石羊河中下游河岸带植被对地下水位变化的响应

通过对石羊河中下游河岸带的地下水位定位观测及植被和土壤水盐含量调查发现：河岸带地下水位与河床横向间距呈正相关;在长流水河段的河岸带,以植被类型、物种丰富度和植被盖度与河床间距的关系,判断河流影响地下水位距河床的范围约为130 m,但对于河岸带植被作用距河床横向间距可达500 m。在断流河段,距古河床0~200 m区间内分布河岸植物种。虽然石羊河下游断流,但河流地貌影响地下水位,有利于植物生长。调查区域内有5个植被型,12个群系和29个群丛,河岸带发育隐域植被类型。当地下水位≤2 m时,沼泽草甸发育;当地下水位3~6 m时,以芦苇、赖草和骆驼蓬为建群种的盐化草甸发育;地下水位≤14 m时,则柽柳灌丛繁茂。石羊河的径流量丰欠影响河岸带地下水位变化,河岸带植被组成、结构和分布响应地下水位埋深。
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拉萨河谷亚高山灌丛草甸区系组成及其特征

为了有效治理拉萨河中下游地区山地植被退化,采用群落学研究手段对拉萨河谷亚高山灌丛草甸群落进行了研究分析。结果表明:该区灌丛草甸群落共有维管束植物67种,隶属于27科48属。地理成分及科属分析表明,该区灌丛草甸群落具有明显的温带性质。生活型和叶的性质分析表明,该区灌丛草甸群落的外貌主要是由落叶全缘单叶矮高位芽植物所决定的。拉萨河谷半干旱区亚高山灌丛草甸群落的总特点是以地面芽、微型叶、单叶、草质叶、全缘叶为特征,反映了青藏高原高山、寒旱的性质。在分析灌丛草甸群落特征的基础上,还对其生态恢复进行了探讨。     

荒漠河岸林生态系统的结构分析

在以塔里木河为中心的荒漠河岸林生态系统中，植物种类及生活型单一；动物种群不够丰富，荒漠环境下的微生物种群在河岸林风沙土中，细菌，放线菌及真菌数量分别占63.1%,26.8%和10.1%，在柽柳根际土壤中，细菌及放线菌分别占96.74%和3.26%，而胡杨根际土壤中则全部为真菌，生物种群的这种特点，决定了荒漠生态系统中生态过程的特殊性，生产用水及生态用水的矛盾长期得到解决，造成了天然植被衰退，土壤干旱，盐渍化，沙漠化发展，加之大风及沙尘暴频繁，生态环境脆弱特征明显，以胡杨为建群种的荒漠生态系统的组成群落十分多样，随着系统内的水文，土壤，植被，地形及气候条件的相应更替，群落的结构及组成也自然要随之变化，最终一种生态系统将为不同群落生态系统所替代，以水资源为中心，大力营造生态工程，优化系统结构，实午动态监测与管理，实现荒漠河岸林生态系统的可持纽发展。     

漫溢补水干扰下骆驼刺+黑果枸杞群落的波动分析

以群落结构特征、物种多样性和优势种为群落波动的表征值,采用代表性样地法,对漫溢补水与非漫溢干扰下塔里木河下游荒漠河岸林中骆驼刺(Alhagi sparsifolia)+黑果枸杞(Lycium ruthenicum)群落的波动进行对比研究。结果表明:漫溢补水干扰下,骆驼刺+黑果枸杞群落物种组成变化明显,群落物种数和层片结构呈现增加趋势,群落结构由简单向复杂转化;群落物种多样性指数变化较大;物种丰富度和多样性增加,均匀度指数略有下降;群落中优势种的数量及种类发生改变,而黑果枸杞、盐生草(Halogeton glom eratus)和骆驼刺种群始终有较高的优势度。骆驼刺+黑果枸杞群落对人工漫溢补水这种植被修复措施发生了正向波动响应。     

青海湖流域沙柳河草甸群落结构与数量特征

沿青海湖流域沙柳河河岸,选取多个断面进行样方调查,分析沿沙柳河距河流入湖处不同距离、垂直河岸方向上草甸群落结构、地上生物量以及物种多样性的变化特征,并讨论影响群落结构变化的生境因子。结果表明：① 在所调查的样地中,有草本植物52种,隶属39属,13科。平均总盖度为70%,平均地上生物量为131 g•m^-2。② 随着离湖距离的增加,Shannon-Wiener指数、物种丰富度、物种均匀度指数、地上生物量呈现先增加后略微减小的趋势,盖度的变化趋势是先增加后不变。土壤含水量和土壤含盐量、海拔等可能是影响植物群落空间分布差异的主要原因。③ Shannon-Wiener指数、物种丰富度与地上生物量呈现不明显的线性关系。     

农牧交错带不同植被群落对土壤微生物量碳氮磷的影响

为了解荒漠化土地植被恢复对土壤微生物量的影响,以地处毛乌素沙地南缘的榆林市沙生植物园植被恢复30年的乔木、灌木和草地3种植被群落下土壤为研究对象,分析了植被恢复对土壤微生物量碳、氮、磷含量及比值的影响及其与土壤理化性质的相关性。结果表明,农牧交错带荒漠化土地植被恢复可以明显提高表层土壤微生物碳、氮、磷的含量。土壤微生物量碳以灌木林地为最高,含量为288.35 mg·kg-1,显著高于草地和乔木,分别是乔木林地和草地的3.99和2.10倍;土壤微生物磷在三种植被群落间差异不明显;三种植被群落下土壤微生物碳氮比的高低为乔木林地草地灌木林地,土壤微生物碳磷比表现为草地略高于乔木林地和灌木林地。相关性分析结果显示微生物量碳、氮、磷与土壤理化性质相关性极为密切,其中与土壤养分各指标大多呈现极显著相关,与土壤容重多为极显著负相关。说明土壤微生物量可以作为评价土壤质量的生物学指标。     

短脚锦鸡儿灌丛对植物群落和土壤微生物群落的促进效应研究

以内蒙古荒漠区短脚锦鸡儿灌木为研究对象,采用野外调查法分析灌丛对植物群落的影响,采用传统培养法,结合分子鉴定法分析灌丛对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)灌丛内植物群落多度和总生物量显著大于灌丛外,但是物种丰度和Shannon-Wiener指数灌丛内外无显著差异;(2)随土壤深度的增加,表层土与深层土的土壤可培养细菌丰度和真菌多度差异不显著,其余土壤微生物群落多样性特征均表现为:表层土显著大于深层土;(3)灌丛对土壤微生物群落具有正效应,且表层土正效应最大;(4)灌丛对植物群落的促进作用大于对土壤微生物群落的作用。     

高寒草甸不同类型草地土壤机械组成及肥力比较

研究了青藏高原高寒草甸不同类型草地土壤机械组成和土壤养分变化特征,并用相关分析探讨了土壤理化特征、土壤机械组成对不同草地类型群落物种组成、生物量变化的响应。结果表明:不同草地类型土壤机械组成分布大致是矮嵩草草甸:粉粒>细砂粒>粘粒>粗砂粒;高山嵩草草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;藏嵩草沼泽化草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;金露梅灌丛:粉粒>粘粒≥细砂粒>粗砂粒。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸为粉砂质粘壤土,藏嵩草沼泽化草甸为壤土,金露梅灌丛为壤质粘土。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸和金露梅灌丛土壤颗粒分布相对比较均匀(除藏嵩草沼泽化草甸外),主要集中在<0.5mm的范围内,土壤粘粒含量普遍大于20%。土壤全量养分和速效养分以及土壤物理特征均影响着高寒草甸不同草地类型土壤质量和土壤结构。土壤结构和养分状况是判断高寒草甸生态系统生态功能维持的关键指标之一。     

克拉玛依植物群落物种多样性研究

根据30个样地102个样方的调查资料,采用Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Gleason丰富度指数[17]、Simpson优势度指数与Pielou均匀度指数[16]对克拉玛依植物群落进行研究。研究结果表明:克拉玛依植物群落结构简单、物种稀少,群落物种多样性水平较低,群落多样性指数的顺序为:胡杨群落﹥柽柳群落﹥梭梭群落﹥琵琶柴群落﹥芦苇群落﹥假木贼群落﹥猪毛菜群落﹥盐节木群落﹥碱蓬+麻黄群落﹥盐穗木群落。随着水分与土壤盐碱度的变化,群落物种多样性出现相应的变化趋势:乔木群落﹥灌木群落﹥草本群落。     

西北干旱地区水资源系统开发对植被的影响

水资源条件的变化对环境的影响突出反映在干旱区环境生态脆弱地带,并以地下水或地表水变化对环境中的植物因素产生影响。它们主要表现为:人工林退化、荒漠河岸林衰退,绿洲外围天然灌丛的衰败、草甸植被的变化等方面。而这种影响因其方式、数量和作用方向不同而异。植被保护和干旱区生态环境的改善已是十分迫切的问题。由于水资源系统与植被间有着复杂的物质循环、能量流动和信息传递的关系,因此应把水资源看作生物圈的组成部分,实行环境综合管理。依据干旱区土地生态系统构成的原理和结构,协调好水资源系统开发和植被保护的关系。     

石羊河下游生态输水对区域生态环境的影响

通过遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术手段,选用2001、2006、2009年和2015年的Landsat TM/OLI遥感影像作为数据源,通过提取植被覆盖度指数(VFC)、沙漠化指数(DI)、土壤盐渍化指数(MSI)、土壤湿度(WI)、绿度指数(GVI)和地表温度指数(LST)等指标,构建遥感生态综合指数(RSECI),对生态输水项目实施以来石羊河下游生态环境状况进行定性和定量评估。结果表明:(1)从时间变化来看,RSECI值从2001年的0.42上升到2015年的0.48,这表明2015年的生态环境比2001年显著改善。从不同时段分区面积变化情况来看,2001—2006,2006—2009,2009—2015年3个时段内,生态环境改善的区域面积分别为357.08、397.77、1 637.98 km~2,而恶化的区域面积分别为100.24、1 386.14、398.83 km~2。这表明在实施生态输水初期,石羊河下游的生态环境没有显著改善,且绿洲部分地区还有恶化趋势,但在生态输水持续进行后,石羊河下游绿洲的环境得到显著改善。(2)从空间变化来看,绿洲边缘沙漠区的环境显著改善,绿洲内部生态环境总体上呈下降趋势。这说明在2001—2015年间,石羊河下游的生态环境变化状况具有明显的空间异质性。综上所述,随着相关生态治理项目的实施,虽然石羊河下游的总体生态环境状况得到显著改善,但绿洲内部区域的生态环境恶化趋势却不容忽视,当地的生态环境治理工作仍然任重道远。     

2001年以来甘肃民勤植被覆盖变化分析

以甘肃民勤为研究区域,以Landsat 5 TM和Landsat 8OLI影像为主要数据源(2001、2003、2005、2011、2013、2014年),系统分析了研究区的植被覆盖变化与驱动机制.并使用2014年遥感影像,通过像元二分模型计算了ARVI、AFRISWIR1、AFRISWIR2三种植被指数提取的覆盖度.结果显示:AFRISWIR2求算的植被覆盖度相较于ARVI、AFRISWIR1,与实际的植被覆盖度线性回归关系最好,相关指数(R2)可以达到0.84,均方根误差(RMSE)为0.7.在对2001-2014年民勤植被变化研究中得出:低植被覆盖度面积在不断减少,高中覆盖度植被面积在不断扩大,生态环境得到显著改善.通过重点植被变化区域和驱动力的分析可以得出,民勤石羊河治理工程和其他各种生态工程的实施,是民勤生态恢复最为本质的原因.     

排矸场植被恢复初期不同植被类型土壤优先流特征

以宁夏羊场湾排矸场草地(G)、灌丛(S)和乔木(A)为研究对象,通过染色示踪试验分析排矸场植被恢复初期不同植被类型的优先流特征。结果表明:1)A水分损失最严重,最大染色深度与优先流程度A>G>S。2)根长密度和根重密度均可促进优先流发育,且≤1 mm根长密度与根重密度的促进作用最明显。3)总染色面积比与最大和最小染色深度、基质流深度显著正相关,与优先流比显著负相关(P<0.05)。4)A和G以20~250mm染色路径为主,S的变化更为复杂。5)各样地以高相互作用大孔隙流为主;土层深度<13cm时,S均质流明显,G和A以非均质指流、高相互作用大孔隙流和混合作用大孔隙流交替出现。     

基于EOS-MODIS的塔里木河下游应急输水以来的植被响应研究

塔里木河下游自2000年第一次应急输水以来,七年间共进行了七次应急输水,总输水量达到20.48×108m3,多次的应急输水给下游的生态环境带来明显的变化,尤其是河道两侧2km内1920km2的植被覆盖变化。本文重点依托EOS-MODIS的NDVI数据产品,结合历次应急输水实测资料,对七次应急输水以来下游研究区的植被覆盖变化进行综合的整体分析。结果表明:1)不同NDVI值所代表的植被对输水响应明显;2)各类植被面积的变化与输水量也存在良好的相关性;3)通过植被指数差值及植被盖度进行分析,表明植被覆盖变化在前五次输水后就已经达到较好的水平,后续两次输水则稳定的保持和推进这种良性变化,下游生态环境进一步改善需要多线程输水。结合实地调研,发现分析结果符合实地状况,说明利用MOD IS数据对下游生态环境目前及未来的变化监测是可行的。     

民勤绿洲耕作土壤养分时空变异特征及其影响因素

参照1980年土壤普查样点布设图,利用GPS定位,2006年采集民勤绿洲耕地土样209个,应用传统统计学、地统计学和ArcGIS的空间分析模块,对民勤绿洲25年来土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的时空变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明:与1980年土壤普查结果比较,2006年土壤有机质、速效氮和速效磷含量平均分别增加了12%,4%和230%,而速效钾均值下降了26%;除有机质变异系数增加4%外,其余养分均表现为下降,且速效磷变异程度高于其他养分;1980-2006年各土壤养分块金值/基台值增加明显,在一定范围内空间相关性减弱,表明由随机部分引起的空间变异逐渐高于由自相关部分引起的空间变异。速效氮、速效磷在北偏东-南偏西方向均呈现出较强的向异性,前者主要受土壤类型影响,后者主要受石灰性土壤固磷作用的影响。土壤养分含量西南(昌宁、环河灌区)-东北(泉山、湖区)呈降低趋势,绿洲中部(坝区)呈增加趋势,表明土壤养分空间分布变化的过程主要是从西南-东北方向向中心递增,不同灌区化肥投入、种植结构的差异是引起这种空间分布特点的主要因素。     

Changes in soil properties and erodibility of gully heads induced by vegetation restoration on the Loess Plateau,China

Soil erosion on the Loess Plateau of China is effectively controlled due to the implementation of several ecological restoration projects that improve soil properties and reduce soil erodibility. However, few studies have examined the effects of vegetation restoration on soil properties and erodibility of gully head in the gully regions of the Loess Plateau. The objectives of this study were to quantify the effects of vegetation restoration on soil properties and erodibility in this region. Specifically, a control site in a slope cropland and 9 sites in 3 restored land-use types(5 sites in grassland, 3 in woodland and 1 in shrubland) in the Nanxiaohegou watershed of a typical gully region on the Loess Plateau were selected, and soil and root samples were collected to assess soil properties and root characteristics. Soil erodibility factor was calculated by the Erosion Productivity Impact Calculator method. Our results revealed that vegetation restoration increased soil sand content, soil saturated hydraulic conductivity, organic matter content and mean weight diameter of water-stable aggregate but decreased soil silt and clay contents and soil disintegration rate. A significant difference in soil erodibility was observed among different vegetation restoration patterns or land-use types. Compared with cropland, soil erodibility decreased in the restored lands by 3.99% to 21.43%. The restoration patterns of Cleistogenes caespitosa K. and Artemisia sacrorum L. in the grassland showed the lowest soil erodibility and can be considered as the optimal vegetation restoration pattern for improving soil anti-erodibility of the gully heads. Additionally, the negative linear change in soil erodibility for grassland with restoration time was faster than those of woodland and shrubland. Soil erodibility was significantly correlated with soil particle size distribution, soil disintegration rate, soil saturated hydraulic conductivity, water-stable aggregate stability, organic matter content and root characteristics(including root average diameter, root length density, root surface density and root biomass density), but it showed no association with soil bulk density and soil total porosity. These findings indicate that although vegetation destruction is a short-term process, returning the soil erodibility of cropland to the level of grassland, woodland and shrubland is a long-term process(8–50 years).     

基于BSTEM模型的植被根系对塔里木河岸坡稳定性影响过程模拟

干旱地区的荒漠植被根系发达,其保持岸坡稳定和固土护堤的作用优为重要。在塔里木河流域选取红柳、芦苇和胡杨等典型荒漠植被根系,研究植被根系对塔里木河岸坡坡稳定性的影响,对于促进防治塔里木河水土流失和建设良好生态环境具有重要的现实和理论意义。文中以实测数据和水槽试验结果为基础,运用BSTEM模型,对植被根系对塔里木河岸坡坡稳定性的影响过程进行了模拟。结果表明:(1)在竖直、倾斜、相交三种布置方式下,红柳根系体积密度RVD为8%时,安全系数Fs分别为1.29、1.27及大于1.3,当根系体积密度在8%~28%时,岸坡安全系数全都大于1.3;芦苇和胡杨根系结果也类似,说明随着RVD增大,岸坡安全系数会增大,从而岸坡越稳定;(2)不同根系放置方式对岸坡稳定性影响不同,如RVD为8%时,红柳根系竖直、倾斜和相交放置的安全系数分别提高了33%、30.9%和40.2%,所以提高岸坡稳定性大小次序为:相交﹥竖直﹥倾斜;(3)从根系类型看,提高岸坡安全系数次序为:红柳﹥胡杨﹥芦苇;(4)与无根系相比,有植被根系岸坡稳定性均比无植被根系有一定程度增加,相同植被根系下相交放置提高岸坡安全系数最显著,相同布置方式下红柳根系提升岸坡稳定性最明显。     

渭河流域生态功能区划

本文以渭河流域为研究对象,根据流域生态环境现状,建立合理的指标体系,结合GIS与RS技术对研究区进行区划,并针对各功能区的主导生态功能或主要生态问题制定相应生态环境保护与建设重点。结果表明：渭河流域可被划分为7个生态功能区：① 防旱抗旱区;② 农业种植区;③ 牧业发展区;④ 水源涵养区;⑤ 防风固沙区;⑥ 植被保护区;⑦ 土壤侵蚀控制区。本研究为区域有效开发利用资源,合理制定生态环境保护措施提供科学依据。     

干旱地区绿洲生态系统服务价值功能的评估——以石羊河下游民勤绿洲为例

评估绿洲地区生态系统服务价值有助于定量研究绿洲生态环境的发展变化.以Costanza等人对全球生态系统服务价值评估的部分成果为参考,以谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表为基础,对石羊河下游民勤绿洲1994年至2007年14 a间生态系统服务的价值进行了估算和对比分析.结果表明:1994年民勤绿洲的生态系统服务总价值为102.04亿元,到2007年则下降为79.04亿元,14 a间,生态系统服务价值总共下降了23亿元,其中草地面积的减少是生态系统服务价值下降的主要原因.因此保护绿洲生态环境,恢复和提高绿洲生态系统服务功能是干旱地区绿洲生态环境建设的重要任务.