内蒙古草原植物群落组织力的分析

在进行草地生态系统健康诊断的研究中 ,根据 1 981 -2 0 0 0年对内蒙古典型草原的代表性植物群落—羊草 +大针茅草原群落生产力动态测定的结果及退化草原恢复演替进程的监测数据 ,经过对物种频率 ( fi)、累积相对生物量 ( m1)、累积植株平均高度 ( h1)的计算 ,提取出草原群落中的植物种群组织力参数。l1=fi.m1.h1.1 0 0 0。按照组织力参数排序 ,确定物种在群落中的作用等级和种间互补效应。不同等级的物种占用环境资源的能力不同 ,是实现群落自组织的根源 ,种间互补作用是充分利用环境资源、适应环境波动 ,达到群落最高生产力的自组织机制。可认为物种间的等级关系和互补功能体现了群落的组织力     

基于CVOR指数的巴音布鲁克高寒草原健康评价

利用草地生态系统健康评价CVOR综合指数,对巴音布鲁克高寒草原生态系统2004—2012年健康状态进行评价与退化分级研究,并对引起CVOR变化的内在驱动力因素进行探讨。结果表明:(1)研究区高寒草原生态系统健康状况由一般病态(2004年CVOR=0.58)逐渐恢复为健康状态(2012年CVOR=0.72);退化状况由强度退化恢复为中度退化,但局部仍存在强度退化;(2)降水是高寒草原生态系统CVOR指数的主要限制因子,降水也是除基况外各分指数变化的重要驱动因素;在气候变化背景下,CVOR指数将上升;(3)放牧改变了围栏外的群落功能组分,围封可以改善高寒草原生态系统的健康状况,有利于植被的正向演替,过度放牧是影响高寒草原恢复和演替的重要因素。总体上,降水和放牧是影响研究区高寒草原健康状况的主要原因。     

正蓝旗草地生态系统服务权衡研究

为权衡利用草地生态系统服务功能,实现草地生态系统的价值最大化,文中运用极值法构建了正蓝旗草地生态系统服务的权衡利用模型,以生物量作为决定生态系统服务价值的关键变量,对区域草地生态系统服务功能的利用进行了权衡分析.结果表明:当典型草原复合草原70％的生物量,湿地草甸65％的生物量,低山丘陵典型草原60％的生物量,低山丘陵湿地草甸55％的生物量,沙丘间平原典型草原15％的生物量用于畜产品供给功能时,区域生态系统服务价值最大.极值权衡分析方法能为正蓝旗草畜平衡政策和生态补偿政策的制定提供一定的科学依据.     

内蒙古典型草原初级生产力的补偿性与稳定性

降水量引起草原群落生产力的年际间波动,而典型草原系统又维持着相对稳定的生产力,其稳定的机制如何,是目前草原生态研究急需探讨的问题。文中研究根据中国北方广泛分布的羊草大针茅草原24年的定点监测数据,分析草原地上生物量与研究区10类气候因子的回归关系,结果表明4-8月的累计降水量对草原生物量的影响最大,降水量仅能解释生物量的13%左右。草原地上生物量随降水量年际间变动而波动,其波动幅度不如降水量波动幅度大,说明群落生物量具有相对稳定性。进一步分析24年样方中出现77种植物的相对生物量,结果表明相对生物量大的物种,其生物量的变异系数小,就是说草原群落优势种年际间的生产力波动性较小,这有利于维持系统的稳定性;相关分析显示31种植物之间存在着负相关,这些种之间可能存在着生物量的补偿性。通过分析这些植物种间的补偿性,可以看出优势种与亚优势种,优势种与其他非优势种,非优势种之间均存在着补偿性,这表明在草原生态系统中,当一个物种由于水分的限制使其生产力低于其平水年的生产力时,其他物种的生产力相对的增多,弥补了由于该物种生产力波动引起的群落总生产力的波动,从而相应地维持了草原生态系统的相对稳定性。总而言之,典型草原生物量随降水量的波动性较强,而其生产力能够长期维持相对稳定性依赖于群落中植物种类之间的补偿性。     

1982-2014年内蒙古自治区温带草原生态系统服务价值及其空间分布

生态系统服务价值评估有利于将生态资源量化为生态资产,使生态效益最大化.本研究基于单位面积生态系统服务价值当量因子估算法,利用1982-2014年遥感数据估算的生物量和空间插值的年降水量数据两个生物环境因素对4大类、11小类的单位面积生态系统服务价值当量因子进行了校正,进而估算了内蒙古自治区温带草原生态系统服务价值及其空间分布特征.结果表明:1982-2014年33年间:1)内蒙古自治区温带草原单位面积总生态系统服务价值平均为29780.3 元/hm2.其中,荒漠草原、典型草原和草甸草原单位面积总生态系统服务价值平均分别为2097.71元/hm2、27110.7元/hm2和126620元/hm2.2)内蒙古自治区全区温带草原生态系统服务价值为1.6万亿元/年,其中调节服务价值(1.07万亿元/年)＞支持服务价值(0.31万亿元/年)＞供给服务价值(0.11万亿元/年)＞文化服务价值(0.11万亿元/年).3)内蒙古自治区全区温带草原生态系统服务价值总体上呈现从东北向西南逐渐降低的空间分布特征,草甸草原生态系统服务价值(0.82万亿元/年)＞典型草原(0.77万亿元/年)＞荒漠草原(0.02万亿元/年).草原生态服务价值巨大,对生态文明建设起着积极作用,为制定合理的区域生态文明建设路径提供了较为可靠的数据支撑.     

锡林郭勒盟典型草原昆虫多样性分析

为典型草原害虫监测预警和生态治理提供理论依据,选取害虫发生相对严重的锡林郭勒盟7个旗县典型草原作为调查对象,采用Z字形扫网取样法对昆虫数量和种类进行调查,对昆虫尤其是主要昆虫蝗虫群落差异和多样性进行分析,并对蝗虫群落和环境因子进行冗余分析。结果显示,在7个典型草原区域中,正镶白旗、镶黄旗、阿巴嘎旗、西乌珠穆沁旗和锡林郭勒市的昆虫Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均较高,且这5个草原区域之间均差异不显著;在7个典型草原区域内共采集到草原蝗虫6科11属16种,种类较丰富,约占所有昆虫种类的20.00%;亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus作为锡林郭勒盟典型草原蝗虫的优势种,在所有典型草原区域中的数量均高于其他蝗虫;镶黄旗和锡林浩特市的蝗虫种数最多,均为14种,而苏尼特左旗的蝗虫种数最低,为8种;植被覆盖度和海拔对蝗虫Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数有正影响。锡林浩特市与镶黄旗的蝗虫群落相异性最小,相异性系数为0,与其他5个典型草原区域的蝗虫群落相异性也较低,相异性系数...     

内蒙古锡林河流域草地生态系统水源涵养功能空间格局

在全面调查内蒙古锡林河流域植被分布格局的基础上,采用国际上广泛使用的InVEST模型对锡林河流域草地生态系统水源涵养功能的空间特征进行研究.结果表明:全流域多年平均水源涵养总量为3.98×107 m3·a-1,单位面积水源涵养量为40.68 m3·hm-2;流域水源涵养功能从上游至下游呈递减趋势;在各草地植被类型中,草甸草原的水源涵养功能最强,沙地植被和农田次之,草甸等其他类型最差;流域草地生态系统的水源涵养功能差异明显,其中,典型草原的水源涵养功能是草甸草原的50％.在典型草原内部,克氏针茅草原的水源涵养功能分别是羊草草原和大针茅草原的44.69％和56.06％.因此,在提高典型草原水源涵养功能的同时,应提高克氏针茅草原的水源涵养能力,这也是今后锡林河流域水土防治的重点.     

风速及刈割对草原土壤水分与生产力的影响

由于全球气候变化与人类干扰的共同影响,全球范围内出现了不同程度的风速下降的现象.试验在内蒙古半干旱草原利用挡风板模拟风速降低,采用不同程度刈割模拟草原利用强度的变化,实地监测近地表土壤水分吞吐量以及群落再生能力的变化.结果表明:挡风板能够有效地降低风速;风速下降在一定程度有助于抑制土壤水分的蒸发损失,提高刈割处理后植物的再生能力.风速降低对内蒙古半干旱草原生态系统综合表现为正效应.加入刈割处理后,风速降低在一定程度上缓解了刈割对草原生态系统的干旱胁迫,但风速降低未能改变刈割处理的影响.     

内蒙古草原退化与恢复演替机理的探讨

1 98 3 -2 0 0 0年对内蒙古锡林河中游的典型草原放牧退化演替变型实行封育禁牧 ,并连续进行了恢复演替的动态监测 ,本文根据监测的数据及已经发表的论文 ,从生态系统、群落、种群、个体等层次上对退化草原的特征、退化序列、演替进程的诊断、恢复演替的轨迹与节奏性 ,恢复演替中的植物种群动态与植物个体变异进行了阐述 ,进而对退化与恢复演替的生态学机理提出了基本认识 :认为草原退化演替使其物质与能量流程及收支平衡失调 ,打破了生态系统自我调控的相对稳态 ,下降到低一级能量固定与转化效率的系统状态是草原退化的生态学实质     

新疆巴音布鲁克高山草地物种丰富度与生产力的关系

利用野外调查的物种丰富度和生物量资料,对位于新疆天山中段巴音布鲁克草地的20个样地进行群落数量分类,揭示每种群落类型的物种丰富度和生产力特征,在此基础上,考察了群落内和群落间物种丰富度与生产力的关系,并探讨其形成机制.结果表明:利用TWINSPAN将20个样地划分为6个群落类型(亚高山草原、亚高山草甸化草原、亚高山草原化草甸、亚高山草甸、高山草甸和高山沼泽草甸).6个草地群落类型地上生物量、物种丰富度差异明显:就地上生物量而言,亚高山草原和亚高山草甸较低,高山沼泽草甸和高山草甸较高,而亚高山草甸化草原和亚高山草原化草甸处于两者之间;就物种丰富度而言,亚高山草甸和高山草甸较高,亚高山草原和高山沼泽草甸较低,而亚高山草甸化草原和亚高山草原化草甸处于两者之间.群落内物种丰富度与生产力的关系表现出多种形式:亚高山草原、亚高山草甸和高山草甸的物种丰富度与生产力呈正相关,亚高山草甸化草原的物种丰富度与生产力呈负相关,而亚高山草原化草甸和高山沼泽草甸的物种丰富度与生产力没有表现出显著的相关关系.群落间物种丰富度与生产力呈现"单峰"关系.群落内生产力范围不够大,可能是群落内未能观察到"单峰"关系的原因;环境异质性是导致群落间出现"单峰"关系的关键因素.     

黄河源玛多县退化草地土壤温湿度变化特征

土壤水热状况变化是退化草地土壤的主要特征,对退化草地生态系统具有重要的影响。研究青藏高原退化草地的土壤温湿度变化规律,可以对高原草地在各季节、各时段的土壤温度和湿度变化进行动态预测,同时,对于退化草地的恢复和改善环境具有指导意义。选择青藏高原玛多地区典型退化草地,利用一年的观测数据,计算土壤温度、土壤湿度及土壤热通量的季节变化和年变化特征,分析土壤温度和湿度及热通量之间的相互关系。结果表明：在季节变化上,土壤温度和湿度在夏季均为最大值,土壤温度在各季节的变化趋势较一致,土壤热通量变化幅度比温度和湿度大,日振幅达到102 W•m^-2;在年变化上,土壤湿度在6月出现最大值,12月出现最小值,极值年较差为12.6％。春季和夏季的土壤热通量均大于0 W•m^-2,冬季均小于0 W•m^-2。青藏高原退化草地土壤温湿度及热通量存在明显的季节变化和年变化特征,就土壤湿度而言,夏季是高原的湿润期,春季和秋季为干旱期。青藏高原地区土壤从11月开始冻结,次年4月开始解冻。土壤热通量在春季和夏季均为正值,说明这一时段热量由大气向土壤传递;冬季则相反,热量由土壤向大气传递。整体而言,土壤温度和湿度及土壤热通量之间的关系呈显著正相关。     

草原旅游发展的生态环境影响研究

人们认为草原旅游是草原利用与生态环境保护有效结合的发展模式之一,对草原生态环境建设存在着诸多积极意义,在草原旅游发展的实践中也的确如此。与此同时,旅游发展对草原生态环境的消极影响也不容忽视。本文通过对草原旅游发展的生态环境影响机制分析,复杂的内在反馈机理分析,并在基于生态环境保护的基础上,提出草原旅游发展对策。     

Spatio-temporal patterns of satellite-derived grassland vegetation phenology from 1998 to 2012 in Inner Mongolia,China

Spatio-temporal variations of vegetation phenology, e.g. start of green-up season(SOS) and end of vegetation season(EOS), serve as important indicators of ecosystems. Routinely processed products from remotely sensed imagery, such as the normalized difference vegetation index(NDVI), can be used to map such variations. A remote sensing approach to tracing vegetation phenology was demonstrated here in application to the Inner Mongolia grassland, China. SOS and EOS mapping at regional and vegetation type(meadow steppe, typical steppe, desert steppe and steppe desert) levels using SPOT-VGT NDVI series allows new insights into the grassland ecosystem. The spatial and temporal variability of SOS and EOS during 1998–2012 was highlighted and presented, as were SOS and EOS responses to the monthly climatic fluctuations. Results indicated that SOS and EOS did not exhibit consistent shifts at either regional or vegetation type level; the one exception was the steppe desert, the least productive vegetation cover, which exhibited a progressive earlier SOS and later EOS. Monthly average temperature and precipitation in preseason(February, March and April) imposed most remarkable and negative effects on SOS(except for the non-significant impact of precipitation on that of the meadow steppe), while the climate impact on EOS was found to vary considerably between the vegetation types. Results showed that the spatio-temporal variability of the vegetation phenology of the meadow steppe, typical steppe and desert steppe could be reflected by the monthly thermal and hydrological factors but the progressive earlier SOS and later EOS of the highly degraded steppe desert might be accounted for by non-climate factors only, suggesting that the vegetation growing period in the highly degraded areas of the grassland could be extended possibly by human interventions.     

草地植物群落多样性研究进展

生物多样性是目前国际生态学研究的三大热点之一。通过放牧干扰、环境因子、生态系统稳定性、生态系统生产力等方面,概述当今草地植物群落多样性研究的热点问题。对多样性指数之间的关系、多样性与生产力之间的关系、多样性测度方法和分析方法进行讨论。     

内蒙古典型草原原生群落植物种群动态趋势分析

本文用数理统计方法 ,对内蒙古典型草原带的羊草草原的原生群落长期监测的数据进行了趋势分析 ,研究了该群落及其重要植物种 (羊草 Leymus chinensis、大针茅 Stipagrandis、小叶锦鸡儿 Caragana microphylla、西伯利亚羽茅 Achnatherun sibiricum、冰草Agropyron michnoi)的年际动态。得到了草原群落及重要种生物量年际变化的趋势直线 ,经统计检验得出该群落的自组织过程保持稳定的基本结论     

Effects of climate change on phenology and primary productivity in the desert steppe of Inner Mongolia

 Variations in temperature and precipitation affect local ecosystems. Considerable spatial and temporal heterogeneity exists in arid ecosystems such as desert steppes. We analyzed the spatiotemporal dynamics of climate and vegetation phenology in the desert steppe of Inner Mongolia, China, using meteorological data from 11 stations (1961–2010) and phenology data from 6 ecological stations (2004–2012). We also estimated the gross primary production for the period of 1982–2009 and found that the annual mean temperature increased at a rate of 0.47ºC/decade during 1961–2010, with the last 10 years being consistently warmer than the 50-year mean. The most significant warming occurred in winters. Annual precipitation slightly decreased during the 50-year period, with summer precipitation experiencing the highest drop in the last 10 years, and spring precipitation, a rise. Spatially, annual precipitation increased significantly in the northeast and eastern central area of the region next to the typical steppe. From 2004 to 2012, vegetation green-up and senescence date advanced in the area, shortening the growing season. Consequently, the primary productivity of the desert steppe decreased along precipitation gradient from southeast to northwest. Temporally, productivity increased during the period of 1982–1999 and significantly decreased after 2000. Overall, the last decade witnessed the most dramatic climatic changes that were likely to negatively affect the desert steppe ecosystem. The decreased primary productivity, in particular, decreases ecosystem resilience and impairs the livelihood of local farmers and herdsmen.     

气候变暖对典型草原区降水时空分布格局的影响

立足于全球变暖对内蒙古典型草原区降水时空变化影响的研究,预测全球变化可能带来的后果,为良性的生态系统服务提供理论依据。基于1971-2000年锡林浩特市和阿巴嘎旗两个气象台站的平均温度和锡林郭勒盟境内16个气象站点的降水资料,结合地理信息系统技术,系统分析了气候变暖对典型草原区降水时空分布格局的影响。初步研究结果表明:气温变化过程和全球变暖的趋势相一致,特别是20世纪90年代气温上升变暖趋势最为强烈。在全球气候变暖的背景下,研究区的降雨量受东南季风的影响呈现由东南向西北递减的分布规律。但区域降雨存在明显的年代际变化特征,各区域降水变化差异显著,从东南到西北变化的幅度减小。30年来研究区的降雨量变化表现出时间、空间上的不规则性,表明全球气候变化对草原区过去30年的降雨影响不显著,没有达到可识别的程度。     

试论柴达木盆地建设高效生态系统的几个问题

柴达木盆地在自然地理区划上属青藏高原一部分,从类型学观点则看为典型的荒漠景观。这里水、土、光、热资源都很丰富,目前尚待开发。已经开发的区域,生产水平都较低。本文在论述开发本区必要性的基础上,分析了提高生态系统效能的有利和不利因素,进而讨论了把柴达木盆地建设为高效生态系统的途径。     

Spatiotemporal characteristics and influencing factors of ecosystem services in Central Asia

Land use/land cover (LULC) change and climate change are two major factors affecting the provision of ecosystem services which are closely related to human well-being. However, a clear understanding of the relationships between these two factors and ecosystem services in Central Asia is still lacking. This study aimed to comprehensively assess ecosystem services in Central Asia and analyze how they are impacted by changes in LULC and climate. The spatiotemporal patterns of three ecosystem services during the period of 2000-2015, namely the net primary productivity (NPP), water yield, and soil retention, were quantified and mapped by the Carnegie-Ames-Stanford Approach (CASA) model, Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs (InVEST) model, and Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Scenarios were used to determine the relative importance and combined effect of LULC change and climate change on ecosystem services. Then, the relationships between climate factors (precipitation and temperature) and ecosystem services, as well as between LULC change and ecosystem services, were further discussed. The results showed that the high values of ecosystem services appeared in the southeast of Central Asia. Among the six biomes (alpine forest region (AFR), alpine meadow region (AMR), typical steppe region (TSR), desert steppe region (DSR), desert region (DR), and lake region (LR)), the values of ecosystem services followed the order of AFR>AMR>TSR>DSR> DR>LR. In addition, the values of ecosystem services fluctuated during the period of 2000-2015, with the most significant decreases observed in the southeast mountainous area and northwest of Central Asia. LULC change had a greater impact on the NPP, while climate change had a stronger influence on the water yield and soil retention. The combined LULC change and climate change exhibited a significant synergistic effect on ecosystem services in most of Central Asia. Moreover, ecosystem services were more strongly and positively correlated with precipitation than with temperature. The greening of desert areas and forest land expansion could improve ecosystem services, but unreasonable development of cropland and urbanization have had an adverse impact on ecosystem services. According to the results, ecological stability in Central Asia can be achieved through the natural vegetation protection, reasonable urbanization, and ecological agriculture development.