库布齐沙漠不同发育类型人工结皮对露水凝结作用的比较研究 被引量：5

1

作者 饶本强 吴易雯 +2 位作者 李华 李敦海 刘永定 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期159-164,共6页

露水的形成是干旱、半干旱地区生态系统中重要的环境因子。以库布齐沙漠不同发育类型的人工结皮为研究对象,通过每天野外跟踪观测人工结皮的露水凝结量,比较人工结皮露水凝结量的大小及其凝结能力的差异性。试验以人工蓝藻结皮(ACC)、... 露水的形成是干旱、半干旱地区生态系统中重要的环境因子。以库布齐沙漠不同发育类型的人工结皮为研究对象,通过每天野外跟踪观测人工结皮的露水凝结量,比较人工结皮露水凝结量的大小及其凝结能力的差异性。试验以人工蓝藻结皮(ACC)、人工藻结皮(AAC)、人工苔藓结皮(AMC)以及自然苔藓结皮(NMC)和流沙(SS)为材料,并以绒布-平板露水测定法(CPM)为参照,试验时间为42d。结果表明,CPM法测定的日平均露水凝结量为0.02～0.35mm,ACC露水凝结量为0.012～0.191mm,AAC为0.032～0.230mm,AMC为0.048～0.274mm,NMC为0.056～0.304mm,SS为0.003～0.083mm。露水凝结量随结皮的发育状况而存在显著差异,露水凝结量大小依次为NMC>AMC>AAC>ACC>SS。结果还发现,人工结皮的形成明显促进了荒漠地表对露水的吸收和保持,结皮能够比沙表面凝结更多的露水,且结皮的露水干化过程比沙表面更慢。推测结皮藻丝体的发育及其胞外分泌物是结皮凝结较多露水的重要原因,同时依赖于结皮表面的微气候环境。本研究揭示了露水在维系结皮生存中的生态学意义,表明人工结皮具有较好的水土保持功能,同时有利于更好地理解生物结皮对露水的凝结机制与吸收利用情况,并为荒漠化地区有限水源条件下人工结皮利用露水等非降雨型水分进行野外生存提供重要的理论支持和试验依据。 展开更多

关键词 库布齐沙漠 人工结皮 露水凝结 非降雨型水分 水土保持

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人工生物质结皮对黄土边坡微生态环境及植被恢复的影响 被引量：3

2

作者 王瑞君 王百田 +5 位作者 张帆 王宁 舒鑫 曲红 袁耀 杨浩 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期77-82,共6页

针对黄土干旱阳坡植被恢复问题,以山西省方山县黄土弃土边坡为研究地,在2012年4月26日和7月20日分别布设人工生物质结皮进行试验,并于11月30日结束全部试验。通过2次试验研究人工生物质结皮在黄土边坡植被恢复过程中对土壤微生态环境的... 针对黄土干旱阳坡植被恢复问题,以山西省方山县黄土弃土边坡为研究地,在2012年4月26日和7月20日分别布设人工生物质结皮进行试验,并于11月30日结束全部试验。通过2次试验研究人工生物质结皮在黄土边坡植被恢复过程中对土壤微生态环境的改善及对植被生长的影响。结果表明:1)人工生物质结皮可提高浅层土壤温度,最高达1.9℃;2)人工生物质结皮可增加土壤含水量,10 cm土层土壤含水量比对照区高35.8%;3)人工生物质结皮对边坡侵蚀具有防护作用,结皮区降雨形成的水蚀细沟体积小于对照区的1/2;4)氮源肥料和碳源生物高分子同时施用时边坡植物生物量超过二者单独使用时的4倍;5)人工生物质结皮可促进土壤种子库植物的萌发,其中土壤种子库植物占结皮区植物生物量的83.06%;6)人工生物质结皮区植被盖度超过90%,远高于裸露黄土对照区和自然坡面的30%和35%的覆盖率,植物鲜质量生物量达1.65 t/hm2,分别为自然坡面和对照区生物量的10.50和20.48倍;7)利用人工生物质结皮可以在一个生长季内在黄土边坡形成高盖度植被,这种方法适用于水土流失严重的黄土丘陵沟壑区的边坡植被快速恢复。 展开更多

关键词 人工结皮 生物高分子材料 边坡 植被恢复 水土保持 黄土丘陵沟壑区

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黄土坡面人工结皮抗侵蚀试验研究

3

作者 牛四平 卫正新 +2 位作者 王小平 张治国 乔吉明 《山西水土保持科技》 1998年第2期23-25,共3页

黄绵土试验小区中，在表土中喷洒浓度为20％的结皮试剂溶液，然后进行人工模拟降雨，1周后人工结皮形成。连续对人工结皮的部分物理性状进行测定，结果发现人工结皮厚度达12．00mm，抗剪强度达14kPa，抗压强度达0．84kg／cm2，容重达1... 黄绵土试验小区中，在表土中喷洒浓度为20％的结皮试剂溶液，然后进行人工模拟降雨，1周后人工结皮形成。连续对人工结皮的部分物理性状进行测定，结果发现人工结皮厚度达12．00mm，抗剪强度达14kPa，抗压强度达0．84kg／cm2，容重达1．4g／cm3，大大增强了结皮的抗冲性和抗蚀性。对人工结皮进行历时60min，雨强为0．8mm／min的人工模拟降雨试验。经测定，其径流含沙量最大值为6．3kg／m3，径流稳定入渗率为0．36mm／min，抵抗土壤侵蚀效果明显，为径流的利用解决了泥沙问题。 展开更多

关键词 黄土 人工结皮 抗冲性 抗蚀性

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人工藻结皮对库布齐沙地土壤酶活性的影响 被引量：21

4

作者 唐东山 王伟波 +2 位作者 李敦海 胡春香 刘永定 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期339-344,共6页

土壤酶是土壤内存在的具有生物活性的蛋白质,土壤是土壤酶的良好介质,为各种酶类提供酶促条件,且土壤成分与酶通过共价键、离子键或氢键等方式的吸附结合作用,能防止酶的钝化失活。目前已发现的土壤酶约60种,主要来自于土壤微生物,土壤... 土壤酶是土壤内存在的具有生物活性的蛋白质,土壤是土壤酶的良好介质,为各种酶类提供酶促条件,且土壤成分与酶通过共价键、离子键或氢键等方式的吸附结合作用,能防止酶的钝化失活。目前已发现的土壤酶约60种,主要来自于土壤微生物,土壤酶的主要作用是参与C、N、P、S等重要营养元素的循环,在植物营养物质的转化中起着重要作用,它与土壤微生物一起共同推动土壤生物化学的全过程,土壤酶活性作为土壤质量的生物活性指标已被广泛接受。我国对土壤酶的研究始于20世纪60年代,20世纪80年代后,随着环境科学的发展,土壤酶研究越来越受重视。国内对农田生态系统的土壤酶研究较多,土壤酶在环境污染治理中的作用也进行了初步探讨,然而土壤酶在荒漠生态系统中的功能及其作用机制的探讨较少,更没有把土壤酶的研究成果用于荒漠生态系统的管理、恢复与重建工作。本实验中,采集库布齐沙地有代表性的流动沙丘和固定沙丘(三年前建立人工植被)1—5cm深度的沙土,首先测定了二者中转化酶、蛋白酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性,然后将荒漠藻接种到流沙表面,研究了人工微藻结皮对四种土壤酶活性的影响。结果表明:与内蒙古高原上广泛分布的栗钙土相比,沙地中的土壤酶活性很低;但固定沙丘中的土壤酶活性显著高于流动沙丘(p<0.05)。将Microcoleus vaginatusGom。(具鞘微鞘藻)和Phormidium tenue(Menegh.)Gom.(纤细席藻)按0.5μgChl..a/cm2的接种量接种到沙表面时,30d后可形成明显的藻结皮,接种90d后,沙土中转化酶、蛋白酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性分别是对照的1.6—3.6倍、3.1—6.0倍、2.8—10.6倍、29—79倍。目前,荒漠化治理已成为全世界面临的重大课题,本实验研究结果揭示了不同沙地中土壤酶活性的差异,并从土壤酶的角度揭示了人工微藻结皮对土壤的改良作 展开更多

关键词 具鞘微鞘藻 纤细席藻 人工藻结皮 沙漠土壤 土壤酶

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人工藻结皮技术及其在沙漠治理中的应用 被引量：27

5

作者 饶本强 刘永定 +3 位作者 胡春香 李敦海 沈银武 王伟波 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期756-761,共6页

关键词 沙漠化 荒漠藻 人工藻结皮技术 固沙 沙漠化治理

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黄土高原生物土壤结皮研究进展与展望 被引量：23

6

作者 张丙昌 武志芳 李彬 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1123-1131,共9页

黄土高原是典型的生态脆弱敏感区和世界上水土流失最为严重的地区,也是当今我国生态恢复和生态文明建设的重点区域。生物土壤结皮是细菌、藻类、真菌和孢子植物与土壤颗粒胶结而成的有机复合体,是干旱半干旱地区地表系统的重要组成部分... 黄土高原是典型的生态脆弱敏感区和世界上水土流失最为严重的地区,也是当今我国生态恢复和生态文明建设的重点区域。生物土壤结皮是细菌、藻类、真菌和孢子植物与土壤颗粒胶结而成的有机复合体,是干旱半干旱地区地表系统的重要组成部分,它们对黄土高原的水土保护、养分积累和生态恢复具有重要的生态功能。本文论述了生物土壤结皮类型与演替过程;系统总结了黄土高原不同环境中生物结皮微生物和藓类的物种多样性、生态功能、人工生物结皮培养与生态恢复的研究进展与存在问题,最后从黄土高原生物结皮微生物多样性和功能群、生物结皮不同生物类群之间及其与种子植物的种间关系、生物结皮人工培养和生态恢复方面提出了研究建议与展望,以期对黄土高原生物结皮的相关研究提供参考。 展开更多

关键词 黄土高原 生物土壤结皮 物种多样性 生态功能 人工生物结皮培养

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中国干旱区沙化土地绿色环保治理技术综述 被引量：22

7

作者 赵洋 潘颜霞 +1 位作者 苏洁琼 张志山 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2021年第1期195-202,共8页

土地沙化是中国面临的严重生态问题。沙化土地治理是中国生态文明建设的重点和难点,也是建设美丽中国必须要面对和解决的问题。在干旱区使用人工植被和草方格机械沙障等措施治理沙化土地效果显著,但同时也存在一定的局限性。针对这些问... 土地沙化是中国面临的严重生态问题。沙化土地治理是中国生态文明建设的重点和难点,也是建设美丽中国必须要面对和解决的问题。在干旱区使用人工植被和草方格机械沙障等措施治理沙化土地效果显著,但同时也存在一定的局限性。针对这些问题,近年来中国学者研发和探索了人工生物土壤结皮等诸多新型、快速的沙化土地绿色环保治理技术。本文评述了2000年以来中国学者在这一领域开展的系列创新性研究,分析了其研究前沿和未来发展趋势,以期为全面、准确认识和评估绿色环保沙化土地治理技术提供重要依据。 展开更多

关键词 美丽中国建设 沙化土地治理 人工生物土壤结皮 绿色环保技术 沙区

原文传递

库布齐沙地三年生人工藻结皮发育特征及微生物分布 被引量：12

8

作者 饶本强 王伟波 +3 位作者 兰书斌 李敦海 胡春香 刘永定 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期937-944,共8页

对库布齐沙地4种三年生不同立地条件下人工藻结皮的发育特征和微生物分布进行研究,结果表明:(1)将荒漠蓝藻接种到沙面,形成的人工藻结皮经过3年的生长和发育,结皮的平均厚度达到2.23—5.36mm,呈现深黑色和灰绿色,结皮盖度大于70%。其中... 对库布齐沙地4种三年生不同立地条件下人工藻结皮的发育特征和微生物分布进行研究,结果表明:(1)将荒漠蓝藻接种到沙面,形成的人工藻结皮经过3年的生长和发育,结皮的平均厚度达到2.23—5.36mm,呈现深黑色和灰绿色,结皮盖度大于70%。其中沙柳(Salixcheilophila Schneid.)-羊草(Aneurolepidium chinensis)-藻(algae)结皮(SAA)发育最好、生物量最高,且演替成苔藓结皮。在人工藻结皮区普遍出现沙生植物的拓殖和大量生长,如沙米(Agriphyllum squarrosum Bieb.)、披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)、猪毛菜(Salsola collina Pall.)等,植被盖度达60%—90%。4种不同立地条件下人工藻结皮中藻类的组成都比较单一,在藻类的种类数量上变化并不明显,仍然以具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatusGom.)占绝对优势,其次是爪哇伪枝藻(Scytonema.javanicum(Ktz.)Born et Flah.),且不同的藻种在结皮中分布的位置不同;人工藻结皮具有较高的抗压强度,抗压强度普遍达到35—70 N/cm2。丝状蓝藻通过紧密和高强度的机械束缚作用以及藻体胞外分泌物对沙粒的黏结作用,对维持藻结皮的强度起着至关重要的作用。对人工藻结皮的超微结构研究发现,经过3年的野外生长和发育,藻结皮沙粒土壤中含有丰富的藻丝体。可以观察到大量藻丝体缠绕或黏结着沙粒,从而实现人工藻结皮的胶结过程;(2)微生物总数变化趋势变现为:沙柳(S.cheilophila)-羊草(A.chinensis)-藻(algae)结皮(SAA)>草方格(grass pane)-藻(algae)结皮(GA)>沙米(A.squarrosum)-藻(algae)结皮(AA)>流沙(shifting sand)-藻(algae)结皮(SA)>流沙(CK)。人工藻结皮的生物量变化趋势与其微生物总数的变化趋势相一致;在微生物各主要类群中,细菌数量、放线菌数量和真菌数量在不同人工藻结皮中的变化趋势同微生物总数的变化趋势相同;在4种人工藻结皮中,细菌所占微生物总数的比例均明显高于放线菌和真菌。结皮中 展开更多

关键词 人工藻结皮 荒漠蓝藻 发育特征 微生物分布 库布齐沙地

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不同生境对人工结皮发育及表土氮、磷含量及其代谢酶活性的影响 被引量：10

9

作者 吴易雯 饶本强 +2 位作者 刘永定 李根保 李敦海 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期52-59,共8页

土壤生物结皮对于改善荒漠地区的生态环境和土壤的增肥改良具有重要作用。本研究以库布齐沙漠固定沙丘(迎风坡、坡顶、背风坡和丘间地)披碱草和沙蒿群落下长期发育(8年生)的人工藻结皮为研究对象,测定不同生境下人工结皮对表层土壤氮、... 土壤生物结皮对于改善荒漠地区的生态环境和土壤的增肥改良具有重要作用。本研究以库布齐沙漠固定沙丘(迎风坡、坡顶、背风坡和丘间地)披碱草和沙蒿群落下长期发育(8年生)的人工藻结皮为研究对象,测定不同生境下人工结皮对表层土壤氮、磷元素含量以及相关土壤酶活性的影响。结果表明,在不同立地条件下,沙丘顶部结皮叶绿素a和土壤可溶磷含量最高,分别为4.24 mg/g和2.926 mg/kg。丘间地结皮层土壤碱性磷酸酶活性、总磷含量及脲酶活性为最高,迎风坡结皮生物量和土壤碱解氮、速效磷含量以及土壤酶活性明显高于背风坡结皮层土壤。在相同立地条件下,披碱草下结皮生物量、碱解氮、速效磷含量和脲酶及碱性磷酸酶活性显著高于沙蒿下的结皮土壤。本研究表明生境的差异性导致人工结皮发育程度不同,进而对表土氮、磷含量及其代谢酶产生不同影响,人工生物结皮的发育程度与表土氮磷素含量及其代谢酶活性之间存在显著相关性。不同植被群落对生物结皮发育具有不同的作用,披碱草对人工生物结皮影响的正效应高于沙蒿。 展开更多

关键词 生境 土壤生物结皮 立地条件 人工藻结皮 氮磷含量 土壤酶

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人工蓝藻结皮对沙区表层土壤酶活性及其恢复速率的影响 被引量：6

10

作者 许文文 赵燕翘 +1 位作者 王楠 赵洋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2856-2864,共9页

土壤酶是土壤养分循环的重要参与者,也是反映土壤功能的重要指标之一。人工生物土壤结皮(Biological Soil Crusts, BSCs)是近年来新型的固沙技术之一,能够显著促进荒漠生态系统功能的恢复。然而,目前关于人工BSCs如何影响沙区土壤酶活... 土壤酶是土壤养分循环的重要参与者,也是反映土壤功能的重要指标之一。人工生物土壤结皮(Biological Soil Crusts, BSCs)是近年来新型的固沙技术之一,能够显著促进荒漠生态系统功能的恢复。然而,目前关于人工BSCs如何影响沙区土壤酶活性及恢复速率的研究仍鲜见报道。通过对腾格里沙漠东南缘人工培育以及自然发育的蓝藻结皮和流沙表层(0—2 cm)土壤酶活性(蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、过氧化氢酶)以及BSCs的基本特征(叶绿素a和胞外多糖)进行测定,探讨了人工蓝藻结皮表层土壤酶活性的变化与恢复速率以及土壤酶活性与人工蓝藻结皮基本特征的关系。结果表明:人工蓝藻结皮表层土壤蔗糖酶(13.03—20.51 mg d^(-1)g^(-1))、纤维素酶(45.60—47.20 mg d^(-1)g^(-1))、过氧化氢酶(12.43—23.31μmol d^(-1)g^(-1))和淀粉酶活性(91.04—153.93 mg d^(-1)g^(-1)),显著高于流沙表层4种土壤酶活性(1.52 mg d^(-1)g^(-1)、43.05 mg d^(-1)g^(-1)、7.08μmol d^(-1)g^(-1)和64.77 mg d^(-1)g^(-1);P<0.05);相比自然发育的蓝藻结皮(17.60 mg d^(-1)g^(-1)、46.70 mg d^(-1)g^(-1)、23.87μmol d^(-1)g^(-1)和246.22 mg d^(-1)g^(-1)),人工蓝藻结皮加快了土壤酶的恢复,土壤蔗糖酶与纤维素酶活性恢复最快(100.0%),土壤过氧化氢酶次之(61.7%),土壤淀粉酶恢复速率最慢(24.9%)。回归分析结果显示,人工蓝藻结皮的基本特征与4种土壤酶活性呈显著正相关(P<0.05)。以上结果表明人工蓝藻结皮的形成与发育显著促进了表层土壤酶活性的增加,加快了土壤酶活性的恢复速率,为评估人工蓝藻结皮在荒漠生态系统恢复中的作用提供了重要依据。 展开更多

关键词 人工蓝藻结皮 土壤酶 沙区 恢复速率 土壤功能

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人工培育生物结皮形成和发育对单次降雨量变化的响应 被引量：1

11

作者 赵燕翘 连煜超 +2 位作者 许文文 韩高玲 赵洋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期723-732,共10页

人工生物土壤结皮(BSCs)是目前沙化土地治理的新方法和新模式,播撒天然BSCs碎片是培养人工BSCs的有效方法之一。降雨显著影响人工BSCs的拓殖和发育,已有的研究多集中于探讨降雨总量和频次对单一类别的人工BSCs的影响。而单次降雨量如何... 人工生物土壤结皮(BSCs)是目前沙化土地治理的新方法和新模式,播撒天然BSCs碎片是培养人工BSCs的有效方法之一。降雨显著影响人工BSCs的拓殖和发育,已有的研究多集中于探讨降雨总量和频次对单一类别的人工BSCs的影响。而单次降雨量如何影响不同类别的人工BSCs生长发育,仍鲜见报道。以腾格里沙漠东南缘的天然藓类(N-M)、天然蓝藻-地衣(N-CL)、天然蓝藻(N-C)和人工蓝藻(A-C)结皮碎片作为培养人工BSCs的材料,探讨了1 mm、2 mm和5 mm的单次降雨量与不同类别BSCs碎片对人工BSCs的影响。结果表明,在3种单次降雨量处理下使用3种天然BSCs碎片和A-C结皮碎片均可成功培养人工BSCs,2 mm单次降雨量处理下人工BSCs的发育效果最好,而N-C和A-C较其他类别在培养早期具有较高的盖度(32.5%)和叶绿素a含量(11.39μg/cm2)。回归分析发现,人工BSCs的盖度与单次降雨量呈二项式相关;N-M和N-CL的厚度与单次降雨量呈二项式相关,N-C和A-C与单次降雨量呈对数相关;N-C的叶绿素a含量和单次降雨量呈线性正相关;N-M的松散结合胞外多糖含量和单次降雨量呈线性负相关;N-M和A-C的紧密结合胞外多糖含量和单次降雨量分别呈线性负相关和指数相关(P<0.05)。研究证明了单次降雨量和BSCs类别显著影响人工BSCs的拓殖和发育。同时发现A-C较N-C发育更稳定。因此,建议在使用人工BSCs进行大规模生态恢复时,应选择适宜的BSCs类别并优先选择人工BSCs碎片作为培养材料。 展开更多

关键词 沙漠化 人工生物土壤结皮 单次降雨量 蓝藻结皮 生态恢复

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实验室条件下蓝藻结皮对低温光照胁迫的响应与微结构变化 被引量：7

12

作者 饶本强 李华 +3 位作者 熊瑛 兰书斌 李敦海 刘永定 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期2793-2803,共11页

低温光照是荒漠化地区蓝藻结皮经常面临的环境条件之一.报道了实验室条件下低温光照处理对蓝藻结皮形态、生理特性和超微结构的影响.本研究中,首先通过接种具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻形成人工蓝藻结皮,接着以人工蓝藻结皮为材料进行低温光... 低温光照是荒漠化地区蓝藻结皮经常面临的环境条件之一.报道了实验室条件下低温光照处理对蓝藻结皮形态、生理特性和超微结构的影响.本研究中,首先通过接种具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻形成人工蓝藻结皮,接着以人工蓝藻结皮为材料进行低温光照处理:28℃+60μE.(m2.s)-1(对照)、10℃+60μE.(m2.s)-1、2℃+60μE.(m2.s)-1和2℃+黑暗.在不同低温光照处理的第0、5和12 d分别测定蓝藻结皮光合活性(Fv/Fm)、叶绿素a、胞外多糖、伪枝藻素、类胡萝卜素和藻蓝蛋白的含量及藻蓝蛋白/叶绿素比值,同时采用扫描电镜观察低温光照处理下蓝藻结皮的微结构变化.此外,对结皮的表观形态特征如结皮颜色、厚度和干重等进行了测定.与对照结皮相比,低温光照下结皮的表观形态受到不利影响,所测定的结皮各项生理指标均呈现显著下降(P<0.05).在2℃+60μE.(m2.s)-1处理12 d时,结皮生物量、光合活性、胞外多糖含量、伪枝藻素含量、类胡萝卜素含量和藻蓝蛋白含量分别比同期对照结皮下降了61.48%、94.89%、66.37%、31.01%、59.38%和65.91%.电镜观察表明,低温光照导致蓝藻结皮的超微结构受到明显破坏,表现为结皮层出现大量蜂窝状空隙,藻丝体数量减少,呈网格状分布,对沙粒的束缚能力减弱等.研究表明低温光照对蓝藻结皮的形态和生理活性具有明显的抑制效应,而低温黑暗能较好地促进蓝藻结皮生理活性和结皮表观形态的恢复.本研究初步探索了蓝藻结皮对低温光照胁迫的耐受性,同时对于了解蓝藻结皮在野外极端环境条件下的生存状况具有一定的理论意义. 展开更多

关键词 荒漠化 人工蓝藻结皮 低温-光照 生理特性 超微结构

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人工生物土壤结皮对草本植物群落组成与多样性的影响 被引量：5

13

作者 许文文 赵燕翘 +1 位作者 王楠 赵洋 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2022年第5期204-211,共8页

人工生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)指通过人工培养加速形成的BSCs,可用于沙化土地治理。目前关于人工BSCs的研究多在藻种选择与培养、接种方法优化及野外拓殖等方面,缺少其对荒漠生态系统功能恢复作用的研究。为探讨人工B... 人工生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)指通过人工培养加速形成的BSCs,可用于沙化土地治理。目前关于人工BSCs的研究多在藻种选择与培养、接种方法优化及野外拓殖等方面,缺少其对荒漠生态系统功能恢复作用的研究。为探讨人工BSCs对草本植物多样性等荒漠生态系统功能恢复的影响,以腾格里沙漠东南缘人工BSCs与流沙为研究对象,对人工BSCs属性以及草本植物的组成、生长和多样性进行了研究。结果表明:人工BSCs样地共有9种草本植物,隶属于4科9属,其中苋科(Amaranthaceae)种数最多,其次为禾本科(Gramineae),优势种为砂蓝刺头(Echinops gmelini)。对照组流沙的草本植物总盖度8%、生物量11.63 g·m^(-2)、丰富度0.71、多度1.00;人工BSCs草本植物的总盖度11%-19%、生物量80.00-179.70 g·m^(-2)、丰富度1.67-3.67、多度4.33-16.78。人工BSCs盖度与草本植物盖度为二次函数关系,而人工BSCs属性与草本植物的盖度、生物量、丰富度、多度均呈显著正相关关系。因此,人工BSCs形成与发育有利于草本植物的生长和多样性的恢复,加快了荒漠生态系统功能恢复。 展开更多

关键词 人工生物土壤结皮 草本植物 物种多样性 荒漠生态系统 生态功能恢复

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中国人工蓝藻结皮研究进展

14

作者 赵燕翘 连煜超 +3 位作者 许文文 赵逸雪 韩高玲 赵洋 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2023年第5期214-222,共9页

沙漠化是中国面临的主要生态环境问题之一。持续遏制沙漠化、修复沙化土地是中国生态建设的紧迫任务。通过人工植被种植、机械固沙、化学固沙和工程固沙的方式进行生态恢复和沙漠化防治是中国主要的治沙方法和途径,但也存在一定的局限性... 沙漠化是中国面临的主要生态环境问题之一。持续遏制沙漠化、修复沙化土地是中国生态建设的紧迫任务。通过人工植被种植、机械固沙、化学固沙和工程固沙的方式进行生态恢复和沙漠化防治是中国主要的治沙方法和途径,但也存在一定的局限性,如水分限制和环境污染等。在生态文明建设和绿色发展的背景下,对固沙和沙化土地治理方法提出了更高的要求。生物土壤结皮(Biological soil crusts,BSCs)广泛分布在中国沙区,能够在气候干旱、辐射强、降水量极低的沙漠地区生长,不仅能够减少沙面的侵蚀,还能增加土壤肥力,提高土地质量,控制沙面径流入渗平衡。蓝藻是BSCs形成的先锋物种,并在BSCs发育后期的物种形成和演替中发挥着重要作用。然而,自然条件下BSCs形成往往需要10~20 a,因此通过人工培育加速BSCs形成,即人工生物土壤结皮固沙技术,可显著缩短固沙时间、加速生态恢复速率。基于近年来中国学者对人工BSCs,尤其是人工蓝藻结皮的研究,从固沙蓝藻种选择、培养方式/模式、人工蓝藻结皮属性、影响因子以及其应用进行综述,分析当前研究的主要进展,并展望未来人工蓝藻结皮的研究方向,以期为中国人工BSCs的研究提供依据。 展开更多

关键词 生物土壤结皮 人工蓝藻结皮 沙漠化 沙区 生态恢复

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土壤基质中细物质含量对人工蓝藻结皮形成的影响 被引量：1

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作者 赵燕翘 连煜超 +2 位作者 许文文 韩高玲 赵洋 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2398-2404,共7页

利用人工蓝藻结皮进行生态修复是防治沙漠化的有效方法之一,土壤细物质是限制人工蓝藻结皮拓殖和发育的重要因子之一。流沙中细物质含量较低,为了促进人工蓝藻结皮在流沙中的发育,本研究设置细物质和流沙体积比为0∶1、1∶1、2∶1、4∶1... 利用人工蓝藻结皮进行生态修复是防治沙漠化的有效方法之一,土壤细物质是限制人工蓝藻结皮拓殖和发育的重要因子之一。流沙中细物质含量较低,为了促进人工蓝藻结皮在流沙中的发育,本研究设置细物质和流沙体积比为0∶1、1∶1、2∶1、4∶1和1∶0共5个处理,比较了不同细物质含量人工蓝藻结皮的生长状况。结果表明:随着细物质含量的增加,人工蓝藻结皮的盖度逐渐增大,叶绿素a含量和胞外多糖含量先增大后略有下降。土壤细物质和流沙体积比为4∶1处理下人工蓝藻结皮发育最好,该处理下培养60 d后,人工蓝藻结皮的盖度为70%,叶绿素a含量为17.5μg·cm^(-2),松散结合胞外多糖含量为70.0μg·cm^(-2),紧密结合胞外多糖含量为175.0μg·cm^(-2),糖被胞外多糖含量为200.0μg·cm^(-2)。在细物质含量较低的条件下增加蓝藻添加量可以促进人工蓝藻结皮的形成和发育(每个培养皿添加0.5 g蓝藻为最优处理)。本研究为人工蓝藻结皮接种体规模化培养提供了新思路。 展开更多

关键词 土壤细物质 人工蓝藻结皮 沙漠化 粒径

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半干旱矿区蒙脱石基人工藻结皮的构建及其固铅机制 被引量：1

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作者 毕玉晶 周克强 +3 位作者 夏令 宋少先 朱江 胡勇 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第11期91-100,共10页

基于半干旱铅矿区水分匮乏、地表退化、铅污染等极端环境问题,构建蒙脱石基人工藻结皮旨在稳定表土层,防止地表侵蚀,同时固定基质铅,避免尾矿铅浸出威胁生态安全。本研究采用藻(Microcoleussteenstruppi)与蒙脱石(MT)在铅基沙土上构建... 基于半干旱铅矿区水分匮乏、地表退化、铅污染等极端环境问题,构建蒙脱石基人工藻结皮旨在稳定表土层,防止地表侵蚀,同时固定基质铅,避免尾矿铅浸出威胁生态安全。本研究采用藻(Microcoleussteenstruppi)与蒙脱石(MT)在铅基沙土上构建人工藻结皮,通过观察人工藻结皮的形貌变化,同时监测藻结皮的生物学指标变化,获得蒙脱石促进蓝藻增殖的最佳投入量。通过粒度、Zeta电位、SEM-EDS、铅化学形态、FTIR、XRD分析,探究人工藻结皮对基质铅的固定能力及解毒机制。结果表明,M_(500)中蓝藻的长势最好,其藻丝密度较M_0大大提高。第62d,最佳处理组M_(500)的叶绿素a含量为M_0的1.9倍。基质铅可分布于藻丝、胞外聚合物和蒙脱石上。第62d,最佳处理组M_(500)的总固铅量为231.97μg/cm^(2),为M_0的1.2倍。在固铅阶段,蒙脱石促使弱酸可交换态、碳酸盐结合态的铅化合物转化为更稳定的有机结合态、残渣态的铅化合物。根据表征,人工藻结皮促使基质铅转化为溶解度极低的碱式碳酸铅和碱式磷酸铅。因此,蒙脱石基人工藻结皮扩充了其对基质铅的固定效果,并通过降低铅的生物可利用性达到机体解毒的功效。本研究首次提出一种粘土型人工藻结皮治理铅污染土壤的新方法,并揭示了人工藻结皮的固铅机理,为半干旱铅污染矿区生态修复提供了绿色科学的治理手段,对绿水青山工程实践具有重要的理论和实践意义。 展开更多

关键词 蒙脱石 藻 人工藻结皮 铅污染 矿区修复

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蒙脱石驱动的半干旱荒漠化矿区藻结皮快速形成及机制

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作者 周克强 夏令 +3 位作者 宋少先 易浩 吴丽 彭永和 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期607-614,共8页

半干旱区矿产资源的开发利用导致土地生态严重退化.自然状态下,退化地表能在数千年内形成生物结皮,恢复地表生态.为了短期内稳固表土,提出构建藻-黏土型人工结皮,即混合具鞘微鞘藻和蒙脱石制备匀浆,并接种至沙表而成.结果表明,最佳改良... 半干旱区矿产资源的开发利用导致土地生态严重退化.自然状态下,退化地表能在数千年内形成生物结皮,恢复地表生态.为了短期内稳固表土,提出构建藻-黏土型人工结皮,即混合具鞘微鞘藻和蒙脱石制备匀浆,并接种至沙表而成.结果表明,最佳改良组(M500)盖度高达98.7%,厚度高达4.48 mm,叶绿素a含量提高至M0的4.8倍,叶绿素荧光参数Fv/Fm提升至0.21.因此,蒙脱石有效缩短了藻结皮的构建周期,提高了藻结皮的稳定性.该方法为退化地表修复提供了新型治理手段,对半干旱矿区荒漠化治理具有重要意义. 展开更多

关键词 蒙脱石 具鞘微鞘藻 人工生物结皮 荒漠矿区治理

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人工生物质结皮在黄土山区公路边坡应用的初探 被引量：4

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作者 舒鑫 王百田 +2 位作者 曹远博 魏婷婷 王鲜鲜 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期369-375,共7页

【目的】探讨人工结皮在黄土山区公路边坡的应用效果。【方法】选用吕梁山区人为破坏过的公路边坡进行治理,设置5个试验组(T1自然边坡、T2结皮、T3结皮+肥料、T4结皮+种子、T5结皮+肥料+种子)。对每个试验组的土壤温湿度、土壤细沟侵蚀... 【目的】探讨人工结皮在黄土山区公路边坡的应用效果。【方法】选用吕梁山区人为破坏过的公路边坡进行治理,设置5个试验组(T1自然边坡、T2结皮、T3结皮+肥料、T4结皮+种子、T5结皮+肥料+种子)。对每个试验组的土壤温湿度、土壤细沟侵蚀、植物生长状况(植物出苗株数、覆盖度、Shannon-weaver多样性指数、Shannon-wiener多样性指数和Pielou均匀度指数)和生物量进行观测。【结果】结果表明,人工结皮与自然边坡比较,春季结皮可以显著(P<0.05)提高土壤的温度和湿度,雨季结皮能够维持土壤的温度,正午结皮温度显著低于自然边坡的,全天结皮组的土壤湿度显著高于自然边坡,其中T5的土壤湿度最大;公路边坡受雨水的侵蚀程度存在:T5<T4<T3<T2<T1,推断可能是结皮材料的性质减少了坡面侵蚀沟的形成;人工结皮能够提高公路边坡土壤种子的发芽率和对土壤种子库的利用效率,结皮组的物种多样性、均匀度和地上鲜重生物量均高于自然边坡,T5、T4、T3和T2的地上鲜重生物量分别是T1的2.44、1.99、1.95和1.68倍。【结论】人工生物质结皮通过保水、保土和稳定土壤温湿度的作用,可以提高土壤种子库的利用效率,丰富坡面的生物多样性,提高坡面覆盖度,最终达到对黄土山区公路边坡稳固和绿化。 展开更多

关键词 人工生物质结皮 黄土山区 公路边坡 种子库 生物多样性 生物量

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实验室条件下沙埋对人工藻结皮生物量、光合活性和胞外多糖的影响 被引量：1

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作者 王伟波 杨翠云 +3 位作者 唐东山 李敦海 刘永定 胡春香 《中国科学（C辑）》 CSCD 北大核心 2007年第2期241-245,共5页

土壤蓝藻结皮在干旱和半干旱地区广泛分布.沙埋是生长在流动沙丘表面的植物面临的重要的环境因子.实验研究了温室条件下干燥沙子不同掩埋时间(0,5,10,15,20,30天)和深度(0,0.2,0.5,1,2cm)对人工藻结皮生物量、叶绿素荧光活性和胞外多糖... 土壤蓝藻结皮在干旱和半干旱地区广泛分布.沙埋是生长在流动沙丘表面的植物面临的重要的环境因子.实验研究了温室条件下干燥沙子不同掩埋时间(0,5,10,15,20,30天)和深度(0,0.2,0.5,1,2cm)对人工藻结皮生物量、叶绿素荧光活性和胞外多糖的影响.结果表明:大体上随着沙埋时间的延长和深度的增加人工藻结皮的F_v/F_m值和胞外多糖含量逐渐降低,但是在20天和30天沙埋处理之间,两者在不同沙埋深度均不存在显著性差异;生物量的降低出现在沙埋处理20天和30天,在不同的沙埋深度这2种处理时间之间差异亦不显著.Fv/Fm值和胞外多糖含量的协同降低说明两者之间或许存在着一定的关联. 展开更多

关键词 具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus Gom.) 人工藻结皮 沙埋 生物量 光合活性 胞外多糖

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荒漠蓝藻规模化培养试验 被引量：2

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作者 王楠 许文文 +1 位作者 赵燕翘 赵洋 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2022年第4期181-189,共9页

以人工生物土壤结皮治理沙化土地技术是近年来新兴的绿色环保固沙技术,是目前沙区生态恢复研究的热点。然而,用于人工生物土壤结皮培养的荒漠蓝藻等生物体的产量是限制该技术大规模应用的瓶颈。为阐明荒漠蓝藻规模化培养的生长特征及其... 以人工生物土壤结皮治理沙化土地技术是近年来新兴的绿色环保固沙技术,是目前沙区生态恢复研究的热点。然而,用于人工生物土壤结皮培养的荒漠蓝藻等生物体的产量是限制该技术大规模应用的瓶颈。为阐明荒漠蓝藻规模化培养的生长特征及其限制因子,以分离于腾格里沙漠蓝藻结皮中的优势荒漠蓝藻——鱼腥藻(Anabaena cylindrica)、具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、念珠藻(Nostoc carneum)、席藻(Phormidium sp.NIES-2121)、伪枝藻(Scytonema sp.NIES-4073)、爪哇伪枝藻(Scytonema javanicum)和单歧藻(Tolypothrix tenuis)为研究对象,测定了不同扰动时长下荒漠蓝藻的生长特征和产量,分析了荒漠蓝藻的生长与扰动时长、温度、光照强度、光合有效辐射、pH和电导率对荒漠蓝藻的影响。结果显示:荒漠蓝藻接种后干重先迅速增加后逐渐趋于稳定,而6 h和12 h扰动下干重在培养后期高于3 h扰动;荒漠蓝藻在3、6、12 h扰动下的总质量分别为每培养池(15 m3)0.858、0.940、0.841 kg;在3 h和12 h扰动下荒漠蓝藻干重与日均温度呈显著二项式相关,与日均光照强度和日均光合有效辐射呈显著负相关;荒漠蓝藻总质量与有效积温显著正相关。6 h扰动时长下荒漠蓝藻的总质量最高,且6 h扰动下荒漠蓝藻长势好于3 h,较12 h扰动耗能小。在荒漠蓝藻规模化培养时应将扰动时长设置为6 h,且确保生长期内的有效积温应不低于145℃。 展开更多

关键词 人工生物土壤结皮 荒漠蓝藻 规模化培养 扰动时长 有效积温

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