青海共和盆地封育季节草场生物量、种群与生境变化

试验研究青海共和盆地封育季节草场生物量、种群与生境变化结果表明,封育草地生物量和株高均高于未封育草地,且依据未封育与封育草地生物量之比,共和盆地草场退化等级为中度和重度;由于沙生和荒漠植被入侵并逐渐成为优势种或伴生优势种,退化草地优势物种生物量降低,依据其他物种与优势物种生物量之比,确定共和盆地草场退化等级<0.1为弱度,0.1~0.5为轻度,0.5~1.0为中度,1.0~5.0为重度,>5.0为严重,芨芨草草原处于中度、重度退化,针茅草原处于重度和严重退化;共和盆地封育草场存在两极恢复(原草场和新退化草场类型),而未封育草场只有单极退化(荒漠),故过牧不仅使共和盆地草地退化,且使草地生境不断恶化,荒漠化程度加剧;相反封育有利于草地恢复和生境改善。     

希拉穆仁草原退化评价及地表风蚀颗粒表征

经过对希拉穆仁草原围封、自由放牧草地及旅游区进行实地调查,结合内蒙古自治区第5次荒漠化和沙化监测实施细则,根据植被盖度和生物量等指标对草原进行了退化诊断与评价,并在此基础上研究了不同退化程度的地表粗粒组成。结果表明:希拉穆仁草原围封草地以轻度退化为主,自由放牧区以中度退化为主,但在坡顶出现重度退化,旅游区退化程度最为严重,均为重度退化区;可以以土壤颗粒0.84mm的百分比含量作为草原退化的判别标准,当其含量在82.22%~89.04%范围内为重度退化,含量在74.01%~79.53%为中度退化,含量在56.05%~66.11%为轻度退化。该指标能够直观、实时地反映草原的退化状况,且具有简便、快速诊断的生产应用性。     

近50年气候变化对塔拉滩草地荒漠化的影响

塔拉滩区地处共和盆地,20世纪80年代以后,该地区草地严重退化,沙漠化强烈发展等生态恶化问题十分突出。通过共和盆地近50a的气温、降水、大风、沙尘暴和草地蒸发力等气候因子的变化特征,分析了草地退化的主要原因,结果显示46a来仅气温呈现出明显的上升趋势,降水呈现微弱的增加趋势,蒸发量和草地蒸发力随时间呈现上升趋势。通过1987年、1996年两期TM卫星遥感影像解译和1994年、1999年两期沙漠化普查与监测,进一步表明共和盆地塔拉滩草地荒漠化正在扩展。塔拉滩草地荒漠化扩展是气候变化和人类活动共同胁迫的结果,不合理的人类活动对荒漠化发生与扩展起着加速、加剧作用。     

基于遥感光谱的干旱区土地退化评价体系构建

干旱区土地退化(荒漠化)作为全球面临生态环境挑战之一,对粮食安全、环境质量和区域自然资源管理至关重要。土地退化本质是人与自然因素协同作用下土地利用/覆被类型、数量、结构以及功能的改变而引起的生态服务价值降低,核心是土壤和植被的退化。一方面,人与自然共同作用下的土地利用覆被可以表征土地退化状态,另一方面植被-土壤生境时间序列相互作用过程进一步辅助土地退化过程诊断。因此,该文首先从覆被结构、退化类型和退化程度3个层次建立干旱区土地退化状态评价体系。其次,采用GF-1/WFV时间序列遥感影像,基于多端元光谱混合分解模型建立土地利用/覆被精细分类量化表征下垫面质量属性,并进一步利用植被-生境组分互动特征参数进行功能量化,综合评价民勤2015年退化类型和退化程度。最后,结合地面立地景观照片以及采样点实测数据,对土地退化状态评价结果进行绝对定标和交叉验证。结果表明:遥感评价识别土地退化类型和程度的能力分别为87.5%和78.7%。对于民勤旱地系统,沙化过程、沙-盐化过程是主要的土地退化过程,轻度沙化、中度沙化为主导退化程度。该方法为宽波段遥感国产高分1号卫星在旱地系统土地退化状态信息提取和深入应用提供科学依据和实证研究。     

退化演替对高山草地植被和土壤理化特性影响

[目的]分析3种不同草地退化阶段(轻度退化,中度退化和重度退化)草地植被和土壤理化特性的变化规律,为类似区域退化草地植被恢复提供有效途径。[方法]野外植被调查、土壤取样和室内分析。[结果]草地退化不同阶段草地植物群落组成和物种多样性均有差异,退化对草地土壤理化特性有明显影响。重度退化草地土壤容重显著高于轻度退化草地(p0.05)。轻度和中度退化样地0—10cm土壤空隙度显著高于重度退化草地。重度退化草地的土壤有机质、全碳、全钾、全磷和有效钾均明显小于轻度退化草地(p0.05),但土壤pH值和有效氮含量没有显著变化。[结论]高山草地退化演替对该区土壤物理特性具有显著影响。     

基于NDVI3g数据反演的青藏高原草地退化特征

利用NDVI3g数据反演青藏高原1986-2013年高寒草地植被盖度,并计算草地退化指数,以了解青藏高原高寒草地退化状况及其分布特征。结果表明,2011-2013年青藏高原草地退化指数为1.76,属轻度退化等级;退化面积达到41%,与历史平均水平（1986-2010）相比无显著变化,但中等以上退化面积有所增加。其中,轻度退化面积为22%、中度退化面积为8%、重度和极重度退化面积分别为6%和5%,而历史平均分别为28%、7%、4%和1%。从不同草地类型来看,高寒荒漠退化程度最严重,退化面积78%,退化指数为3.23,达到重度退化等级且表现出持续恶化趋势;而高寒草甸和高寒草原退化面积分别为31%和38%,退化指数分别为1.49和1.57,均属于轻度退化状态。从不同省域看,2011-2013年青藏高原新疆自治区范围内草地退化程度最为严重,退化草地面积所占比例为71%;青海省和西藏自治区草地退化比例也较大,分别达到42%和41%;甘肃、四川和云南草地退化比例较小,分别为25%、10%和12%。总体来看,青藏高原草地退化存在空间差异,与历史平均相比无显著变化,但局部有恶化趋势,尤其是高寒荒漠退化状况较为严重。     

藏北高寒退化草地植被恢复过程的障碍因子初探

在介绍藏北高寒草原现状的基础L,从自然和人为因素两方面对藏北高寒退化草地植被恢复与重建过程中的障碍因子进行了初步探讨;提出退化草地植被恢复的一些措施,包括天然草场合理利用、土壤培育、南草北调和加强科学研究等对策。     

MODIS/FAPAR在呼伦贝尔草原区的精度验证与分析

验证MODIS/FAPAR产品在温性草原地区的精度,以提高NPP估算精度,为区域碳平衡监测及合理安排草地畜牧业生产提供服务。该文选取两块2 km×2 km温性草甸类草地设计和进行FAPAR实测试验。以分辨率为32 m的北 京-1号卫星遥感数据对样地进行异质性分析,然后进行尺度上推,利用地面实测数据对1km的MODIS/FAPAR草原地区产品进行验证。结果表明,在草地生长季,MODIS/FAPAR产品的草地FAPAR季节变化与实测FAPAR季节变化趋势基本一致,但总体要比实测FAPAR要高,针茅样地MODIS/FAPAR值比实测值要高约13.7%,羊草样地为18.7%。MODIS/FAPAR算法对于局部区域过于粗糙,对草地类型多样的中国来说,需更多的野外试验资料,以反演适合不同草地类型的FAPAR算法。     

不同放牧方式对草场沙退化影响的试验研究

在我国干旱、半干旱草原区,草场沙退化现象十分严重,而草场沙退化是气候、土壤、植被等自然因素和人为因素共同作用的结果,其中放牧活动是引起草场沙退化的主要因素之一。为了客观地分析和评价不同放牧方式对草场沙退化的影响,在内蒙古自治区包头市达茂旗希拉穆仁荒漠草原进行了为期2 a的放牧、休牧和轮牧试验。试验结果表明:超载放牧不仅使植被盖度、高度和产量大幅度下降,裸地率增加,而且使地表粗糙度变小,风蚀输沙率增大,风蚀作用增强。但合理的放牧方式不但能促进牧草生长发育,保护草地的植物多样性,而且能防止草场进一步沙退化,反而有利于草场的持续利用。     

基于遥感的北方防风固沙区沙化草地利用基线盖度研究

为推动北方防风固沙生态功能区稳定维持生态健康安全,满足草地资源适度利用协调发展,该文选择北方防风固沙生态功能区的正蓝旗为典型研究区,利用TM遥感影像的NDVI,结合大量的野外地面调查数据,建立植被盖度遥感反演模型,提取区域植被盖度,并按照沙地类型划分标准划分沙地类型,提取半固定沙地和固定沙地过渡带处的平均植被盖度,开展防风固沙功能基线盖度评估研究。以基线盖度为基准,划分非利用区和可适度放牧利用。结果显示,提取正蓝旗草地资源利用基线盖度为30.47%,并通过基线盖度地面调查验证,与基线盖度地面调查结果一致。确定了可适度利用的草原范围及面积为396927.3hm2,占正蓝旗草原面积的39%,建立了生态保护约束下的草地资源利用格局。该研究可为沙化草地合理利用提供参考。     

利用遥感和GIS技术估算果洛藏族自治州草地生产力和载畜量

Remote sensing data from the Terra Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and geospatial data were used to estimate grass yield and livestock carrying capacity in the Tibetan Autonomous Prefecture of Golog, Qing-hai, China. The MODIS-derived normalized difference vegetation index (MODIS-NDVI) data were correlated with the aboveground green biomass (AGGB) data from the aboveground harvest method. Regional regression model between the MODIS-NDVI and the common logarithm (LOG10) of the AGGB was significant (r² = 0.51, P < 0.001), it was, therefore, used to calculate the maximum carrying capacity in sheep-unit year per hectare. The maximum livestock carrying capacity was then adjusted to the theoretical livestock carrying capacity by the reduction factors (slope, distance to water, and soil erosion). Results indicated that the grassland conditions became worse, with lower aboveground palatable grass yield, plant height, and cover compared with the results obtained in 1981. At the same time, although the actual livestock numbers decreased, they still exceeded the proper theoretical livestock carrying capacity, and overgrazing rates ranged from 27.27% in Darlag County to 293.99% in Baima County. Integrating remote sensing and geographical information system technologies, the spatial and temporal conditions of the alpine grassland, trend, and projected stocking rates could be forecasted for decision making.     

The Role of Legumes in Plant Community Succession of Degraded Grasslands in Northern China

Legume species were more and more commonly introduced to degraded grassland for human‐aided restoration. This study aimed to test whether the natural spread of legume contributes to reversal of grassland degradation through making an extensive grassland vegetation and soil survey in Inner Mongolia of China. The results showed that legume biomass increased along a gradient of soil coarsening that was also a gradient of grassland degradation. The total biomass rather than legume biomass was limited by mean annual precipitation at plot level. The presence of legumes increased species richness in degraded steppe vegetation. Constancy of intermediate and climax species of vegetation succession at sites with legumes was higher than that at sites without legumes, implying that legumes might contribute positively to the reversal of grassland degradation. Our study suggests that naturally distributed legumes could benefit the reversal of grassland degradation through promoting plant community succession rather than total plant biomass. Planting legumes would be an effective measure to accelerate the recovery process of degraded grassland with coarsened soil in regions similar to our study region. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

围栏封育在呼伦贝尔沙化草地植被恢复中的作用

 为给沙化草地植被恢复提供理论依据,在内蒙古呼伦贝尔沙化草地,通过测定围封不同年限(1、4、7年)沙化草地群落的特征值,并与未围封地段作对照,就围栏封育对沙化草地植被特征的影响进行了深入分析,结果表明:对沙化草地实施围栏封育,群落组成发生了规律性变化,随着围封年限的增加,退化指示植物所占比例逐渐降低,建群种及一些适口性较好的优良牧草所占比例逐渐增加,另外,围栏封育还可使草地植被盖度、平均高度、草群密度、地上生物量和土壤草根含量大幅度增加。     

Rangeland development of the Mu Us Sandy Land in semiarid China: an analysis using Landsat and NOAA remote sensing data

Degradation of the dry semiarid ecosystems in the Mu Us Sandy Land of north central China was explored using high‐resolution satellite images from 1978, 1987 and 1996. This study monitored both changes in grassland biomass production and reclamation activities to detect the nature and scale of land degradation since major economic reforms were introduced in 1978. The position of the high‐resolution images within the vegetation cycles was inspected from National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) NDVI images at 10‐day repetition and seasonal precipitation patterns. A model was developed to categorize changes in the vegetation signal activity from 30 × 30 m pixels into vegetation cover development and land‐use changes between 1987 and 1996. A general increase of biomass production was evident despite the rapid increase in numbers of grazing animals. This increase in biomass was confirmed by the NOAA time series, which also revealed annual variability related to the amount and pattern of the seasonal rains. Rangeland conversion to farmland was detected, and this process has increased the area of cultivation almost fivefold. The classified area of cultivation corresponds with reported statistical records, also showing that irrigation features in virtually 100 per cent of the sown area. Signs of declining biological production, indicating land degradation processes, are few. Biomass production has increased, with a gain in the economic output from both crop and animal production. The early start of active measures to halt desertification has increased vegetation cover and lowered wind erosion potential and grasslands seems to be managing the high levels of grazing pressure. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄土高原丘陵沟壑区退耕还林生态效应评价

基于1986,2003年两期遥感影像解译获得的吴起县土地利用变化数据,采用生态系统价值衡量土地利用类型相对生态价值,对吴起县退耕还林的生态效应进行了综合评价.(1)1986-2003年间,吴起县土地利用类型发生了显著变化.林地、草地面积显著增加,耕地面积大幅度减少,其中,63.55%的耕地转换成林地和草地.(2)吴起县的生态环境指数从0.507上升到0.747,生态环境指数明显增加.其中,林地对区域生态环境指数增长贡献明显,从0.058增长到0.368.说明吴起县退耕还林还草带来了较好的生态效应,整体的生态环境质量得到了极大改善.     

封育和放牧对典型草原地上植被的影响

封育和放牧是草地生态系统重要的干扰因子。以黄土高原典型草原封育5年草地和放牧地为研究对象,采用野外调查方法,地上植被物种组成、生物量、盖度、密度、地上茎分枝数和物种多样性等,以期揭示封育和放牧干扰对地上植被的影响。结果表明:封育和放牧对地上植被群落结构有显著影响。与放牧地相比,封育措施显著增加了典型草原的地上生物量和总盖度,但显著降低了地上植被密度和地上茎分枝数。封育措施显著提高草地禾草生物量,显著降低非禾草生物量。封育措施降低了禾草和非禾草地上茎分枝数,但非禾草地上茎分枝数下降不显著。封育显著降低了地上植被的物种丰富度、Margalef指数和Shannon-Wiener多样性指数,但对Simpson指数和Pielou指数影响不显著。     

基于MODIS EVI数据的锡林郭勒盟植被覆盖度变化特征

锡林郭勒盟是中国华北地区的重要风沙源地之一,也是中国北方重要的生态环境保护屏障,其植被状况将直接影响着京津唐地区乃至东部地区生态环境质量的改善。该文以锡林郭勒盟为研究区,以MODIS EVI遥感数据为主要数据源,运用时间序列谐波法对2000-2013年增强型植被指数EVI(enhanced vegetation index)数据进行重构,用线性混合像元模型对该数据进行混合像元分解提取植被信息,研究植被覆盖度估算方法,构建锡林郭勒盟2000-2013年植被覆盖度数据集,完成该地区植被覆盖度的时空变化分析。结果表明:2000-2013年,锡林郭勒盟年均植被覆盖度呈现小幅下降趋势,年最大植被覆盖度有所增加。从空间分布上,研究区东部及东南部地区(东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗、多伦县和太仆寺旗等)植被覆盖度相对较高,西北部地区(苏尼特左旗、苏尼特右旗等)植被覆盖度则较低;从时间趋势上,2000-2013年,研究区虽开展了大规模的退耕还林(草)、植树造林和封山育林(草)等生态环境保护措施的实施,但由于受沙尘暴、干旱等气候灾害的影响,以及研究区内牧业、矿业活动程度的加剧,植被覆盖状况整体改善不明显,且局部地区植被覆盖明显降低,草场退化、沙化现象日益明显。中部地区由原本的低植被覆盖度逐渐演变成了较低植被覆盖度,中植被覆盖度从2000-2010年有所降低,而到2013年又有所回升,从2000-2013锡盟部分高植被覆盖度区渐渐变成了较高植被覆盖度区。     

草地围封内外植物多样性变化研究——以辉河自然保护区为例

围栏封育是应对草原退化的重要手段,对草原植被生态系统多样性保护具有重要作用。以辉河自然保护区内不同草地类型（典型草原、湿地草甸、沙化草原）为对象,对不同典型地区的围栏内外植被的地上生物量、高度、盖度、植株密度及植物物种多样性进行了调查和研究。结果表明：典型草原、湿地草甸、沙化草原围栏内生物量分别增加20.4%,88.8%,-29.9%,相对高度增加5.2%,91.9%,-36.3%,植被盖度分别增加64.5%,43.4%,-17.5%,植株密度分别增加-14.0%,135.5%,72.5%;牲畜啃噬致使围栏外禾本科、豆科、菊科植物占比重有所增加;不同草地类型围栏内外群落相似性不大,群落物种组成均发生了较大的变化。通过分析围栏外生物多样性的变化规律及影响因素,为区域自然生态系统保护的途径提供理论支持。     

亚高山草甸类草地退化评估及草地保护对策

为研究亚高山草甸类草地退化及草地保护对策,在实地测定大量样方和统计分析的基础上,选取了盖度、物种多样性指数、丰富度指数、物种数、草地质量指数、优良牧草比例等指标作为评估指标,制定了亚高山草甸类草地生态质量评估的4级指标值。选择各级别典型生态区域,对其现状和指标值进行了对比分析。结果表明,该方法反映了植被生态的量化指标,各项指标相互联系和相关,具有易获得性和实用性,符合当地生态质量现状,可以科学、客观地评估区域生态质量。超载过牧,滥采乱挖,人为破坏,生物链失衡等是造成生态退化的人为因素。控制放牧,防止滥采乱挖,建立自然生态保护区是维护该区域生态系统平衡的措施。