摘要：林草复合系统因其具有产品多样性、生产高效性、环境友好性等特点,在世界范围内得到普遍应用,同时也是我国西部地区生态环境建设中的重要类型之一。在林草复合系统中,种间互作关系能够直接影响到系统经营的成功与否,因此一直以来都是本领域研究的热点内容。地上部分种间互作关系指发生或表现在地表以上的物种之间直接或间接的相互作用关系,在林草复合系统中主要表现为:系统对林地小气候的影响,林木与牧草在生长和生产过程中的相互作用,系统对生物多样性的影响以及林木的存在和生长与放牧活动之间的相互作用。在林草复合系统中,林分通过对诸多气象要素的调节,为牧草和牲畜的生长发育提供了良好的气象条件;同时牧草通过增加空气湿度、减小土壤和空气温度的变化幅度,可对林木(特别是幼树)起到一定保护作用。牧草能够发生一系列生理生态反应(增加叶面积指数和叶绿素含量、提高光利用效率等),以适应林分对小气候的改变,而其产量和质量会受到系统物种组成、配置模式和林木遮荫的共同影响。林木遮荫通常会降低牧草产量,但会使牧草品质得到一定改善。而热带稀疏草原上孤立树的遮荫和草牧场防护林的庇护,均可有效提高和改善牧草的产量和品质。将低竞争性的牧草(尤其是豆科牧草)引入森林或果园之中,林产品的产量和品质、林木生长特性能够得到相应的提高和改善;但在困难立地条件下进行这样的尝试,由于林草之间存在着激烈的竞争,往往会产生相反的结果。林草复合系统具有多样的物种组成和复杂的系统结构,可为害虫天敌提供丰富的食物和良好生境,有助于实现森林和果园的生态化经营。在有牲畜参与的林草复合系统中,尽管牲畜对林下植被的采食,可增加林木对土壤资源的占有率,而林分对小气候的改善,可有效改善牲畜生产特性和福利状况,但牲畜活动也会对林木造成一些机械伤害,因此有必要对林木进行一定的保护。通过对上述研究的分析总结,可为林草复合系统的设计、建设和经营管理提供一定的经验借鉴,以优化系统结构和资源利用格局,减小物种之间的负面影响,最终实现系统综合收益最大化。未来应加强生理学在林草复合系统种间互作研究中的应用,揭示种间互作结果的生理学原因;构建和完善林草对太阳辐射利用关系的长期动态模型;探索系统增加生物多样性的机理;研究牲畜造成的机械损伤对林木生长的影响及相应防护技术,以及开展林草复合系统地上部分种间互作关系对全球气候变化响应的研究等。

摘要：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。

摘要：【目的】在毛乌素沙地西南缘开展了为期3年(2015—2017)的氮素和水分添加控制试验,探究氮素和水分增加对毛乌素沙地油蒿群落2种优势植物油蒿和赖草叶片N∶P的影响及作用途径,为预测未来全球环境变化下荒漠生态系统养分循环以及植物生长的养分限制状况提供理论依据和案例支持。【方法】连续3年(2015—2017)在毛乌素沙地西南缘宁夏盐池采用野外控制试验,设计3个氮添加水平(N0∶0 kg·hm-2a-1;N10:10 kg·hm-2a-1;N60:60 kg·hm-2a-1)和3个水添加水平(W0:自然降水量;W20:较自然降水量增加20%;W40:较自然降水量增加40%)的2个因子9个交互处理的随机区组试验。使用双因素方差分析检测氮素和水分增加对土壤含水量、无机氮、速效磷、土壤Ca2+含量以及油蒿和赖草叶片N∶P的影响,运用结构方程模型分析土壤速效养分(无机氮、速效磷)、土壤含水量、土壤Ca2+含量与植物叶片N∶P间的关系。【结果】氮添加显著增加了土壤无机氮含量及油蒿和赖草叶片的N∶P,但对土壤速效磷和土壤Ca2+含量无显著影响;水添加对土壤无机氮、速效磷含量和油蒿叶片N∶P均无显著影响,但降低了赖草叶片N∶P和浅层土壤Ca2+含量。【结论】氮添加缓解了油蒿和赖草的N限制,但同时也加剧了P限制。水添加通过改变浅层土壤(0~20 cm)Ca2+含量,降低了2种植物叶片N∶P,一定程度上缓解了这2种植物的P限制。