ecological conseuquences. Agropastoral transhumance, as an age-old traditional livelihood strategy, is facing multifacet challenges, such as winter fodder shortage, rangeland degradation, lack of market competitiveness, decrease in economic importance, lack of appreciation among the young generation and adequate policies from the government. At the same time, economic globalization, market economy, intrdoctution of new technologies, increase of alternative income generating opportunities and the national re-oreitation of policies on mountain ecosystems have all brought about new opportunities for the transformation of the traditional livelihood system and the synchronized development of local society and the environment. Agropastoral transhumance interacts with the ecosystems at the timberline and treeline ecotone mainly through the following aspects: 1)Animal browsing and stamping affect the regeneration process of the forest communities and alters the composition and structure of the forest which in turn affect the succession process and vegetation pattern of the forest communities. Forest edges are the priority locations for summer houses and therefore the timeline and treeline area becomes the major venues of aninal activities; （2）herders create, maintain and improve pastures through burning that remove the forest communities at the timeline and treeline ecotone; 3）immediate grazing on the fire sites can significantly prevent the fire sites from perogressive succession; and 4）herders harvesting of construction timber and firewoods affects the structure and functions of the forest communities at the timberline and treeline zone. Timberline position in the survey region shows geographical variations. It is around 4200-4300m in Meilixueshan, Baimaxueshan and Jiawuxueshan in Northwest of Yunnan and rises to 4300-4400m in Yajiang County and Litang County of Sichuan. In Rangtang of Sichuan, it is between 4100-4200m, though reaching 4300m in localized sites. In the southern and eastern slopes of Gongga Mountain, the timberline is only between 3600m and 3700m and in Songpan County at the upper reach of the Minjiang River the timberline is around 3700-3800m.Treeline pattern follows similar trend. In many places, agropastoral transhumance and related human activities have lowered the timberline and treeline and narrowed or removed the treeline ecotone. In the area of survey, generally speaking, timberlines and treelines are lower on the southern slopes than on the northern slopes, with a difference between 20 and 200m. This is mainly because that the use of fires to crerate pastures has removed the forest vegetation at the previous timberline and above. In fact, in many places, well-preserved forests on the south slopes have even high timberline position that the corresponding northern slopes. At subalpine zone, grazing activities could have prohibited the natural regeneration of many forest fire sites and maintained the forest position at the present level. Grazing has a significant impact on the regernation process of forest communities at the timberline zone. Natural timberline and treeline ecotone has much higher density of treeline species individuals especially the emergents and seedlings than the timberlines that are maintained by human activities. In natural timberline and treelien ecotone without grazing interference, the density of the I Class seedlings (less than 10cm in height) ranges 725-2917 /hm2; while that in the treatment plots (with grazing disturbance) is only 0-228//hm2；II Class seedlings (10-50cm）exhibit similar density trends, reaching 550-5208//hm2 in natural timberline without grazing but only 14-321//hm2 in the plots with grazing treatment. In the man-created timberlines, there is no I Class seedling at all in plots with normal grazing activities. In relative terms, in plots without grazing activities, the propotion of I Class and II Class seedlings is much higher than that in plots with grazing. Grazing activities have significantly reduced the number of seedlings in the timberline ane treeline ecotone, and thus affect the natural regeneration process of the forests. Shrubs at the timberline and treeline ecotone can effectively protect the seedlings from severe climate and animal tramping, thus increasing the survival rate of the seedlings. Grazing following fires can completely inhibit forest regeneration process at timberline. Changes in agropastoral transhumance will have great impact on the timberline and treeline pattern of the studied area. The decrease in grazing intensity on alpine pastrues and the cessation of the use of fires will result an increase in the cover and height of shrubs above the present human-maintained treeline, which will create further condition for the expansion of timberline forest communities. Eastern Tibet Plateau harbors some most important mountain ecosystems of China that are of vital importance to the country’s strategy in biodiversity conservation, environmental construction and sustainable sociaoeconomic development. A proper knowledge of the interactions between traditional livelihood systems and the ecosystems in the region is a precondition to the realization of the above strategic goals. Therefore, the decision-makers must have a holistic and systemic perspective so as to integrate the multiple objectives of promoting sustainable socioeconomic development, conserving biological and cultural diversity and maintaining the balances among people, animal population and the ecosystems.

花椒叶和土壤浸提液对土壤微生物、土壤酶及土壤化学性质的影响

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）是川西地区重要的经济植物，化感作用是花椒连作障碍的原因之一，而花椒凋落物和根系分泌物对土壤质量的影响是花椒化感作用的一个重要方面。系统研究花椒如何影响土壤有助于深入理解和解决花椒连作障碍。本文主要以大红袍（10a生）花椒叶和种植过花椒的土壤的浸提液浇灌花椒幼苗进行试验，分析叶浸提液与土壤浸提液对非花椒生长土壤中土壤微生物、土壤酶及土壤化学性质的影响。主要结果如下： 1.花椒叶浸提液和土壤浸提液减少了土壤中微生物的种类、组成和数量。本试验中未施加浸提液的土样中根际微生物明显高于非根际区，在经过花椒叶浸提液处理后，根际细菌、真菌和放线菌数量以及微生物总数都有所减少，这样将会导致土壤中的有效养分的供给减少，进而可能影响植物的生长。 2．施加花椒叶浸提液和土壤浸提液，以及花椒幼苗的栽种，对不同土样中的土壤酶各有促进和抑制作用。在浸提液处理下，水解酶之间及氧化还原酶之间各存在相互促进作用。 3.施加花椒叶浸提液和土壤浸提液均抑制了根际土中全氮和有机质含量，叶浸提液还抑制了无苗土中全磷含量，土壤浸提液还抑制了无苗土中全氮含量与根际土全磷、有机质含量。但两种浸提液均促进了根际土中有效磷和水解性氮含量、根外土中全磷含量，叶浸提液促进了根际土中全磷含量，土壤浸提液促进了根外土中有效磷含量。全氮和有机质含量的下降可能对植物生长发育不利。 4．土壤化学性质与土壤酶活性在不同土样中有不同的相关性。全氮含量在施加叶浸提液的土样中与蛋白酶活性呈正相关。水解性氮含量在施加叶浸提液的土样中与蛋白酶活性、蔗糖酶活性呈正相关。全磷含量在施加叶浸提液的土样中与多酚氧化酶活性呈正相关；在施加土壤浸提液的土样中与蛋白酶活性、蔗糖酶活性呈正相关，与多酚氧化酶活性呈负相关。有效磷含量在施加叶浸提液的土样中与多酚氧化酶活性呈正相关，与蛋白酶活性呈负相关；在施加土壤浸提液的土样中与蛋白酶活性、过氧化氢酶活性呈正相关。有机质含量在施加叶浸提液的土样中与蛋白酶活性、蔗糖酶活性呈正相关。 Zanthoxylum bungeanum is one of the most important cash crops in Eastern Tibetan Plateau. Allelopathic effects could be one of reasons for Z. bungeanum’s continuous cropping impediment. The effects of secretion of leaf and root of Z. bungeanum on soil quality is a important way of Z. bungeanum’s allelopathic effects. However, allelopathic effect of Z.bungeanum on soil microbes, enzyme activities and chemical property were seldom studied. In this study, leaf and soil extracts of Da Hongpao(DHP), the most common varieties of Z.bungeanum in this area, were used to assess allelopathic effect of Z. bungeanum on soil biology and biochemistry by pot experiments . The main results showed that: 1. The irrigation of two kinds of extracts reduced the species, component and quantity of soil microbes. In rhizosphere soil which irrigated by distilled water, the quantity of soil microbes is significantly different from exoroot soil. In rhizosphere soil which irrigated by leaf extracts, the quantity of bacterial, fungi, actionmycete and gross of microbes were decreased, it may resulted in reduce of Available nutrient in soil, and influenced the growth of plants. 2．The irrigation of two kind of extracts reduced or enhanced the enzyme activities in different soils. Interaction between hydrolytic ferments and redoxases were promoted each other. 3. The irrigation of two kinds of extracts reduced the total N and organic matter in rhizosphere soil. Leaf extracts also reduced the total P in soil without seedling. Soil extracts reduced total N in soil without seedling and total P, organic matter in rhizosphere soil. But both extracts also enhanced available P and hydrolysable N in rhizosphere soil, total P in exoroot soil. Leaf extracts enhanced total P in rhizosphere soil. Soil extracts enhanced available P in exoroot soil. The reduction of total N and organic matter may influence growth of plants. 4．Positive correlations between total N and prolease, hydrolysable N and prolease, hydrolysable N and saccharase, total P and polyphenol oxidase, available P and polyphenoloxidase, organic matter and prolease, organic matter and saccharase, were studied in soil irrigated by leaf extracts. In soil irrigated by soil extracts, there are positive correlations between total P and prolease, total P and saccharase, available P and prolease, available P and catalase, while negative correlation between total P and polyphenoloxidase, available P and prolease, available P and catalase was found.