腾格里沙漠固沙植被区土壤质地对地面节肢动物功能群结构的影响

1

作者 杨敏 刘任涛 +3 位作者 方进 郭志霞 赵璇 周磊 《生态学报》 北大核心 2025年第6期2723-2732,共10页

土壤质地是固沙植被区土壤生境恢复的重要标志。研究土壤质地对地面节肢动物功能群结构的影响,对于解析固沙植被区生物群落营养级结构恢复与生态系统稳定性具有重要意义。选择腾格里沙漠东南缘固沙植被区,依据土壤质地设置3种处理样地(S... 土壤质地是固沙植被区土壤生境恢复的重要标志。研究土壤质地对地面节肢动物功能群结构的影响,对于解析固沙植被区生物群落营养级结构恢复与生态系统稳定性具有重要意义。选择腾格里沙漠东南缘固沙植被区,依据土壤质地设置3种处理样地(S,只含有砂粒;SS,含有砂粒和粉粒;SSC,含有砂粒、粉粒和黏粒),采用陷阱诱捕法调查了不同样地的地面节肢动物功能群分布特征,阐明了土壤质地演变对固沙植被区地面节肢动物功能群多样性的影响规律。结果表明:(1)研究区地面节肢动物功能群包括捕食性、植食性、杂食性和腐食性动物,其中植食性和杂食性动物个体数占据优势地位。(2)随土壤质地细化,捕食性与植食性动物个体数呈相反变化趋势,前者先降低后增加,而后者则为先增加后降低;但杂食性动物个体数呈增加趋势。(3)捕食性、植食性和杂食性动物的类群数和Shannon-Wiener多样性指数均表现为SSC显著高于SS和S。具体表现为:与S和SS样地相比,SSC样地的捕食性、植食性和杂食性动物的类群数分别增加了0.70—3.95倍、0.45—1.23倍和0.50—1.33倍;其Shannon-Wiener指数分别增加了1.32—6.43倍、0.81—1.59倍和10倍以上。(4)结构方程模型显示,总体上土壤质地对地面节肢动物功能群多样性分布产生正效应。表现为:土壤质地既可对捕食性动物的类群数产生直接影响,亦可通过影响土壤理化性质而对其产生间接影响;土壤质地对植食性动物类群数的影响是通过草本植物的间接作用;土壤质地对杂食性动物类群数的影响则是通过土壤理化性质产生间接作用。研究表明,随着固沙植被区土壤质地细化、土壤条件改善和草本植物增加,地面节肢动物营养级功能群的多样性增加,有利于食物链延长和稳定,并且捕食性动物亦可调控植食性动物分布,表征了上行-下行效应营养级关系。 展开更多

关键词 腾格里沙漠 土壤质地 地面节肢动物 功能群结构 固沙植被区

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粒子图像测速技术优化设计盲端扰流器

2

作者 高金良 李坤仪 +6 位作者 王全 齐世华 田园 于景洋 刘仁涛 陈健勋 丁言琛 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第6期35-42,共8页

针对中国城镇供水管网中存在的盲端支管污染问题,提出安装扰流器的创新解决方案。通过粒子图像测速技术,系统研究扰流器对低雷诺数湍流中盲端支管内污染物扩散的影响及控制效果,并对其设计参数进行优化。结果表明:扰流器能够在盲端支管... 针对中国城镇供水管网中存在的盲端支管污染问题,提出安装扰流器的创新解决方案。通过粒子图像测速技术,系统研究扰流器对低雷诺数湍流中盲端支管内污染物扩散的影响及控制效果,并对其设计参数进行优化。结果表明:扰流器能够在盲端支管与干管交界处形成空腔结构,显著改变干管来流路径与流动模式,降低盲端支管内旋转强度,减弱掺混效果;扰流器的设计参数包括倾斜角度、高度和宽度,安装位置对控制效果具有显著影响;倾斜角度为30°、高度较大、宽度更大的扰流器以及安装在干管前缘的位置更能有效抑制污染物向干管扩散。本研究为供水管网水质保障与运营管理提供了新的思路和方法,对维护居民用水安全具有重要意义。 展开更多

关键词 供水管网 盲端 扰流器 粒子图像测速技术 水质改善

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柠条锦鸡儿灌丛排列方式对荒漠草原区地表节肢动物群落结构的影响

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作者 王真 刘任涛 +3 位作者 周磊 徐红伟 孙建财 田颖 《生态学报》 北大核心 2025年第7期3444-3460,共17页

建植人工灌丛可以防风固沙,有利于生态恢复,但不同灌丛建植模式对地表节肢动物的影响不同。选择带状和点状两种排列方式的柠条锦鸡儿灌丛为研究对象,通过陷阱诱捕法捕获地表节肢动物,并调查其群落组成、多样性特征和功能群结构,以探究... 建植人工灌丛可以防风固沙,有利于生态恢复,但不同灌丛建植模式对地表节肢动物的影响不同。选择带状和点状两种排列方式的柠条锦鸡儿灌丛为研究对象,通过陷阱诱捕法捕获地表节肢动物,并调查其群落组成、多样性特征和功能群结构,以探究灌丛不同排列方式对地表节肢动物的影响。结果表明:(1)优势类群的类群数在5、7月份表现为带状显著低于点状(P<0.05),常见类群的个体数和类群数在5、10月份表现为带状显著高于点状(P<0.05),稀有类群的个体数和类群数在7、10月份表现为带状显著高于点状(P<0.05)。(2)地表节肢动物个体数在10月份表现为带状显著高于点状(P<0.05);类群数在5、7、10月份表现为带状显著高于点状(P<0.05);Shannon-Wienner多样性指数在5、10月份表现为带状显著高于点状(P<0.01);Simpson优势度指数在5月份表现为带状显著低于点状(P<0.01)。(3)捕食性个体数在5、7月份表现为带状显著低于点状(P<0.05);植食性个体数在5、7月份表现为带状显著高于点状(P<0.05);杂食性个体数在10月份表现为带状显著高于点状(P<0.001);其他食性个体数在5月份表现为带状显著高于点状(P<0.05)。捕食性类群数在5月份表现为带状显著低于点状(P<0.01);植食性类群数在5、7、10月份表现为带状显著高于点状(P<0.001);杂食性类群数在5、10月份表现为带状显著高于点状(P<0.01),而在7月份表现为带状显著低于点状(P<0.01);其他食性类群数在5月份表现为带状显著高于点状(P<0.05)。(4)土壤容重、pH和草本丰富度是影响不同排列灌丛间地表节肢动物群落结构分布差异的主要环境因子。综上,带状排列灌丛更利于地表节肢动物的生存和定居,从而维持地表节肢动物食物网结构和系统的相对稳定性。 展开更多

关键词 地表节肢动物 多样性 功能群结构 灌丛排列 人工灌丛 荒漠草原区

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CCUS油田地上注入系统高风险场景发生概率评估方法

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作者 穆晶晶 刘庆龙 +3 位作者 王金山 段潍超 刘仁涛 赵东风 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第10期131-139,共9页

为实现CO_(2)捕集、利用和封存(CCUS)油田CO_(2)注入过程的动态风险管控,预防CO_(2)泄漏事故的发生,提出一种高风险场景发生概率动态评估方法。融合基于灰色模型(GM)-支持向量机(SVM)的三参数威布尔设备失效概率数值模型与模糊Petri网(F... 为实现CO_(2)捕集、利用和封存(CCUS)油田CO_(2)注入过程的动态风险管控,预防CO_(2)泄漏事故的发生,提出一种高风险场景发生概率动态评估方法。融合基于灰色模型(GM)-支持向量机(SVM)的三参数威布尔设备失效概率数值模型与模糊Petri网(FPN)模型,提出改进后的FPN新模型;再针对CCUS地上CO_(2)注入系统进行风险分析,创建CO_(2)泄漏事故链条,定量预测事故发生概率,改进后的FPN新方法考虑设备失效概率随时间t变化这一动态特性及保护层对风险的影响。结果表明:当t=500 h时,风险呈指数增长;安全阀这一保护层的重要度最高;当t=303天时,系统残余风险达到中石油风险可接受标准1×10^(-5),即在该时间点之后,系统风险变为不可接受;增加液位高高联锁保护层可将系统风险不可接受的时间延长至5832天,大大减少维修周期和成本。 展开更多

关键词 CO_(2)捕集、利用和封存(CCUS) 地上注入系统 高风险场景 发生概率 动态量化评估 模糊Petri网(FPN)

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贺兰山东麓荒漠草原地面节肢动物群落结构分布特征

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作者 郭志霞 刘任涛 赵文智 《生态学报》 北大核心 2025年第3期1472-1485,共14页

在贺兰山东麓荒漠草原区,分别在平行山体方向不同空间距离布设4个研究样带,利用陷阱杯诱捕法,调查了不同空间距离样带节肢动物的群落多样性与功能群分布特征,阐明了贺兰山山前荒漠草原节肢动物群落结构分布规律及其影响因素。结果表明:... 在贺兰山东麓荒漠草原区,分别在平行山体方向不同空间距离布设4个研究样带,利用陷阱杯诱捕法,调查了不同空间距离样带节肢动物的群落多样性与功能群分布特征,阐明了贺兰山山前荒漠草原节肢动物群落结构分布规律及其影响因素。结果表明:(1)随样带距离增加,地面节肢动物个体数、Shannon指数和Simpson指数无显著变化,而总类群数呈显著降低趋势,降低了48.31%(P<0.05)。(2)随样带距离增加,捕食性动物类群数和个体数均无显著变化,而植食性动物类群数和个体数呈逐渐降低趋势(P<0.05),分别降低了66.64%和65.38%;杂食性动物个体数随距离样带未发生显著变化,而其类群数呈显著降低趋势(P<0.05),降低了16.41%。(3)冗余分析(RDA)显示,草本植物密度和土壤有机碳是贺兰山山前荒漠草原地面节肢动物群落分布差异的主要影响因素;PLS-SEM结果显示,草本植物密度和丰富度及土壤黏粉粒含量(P<0.05)是贺兰山山前荒漠草原地面节肢动物功能群结构分布的主要影响因素。综合分析表明,远离贺兰山,土壤理化性质发生变化,引起荒漠草原植物密度降低,地面节肢动物类群数分布亦减少,特别是植食性动物分布愈少,反映了山前荒漠草原地面节肢动物呈现上行效应的分布规律。 展开更多

关键词 贺兰山 地面节肢动物 群落组成 多样性 功能群

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潮汕地区地下水饮用水源地酸性浅层地下水特征及其成因探讨

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作者 胡启智 王秀娟 +5 位作者 丘锦荣 康迪 曾经文 蔡倩怡 刘人涛 刘娜 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第3期906-918,共13页

广东省潮汕地区地下水是当地农村居民生产生活用水的主要来源,然而,偏酸性浅层地下水作为近几年突出的地下水环境问题,对居民身体健康和生态环境平衡等都产生了不同程度的影响。本研究以潮州市潮安区凤凰镇的地下水饮用水源地为研究区,... 广东省潮汕地区地下水是当地农村居民生产生活用水的主要来源,然而,偏酸性浅层地下水作为近几年突出的地下水环境问题,对居民身体健康和生态环境平衡等都产生了不同程度的影响。本研究以潮州市潮安区凤凰镇的地下水饮用水源地为研究区,采用数理统计和水化学分析等方法,揭示了地下水饮用水源地酸性浅层地下水的pH值时空分布特征,阐明了水化学特征及类型分布,并解析了其水化学形成机制。结果表明:研究区内地下水具有弱酸性和低矿化度特征,水化学类型主要为HCO_(3)-Na型和HCO_(3)-Na·Ca型;区内降雨整体呈酸性,周边无明显与pH变化相关的污染源;pH值明显受水岩相互作用和阳离子交换作用的影响,硅酸盐矿物的风化和CO_(2)的溶解是HCO_(3)^(-)的主要来源,花岗岩的溶解淋滤作用是产生H^(+)的主要来源。综上认为,研究区域酸性浅层地下水主要受酸雨淋滤、含水层介质中的溶滤作用和阳离子交换作用的影响。 展开更多

关键词 地下水饮用水源地 酸性地下水 水化学 影响因素 广东省潮汕地区

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腾格里沙漠东南缘人工固沙植被演替地面节肢动物群落多样性分布特征 被引量：10

7

作者 杨敏 刘任涛 +3 位作者 曾飞越 吉雪茹 方进 赵文智 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期428-439,共12页

在腾格里沙漠东南缘选取2、5、8、34 a和57 a的不同年限人工固沙植被区为研究样地,以流动沙地为对照,利用陷阱诱捕法调查了不同样地地面节肢动物的群落组成及多样性特征,阐明了固沙植被区地面节肢动物多样性对植被演替的响应规律。结果... 在腾格里沙漠东南缘选取2、5、8、34 a和57 a的不同年限人工固沙植被区为研究样地,以流动沙地为对照,利用陷阱诱捕法调查了不同样地地面节肢动物的群落组成及多样性特征,阐明了固沙植被区地面节肢动物多样性对植被演替的响应规律。结果表明:(1)此次调查共获得地面节肢动物15685头,隶属于15目40科44个类群。随固沙年限的增加,地面节肢动物优势类群数基本无变化,常见类群数和稀有类群数分别增加了0.5—2.5倍和0.25—2.75倍;捕食性、植食性和杂食性地面节肢动物类群数均呈上升趋势,分别增加了0.5—3倍、0.2—4.2倍和0.3—1.67倍。(2)地面节肢动物总个体数表现为8 a和57 a固沙植被区显著高于流动沙地(P<0.05),分别是流沙地的3.85倍和3.03倍;类群数和多样性指数均表现为57 a和34 a固沙植被区显著高于其他年限固沙植被区(P<0.05),且57 a固沙植被区地面节肢动物类群数显著高于34 a固沙植被区(P<0.05)。(3)草本植物密度、土壤有机碳和灌木高度是影响固沙植被区地面节肢动物群落组成及多样性分布的主要因子,解释率分别为48.1%、25.2%和9.1%。草本密度、土壤有机碳与地面节肢动物个体数、类群数和多样性指数均呈显著正相关(P<0.05);灌木高度与地面节肢动物个体数呈显著正相关,与类群数和多样性指数呈显著负相关(P<0.05)。综上所述:地面节肢动物对固沙植被不同演替阶段环境条件的选择和适应性不同。流动沙地经人工固沙后,可以提高地面节肢动物的多样性,且34 a固沙时间是地面节肢动物多样性保持相对稳定的关键时间节点。 展开更多

关键词 腾格里沙漠 植被恢复 地面节肢动物 多样性保护

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沙漠生态学概念、学科特色、内容及指导作用 被引量：2

8

作者 刘任涛 孙建财 周磊 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第17期7892-7898,共7页

生态学是生态文明建设的理论基础。现代生态学学科发展与区域生态特色相结合,已成为生态学特色学科方向发展的显著特征和区域生态文明建设的关键依据。沙漠生态学以沙漠或沙漠化土地为研究区域,以沙漠生物为研究对象,是沙漠学与生态学... 生态学是生态文明建设的理论基础。现代生态学学科发展与区域生态特色相结合,已成为生态学特色学科方向发展的显著特征和区域生态文明建设的关键依据。沙漠生态学以沙漠或沙漠化土地为研究区域,以沙漠生物为研究对象,是沙漠学与生态学的交叉融合学科,具有典型的区域性特色。从沙漠生态学的概念和学科定位的角度,分析了沙漠生态学的学科特点和特色优势。基于此,沙漠生态学具有自己的研究范畴和研究内容,在学科层面上存在其他学科无法解决或者解决好的科学问题,并从研究区域和研究对象的角度分析了沙漠生态学形成独立学科方向的必要性。沙漠生态学学科体系建设和基础理论丰富与完善,有利于指导干旱、半干旱区沙漠化的发生原因、过程及原理、沙漠化逆转过程的恢复机理的全面系统研究,为沙漠化综合治理措施与治理实践、沙漠自然资源利用与开发以及沙漠生态系统保护提供关键科技支撑,凸显了沙漠生态学的特色学科方向对区域荒漠化综合防治和“三北”防护林生态工程建设的重要理论和实践指导意义。 展开更多

关键词 沙漠生态学 概念 学科定位 区域特色 沙漠化治理

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腾格里沙漠东南缘固沙植被区蚁丘对中小型土壤节肢动物群落的影响 被引量：1

9

作者 周磊 刘任涛 曾飞越 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第20期9252-9263,共12页

为阐明固沙植被区中蚂蚁筑巢活动形成蚁丘对中小型土壤节肢动物群落的影响规律,于2022年在腾格里沙漠东南缘建植第5、8、34、57年的固沙植被区中,分别采集蚁丘内、外土壤样品,采用干漏斗法分离中小型土壤节肢动物,调查了固沙植被演替过... 为阐明固沙植被区中蚂蚁筑巢活动形成蚁丘对中小型土壤节肢动物群落的影响规律,于2022年在腾格里沙漠东南缘建植第5、8、34、57年的固沙植被区中,分别采集蚁丘内、外土壤样品,采用干漏斗法分离中小型土壤节肢动物,调查了固沙植被演替过程中蚁丘内外中小型土壤节肢动物群落组成、多样性分布特征及影响因素。结果显示:(1)中小型土壤动物的优势类群包括球角虫兆属、等节虫兆属和小真古螨科,分别从第8、34、57年开始呈现出蚁丘内显著高于蚁丘外的分布特征(P<0.05)。中小型土壤节肢动物优势类群个体数及总个体数均从固沙植被建植第8年开始,蚁丘内显著高于蚁丘外(P<0.05)。(2)中小型土壤动物群落类群数和Shannon-Wiener指数均表现为从固沙植被建植第34年开始,表现为蚁丘内显著高于蚁丘外(P<0.05),而且34年固沙植被区蚁丘内分别是蚁丘外的1.6倍、2.2倍,57年固沙植被区蚁丘内分别是蚁丘外的2.3倍、3.9倍;均匀度指数仅在固沙57年呈现出蚁丘内显著高于蚁丘外(P<0.05)的分布特征,即蚁丘内是蚁丘外的5.4倍。(3)结构方程模型显示,在固沙初期,土壤黏粒含量是影响中小型土壤节肢动物群落分布的主要环境因子,而在中后期则为土壤全氮和全钾含量。综合分析表明,腾格里沙漠东南缘固沙植被演替初期蚁丘仅增加中小型土壤节肢动物个体数,而只有在长期演替后蚁丘才表现为显著增加其个体数和多样性、直至改变群落组成结构,并对裸沙地中小型土壤节肢动物个体数分布具有重要辐射作用。 展开更多

关键词 中小型土壤节肢动物 群落多样性 固沙植被区 生态系统演替 蚁丘 腾格里沙漠

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宁夏农牧交错带土地利用变化对土壤质量的影响 被引量：7

10

作者 张静 刘任涛 +4 位作者 赵娟 常海涛 刘佳楠 罗雅曦 马继 《生态科学》 CSCD 2019年第2期94-104,共11页

在宁夏盐池县分别选取农田、弃耕地、天然草地、人工柠条林地和杨树林地5种土地利用类型作为研究样地,测定土壤理化性质指标,采用土壤质量综合技术指标,阐明中国北方典型农牧交错带土地利用变化对土壤质量的影响规律。结果表明:(1)土壤... 在宁夏盐池县分别选取农田、弃耕地、天然草地、人工柠条林地和杨树林地5种土地利用类型作为研究样地,测定土壤理化性质指标,采用土壤质量综合技术指标,阐明中国北方典型农牧交错带土地利用变化对土壤质量的影响规律。结果表明:(1)土壤粗砂粒表现为弃耕地和天然草地显著高于农田、人工柠条林地和杨树林地(P<0.05),土壤细砂粒表现为杨树林地显著高于农田、弃耕地、天然草地和人工柠条林地(P<0.05),土壤极细砂粒和土壤黏粉粒均表现为农田和人工柠条林地显著高于弃耕地、天然草地和杨树林地(P<0.05)。土壤含水量、土壤pH值和土壤电导率表现为农田显著高于弃耕地、天然草地、人工柠条林地和杨树林地(P<0.05)。土壤有机碳含量表现为弃耕地和柠条林地显著高于农田、天然草地和杨树林地(P<0.05)。土壤全氮含量表现为农田显著高于弃耕地、天然草地、柠条林地和杨树林地(P<0.05)。(2)不同土地利用类型的土壤质量指标之间存在显著相关性(P<0.05)。其中,杨树林地各评价指标之间的相关系数最高,天然草地次之,农田、柠条林地较低,而弃耕地最低。(3)土壤质量综合得分大小顺序为:农田>弃耕地>0>草地>柠条林地>杨树林地。研究表明,对水浇农田实行保护性耕作和精细管理,并且农田弃耕后自然恢复成草地,有利于宁夏农牧交错带沙地土壤质量改善,但天然草地和人工林建设样地土壤质量较差。 展开更多

关键词 宁夏 农牧交错带 土地利用 土壤质量 土壤理化性质

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地下水脆弱性评价的混沌模糊神经网络模型

11

作者 盖兆梅 刘仁涛 +1 位作者 付强 姜秋香 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2018年第S01期1-4,共4页

建立了基于混沌优化算法的模糊神经网络评价模型。与单纯的模糊人工神经网络评价模型相比,具有更快的计算速度、更高的计算精度及更好的评价效果,同时该方法还具有良好的聚类效果。应用该模型对黑龙江省三江平原地下水脆弱性进行了评价... 建立了基于混沌优化算法的模糊神经网络评价模型。与单纯的模糊人工神经网络评价模型相比,具有更快的计算速度、更高的计算精度及更好的评价效果,同时该方法还具有良好的聚类效果。应用该模型对黑龙江省三江平原地下水脆弱性进行了评价,评价结果与前人评价结果相互吻合,可以为有关决策部门采取相应的措施以降低环境风险提供参考。 展开更多

关键词 地下水脆弱性 评价 混沌优化算法 模糊人工神经网络

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荒漠草原沙漠化对土壤无机碳和有机碳的影响 被引量：13

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作者 李巧玲 阎欣 +3 位作者 吴秀芝 王波 刘任涛 安慧 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期98-103,110,共7页

以空间代替时间的方法,通过对宁夏荒漠草原不同沙漠化阶段土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)的研究,探讨荒漠草原沙漠化对土壤SIC、SOC及不同粒径组分土壤SIC、SOC分布特征的影响。结果表明:(1)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—10cm土层各... 以空间代替时间的方法,通过对宁夏荒漠草原不同沙漠化阶段土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)的研究,探讨荒漠草原沙漠化对土壤SIC、SOC及不同粒径组分土壤SIC、SOC分布特征的影响。结果表明:(1)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—10cm土层各粒径组分土壤SIC和SOC含量呈下降趋势。半固定沙地和流动沙地各粒径组分土壤SIC含量均表现为黏粉粒无机碳(CSIC)>细砂粒无机碳(FIC)>粗砂粒无机碳(CIC),而SOC含量均表现为细砂粒有机碳(FOC)>粗砂粒有机碳(COC)>黏粉粒有机碳(CSOC)。(2)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—30cm土层土壤无机碳(SICD)、土壤有机碳(SOCD)和土壤总碳(STCD)密度均表现为荒漠草原>固定沙地>半固定沙地>流动沙地。固定沙地、半固定沙地和流动沙地土壤SOCD、SICD分别比荒漠草原降低了18.5%,57.7%,60.5%和6.7%,35.9%,47.0%。(3)0—10cm土层各粒径组分土壤SOC和SIC含量、全土SOC含量与0—30cm土层SOC和SIC均呈显著正相关关系,其中土壤粗砂粒有机碳和粗砂粒无机碳对SOC影响最大,而土壤黏粉粒有机碳和黏粉粒无机碳与全土SIC含量呈显著负相关关系。因此,沙漠化防治对于减少荒漠草原土壤碳损失极为重要。 展开更多

关键词 荒漠草原 土壤无机碳 土壤有机碳密度 沙漠化

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荒漠草地沙漠化对土壤养分和胞外酶活性的影响 被引量：11

13

作者 吴秀芝 阎欣 +2 位作者 王波 刘任涛 安慧 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1082-1088,共7页

为探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量、土壤胞外酶活性的变化特征及土壤养分与土壤胞外酶活性的关系,采用空间序列代替时间演替的方法,对宁夏中北部盐池县荒漠草地不同沙漠化阶段(潜在沙漠化、轻度沙漠化、重度沙漠化、极度沙漠化)... 为探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量、土壤胞外酶活性的变化特征及土壤养分与土壤胞外酶活性的关系,采用空间序列代替时间演替的方法,对宁夏中北部盐池县荒漠草地不同沙漠化阶段(潜在沙漠化、轻度沙漠化、重度沙漠化、极度沙漠化)草地的土壤养分、土壤胞外酶活性进行了研究。结果表明,荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量和土壤胞外酶活性均表现出不同程度的变化。土壤速效氮、速效磷、铵态氮和硝态氮随着荒漠草地沙漠化程度的加剧均呈逐渐降低趋势;土壤速效氮、铵态氮和硝态氮随着草地沙漠化的加剧呈显著降低趋势,而荒漠草地沙漠化过程中土壤速效磷无显著变化。土壤速效氮对荒漠草地沙漠化的响应更加敏感,轻度沙漠化阶段、重度沙漠化阶段和极度沙漠化阶段土壤速效氮分别比潜在沙漠化阶段降低了12.0%、50.1%和54.4%。荒漠草地沙漠化过程中,土壤α-1,4-葡萄糖苷酶(AG)、β-1,4葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-木糖苷酶(BXYL)、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)和碱性磷酸酶(AP)的活性均表现为潜在沙漠化>轻度沙漠化>重度沙漠化>极度沙漠化,随着荒漠草地沙漠化程度的加剧,土壤胞外酶的分解能力逐渐变弱。土壤胞外酶活性与土壤速效氮、铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关,表明土壤胞外酶可以反映土壤肥力水平。 展开更多

关键词 荒漠草地 沙漠化 土壤胞外酶活性 土壤养分

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干旱风沙区路域柠条灌丛林地土壤重金属分布及其与土壤分形维数的关系 被引量：7

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作者 郗伟华 刘任涛 +1 位作者 赵娟 刘佳楠 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2018年第6期196-202,共7页

为了解干旱风沙区路域柠条林地土壤重金属的分布特征,探究其与不同粒径土壤颗粒和土壤分形维数的相关关系,为公路旁柠条林地土壤污染评价提供参考。以青银高速旁人工柠条林地为研究样地,调查了距高速公路0,30,60,100,150,200m灌丛林下... 为了解干旱风沙区路域柠条林地土壤重金属的分布特征,探究其与不同粒径土壤颗粒和土壤分形维数的相关关系,为公路旁柠条林地土壤污染评价提供参考。以青银高速旁人工柠条林地为研究样地,调查了距高速公路0,30,60,100,150,200m灌丛林下表层土壤重金属Pb,Cu,Cd,Zn含量,并对土壤重金属含量与土壤粒径分布及土壤分形维数进行了相关分析。结果表明:(1)0~200m,土壤重金属Pb,Cu,Cd,Zn变化曲线均呈"单峰"型,峰值分别出现在150,30,0,60m处。(2)随着距高速公路距离的增加,土壤黏粒含量呈上升趋势,而极细砂粒呈下降趋势;土壤分形维数呈缓慢上升趋势。(3)相关分析显示,土壤Cd和Zn在土壤黏粒中存在明显富集作用,而土壤Pb和Cu在各粒径颗粒中均无富集作用。土壤Pb,Cu,Cd,Zn与土壤分形维数间均未表现出相关性(p>0.05),而土壤黏粒(r=0.71,p<0.05)和极细砂粒(r=0.73,p<0.05)与土壤分形维数间均表现出线性相关关系。研究表明,干旱风沙区路域柠条灌丛林不同种类土壤重金属空间分布变化较大,且存在阈值。土壤粒径较小的黏粒更容易吸附重金属,其分布特点对路域土壤重金属扩散范围的研究有重要的参考意义。并且,土壤分形维数变化能够反映该区土壤理化性状的变化特征,可以将其作为路域土壤结构、土壤退化恢复程度的一个定量指标。 展开更多

关键词 干旱风沙区 高速公路 土壤重金属 分形维数 柠条林地

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北方农牧交错带退耕还林与还草对地面节肢动物群落结构的影响 被引量：21

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作者 赵娟 刘任涛 +3 位作者 刘佳楠 常海涛 罗雅曦 张静 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1653-1663,共11页

在中国北方农牧交错带宁夏盐池县,以农田为对照,以人工柠条林地、杨树林地和弃耕后自然恢复草地为研究样地,采用陷阱诱捕法,调查了退耕还林与还草4种类型样地的地面节肢动物群落结构特征,旨在分析农牧交错带退耕还林与还草措施对地面节... 在中国北方农牧交错带宁夏盐池县,以农田为对照,以人工柠条林地、杨树林地和弃耕后自然恢复草地为研究样地,采用陷阱诱捕法,调查了退耕还林与还草4种类型样地的地面节肢动物群落结构特征,旨在分析农牧交错带退耕还林与还草措施对地面节肢动物群落结构生态效应的差异性。结果显示:(1)调查共获得地面节肢动物7目23科25类,其中优势类群为蜉金龟科和蚁科,其个体数占总个体数45.30%;常见类群13类,其个体数占总个体数49.17%;其余10类为稀有类群,其个体数占总个体数5.53%。(2)农田和草地生境的优势类群均有4个类群,而柠条林地和杨树林地生境的优势类群只有1个类群(即蚁科),但草地生境的优势类群种类组成完全不同于农田生境;优势度从农田的86.67%降为杨树林地的54.90%、柠条林地的63.16%和草地的61.70%。退耕还林还草后常见类群数及其优势度均呈现显著增加趋势。另外,4种类型样地生境中均无稀有类群。(3)退耕还林与还草仅对地面节肢动物类群数和Shannon指数产生显著影响(P<0.05),而对个体数和优势度指数均无显著影响(P>0.05)。地面节肢动物类群数和Shannon指数均表现为草地最高,杨树林地次之,农田和柠条林地最低。(4)不同生境类型样地间Jaccard指数均较低,介于0.13—0.39之间,属于不相似或中等不相似。(5)偏RDA分析表明,土壤含水量和总氮含量是影响地面节肢动物群落个体数分布的关键驱动因子。研究表明,退耕还柠条林地和弃耕后自然恢复草地对土壤性质改善均具有显著影响,并且弃耕后自然恢复草地更有利于节肢动物多样性的恢复。 展开更多

关键词 地面节肢动物 退耕还林还草 群落结构 农牧交错带

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草方格造林固沙过程中土壤性质变化及分形特征——以腾格里沙漠东南缘为例 被引量：25

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作者 常海涛 刘任涛 +4 位作者 刘佳楠 赵娟 罗雅曦 张静 马继 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期58-65,165,共9页

以腾格里沙漠东南缘草方格人工固沙植被区为研究对象,分别选取流动沙地、4年和30年固沙植被区为研究样地,于春季、夏季和秋季研究了草方格造林固沙过程中土壤性质变化及分形特征。结果表明:(1)土壤含水量与土壤pH既受到不同固沙年限的影... 以腾格里沙漠东南缘草方格人工固沙植被区为研究对象,分别选取流动沙地、4年和30年固沙植被区为研究样地,于春季、夏季和秋季研究了草方格造林固沙过程中土壤性质变化及分形特征。结果表明:(1)土壤含水量与土壤pH既受到不同固沙年限的影响,亦受到季节变化的调控。(2)流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤电导率分别为77.84～82.34,86.04～114.68,113.80～168.66μS/m,土壤有机碳含量分别为0.86～1.74,1.30～1.52,7.96～17.36g/kg,土壤全氮含量分别为0.18～0.32,0.24～0.26,0.44～0.78g/kg。(3)仅流动沙地土壤具有粗沙粒成分,含量占0.50%～0.53%。流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤中沙粒含量分别为40.42%～43.82%,14.36%～17.17%和12.01%～14.75%,土壤细沙粒含量分别为55.44%～58.84%,80.15%～83.19%和42.55%～53.30%,土壤极细沙粒含量分别为0.24%～0.31%,2.45%～3.33%和15.85%～21.35%。仅30年固沙植被区土壤具有黏粒和粉粒成分,含量分别为0.84%～1.33%和15.16%～22.75%。(4)土壤粗沙粒与土壤电导率间呈负相关性(P<0.05),土壤细沙粒、中沙粒均与土壤电导率、有机碳、全氮、碳氮比之间呈显著负相关性(P<0.01),而土壤黏粒、粉粒、极细沙粒均与土壤电导率、有机碳、全氮、碳氮比呈显著正相关性(P<0.01)。(5)土壤分形维数介于0～3。流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤分形维数分别为0.55～0.82,1.57～1.67和2.37～2.59。(6)土壤分形维数与土壤粗沙粒和中沙粒间呈负相关性(P<0.05),与土壤黏粒、粉粒和极细沙粒间呈显著正相关性(P<0.01),而与土壤细沙粒间无相关性(P>0.05)。研究表明,在腾格里沙漠地区扎设草方格并进行人工造林固沙,有利于改善土壤质地,促使土壤理化性质向良好的方向发展,促进土壤质量提升和实现沙漠化防治。 展开更多

关键词 腾格里沙漠 土壤理化性质 土壤分形维数 草方格 人工植被固沙

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荒漠草原区土壤动物分解作用对土壤C、N、P、K含量分布的影响 被引量：3

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作者 吉雪茹 刘任涛 +2 位作者 赵文智 曾飞越 杨敏 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期351-360,共10页

选择半干旱(宁夏盐池)、干旱(内蒙古乌拉特后旗)荒漠草原区为研究样地,以牛枝子枯落物为研究对象,采用网孔分解袋法研究土壤动物分解功能对枯落物C、N、P、K分布的影响,结合枯落物分解过程中土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(... 选择半干旱(宁夏盐池)、干旱(内蒙古乌拉特后旗)荒漠草原区为研究样地,以牛枝子枯落物为研究对象,采用网孔分解袋法研究土壤动物分解功能对枯落物C、N、P、K分布的影响,结合枯落物分解过程中土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量分布特征,阐明土壤动物分解作用对土壤营养元素含量分布的影响规律。结果表明:(1)共捕获土壤动物226只,隶属14科(属)。土壤动物个体数表现为盐池地区均高于乌拉特地区,而类群数差异较小,仅在乌拉特地区灌丛高于裸地。土壤动物Simpson指数、Shannon指数和Margalef指数在不同生境下均无显著差异,Pielou指数在裸地生境下表现为乌拉特地区显著高于盐池地区。(2)不同网孔分解袋中枯落物养分元素均处于不同程度的释放状态。其中枯落物C、N元素累积系数在盐池地区表现为2 mm网孔显著低于0.01 mm网孔,在乌拉特地区表现为2 mm网孔显著高于0.01 mm网孔;枯落物P、K元素累积系数分别在乌拉特地区和盐池地区表现为2 mm网孔显著高于0.01 mm网孔,且土壤动物对盐池枯落物C、N、P、K元素释放均表现为正效应;对乌拉特枯落物C、N元素释放表现为灌丛为负效应,裸地为正效应,P、K元素释放表现为灌丛为正效应,裸地为负效应。(3)土壤动物对TN、TK增量受灌丛内外微生境差异的影响,表现为乌拉特灌丛显著高于裸地。且土壤动物对土壤SOC增量均为正效应;对TK、TP增量在灌丛为正效应,在裸地为负效应;对TN增量在不同地区不同微生境下效应不同。(4)Pearson相关分析和RDA分析表明,土壤动物多样性分布和土壤理化性质显著影响枯落物养分释放。综合分析表明,在半干旱区土壤动物加速枯落物养分释放和土壤SOC积累,而土壤TP、TN、和TK的积累受灌丛微生境的影响;在干旱区土壤动物对枯落物C、N元素和P、K元素释放在灌丛和裸地微生境作用相反,且土壤动物加速灌丛、减缓裸地土壤养分的输入。土壤动物增强枯落物养分元素在生态系统中的流动性,改变枯落物养分输入土壤的直接关系,且土壤对枯落物的分解具有一定的调控作用,其中土壤TK起主要作用。 展开更多

关键词 荒漠草原区 土壤节肢动物 土壤养分 枯落物养分元素

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沙丘微地形生境蚁丘分布特征及其对恢复过程的响应 被引量：2

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作者 曾飞越 刘任涛 +2 位作者 吉雪茹 白燕娇 杨敏 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第18期7507-7516,共10页

为了阐明沙丘微地形生境蚁丘特征及分布规律对沙丘固定过程的响应规律,以科尔沁沙地为研究区,选择不同固沙阶段沙丘的4个方位(西北、东南、西南、东北)布设调查样地,测定了不同样地的蚁丘密度、直径和高度,分析了不同样地蚁丘特征及空... 为了阐明沙丘微地形生境蚁丘特征及分布规律对沙丘固定过程的响应规律,以科尔沁沙地为研究区,选择不同固沙阶段沙丘的4个方位(西北、东南、西南、东北)布设调查样地,测定了不同样地的蚁丘密度、直径和高度,分析了不同样地蚁丘特征及空间分布规律。结果表明:(1)流动沙丘背风向(即东南方位)蚁丘密度显著高于其他方位,但从流动沙丘到半流动沙丘,背风向(即东南方位)蚁丘密度显著低于其他方位;从半固定沙丘开始,半固定和固定沙丘微地形对蚁丘密度分布的影响较小。(2)在流动沙丘、半流动沙丘、半固定沙丘,不同微地形生境中蚁丘直径和高度均呈现出相似的分布规律,即东南方位均小于其他方位。在固定沙丘,蚁丘高度表现为东南方位亦较低,但蚁丘直径表现为西南和东北方位显著小于西北方位。(3)在流动沙丘,西北、西南和东南方位上蚁丘空间分布均表现为均匀分布型,而在半流动、半固定和固定沙丘,4个方位上蚁丘空间分布均表现为聚集分布型。(4)相关性分析表明,不同固沙阶段不同微生境下蚁丘密度、高度、直径与植物密度、多样性间的相关性不同。随着固沙阶段演替,不同微生境下蚁丘特征与植物密度、多样性的相关性增强。研究表明,在科尔沁沙地,随着流动沙丘固定和生境逐渐恢复,沙丘不同空间方位上蚁丘密度分布差异缩小,而蚁丘直径和高度仍存在沙丘微地形间显著差异性,并且蚁丘空间方位上均呈现聚集分布状态。 展开更多

关键词 蚁丘 空间分布 沙丘固定 沙丘微地形 科尔沁沙地

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腾格里沙漠固沙植被区蚂蚁群落分布特征及其对土壤理化性质的影响 被引量：2

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作者 曾飞越 刘任涛 +4 位作者 吉雪茹 杨敏 方进 周磊 赵文智 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1104-1115,共12页

为了阐明固沙过程中蚂蚁群落结构分布特征及其对土壤性质的影响,在腾格里沙漠固沙植被区选取流动沙地以及5 a、8 a、34 a和57 a固沙植被区为研究样地,对不同样地蚂蚁群落的个体数、类群数以及蚁丘内外土壤理化性质进行测定,进而分析了... 为了阐明固沙过程中蚂蚁群落结构分布特征及其对土壤性质的影响,在腾格里沙漠固沙植被区选取流动沙地以及5 a、8 a、34 a和57 a固沙植被区为研究样地,对不同样地蚂蚁群落的个体数、类群数以及蚁丘内外土壤理化性质进行测定,进而分析了不同样地蚂蚁群落分布特征及其与土壤因子间的关系。结果表明:(1)固沙植被区蚂蚁群落中的优势类群为掘穴蚁(Formica cunicularia),个体数占比为78.87%。(2)57 a固沙植被区蚂蚁密度显著低于8 a和34 a固沙植被区(P<0.05);5 a固沙植被区蚂蚁类群数显著低于其他植被区(P<0.05)。(3)57 a固沙植被区蚁丘中土壤含水量、土壤黏粒和土壤全钾显著高于非蚁丘,而土壤电导率和土壤粉粒显著低于非蚁丘(P<0.05)。8 a和57 a固沙植被区蚁丘中土壤pH显著高于非蚁丘,8 a固沙植被区蚁丘中土壤有机碳显著高于非蚁丘,8 a和34 a固沙植被区蚁丘中土壤全氮显著高于非蚁丘(P<0.05)。(4)蚂蚁群落组成与土壤粒径、电导率、pH、有机碳、全氮、全磷和有效磷含量的相关关系显著;偏RDA结果表明,蚂蚁类群数是影响固沙区土壤理化性质的主要限制因子。综合表明,腾格里沙漠不同固沙年限植被区蚂蚁群落组成差异较大,更丰富的蚂蚁群落有利于改善土壤质地,促进土壤理化性质向良好的方向发展,对实现荒漠生态系统恢复起到推进作用。 展开更多

关键词 腾格里沙漠 人工固沙林 蚂蚁群落 土壤理化性质

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宁夏荒漠草原带生态环境质量时空变化及其驱动机制 被引量：8

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作者 岳奕帆 赵文智 +1 位作者 刘任涛 李涛 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第20期9067-9080,共14页

生态环境质量及其变化评价是生态系统管理的关键依据,也是衡量区域生态文明建设成效的重要指标。宁夏荒漠草原带人工绿洲、旱作农田、荒漠草原、流动沙地并存,加上黄河及其沿岸湿地,山水林田湖草沙景观相对完整,是研究多种生态系统耦合... 生态环境质量及其变化评价是生态系统管理的关键依据,也是衡量区域生态文明建设成效的重要指标。宁夏荒漠草原带人工绿洲、旱作农田、荒漠草原、流动沙地并存,加上黄河及其沿岸湿地,山水林田湖草沙景观相对完整,是研究多种生态系统耦合生态环境质量评价的典型区域。以宁夏中部荒漠草原带为例,基于Google Earth Engine(GEE)云平台对2000—2020年Landsat地表反射率图像进行像元间优化重构,计算了区域湿度(WET)、绿度(NDVI)、干度(NDBSI)、热度(LST)四个分量指标,利用土地分类数据核算区域生态系统服务价值(ESV),通过主成分分析法将上述指标加权耦合,构建改进型遥感生态指数(IRSEI),在长时序尺度下对研究区域生态状况进行监测,并明确影响IRSEI的主要驱动因素。结果表明:(1)前两主轴累计贡献率为84.66%,其中NDVI与WET是PC1主要贡献因子;ESV是PC2的主要贡献因子。IRSEI的评价分析中引入ESV减少了分量指标在PC1的聚集现象,将分量指标分散有效反映了IRSEI的多样性。(2)研究区生态系统服务价值呈现稳步增加的趋势,其中调节服务>支持服务>供给服务>文化服务,空间上呈东北高西南低的格局。(3)2000—2020年IRSEI指数均值范围为0.546—0.598,呈现单峰型波动增加趋势,增长率为7.42%。2000—2020年,面积变化由中等与较高级为主转变为较高与高等级为主,其中高等级面积增长率达到84.79%。(4)降水是影响IRSEI分异的主要驱动因素,整体驱动因素上:降水>人口密度>温度>土地利用强度>经济生产总值。海拔则是通过影响气候因子进而间接影响了IRSEI指数。研究评价了2000—2020年宁夏荒漠草原带生态环境质量时空变化特征及驱动机制,为指导区域生态保护修复和可持续发展提供了重要决策参考。 展开更多

关键词 生态环境质量 改进型遥感生态指数 生态系统服务价值 驱动机制 主成分分析

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