新疆古尔斑通古特沙漠南缘土壤结皮中苔藓植物的研究

阅读理解——说明文语言的准确性说明文语言特点说明文以传授知识为目的，这就要求它必须用准确的语言，如实地反映事物的特征、本质、规律。

准确性是说明文语言的先决条件，凡是表示时间、空间、数量、范围、程度、特征、性质的文字表述，都要求准确无误。

为了使读者对较复杂的事物、较深奥的事理有明晰、确切的理解，说明文常常恰当地使用修饰和限制词语。

如“基本上”“大约”“比较”“一般”“大多数”等，讲究语言的严谨性。

例1：（赵州桥）全桥只有一个大拱，长达37.4米，在当时可算是世界上最长的石拱。

——《中国石拱桥》“在当时可算是”起限制作用，表明赵州桥的大拱只是在当时是世界上最长的石拱，而不是有史以来最长的石拱，语言讲究分寸，体现了语言的准确性和严谨性。

例2：松鼠好像很怕强烈的日光，白天躲在窝里歇凉，晚上出来练跑，玩耍，吃东西。

——《松鼠》“好像”一词表示猜测，并非肯定。

松鼠白天不出来的原因可能不止是害怕强烈的日光，用在这里体现了说明文语言的准确性。

叶圣陶先生说：“说明文不一定就是板起面孔来说话，说明文未尝不可带一点风趣。

”为了把事物的特点说得更加准确，有时需要一些生动形象的描述，增强文章的启发性和感染力。

例1：在炎热的季节里，台风暴雨的光临可以缓解旱情，使作物重新焕发生机。

“光临”是敬辞，用来称呼客人的到来，将台风拟人化，生动形象地表现出台风暴雨的到来可以缓解旱情，表现出人们对它的欢迎态度。

例2：石拱桥的桥洞成弧形，就像虹。

“石拱桥像虹”这个比喻，生动形象地表现出了桥洞的形状，通过这个比喻，我们大致可以想象得到石拱桥的外观。

综上所述，说明文的语言准确严谨，但又不失生动趣味。

语言准确性常见题型一、找出体现说明文语言准确性或生动性的词句，并分析其作用。

答题思路：1、找出体现语言准确的词句：A、找有准确数据的词句B、找有概数的词句（大约、左右、至少、最多、大概）C、找限制性词语（大多、可能、也许、目前）2、结合原句，具体指出该词的作用。

古尔班通古特沙丘植被类型古尔班通古特沙丘，这个名字一听就让人觉得有点神秘，仿佛在呼唤着探险的热情。

它位于新疆，面积可不小，是个广袤无垠的沙漠，连绵起伏的沙丘像是大自然给我们铺的一条金色地毯，走在上面，沙子在脚下悄悄滑动，真是让人心里痒痒的。

不过，这片沙漠可不仅仅是单调的沙子，里面的植被类型可丰富多彩，真是让人眼花缭乱。

嘿，你知道吗？在这样一片看似荒凉的地方，居然也能找到生机盎然的小生命，真是个奇迹。

说到古尔班通古特，沙丘上最常见的植被就是一种叫“骆驼刺”的植物。

这玩意儿可厉害了，它不仅耐干旱，还能在恶劣的沙漠环境中顽强生长。

听说它的根系可以深入地下，寻找水源，简直就像个勇敢的探险者，拼命在沙漠里扎根。

每当春天来临，它开出的紫色小花，简直让人眼前一亮，像是大自然给沙丘穿上的花裙子，真是美得让人心醉。

站在骆驼刺旁边，能感受到它那股顽强的生命力，仿佛在告诉我们：“别怕困难，努力就能绽放。

”然后，还有一种叫“红柳”的树，听这个名字就让人觉得很温暖。

红柳树长得可高，枝条像是伸展的手臂，努力去拥抱天空。

它的叶子细长，颜色翠绿，风一吹，像是在轻声细语。

要说红柳的根系，那可也是个了不起的家伙，能在沙地里扎得很深，寻找水分，简直是沙漠里的水源“侦察兵”。

红柳的存在，不仅为沙漠增添了一抹绿色，更是为很多小动物提供了栖息的地方。

你想想，沙漠里这么干燥，它们能有个栖息地多好啊。

还有一种叫“梭梭”的植物，听起来就有点神秘感。

它的树干弯弯曲曲，像是经历了岁月的风吹雨打。

梭梭树不仅耐旱，连盐碱地都能生存，真是个不怕苦的家伙。

每到夏天，梭梭树的阴凉成为了许多动物的避暑胜地，听说甚至还有些小鸟会在它的枝头筑巢，日子过得可幸福了。

想象一下，阳光下，沙丘的影子里，梭梭树下满是嬉戏的小动物，真是童话般的画面啊。

说到这些植物，它们不仅是沙丘的守护者，还对生态平衡起到了重要的作用。

它们的根系可以固定沙子，防止沙尘暴的发生。

哎，沙漠里的植物可真是默默无闻，却又无处不在。

古尔班通古特沙漠生物结皮不同发育阶段中藻类的变化张丙昌;张元明;赵建成;陈荣毅;郑云普【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2009(29)1【摘要】通过在古尔班通古特沙漠南缘相同的地貌部位,选择裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮4种不同演替阶段中的生物结皮,研究了藻类的种类组成、优势种和生物量的变化.结果表明:(1)在结皮的不同演替阶段,藻类种类组成不同,其常见物种有一定的差异,如裸沙中藻类常见种是脆杆藻2(Fragilaria sp.2)、威利颤藻(Oscillatoria willei)和奥克席藻(Phormidium okenii),藻结皮的常见种是小聚球藻(Synechococcus parvus)、颗粒常丝藻 (Tychonema granulatum)、韧氏席藻(Phormidium retzli);同时在不同发育阶段亦存在一些特有种.(2)在裸沙发育到成熟生物结皮的过程中,藻类的优势物种也发生相应的变化.裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的优势种分别是脆杆藻1(Fragilaria sp.1)、具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻(Scytonema ocellatum)或集球藻(Palmellococcus miniatus).(3)藻类生物量在生物结皮不同演替阶段差异极显著(P<0.01),在裸沙中藻类生物量最低,随着生物结皮的逐渐发育,藻类生物量明显升高,地衣结皮最高,约是裸沙的8.3倍,当发育至苔藓结皮时,藻类生物量又有所下降.(4)在裸沙中基本为松散的沙粒,随着生物结皮的演替,丝状种类占明显的优势,尤其是具鞘微鞘藻,另外真菌菌丝和苔藓假根分别在地衣结皮和苔藓结皮中起着重要作用.【总页数】9页(P9-17)【作者】张丙昌;张元明;赵建成;陈荣毅;郑云普【作者单位】中国科学院绿洲生态与荒漠环境重点实验室,中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐,830011;河北师范大学生命科学学院,石家庄,050016;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院绿洲生态与荒漠环境重点实验室,中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐,830011;河北师范大学生命科学学院,石家庄,050016;中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,乌鲁木齐,830002;河北师范大学生命科学学院,石家庄,050016【正文语种】中文【中图分类】Q143;Q948【相关文献】1.古尔班通古特沙漠生物结皮藻类的组成和生态分布研究 [J], 张丙昌;张元明;赵建成2.不同生态因子对青藏高原东缘沙化区生物结皮中藻类生长发育的影响 [J], 信熙卿;栗丛瑞;李冰;刘左军3.古尔班通古特沙漠不同地貌部位生物结皮的选择性分布 [J], 张元明;潘惠霞;潘伯荣4.古尔班通古特沙漠不同类型生物结皮对草本植物多样性影响 [J], 李彬;武志芳;陶冶;周晓兵;张丙昌5.不同演替阶段生物结皮中藻类与藓类植物优势种群种间关系研究 [J], 本刊编辑部因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

植物科学学报　2023，41（3）：312～321Plant Science Journal DOI：10.119/PSL.2095-0837.22264顾亭玉，张定海，单立山，张勃. 古尔班通古特沙漠南缘半固定沙丘固沙灌木株高-冠幅的空间异质性[J]. 植物科学学报，2023，41（3）：312−321Gu TY，Zhang DH，Shan LS，Zhang B. Spatial heterogeneity of plant height-crown width of sand-binding shrubs in semi-fixed dunes along the southern edge of the Gurbantünggüt Desert[J]. Plant Science Journal，2023，41（3）：312−321古尔班通古特沙漠南缘半固定沙丘固沙灌木株高-冠幅的空间异质性顾亭玉1，张定海1 *，单立山2，张勃3（1. 甘肃农业大学理学院数量生物研究所，兰州 730070； 2. 甘肃农业大学林学院，兰州 730070；3. 甘肃农业大学草业学院，兰州 730070）摘　要：本文在立地尺度上以古尔班通古特沙漠半固定沙丘上的4个优势固沙灌木种群为研究对象，利用变异函数分析其株高、东西和南北冠幅的各向同性和各向异性的空间变异特征。

结果显示：（1）4个种群的株高和冠幅的大小顺序依次为白梭梭（Haloxylon persicum Bunge ex Boiss. et Buhse）、沙拐枣（Calligonum leuco-cladum (Schrenk) Bge.）、油蒿（Artemisia ordosica Krasch）、蛇麻黄（Ephedra distachya L.）。

除蛇麻黄和油蒿无显著差异外，4个种群的株高和冠幅两两之间均有显著差异。

（2）4个种群株高和冠幅的变异函数值随间距的增加变化趋势相同，在局部范围内存在一定的波动。

古尔班通古特沙漠论文：古尔班通古特沙漠南缘植被物种多样性及其分异研究【中文摘要】以古尔班通古特沙漠南部植物群落为研究对象,着重研究了植物群落物种多样性组成、不同生活型植物的分布特点、短命植物与环境关系以及两年间短命植物多样性的变化,这些研究将对该区域植被多样性编目、沙漠植被的长期动态监测,沙漠中重点保护区域的确立,沙漠植被的保护、可持续管理、恢复及重建提供支持。

主要结论如下：1调查分析了古尔班通古特沙漠南部35个样点3.86×104m2的植物多样性特征。

共发现93个物种,分属于24个科,74属,其中藜科Chenopodiaceae,菊科Compositae,十字花科Cruciferae,豆科Leguminosae为优势科,分别占主要物种总数的19.35%,17.20%,11.83%和9.68%。

从生活型来看,短命植物占53.76%,长营养期草本占22.58%,乔灌类占16.13%。

从重要值上看,乔灌类占30.93%,短命植物占45.73%。

2采用双向指示种方法,将古尔班通古特沙漠南部短命植物分为7个群落。

去势典范对应分析(DCCA)发现坡位、经纬度、年降水量和3-5月降水量对物种分布产生影响。

3不同生活型植物在经向和纬向上的分布各有差异,经向方面,短命植物物种数和重要值随着经度增加(由西向东)明显增加,长营养期草本和乔灌类的重要值则减小。

纬向方面,短命植物物种数和重要值随着纬度的增加(由南向北)而减小,长营养期草本和乔灌类的重要值增加,物种数变化不明显。

4不同坡位之间不同生活型植物盖度差异明显,均为乔灌类>短营养期植物>长营养期植物>多年生植物。

不同生活型植物的平均密度均表现为：长营养期和短营养期的密度相对较大,乔灌类和多年生植物密度相对较小。

总体上看坡顶的密度较小两坡密度较大,分布表现出明显的选择性。

5两年间不同植物群落短命植物盖度差异十分显著,表现为2010年植物盖度较大；但密度变化以及各多样性指数变化并不十分明显。

典型考题详解6（科普文章阅读）生命的微尘①腊尽春回，百花盛开。

植物开花的本意，是为了繁衍后代。

当你摘下一朵美丽的鲜花时，你是否注意到同时散落一些淡黄色的粉末? 这就是，种子植物的雄性繁殖器官——花粉。

花粉是极微小的生命体，需用显微镜放大几百倍甚至数千倍才能弄清它们的面目。

最大的也不过200多微米(大约是一粒芝麻的五分之一)，最小的只有几微米，所以，人们都称它为“生命的微尘”。

②植物花粉的数量，通常都是很多的，有的多得惊人；一株玉米的花粉，竞达5000万粒；松树的一个花序，就有花粉16万粒；一朵苹果花有5. 7万粒，一朵芍药花多达365万拉。

有趣的是，松柏类植物的花粉还背着气囊，能随风升至2000米以上的高空和飘移到1000多公里以外去远游。

因此，每当松树盛花之际，经风一卷，花粉便飞舞在松涛林空，宛如淡黄色的“轻雾”；若遇春雨，便降金色的“花粉雨”，构成春天一奇观，增添了无限春意。

③花粉虽小，但其形态结构复杂，每一种植物的花粉，都有它自已独有的形态结构，通过鉴定，可推知其原植物。

如小麦的花粉像个皮球，松树的花粉像个元宝。

有的像鸡蛋，有的像哑铃，有的呈三角形，有的像个精致的花瓶，有的外表平滑，有的具有各种各样的花纹、图案；有的鲜黄，有的青、绿，有灰色的，也有暗棕色和暗红色的……④花粉富含蛋白质、脂肪、糖类、维生素和酶类等，可做高级营养品或用于提取雄么素，还可以酿酒和食用。

花粉与人类的健康有密切的关系。

有的花粉可供药用，例如马尾松的花粉，中医称为松花粉，有润肺、益气，止血之效；香蒲的花粉称蒲黄，有消炎利尿之功。

但是，也有对人体有害的花粉，这是需要注意的，例如，有些花粉如洋紫荆、细叶紫荆的花粉，含有一种特殊的蛋白质(有抗原性)，飘浮在空气中，有过敏性体质的人(哮喘病患者)，一旦吸入了这种花粉，则产生过敏反应，轻者像感冒，重者气喘不止，称为枯草热或花粉病。

还有少数植物，如断肠草、闹羊花、藜芦、乌头等的花粉，含有有毒的生物碱及其他成分，被人误食可引起中毒；混有这些植物花粉的蜂蜜，吃后也会中毒。

“古尔班通古特沙漠活化沙丘治理技术与试验示范”项目取得重要进展----中国科学院
“古尔班通古特沙漠活化沙丘治理技术与试验示范”项目取得重要进展
文章来源：新疆生态与地理研究所发布时间：
2010-09-07
【字
号：小中大】
8月31日至9月4日，由中国科学院新疆生态与地理研究所正高级工程师李卫红承担的“十一五”国家科技支撑计划项目专题“古尔班通古特沙漠活化沙丘治理技术与试验示范”（所属课题“新疆活化沙丘的固定与绿洲防风固沙体系否件技术研究与试验示范”）在北京通过了科技部科技司的验收。

中国科学院院士蒋有绪、冯宗炜等参加了验收会议。

本专题在三年的实施过程中，建成了节水型防护林体系核心示范区、农田防护林优化配置模式核心示范区、林农复合种植核心示范区共10000亩；荒漠植被围栏封育示范小区12000亩；研发集成绿洲节水型防护林体系优化配置技术研究创新成果1套；提供发展技术模式3个；筛选抗旱、抗逆优良防护林树种7个；获得活化沙丘植被恢复技术模式4套；申报国家专利3项，其中1项授权；申请软件登记3项；完成论文29篇，出版专著2部；培养优秀中青年学术带头人3人，培养博士和硕士毕业生10余人；培训农民350人，发放宣传资料1500份，全面完成了任务书中各项任务指标。

新疆的植被类型1 植被分类原则植物群落的分类是植物地理学中最复杂和最有争论的问题之一，也是最终目的之一。

这个问题至今并没有得到很好的解决，没有制定出一个简单易行的，为大多数人所接收的分类系统。

已经提出的群落分类系统，按照他们所根据的原则而分为外貌的、生境的、区系的、发生的、群落学的和数学的分类。

我国目前采用的植物群落分类原则，为植物群落学原则，或称植物群落学-生态学原则。

它是以植物群落本身特征作为分类依据的，但又十分注意群落的生态关系。

这些特征包括：①植物种类组成基本上是采用优势种原则。

把群落中各个层或层片中数量最多、盖度最大、群落作用最明显的种，称为优势种。

在主要层片（建群层片）中的优势种称为建群种（或为共建种）。

在植被类型复杂，采用优势种原则有困难时，则可考虑采用生态幅度狭窄，对该类型有标志作用的种（可称标志种）作为划分类型的标准。

②外貌和结构主要根据生活型来划分。

从演化形态学的角度，把植物分为木本、半木本，草本和叶状体等四大类群。

以下按主轴木质化程度及寿命长短分出乔木、灌木、半灌木、多年生草本、一年生草本等类群，再按形态和发育节律（落叶、常绿）划分第三级和第四级等等。

③生态地理特征由于历史原因，有时生活型和外貌不一定完全反映现代环境条件，按外貌原则划分的植被类型，常常包括了异质的类群。

如针叶林在生活型和外貌上是相似的，但却分布在不同的环境里。

在分类时，就应考虑生态地理的因素，根据分布地区气候的不同，划分为寒温性针叶林、暖温性针叶林、热性针叶林等。

④动态特征优势种的原则着重群落的现状，没有特别分出原生类型和次生类型。

但是在某些情况下，需考虑动态特征。

例如，我国森林区荒山坡灌草丛，按生态外貌原则应该是一独立的植被型组，但考虑到它的次生性质以及与灌丛的演替关系，而把它与灌丛合为一植被型组。

讨论新疆植被分类问题，首先要确定植被分类的系统和原则。

根据我国目前采用的植物群落分类原则，新疆植被分类将采用：植物群从、植物群系、植被型的系统。

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮下土壤有机碳垂直分布特征及影响因素杨军刚;张玲卫;郭星;陆永兴;郭浩;张元明;周晓兵【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2024(44)7【摘要】为了探究沙漠不同生物土壤结皮类型覆盖下土壤有机碳(SOC)垂直分布特征及与土壤理化因素的关系,解析影响因素,以古尔班通古特沙漠腹地藻类、藓类生物土壤结皮和裸沙三种不同地被覆盖类型为研究对象,通过野外采集不同类型结皮样品及其下层0—2 cm、2—5 cm、5—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—50 cm、50—70 cm以及70—100 cm土层土壤(裸沙对照),测定不同土层的SOC含量及土壤理化指标,开展相关研究。

结果表明:(1)不同地被类型下0—100 cm SOC含量随着土壤深度增加呈减小的趋势,在10—30 cm土层存在SOC含量升高的现象,藓类、藻类和裸沙三种地被类型0—100 cm土层SOC含量范围分别在:1.61—2.70、1.41—2.56、1.21—1.92 g/kg;(2)不同地被类型下同一土层SOC 含量在0—5 cm土层存在显著差异,5—100 cm土层SOC整体无显著差异,同层SOC含量均表现为:藓类>藻类>裸沙对照;(3)Pearson法分析结果表明不同地被覆盖下SOC含量与养分(全氮、全磷)呈现正相关关系,与pH和电导率(EC)呈现负相关关系。

通过结构方程模型结果表明,土壤养分和粒径(砂粒占比)是影响垂直分布的主要因子,其中粒径是裸沙和藻类的最主要影响因子,藓类最重要的影响因子是养分(全磷)。

生物土壤结皮的发育会逐步提高土壤碳的积累,改变SOC的垂直分布特征,对SOC的影响主要集中在5 cm以上土层,土壤理化特征对垂直分布特征具有调控作用。

【总页数】9页(P2946-2954)【作者】杨军刚;张玲卫;郭星;陆永兴;郭浩;张元明;周晓兵【作者单位】中国科学院新疆生态与地理研究所/干旱区生态安全与可持续发展重点实验室;新疆农业大学;新疆农业大学;中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】S15【相关文献】1.古尔班通古特沙漠生物土壤结皮反射光谱特征分析2.腾格里沙漠东南缘不同类型生物土壤结皮对土壤有机碳矿化的影响3.腾格里沙漠东南缘固沙植被区生物土壤结皮及下层土壤有机碳矿化特征4.古尔班通古特沙漠生物土壤结皮对土壤氮库垂直分布特征的影响5.古尔班通古特沙漠生物土壤结皮对氨氧化微生物生态位的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

古尔班通古特沙漠南部植物多样性分布的中域效应研究摘要：沙漠植物多样性的分布是生态系统功能的重要组成部分。

本研究采用了中域效应研究方法，探究了古尔班通古特沙漠南部植物多样性的空间分布。

结果表明，沙漠植物多样性受到中域效应的显著影响，呈现出明显的空间异质性。

据此，本研究提出了进一步保护沙漠植物多样性的策略，以促进沙漠生态系统的可持续发展。

1. 引言沙漠是干旱环境中最为恶劣的生态系统之一，植物多样性的分布格局受到多种因素的影响，其中中域效应是一种重要的影响机制。

中域效应是指物种在空间上的分布以及与环境因子相互作用的结果。

研究沙漠植物多样性的中域效应，对于了解沙漠生态系统的稳定性和可持续发展具有重要意义。

2. 研究方法本研究选择古尔班通古特沙漠南部作为研究区域，利用采样调查和统计分析方法，获取沙漠植物样本数据，并通过ArcGIS 软件进行空间分析。

参考物种多样性指数（例如Shannon多样性指数）和地理信息系统分析方法，探究沙漠植物多样性的中域效应。

3. 结果与讨论研究结果显示，古尔班通古特沙漠南部植物多样性呈现出明显的空间异质性。

在不同的土壤类型和植被类型下，植物多样性指数存在差异。

沙漠中的人类活动（如垃圾倾倒、养殖业发展等）也对沙漠植物多样性产生了显著影响。

此外，通过中域效应研究方法可以发现，沙漠植物多样性的分布与环境因子之间存在相互作用。

其中，降水和温度是影响沙漠植物多样性的主要因素之一。

在干旱地区，水分的利用效率对植物多样性的分布产生重要影响。

4. 结论与展望本研究通过中域效应研究方法，揭示了古尔班通古特沙漠南部植物多样性的空间分布与环境因子之间的关系。

进一步的研究可以结合其它因素，如土壤盐碱度、光照等，深入探讨沙漠植物多样性的影响机制。

保护沙漠植物多样性对于维护沙漠生态系统的稳定和保证地球生态安全具有重要意义。

基于研究结果，提出以下保护沙漠植物多样性的策略：加强沙漠保护区的建设和管理，禁止非法开发活动，控制沙漠中的垃圾倾倒行为，并开展沙漠生态修复工作。

第37卷第4期2023年8月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .4A u g.,2023收稿日期:2022-11-22资助项目:甘肃省科技计划项目(21J R 7R A 831);国家自然科学基金项目(41661022) 第一作者:张艳灵(1998 ),女,在读硕士研究生,主要从事生态水文模型研究㊂E -m a i l :z y l 2692184324@163.c o m 通信作者:张定海(1981 ),男,博士,副教授,主要从事生态水文模型㊁空间统计和经济统计研究㊂E -m a i l :z h a n gd h @g s a u .e d u .c n 古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘上土壤水分与地形-植被因子的关系张艳灵1,张定海1,宁婷1,张志山2,单立山3,陈国鹏3,张正中3(1.甘肃农业大学理学院数量生物研究所,兰州730070;2.中国科学院西北生态环境资源研究院,沙坡头沙漠研究试验站,兰州730000;3.甘肃农业大学林学院,兰州730070)摘要:土壤水分是干旱和半干旱生态系统格局和过程的主要驱动力,地形-植被因子是小尺度上影响土壤水分的主要因子㊂以古尔班通古特沙漠南缘北沙窝附近固定沙丘上不同深度的土壤水分(表层0-40c m ㊁中层40-200c m ㊁深层200-300c m 和整体0-300c m )作为研究对象,利用广义线性模型(G L M )㊁广义加性模型(G AM )和随机森林(R F )模型研究了土壤水分与地形-植被因子之间的关系和变化规律㊂结果表明:(1)不同深度的土壤水分均呈现一致的单峰分布,不同深度土壤水分的大小顺序为深层>中层>表层,且两两之间具有显著差异㊂(2)G L M 和G AM 模型得到的影响不同深度土壤水分的植被和地形因子完全相同,R F 模型的精度优于G L M 和G AM 模型㊂(3)地形因子海拔㊁坡度㊁高差和植被因子灌木多度与其影响的不同深度的土壤水分呈负相关关系,地形因子坡向(规定正东方向为0,顺时针旋转)和植被因子生物量与其影响的土壤水分呈正相关关系㊂植被因子草本盖度与表层土壤水分呈正相关关系,与中层土壤水分呈负相关关系㊂研究结果可为研究区制定相应的防风固沙措施以及建立科学合理的植物固沙模式提供理论参考㊂关键词:土壤水分;影响因子;广义线性模型;广义加性模型;随机森林模型;古尔班通古特沙漠中图分类号:S 152.7 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)04-0258-09D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.04.032R e l a t i o n s h i p B e t w e e nS o i lM o i s t u r e a n dT o p o g r a p h y -v e ge t a t i o nF a c t o r s o n F i x e dD u n e s i n t h e S o u t h e r n M a r g i nof t h eG u r b a n t u ng gu tD e s e r t Z H A N G Y a n l i n g 1,Z H A N G D i n g h a i 1,N I N G T i n g 1,Z H A N GZ h i s h a n 2,S H A N L i s h a n 3,C H E N G u o p e n g 3,Z H A N GZ h e n g z h o n g3(1.C e n t e r f o rQ u a n t i t a t i v eB i o l o g y ,C o l l e g e o f S c i e n c e ,G a n s uA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,L a n z h o u 730070;2.S h a p o t o uD e s e r tR e s e a r c hS t a t i o n ,N o r t h w e s t I n s t i t u t e o f E c o l o gi c a lE n v i r o n m e n t a n dR e s o u r c e s ,C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s ,L a n z h o u 730000;3.C o l l e g e o f F o r e s t r y ,G a n s uA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,L a n z h o u 730070)A b s t r a c t :S o i lm o i s t u r e i s t h em a i n d r i v i n g f o r c e f o r t h e p a t t e r n s a n d p r o c e s s e s i n a r i d a n d s e m i -a r i d e c o s ys t e m ,a n d t o p o g r a p h y -v e g e t a t i o n f a c t o r s a r e t h em a i n f a c t o r s a f f e c t i n g s o i lm o i s t u r e o n t h e s m a l l -s c a l e .S o i lm o i s t u r e a t d i f f e r e n t d e p t h s (0-40c mi n s u r f a c e l a y e r ,40-200c mi nm i d d l e l a y e r ,200-300c mi nd e e p l a ye r a n d 0-300c mi nw h o l e )o nf i x e d s a n d d u n e s n e a r t h e n o r t h e r n s a n d d u n e i n t h e s o u t h e r n e dg e o f th eG u r b a n t u n g g u t D e s e r tw a su s e d a s a s t u d y o b j e c t t oi n v e s t i g a t e t h e r e l a t i o n s h i p an dv a r i a t i o n p a t t e r n s b e t w e e n s o i lm o i s t u r e a n d t o p o g r a p h y -v e g e t a t i o n f a c t o r s u s i n g g e n e r a l i z e d l i n e a rm o d e l (G L M ),g e n e r a l i z e d a d d i t i v em o d e l (G AM )a n d r a n d o mf o r e s t (R F )m o d e l s .T h e r e s u l t ss h o w e dt h a t :(1)S o i lm o i s t u r ea td i f f e r e n td e p t h ss h o w e da c o n s i s t e n t s i n g l e -p e a k e dd i s t r i b u t i o n ,a n d t h em a g n i t u d e o f s o i lm o i s t u r e a t d i f f e r e n t d e p t h sw a s i n t h e o r d e r o f :d e e p >m i d d l e >s u r f a c e ,a n dt h e r ew e r es i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sb e t w e e nt h e t w o .(2)T h ev e ge t a t i o n a n d t e r r a i nf a c t o r s a f f e c t i ng s o i lm o i s t u r e a t d i f f e r e n t d e p th s o b t ai n e db y G L Ma n dG A M m o d e l sw e r e i d e n t i c a l ,a n d t h e a c c u r a c y o f t h eR F m o d e lw a sb e t t e r t h a n t h a t o fG L M a n dG AM m o d e l s .(3)T o p o g r a p h i c f a c t o r s e l e v a t i o n ,s l o p e ,h e i g h t d i f f e r e n c e a n dv e g e t a t i o n f a c t o r s s h r u b m u l t i p l i c i t y w e r en e g a t i v e l y co r r e l a t e dw i t h Copyright ©博看网. All Rights Reserved.s o i lm o i s t u r e a t d i f f e r e n t d e p t h s u n d e r t h e i r i n f l u e n c e,w h i l e t o p o g r a p h i c f a c t o r s s l o p e d i r e c t i o n(s p e c i f i e d a s 0d u e e a s t,r o t a t e d c l o c k w i s e)a n d v e g e t a t i o n f a c t o r b i o m a s sw e r e p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h t h e s o i lm o i s t u r e t h e y a f f e c t e d.T h e v e g e t a t i o n f a c t o r h e r b a c e o u s c o v e rw a s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h s u r f a c e s o i lm o i s t u r e a n d n e g a t i v e l y c o r r e l a t e dw i t hm e s o c o s ms o i lm o i s t u r e.T h e r e s u l t s o f t h e s t u d y c a n p r o v i d e t h e o r e t i c a l r e f e r e n c e f o r t h e f o r m u l a t i o no f c o r r e s p o n d i n g w i n d a n d s a n d c o n t r o lm e a s u r e s a n d t h e e s t a b l i s h m e n t o f s c i e n t i f i c a n d r e a s o n a b l e v e g e t a t i o n s a n d f i x a t i o nm o d e l i n t h e s t u d y a r e a.K e y w o r d s:s o i l m o i s t u r e;i n f l u e n c ef a c t o r;g e n e r a l i z e dl i n e a r m o d e l;g e n e r a l i z e da d d i t i v e m o d e l;r a n d o mf o r e s tm o d e l;G u r b a n t u ng g u tD e s e r t中国是世界上荒漠化土地面积最多的国家之一[1],沙漠生态系统是干旱㊁半干旱生态系统的主要类型㊂土壤水分是沙漠生态系统植被的格局和过程的驱动力,对其分布特征和影响因素的研究对遏制荒漠化和建立沙区水文过程和生态过程之间的定量联系具有重要意义[2-4]㊂然而,受气候㊁地形和植被分布等生物和非生物因素的影响,土壤水分的分布特征和影响因素非常复杂㊂已有研究[5]表明,地形因子和植被因子是小尺度上影响土壤水分的主要因子,地形因子是气候㊁植被等影响因子的主要载体,植被因子是土壤水分在沙漠生态系统中的集中体现㊂因此,全面分析不同沙区土壤水分的分布特征及其与地形和植被因子之间的关系,是深入系统掌握沙区土壤水分分布特征和规律的前提,也是未来在开展防风固沙工程和沙区植被建设与管理的保障[6]㊂在干旱和半干旱地区,不同尺度上控制和影响土壤水分的主要因素有降水㊁土壤类型㊁地形和植被因素等㊂降水是干旱半干旱地区土壤水分的主要来源[7]㊂不同土壤质地对土壤水分的涵养能力存在差异,例如,结构疏松㊁保水力差㊁下渗快的风沙土可使深层土壤水分得到表层土壤水分的补给,质地比较稳定㊁物理稳定性变化小的灰钙土阻止深层土壤水分的补给[8]㊂不同的植被覆盖度和植被类型通过影响土壤水分的入渗和蒸散发等进而影响土壤水分的分布㊂但是,由于这些众多因素的相互作用和多重作用,很难确定它们的相对重要性[9]㊂土壤水分在空间上具有高度的变异性,并以非线性的方式影响生态水文过程,导致土壤水分及其影响因素具有显著的尺度效应[10]㊂在大尺度上,主要采用回归和地统计分析研究土壤水分和地形环境因素之间关系[11]㊂然而,当涉及大量变量时,这些方法可能不适合㊂在这种情况下,作为基本线性变换的推广,可以采用主成分分析(P C A),线性典型相关分析(C O R)和冗余分析(R D A)等方法进行分析㊂虽然这些线性方法可能会成功,但土壤水分与影响其变化的变量之间的单调相关的基本假设尚未得到验证[12]㊂在小尺度上,主要采用地统计学方法确定土壤水分的空间变异和空间相关性[13]㊂已有研究[14]表明,地形(坡向㊁坡度㊁坡位等)㊁植被(盖度㊁物种等)等因素都对土壤水分的空间变异性有显著的影响㊂本研究采用样带-网格数据,运用广义线性㊁广义加性模型和随机森林法,对古尔班通古特沙漠固定沙丘上不同深度(表层0-40 c m㊁中层40-200c m㊁深层200-300c m和整体0-300c m)土壤水分与地形-植被因子之间的关系开展研究,以期在小尺度上探讨地形-植被因子对土壤水分的影响特征和规律㊂研究结果可对该地区今后植物固沙和生态系统的修复提供重要的科学依据㊂1研究区概况古尔班通古特沙漠是我国第二大沙漠[15],位于44ʎ15'00ᵡ-46ʎ50'00ᵡN,84ʎ50'00ᵡ-91ʎ20'00'E,是我国最大的固定和半固定沙漠[16],面积约4.88万k m2,平均海拔300~600m,年平均气温6.6ʎC[17]㊂其气候类型属于典型的温带大陆性干旱气候[18],年降水量80~160mm,年蒸发量为2000~2800mm,降水多集中在冬季和春季[19],冬天积雪可达10~30c m,几乎没有地表径流㊂沙漠边缘地下水深度在5m以上,而沙漠腹地地下水深度在16m以下㊂沙漠内植物种类较丰富,可达百余种,优势灌木和半灌木主要有梭梭(H a l o x y l o na mm o d e n d r o n)㊁白梭梭(W h i t e s h u t t l e)㊁胡杨(P o p u l u s e u p h r a t i c a)㊁琵琶柴(P i p a f i r e w o o d)㊁红柳(R a e d ar u b r a)㊁白刺(T h o r n u m a l-b u m)㊁油蒿(A r t e m i s i ao r d o s i c a)等[20]㊂2材料与方法2.1试验设计试验于2019年8月,在对古尔班通古特沙漠南缘北沙窝附近(87ʎ55'12ᵡE,44ʎ22'24ᵡN)的沙丘类型和固沙植被全面考察后选取1块有代表性的固定沙丘样地(图1),样地大小为40mˑ140m,将样地划分为4mˑ4m的小样方,共有10行(A~J行)37列(1~37列)共计370个小样方㊂选取样地中的3行(C㊁E㊁I行)中的样方作为土壤水分采样点,在沙丘不同微地貌(迎风坡㊁背风坡㊁丘顶和丘底)起伏较大的地方加密采样,共计72个土壤水分采样点㊂土壤水952第4期张艳灵等:古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘上土壤水分与地形-植被因子的关系Copyright©博看网. All Rights Reserved.分的测定使用土钻取样烘干(105ħ)称重法,取样方式采用点式取样法,取样深度共有18层,分别为0-5,5-15,15-25,25-35,35-50c m ,在50c m 以下每隔20c m 采样1次,土壤水分均为土壤质量含水量㊂利用50c mˑ50c m 的草本小样方调查E 行中每个小样方(4mˑ4m )中的草本盖度㊁草本多度㊁凋落物以及生物量㊂同时,为研究固沙植被的空间格局,利用标记牌标记样地内每株灌木,测定其株高和冠幅(东西和南北方向)以及所在样方的灌木盖度和多度㊂利用G P S-R T K 定位仪对样地中每株灌木和每个样方的4个顶点进行定位测量,得到其海拔[21]㊂结合样方定位点的数据,利用数字高程模型计算每个小样方对应的地形因子,主要包括坡度㊁坡向(规定正东方向为0ʎ,顺时针旋转)和高差(样方顶点的高程之差)[6],具体计算方法见文献[6]㊂图1 样地的划分与采样点示意2.2 研究方法2.2.1 土壤水分的划分和数据标准化 已有研究[22]表明,研究区草本植物主要利用0-40c m 的土壤水分,固沙灌木80%的根系分布在40-200c m 的土层深度范围内,10%的固沙灌木根系分布在200-300c m 的土层范围内㊂因此,本研究将土壤水分划分为表层0-40c m ㊁中层40-200c m ㊁深层200-300c m 和整体0-300c m4部分㊂其中,整体0-300c m 作为整个样地土壤水分的参照[23]㊂同时,考虑到模型中不同指标的取值范围和量纲不一致,采用离差标准化法将所有指标进行标准化,公式为:X i =x i -m i n x i {}m a x x i {}-m i n x i {}Y j =y j -m i n y j {}m a x y j {}-m i n y j {}i =1,2, ,10;j =1,2,3,4(1)式中:x i 为地形因子和植被因子;y j 为不同深度土壤水分;X i ,Y j ɪ[0,1],无量纲㊂2.2.2 广义线性模型 广义线性模型(ge n e r a l i z e d l i n e a rm o d e l ,G L M )是线性模型的数学扩展,其相对于经典线性回归模型的优点是,其变量可以是连续或分类变量,允许数据存在非线性性,公式为:g (μ)=β0+β1(x 1)+β2(x 2)+, ,+βi (x i )+ε(2)式中:g (μ)为连接估计平均值与响应变量分布的链接函数;β0为截距;βi 为待估的回归系数;x i 为预测值;ε为误差,服从高斯分布㊂2.2.3 广义加性模型 广义加性模型(ge n e r a l i z e d a d d i t i v em o d e l ,G AM )是G L M 的半参数扩展,它结合响应和预测变量之间的线性和非线性关系,指定平滑函数来拟合数据的非线性响应曲线㊂G AM 响应曲线的形状并不是预先定义的,因此与基于参数响应曲线的G L M 相比,G AM 响应曲线的建模更接近数据,公式为:g (μ)=β0+s 1(x 1)+s 2(x 2)+, ,+s i (x i )+ε(3)式中:g (μ)为估计平均值连接到响应变量分布的链接函数;β0为截距;s i 为要估计的平滑函数;x i 为预测值;ε为误差,服从高斯分布㊂2.2.4 随机森林 随机森林(r a n d o mf o r e s t ,R F )通过生成大量回归树集合,形成 森林 ㊂然后通过从观测数据中随机选择1个训练数据集来构建每棵决策树,其优点是采用集成算法,精度往往比大多数单个算法好㊂同时,由于2个随机性的引入,随机森林算法不会有过拟合现象,还可以输出自变量重要性的度量㊂本研究中,最大树的数量设置为2000棵,采用10折交叉验证检验模型的性能,同时基于I n c M S E方法给出影响土壤水分的变量的重要性[24]㊂3 结果与分析3.1 不同深度土壤水分及相关影响因素的描述性统计由图2可知,不同深度的土壤水分的总体分布较为一致,呈单峰分布㊂不同深度土壤水分的大小顺序为深层(200-300c m )>中层(40-200c m )>表层(0-40c m )㊂不同水分主要集中在(取上下4分位数),深层[1.584%,2.232%]㊁中层[1.333%,2.124%]㊁表层[0.946%,1.557%]㊁整体[1.427%,1.939%]㊂单因素方差分析和多重比较结果表明,表层㊁中层和深层土壤水分两两之间均具有显著的差异,中层与整体(0-300c m )土壤水分之间无显著性差异㊂由土壤水分的相关因素的描述性统计结果(表1)可知,最大值和最小值反映变量的波动大小,中位数反映数据的集中趋势,变异系数刻画变量分辨信息的能力(即变量的区分度),变异系数越大,表明该指标的信息分辨能力就越强,反之则越弱㊂除海拔,土壤水分的影响因素信息分辨能力均较强㊂3.2 地形-植被因子对不同深度土壤水分的影响将土壤水分作为被解释变量,样方所在的海拔㊁坡度㊁坡向和高差作为地形因子解释变量,灌木的盖062水土保持学报 第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.度㊁灌木多度㊁草本的盖度㊁草本多度㊁草本的生物量以及凋落物作为植被因子解释变量,分别利用G L M㊁G AM和R F建立模型并检验各个因子的显著性㊂图2不同深度土壤水分的描述性统计表1影响土壤水分的地形-植被因素的描述性统计变量最小值最大值中位数变异系数海拔394.326400.127396.4090.004坡度0.50921.2835.4870.753坡向22.430354.852112.3600.704高差0.2645.8082.6260.652灌木盖度0100.00014.5951.086灌木多度01.9380.3130.928草本盖度3.00084.00017.0000.768草本多度4.000736.00074.0001.122生物量2.200164.72022.0400.863凋落物01006.24042.4401.604由表2和表3可知,G L M模型得到对表层㊁中层㊁深层和整体土壤水分有显著影响的地形因子主要为海拔,同时,地形因子坡度对表层土壤水分有显著的影响,植被因子草本盖度和生物量对中层土壤水分有显著的影响,地形因子高差对深层土壤水分有显著的影响;G AM模型得到对表层㊁中层㊁深层和整体土壤水分有显著影响的地形因子主要为海拔和高差,同时,地形因子坡度对表层土壤水分有显著的影响,植被因子草本盖度和生物量对中层土壤水分有显著的影响㊂值得注意的是,由于G L M模型本身的特点,所有因子在G L M模型中均与土壤水分表现为线性相关关系,但在G AM模型中,大部分因子对土壤水分仍然呈现线性相关关系(估计的自由度e d f约等于1)㊂其中,海拔和高差对表层㊁中层和整体土壤水分均呈现出一定的非线性影响的特征(估计的自由度e d f≫1)㊂表4为R F模型得到变量的相对重要性,表中列出相对重要度排名前4名的变量㊂由表4可知,大部分地形因子的重要性常常高于植被因子㊂其中,地形因子海拔㊁高差对不同深度的土壤水分均具有较高的重要性,地形因子坡度对表层土壤水分具有较高的重要性㊂与G L M和G AM模型不同的是,在R F模型中坡向对中层和深层土壤水分具有较高的重要性㊂同时,植被因子的草本多度对表层土壤水分具有较高的重要性,植被因子的生物量仅对中层土壤水分具有较高的重要性,植被因子的灌木多度仅对中层土壤水分具有较高的重要性㊂表2基于广义线性模型的影响不同深度土壤水分的变量的显著性检验变量0-40c m估计值p40-200c m估计值p200-300c m估计值p0-300c m估计值p海拔-0.2480.011*-0.2990.006**-0.1900.010**-0.4210***坡度-0.2030.027*0.0870.4000.0050.9400.0180.855坡向-0.1050.2030.1060.2500.0110.862-0.0340.709高差-0.0080.934-0.0010.996-0.2900***-0.2630.021*灌木盖度0.1110.1060.0060.9300.0930.0640.0830.255灌木多度-0.0490.6490.0110.929-0.1110.163-0.0410.730草本盖度-0.2240.091-0.4150.005**-0.1060.270-0.2230.123草本多度0.1810.22600.999-0.0490.654-0.1810.284生物量0.2170.1550.6490***0.1110.3100.3370.046*凋落物-0.0920.313-0.0940.338-0.0130.857-0.0600.560注:*表示p<0.05;**表示p<0.01;***表示p<0.001㊂下同㊂表3基于广义加性模型的影响不同深度土壤水分的变量的显著性检验变量0-40c me df p40-200c me df p200-300c me df p0-300c me df p海拔2.4550***1.9560***1.7070.019*1.9280***坡度1.0000.001***1.7570.2521.0000.5461.0000.101坡向1.9270.2431.5470.5411.0000.9351.0000.538高差3.8600.001***1.9380.028*2.4150***1.9580***灌木盖度1.0000.3621.0000.3381.3420.3851.0000.918灌木多度1.4100.7481.7690.2431.8990.3201.7410.320草本盖度1.0000.1621.0000.003**1.1900.2391.7830.116草本多度1.5380.3781.0000.4311.0000.5151.0000.285生物量1.0000.0981.0000.001***1.0000.4961.0000.231凋落物1.8740.2431.0000.4311.0000.8221.0000.730162第4期张艳灵等:古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘上土壤水分与地形-植被因子的关系Copyright©博看网. All Rights Reserved.表4基于随机森林模型的影响不同深度土壤水分的变量的重要度排名0-40c m变量重要性/%40-200c m变量重要性/%200-300c m变量重要性/%0-300c m变量重要性/%1海拔28.550海拔5.784高差31.029海拔28.967 2坡度10.268高差5.357海拔24.087高差17.600 3高差10.149坡向4.872灌木多度11.268灌木多度9.905 4草本多度5.488生物量4.697坡向9.852生物量6.205采用决定系数(R2)和均方根误差(R M S E)对3个模型进行评价,R M S E尽量小的情况下R2越大模型越好㊂其中,R2的值越接近1,说明模型对观测值的拟合程度越好㊂由表5可知,不同深度上模型的R M S E从小到大的顺序为R F<G AM<G L M,决定系数(R2)从大到小的顺序为R F>G AM>G L M,且R F模型的决策系数均达到0.92以上㊂由此可以看出,基于机器学习算法的R F模型最优,其次是具有非线性拟合能力的G AM模型,模型精度最小的是G L M模型㊂表5G L M、G A M和R F模型的精度土壤深度R2G LM G AM R FRM S EG LM G AM R F表层0.4110.7020.9290.1000.0710.051中层0.4130.5680.9250.1160.0970.063深层0.6580.7330.9400.0790.0650.042整体0.5950.7460.9320.1160.0920.065 3.3地形-植被因子对不同深度土壤水分影响的趋势分析为确定不同深度土壤水分随地形-植被因子的变化趋势,基于G L M㊁G AM和R F3种模型利用各自的响应曲线确定其变化趋势㊂从基于G L M模型(图3)和G AM模型(图4)的响应曲线图可以看出,整体而言,不同地形-植被因子对土壤水分的响应曲线均表现一致的增减趋势㊂具体而言,地形因子海拔㊁高差㊁坡度与其影响的不同深度的土壤水分呈负相关关系,生物量与其影响的土壤水分呈正相关关系㊂随着植被因子草本盖度的增加,中层土壤水分逐渐减少㊂值得注意的是,一些因子在G L M中表现为线性趋势而在G AM中表现出明显的非线性变化的趋势㊂例如,海拔㊁高差在G AM模型中对其影响的土壤水分的影响呈现出明显的非线性变化趋势㊂从基于R F的响应曲线图(图5)可以看出,地形-植被因子对土壤水分的影响呈现出显著的非线性的变化趋势,随着地形因子海拔㊁坡度㊁高差和植被因子灌木多度的增加,不同深度的土壤水分均逐渐减少;随着地形因子坡向和植被因子生物量的增加,不同深度的土壤水分均逐渐增加;随着植被因子草本盖度的增加,表层土壤水分逐渐增加㊂4讨论4.1不同深度土壤水分的分布特征古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘上不同深度的土壤水分总体分布较为一致,均呈单峰分布㊂不同深度质量含水量的大小顺序为深层(200-300c m)>中层(40-200c m)>表层(0-40c m),这与李军[25]在小尺度下得到的土壤水分随土层深度增加呈显著升高趋势的结论相一致㊂这一方面是因为沙丘表层土壤水分的蒸发较深层强;另一方面,研究区广泛分布的生物土壤结皮和固沙植被在一定程度上可以阻止深层土壤水分的蒸发㊂同时,方差分析表明,表层㊁中层和深层土壤水分两两之间均具有显著的差异,这与朱海等[2]对古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘土壤水分不同时间和不同深度土壤水分的变化规律相一致㊂4.2地形-植被因子对不同深度土壤水分影响分析由于本研究主要研究小尺度上地形-植被因子对土壤水分的影响㊂因此,研究中没有考虑太阳辐射㊁降水㊁经纬度等大尺度上对土壤水分有显著影响的因子㊂针对试验得到的4个地形因子(海拔㊁坡度㊁坡向和高差)和6个植被因子(灌木的盖度㊁多度㊁草本的盖度㊁多度㊁生物量和凋落物),本研究利用G L M㊁G AM和R F模型确定影响研究区固定沙丘上不同深度土壤水分的地形和植被因子,并确定土壤水分随不同因子的变化趋势㊂土壤水分在沙丘不同微地貌类型上(丘顶㊁丘底㊁迎风坡和背风坡)的分布规律不同㊂本研究表明,对研究区固定沙丘上不同深度的土壤水分产生重要影响首先是地形因子㊂其中,海拔㊁高差(两点之间的高程之差,与海拔有直接的关系)具有重要的影响,且总体上土壤水分随着海拔㊁高差的增加逐渐减少㊂造成土壤水分随着海拔和高差递减这一现象的原因是多方面的,一方面,沙漠中的植被大部分生长在丘底,同时海拔高的地方不容易聚集雨水,而且阳光照射时间长,蒸发比较强烈;另一方面,古尔班通古特沙漠的土壤水分有很大部分来自融雪降水,由于水分的入渗作用,使得海拔低的地方土壤水分含量高[26]㊂同时,本研究还表明,坡度与其影响的不同深度的土壤水分呈负相关关系,这是因为坡度与接触到的太阳辐射的角度有关,这与邱德勋等[27]㊁赵晓光等[28]有关坡度对前程土壤水分影响的研究结论相一致㊂262水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.图3基于G L M模型的地形植被-因子对不同深度土壤水分影响的响应曲线362第4期张艳灵等:古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘上土壤水分与地形-植被因子的关系Copyright©博看网. All Rights Reserved.462水土保持学报第37卷图4基于G A M模型的地形-植被因子对不同深度土壤水分影响的响应曲线Copyright©博看网. All Rights Reserved.图5基于R F模型的地形-植被因子对不同深度土壤水分影响的响应曲线造成土壤水分随着坡向的增加而逐渐增加的主要原因在于随着坡向的增加,坡向从阳坡转化为阴坡,大部分沙漠植物主要集中在阴坡,形成聚集的斑块化分布,阴坡较低的蒸发和固沙植物的汇流作用使得其上的土壤水分含量较高㊂在植被因子中,草本植物的生物量对中层土壤水分具有正向的重要的影响㊂较高的草本植物的生物量通过减少表层土壤水分的蒸发,进而对土壤中层土壤水分具有正向的影响㊂同时,灌木的多度对深层土壤水分具有负向的重要影响㊂这一结论与S i n g h等[29]在印度沙漠的研究和马风云等[30]对于沙坡头人工固沙植被土壤水分空间异质性的研究结论相一致㊂这是因为草本植物根系浅,主要对表层和中层的土壤水分影响大,灌木根系较深,对深层土壤水分影响大㊂土壤水分和灌木多度的负向关系决定固定沙丘上固沙灌木的数量应维持在一定的生态水文阈值内,这样才能保持其生态系统的健康运行[31]㊂同时,草本盖度与表层土壤水分呈正相关关系,与中层土壤水分呈负相关关系㊂因此,在固沙植被生态系统的保护过程中,应该加强草本植物的保护,防止放牧等不适宜的人类活动对生态系统的破坏㊂5结论(1)不同深度的土壤水分总体分布较为一致,均呈单峰分布㊂不同深度土壤水分的大小顺序为深562第4期张艳灵等:古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘上土壤水分与地形-植被因子的关系Copyright©博看网. All Rights Reserved.层>中层>表层,且两两之间具有显著差异㊂(2)G L M和G AM模型得到的影响不同深度土壤水分的植被和地形因子基本相同,但与R F模型得到的因子有一定的区别,R F模型的决定系数R2和均方根误差R M S E均优于G L M和G AM模型㊂(3)地形因子海拔㊁坡度㊁高差和植被因子灌木多度与其影响的不同深度的土壤水分呈负相关关系,地形因子坡向和植被因子生物量与其影响的土壤水分呈正相关关系㊂植被因子草本盖度与表层土壤水分呈正相关关系,与中层土壤水分呈负相关关系㊂研究结果对研究区固沙植被生态系统的保护利用和建立科学合理的防风固沙措施提供科学的依据,对未来该地区固沙植被的建立具有一定的指导意义㊂建议在防止固定沙丘活化的基础上,综合土壤水分与地形-植被因子之间的关系因地制宜地开展固沙植被建设㊂参考文献:[1]胡静霞,杨新兵.我国土地荒漠化和沙化发展动态及其成因分析[J].中国水土保持,2017(7):55-59,69. [2]朱海,胡顺军,陈永宝.古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘土壤水分时空变化特征[J].土壤学报,2016,53(1):117-126.[3]马全林,鱼泳,陈芳,等.干旱区沙漠化逆转过程土壤水分的空间异质性特征[J].干旱区地理,2010,33(5):716-724.[4]洪光宇,王晓江,王少昆,等.沙地土壤水分时空动态研究进展[J].水土保持研究,2021,28(3):390-398. 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古尔班通古特沙漠生物结皮小尺度分异的环境特征古尔班通古特沙漠，这个名字听起来就让人觉得神秘又遥远。

它位于中国新疆维吾尔自治区的塔里木盆地中心，是世界上最大的移动沙漠之一。

这里的生物结皮小尺度分异的环境特征，让人们对大自然的奥妙产生了无尽的好奇。

让我们来了解一下古尔班通古特沙漠的基本情况。

这里是一个典型的干旱地区，年降水量极少，大部分时间都是阳光炙烤下的沙漠。

就是在这样的环境中，却生活着各种各样的生物。

这些生物为了适应极端的环境，发展出了各种独特的生存策略。

在这片广袤的沙漠中，有一种叫做“结皮”的植物。

它们的根系非常发达，能够在地下吸收到足够的水分。

这些植物的叶子则变得非常厚实，可以减少水分的蒸发。

而且，它们的叶子上还有一层特殊的蜡质物质，可以防止水分蒸发过快。

这种植物就像是一个小小的“水库”，为周围的生物提供了宝贵的水源。

除了结皮植物之外，古尔班通古特沙漠中还有许多其他的生物。

比如说，有一种叫做“沙狐”的动物。

它们的脚掌上长满了厚厚的毛发，可以在沙地上行走时减少摩擦力。

而且，它们的耳朵非常大，可以听到远处的声音，这样就可以提前发现潜在的危险。

沙狐还有一个特别的地方，那就是它们的眼睛可以独立转动，这样就可以观察到不同的方向，提高逃跑的机会。

当然了，古尔班通古特沙漠中的生物并不仅仅是这些。

还有许多其他的动植物，它们都有着自己的生存之道。

这些生物之间的相互依存和竞争，构成了一个复杂而有趣的生态系统。

总的来说，古尔班通古特沙漠生物结皮小尺度分异的环境特征，让我们看到了大自然的神奇和生命的顽强。

虽然这里环境恶劣，但是生命却在不断地挑战极限，寻找生存的可能。

这也让我们明白了一个道理：无论身处何地，只要有坚定的信念和不屈的精神，就一定能够战胜困难，创造出属于自己的辉煌。

所以说啊，我们应该向这些生活在古尔班通古特沙漠中的生物学习，不断地努力和进步，让自己变得更加强大。

只有这样，我们才能在这个充满竞争的世界中立足，成为一个真正的强者。

古尔班通古特沙漠南部植物群落β多样性及其解释赵怀宝1,2,刘彤3＊,雷加强2,桂东伟2,赵新俊4(1.中国科学院研究生院,北京100048;2.中国科学院新疆生态与地理研究所,新疆乌鲁木齐830000;3.石河子大学生命科学学院,新疆石河子832003;4.石河子大学师范学院,新疆石河子832003)摘要:β多样性是表示植物群落物种组成变化的一个重要指示因子。

本研究以古尔班通古特沙漠南部为研究区域,在67个样地植被学调查基础上,首先对研究区植物群落β多样性经向和纬向的变化进行了分析,其次利用方差分解的方法分析环境变量,土壤种子库变量及空间变量对β多样性分异的贡献率,探讨沙漠植被β多样性变化机制。

结果表明,β多样性在经向上由西向东物种相似性增加,物种替代速率减弱;在纬向上自北向南物种相似性降低,物种替代速率略有升高。

对β多样性分异解释方面,环境变量中的30年月平均降水量等变量在沙漠植被群落分布中起着决定性的作用,土壤变量与空间变量的解释比率则相对较低,而土壤种子库变化较土壤异质性对β多样性影响更大。

主环境变量、土壤变量的效应是尺度依赖的。

空间结构决定的随机过程也发挥着作用。

研究还发现除环境变量(含土壤变量),土壤种子库变量及空间变量外,仍有近50%的β多样性分异未能解释,表明其他环境因子和随机过程对植被的影响也较大。

关键词:β多样性;方差分解;主轴邻矩法;古尔班通古特沙漠中图分类号:Q948.15 文献标识码:A 文章编号:1004-5759(2010)03-0029-09＊　物种多样性是生态系统的基本特征,对生态系统的功能和稳定起决定性作用[1-3]。

β多样性是指沿着环境梯度变化物种替代的程度,也称物种周转率,用来反映群落间物种组成的变化[4-6],是决定地区尺度物种多样性的重要因素[7],是理解生态系统功能、生物多样性保护和生态系统管理的一个重要指标[8,9]。

目前,在研究β多样性分异机理方面,Bo rcard 和Legendre [10]提出了在多尺度下解开β多样性的新方法———方差分解方法。

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮反射光谱特征分析陈晋;杨伟;张元明;王雪芹【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2008(28)1【摘要】通过对野外采样取得的新疆古尔班通古特沙漠中的生物土壤结皮、裸沙和干枯植被进行反射光谱测定,揭示出在干燥条件下各类地物的反射光谱特征. 进一步对经过均匀喷洒0.5和1.0 mm水后的生物土壤结皮分别进行反射光谱测定,并对比分析了原始的和经水化实验后的生物土壤结皮光谱特征. 依据生物土壤结皮的光谱特征,提出利用连续统去除技术估算生物土壤结皮覆盖度的方法,结果表明连续统去除光谱的负对数与生物土壤结皮盖度有很好的相关关系(r2=0.990 7).【总页数】5页(P28-32)【作者】陈晋;杨伟;张元明;王雪芹【作者单位】北京师范大学资源学院,北京,100875;北京师范大学资源学院,北京,100875;中国科学院新疆生态与地理研究所,新疆,乌鲁木齐,830011;中国科学院新疆生态与地理研究所,新疆,乌鲁木齐,830011【正文语种】中文【中图分类】O433.1【相关文献】1.黄土高原水蚀风蚀交错区不同类型生物土壤结皮光谱特征 [J], 田园盛;张玥;孙文义;穆兴民;高鹏;赵广举2.腾格里沙漠不同生物土壤结皮微生物多样性分析 [J], 李靖宇;张琇3.基于红光和近红外反射光谱特征参数反演草地地上生物量 [J], 罗媛;谢堂民;龙显静;冯树林;陈功4.不同组别初烤烟叶表面颜色参数及反射光谱特征分析 [J], 田阳阳;杨亚丽;温健;冯佳薇;陈超;傅皓;宋成;伍显禄5.荒漠草原近地面反射特征研究──戈壁针茅（Stipa gobica）荒漠草原近地面反射光谱特征与产草量的相关分析 [J], 王艳荣;雍伟义因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

典型考题详解6（科普文章阅读）生命的微尘①腊尽春回，百花盛开。

植物开花的本意，是为了繁衍后代。

当你摘下一朵美丽的鲜花时，你是否注意到同时散落一些淡黄色的粉末? 这就是，种子植物的雄性繁殖器官——花粉。

花粉是极微小的生命体，需用显微镜放大几百倍甚至数千倍才能弄清它们的面目。

最大的也不过200多微米(大约是一粒芝麻的五分之一)，最小的只有几微米，所以，人们都称它为“生命的微尘”。

②植物花粉的数量，通常都是很多的，有的多得惊人；一株玉米的花粉，竞达5000万粒；松树的一个花序，就有花粉16万粒；一朵苹果花有5. 7万粒，一朵芍药花多达365万拉。

有趣的是，松柏类植物的花粉还背着气囊，能随风升至2000米以上的高空和飘移到1000多公里以外去远游。

因此，每当松树盛花之际，经风一卷，花粉便飞舞在松涛林空，宛如淡黄色的“轻雾”；若遇春雨，便降金色的“花粉雨”，构成春天一奇观，增添了无限春意。

③花粉虽小，但其形态结构复杂，每一种植物的花粉，都有它自已独有的形态结构，通过鉴定，可推知其原植物。

如小麦的花粉像个皮球，松树的花粉像个元宝。

有的像鸡蛋，有的像哑铃，有的呈三角形，有的像个精致的花瓶，有的外表平滑，有的具有各种各样的花纹、图案；有的鲜黄，有的青、绿，有灰色的，也有暗棕色和暗红色的……④花粉富含蛋白质、脂肪、糖类、维生素和酶类等，可做高级营养品或用于提取雄么素，还可以酿酒和食用。

花粉与人类的健康有密切的关系。

有的花粉可供药用，例如马尾松的花粉，中医称为松花粉，有润肺、益气，止血之效；香蒲的花粉称蒲黄，有消炎利尿之功。

但是，也有对人体有害的花粉，这是需要注意的，例如，有些花粉如洋紫荆、细叶紫荆的花粉，含有一种特殊的蛋白质(有抗原性)，飘浮在空气中，有过敏性体质的人(哮喘病患者)，一旦吸入了这种花粉，则产生过敏反应，轻者像感冒，重者气喘不止，称为枯草热或花粉病。

还有少数植物，如断肠草、闹羊花、藜芦、乌头等的花粉，含有有毒的生物碱及其他成分，被人误食可引起中毒；混有这些植物花粉的蜂蜜，吃后也会中毒。