石羊河流域中下游河岸植被与土壤特征及其相关分析

石羊河流域中下游位于干旱荒漠区,河岸带植被破坏、生物多样性下降,区域生态系统和生态过程受到严重影响。运用空间变化代替时间过程的方法,对石羊河流域中下游不同河段河岸带植被与土壤特征及两者相关性进行了研究。结果表明:石羊河中下游从常流水区、季节性流水区到常年断流区,随着河床的常年和季节性断流,植被与土壤逐渐退化。植被盖度、生物量和丰富度指数呈下降趋势,多样性指数呈上升趋势。不同河段的土壤理化特征差异性显著,河流断流对土壤产生了直接或间接影响;但是从季节性流水区到常年断流区表征土壤肥力和水分的指标均呈增大趋势,常年断流区土壤已经逐渐改善。植被盖度和生物量分别与土壤含水量、全氮,电导率有线性关系。修复该区的退化生态系统需要保证适宜的土壤含水量。     

石羊河中游河岸植被及其护岸能力研究

调查分析石羊河中游河岸植被及其保护河岸能力可为河岸管理与植被恢复提供参考。通过植被组成与结构以及河岸地貌调查,选用植被密度、覆盖度、根系主分布层深度计算河岸植被的保持土壤能力指数。结果表明:石羊河中游的植被可分为12个群丛。灌丛或灌丛+乔木群落成块状或条带状夹在其他植被类型之间,成为河岸植被的骨架。从河岸完整性以及群落保持土壤能力指数综合判断,沼泽化草甸以及盐化草甸+灌木的护岸能力较强,其次为灌丛,再次为灌丛+乔木。河岸植被保护石羊河中游两岸,使其形成限制性河床,不仅增加了河岸稳定性,而且提高了防治灾害能力。     

生态输水对石羊河尾闾湖区植被的影响

民勤青土湖人工输水作为石羊河流域综合治理的一项重要措施,对于阻止腾格里和巴丹吉林两大沙漠进一步合拢以及保护民勤湖区绿洲具有重要的意义。文中通过民勤青土湖人工输水前后植被状况的调查,分析了生态输水对流域植被的影响。结果表明:植物种从9种增加到14种;生态输水起到了增加植物种的作用;同时改变了种群结构和长势,如加速了建群种白刺的衰退,促进盐爪爪和芦苇大量发育,植被和土壤特征有朝着盐生草甸演替的趋势;尾闾湖区水分侧渗促使深根性灌木明显恢复;输水导致距水源500m范围内物种多样性差异显著,说明输水的侧渗范围小于500m。     

河道流量对疏勒河中下游河岸带植被变化的影响评价

应用多源遥感数据与遥感水文站技术,结合野外大范围水文和植被调查,分析了2015年和2020年疏勒河因生态输水而导致河道流量变化的河岸带植被响应,定量评价了疏勒河流量变化对中下游植被恢复和生长的影响.结果 表明:1)主成分分析(PCA)显示,在植物指数、径流要素、地形和人为干扰度等10个指标中,流量是疏勒河河岸带植被生态...     

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.     

2000-2010年祁连山植被MODIS NDVI的时空变化及影响因素

利用2000-2010年间的MODIS/NDVI数据和对应的气候资料,研究了近10年来祁连山植被的时空变化及影响因素。结果表明:1)10年来,祁连山年最大化NDVI(MNDVI)增加了2.4%,植被改善、无变化和退化的面积分别占总面积的26.32%、66.42%和7.26%。植被改善的区域分布在冷龙岭、拉脊山、大通山、达坂山、青海南山、走廊南山、托来山等山地以及西宁盆地、湟水谷地周边地区,减少的区域分布在乌鞘岭、庄浪河、古浪河、大通河、石羊河、黑河、疏勒河等河流河谷。2)祁连山不同植被类型MNDVI的年际变化趋势不同。灌丛地、荒漠草原、高寒稀疏草甸MNDVI呈快速增加趋势,高山草原、高山灌丛草甸和高寒草甸MNDVI呈增加趋势,落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林MNDVI呈快速下降趋势。3)影响祁连山植被生长的主要因子是气温和降水,局部地区密集的人类活动也能成为影响植被生长的关键因子。     

青土湖水面形成过程中荒漠植物群落结构的变化

对已干涸50多年的青土湖进行人工输水,引起区域植物群落变化,对干旱区植被恢复研究具有参考意义。经过4 a的定位观测,应用空间分布指数及典范对应分析方法,分析青土湖岸的植物群落结构及与其环境的关系,结果表明:在人工湖形成过程中,距水面0~100 m范围的地下水位上升至3.50 m以上,地下芽植物数量剧增,呈集群分布;50~200 m范围的植物种集群趋向均匀分布。青土湖输水是极端水干扰土壤水盐再分配,促成植物群落组成结构单一,是一种植物群落格局配置适应环境的变化。植物群落空间结构表现出随地下水位和土壤盐分的空间序列,不同生活型植物种的比例与其距水源距离相关,植物种变化影响植物群落空间结构。     

新疆不同植被类型土壤有机碳特征

准确评估不同植被类型的土壤有机碳库,对揭示土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中的作用具有重要意义。通过分析新疆地区10种植被类型的土壤有机碳密度(SOCD)的分布特征,估算了该地区的土壤有机碳储量。结果表明:在10个植被类型的0~100 cm土壤剖面中,SOCD垂直分布特征明显,呈逐渐降低趋势。新疆SOCD以针叶林最大,其值为63.86 kg·m~(-2),其他植被类型依次为:草甸、阔叶林、沼泽、草原、灌丛、高山植被、栽培植被、荒漠和无植被类型。土壤有机碳储量最大值分布在草甸中,为4.89 Pg,其他植被类型依次为:荒漠、草原、高山植被、无植被(裸地)、针叶林、栽培植被、阔叶林、灌丛、沼泽。在0~100 cm的土壤层,新疆地区土壤有机碳储量为16.4Pg。     

中国-巴基斯坦喀喇昆仑公路沿线植被调查初报

采用定点和随机选取典型样线和样地的植被调查方法,于2009年9月和2010年9月对中国-巴基斯坦喀喇昆仑公路沿线植被进行了实地调查。共实测样线14个,样方74个,记录样21个。利用野外实测数据并结合相关研究结果,按照植物群落学－生态学原则,确定了中国-巴基斯坦喀喇昆仑公路沿线植被类型,对每个植被类型特征及分布进行了详细描述,并对研究区植被分布规律进行了总结。结果显示：中国-巴基斯坦喀喇昆仑公路沿线的植被可分为5个植被类型,11个植被亚型,19个群系。其中,荒漠植被类型最多,分布范围最广,草原植被类型最少,分布范围最窄,山地落叶阔叶林分布面积最小。植被垂直带谱明显,海拔4 000 m以下为山地荒漠带,海拔4 000~4 550 m为高寒荒漠带,海拔4 550~4 650 m为高寒草原带,海拔4 650 m以上为高山草甸带。研究结果对中国-巴基斯坦喀喇昆仑公路沿线植物保护、植被恢复和重建具有指导意义。     

科尔沁沙丘-草甸田间持水量的综合测定与影响

以科尔沁沙丘-草甸相间地区表层土壤为对象,选用4种不同测试方法,对不同地貌与植被类型组合区土壤的田间持水量进行综合测定,并对其影响因素和影响过程进行系统分析。结果表明:1在不同地貌类型区4种试验方法得到的田间持水量变化的规律大体一致,但数值差异很大。威尔科克斯法结果比围框淹灌法和天然降水法测定结果大。2草甸地受地下水位埋深的影响很大,围框淹灌法及天然降水法测定结果不可用;沙丘区地下水位埋深大,围框淹灌法与天然降水法获得的田间持水量对实践更具指导意义,天然降水法在地下水位深埋大的沙丘区表层40 cm以内基本可以获得较准确的田间持水量,取样时间可以在降雨后12~24 h。3科尔沁沙地实施田间持水量测量时建议选用天然降水法,对漫灌型农田土壤小面积也可选择围框淹灌法,大面积测量宜选择威尔科克斯法,但应建立威尔科克斯法与天然降水法和围框淹灌法之间的转换关系,利用威尔科克斯法测量田间持水量时,沙性土壤的测量时间可选择36~40 h、草甸区壤沙土与沙壤土可选择44~48 h。     

塔里木河下游水量转化特征及其生态输水策略

2000—2015年的生态输水对塔里木河下游生态恢复发挥了重要的作用。通过连续16 a的动态监测和野外数据采集,对生态输水的特点、方式、水量转化特征、生境变化和影响范围等进行了系统的分析,同时对生态输水策略与生态保护模式进行了初步探讨。结果表明:(1)主河道线状输水方式,难以扩大环境响应范围,开展汊河输水和面状输水是十分必要的;(2)水量转化和耗散比例为:补给地下水44.2%,土壤与植被消耗48.8%,入湖水量与河道内水面蒸发7%;(3)地下水响应的最大距离为1 000 m,在距河500 m范围地下水位上升、水质好转显著;(4)鉴于生态退化的趋势得到遏止,但其脆弱性依然没有根本转变,恢复并合理调控其文阔尔河和老塔里木河区间的地下水位,扩大受水区范围,建立更加稳固的生态恢复平台,是今后生态输水与生态环境保护的主攻策略。     

黑河流域植被退化的主要原因分析

黑河流域地处我国西北内陆干旱区,生态与环境十分脆弱。据调查资料,自20世纪50年代以来,黑河中下游地区天然植被严重退化,植被覆盖度大于70%的林灌草甸草地减少了78.26%,覆盖度介于30%~70%之间的湖盆、洼地、沼泽草甸草地以及产量较高的草地减少了约40%,草地总面积也减少了将近50%。额济纳绿洲林地和沼泽地草甸植被面积与50年代相比,分布于河岸的胡杨、沙枣林面积减少54%,红柳林面积减少33%,成片的芨芨草甸、芦苇沼泽逐步消失,已被旱化的骆驼刺、花花柴、黑果枸杞群落取代;沿河乔灌木林严重退化,以疏林为主且林木生活力极差。植被退化的因素很多,近年来自然环境在缓慢地向干旱变化,但非主要因素,主要是进入下游的水量呈减少趋势,由此引起了区域地下水位持续下降,从而加大了包气带厚度,造成了包气带土壤的极度干旱化,使部分不适宜该水分和盐分生存的植物长势由密变稀、由好变坏、甚至死亡。     

塔里木河下游地下水位对生态输水的响应

以塔里木河下游第12次生态输水为契机,监测输水前后及输水过程中的地下水位动态变化,分析地下水位随时间的变化规律,以及垂直于河道不同距离处的地下水位变化差异。研究表明：距离输水河道越近,地下水位抬升量越大;越靠近下游上段抬升幅度越大。个别断面受河道是否过水及输水量的影响略有差异。进一步分析了输水量与地下水位抬升量的关系,从而使人们从一个侧面再次了解到塔里木河流域近期综合治理规划实施的效果。     

塔里木河下游间歇输水下地下水响应宽度——以塔里木河下游英苏断面为例

2000年5月至2005年10月,塔里木河下游进行了7次生态输水。依据英苏监测断面的地下水响应过程,以Processing Modflow为手段,再现了该断面地下水位的变化过程。在此基础上进行了10年期输水后地下水位的恢复预测,表明若以目前的水量进行长期间歇输水,地下水的响应宽度基本维持在河道两侧3 km的范围内,这也是植被可能恢复的区域。     

石羊河中游河岸沙蒿种群的空间格局和关联性分析

以石羊河中游荒漠河岸植被优势种群沙蒿(Artemisia arenaria)为研究对象,采用点格局分析法,对垂直于河道不同距离梯度上沙蒿种群的空间格局和空间关联性进行了分析。结果表明：① 随着垂直于河道方向距离的递增,沙蒿种群由增长型逐渐演变为衰退型;② 垂直于河道不同距离梯度上沙蒿种群的格局特征为,在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度的增加聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征,但距离河道近的沙蒿种群聚集强度大于距离河道远的种群;不同距离梯度上,沙蒿种群均表现出幼体聚集分布,成体随机分布的格局特征;③ 垂直于河道不同距离梯度上沙蒿种群不同龄级之间的关联性表现出异质性。距离河道近的沙蒿种群中,形体差异大的植株之间具有正关联性,反映了互利的生态关系;距离河道较远的沙蒿种群中,形体差异小的植株之间具有负关联性,反映了互斥的生态关系;其他龄级植株之间没有表现出明显的关联性。     

人类活动对内陆河石羊河流域水资源转化的影响

石羊河地表水与地下水多次转化关系为流域提高水资源利用率提供了可能性。但上游盲目扩大灌溉面积,引起水资源的过度开发利用。研究表明,至1989年净灌溉面积达2.01万hm2,使进入下游的河川径流衰竭甚至断流;石羊河中下游年超采量达5×108m3以上,仅民勤盆地年超采量达4×108m3以上;下游地下水矿化度以每年0.1g/L的速度增长,下游出现了严重的生态问题。     

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。     

生态输水对塔里木河下游植被恢复价值的影响

以生态输水后地下水动态变化引起的地表植被生物量差异为出发点,探讨生态输水对塔里木河下游植被恢复价值的影响。首先,利用生态输水前后地下水动态变化和地表植被响应的长期监测资料,以塔里木河下游考干断面为例,在垂直于河道方向上长2 000 m、平行河道方向宽100 m的样带内,选取2000年10月、2007年9—10月、2015年10月的植被监测与称重资料数据;其次,借鉴国内外生态经济价值量化方法,综合地表植被响应价值和地下水抬升的潜在价值计算输水后地表植被恢复价值。结果显示:(1)在塔里木河下游地区,生态输水使得地下水位明显抬升,水位的抬升幅度随着距河道距离的增加逐渐降低,植被盖度也随着距河道距离的增加呈现降低趋势;在距河道1 000 m以外,地下水位与植被盖度变化不明显;(2)2000—2007年植被新增生物量占2000—2015年植被新增生物量的57.02%,并且这两个时段植被新增生物量与距河道距离均呈现显著相关;(3)根据16次生态输水监测资料,计算出2007年与2015年该区间100 m宽的样带因输水而投入的水资源价值分别为8 266.5元、14805元,输水后植被总体恢复价值分别为53 811.67元、83 334.62元,投入产出比分别为1∶6.507、1∶5.63,说明生态输水的经济效益十分明显。     

石羊河流域绿洲开发与水资源利用

在分析石羊河流域水环境近2000多年变化的基础上,重点探讨了近50年来水资源的变化趋势及对环境的影响.结果表明:自20世纪50～90年代,石羊河流域出山地表水资源减少了15.91%,地下水补给资源减少了42.92%,地下水开采量增大了近10倍,泉水资源衰减了84.3%,进入下游的水资源减少了75%.水资源利用格局的变化直接导致了区域性地下水位持续下降和地下水水质的恶化,产生了植被衰亡、下游绿洲萎缩、土壤盐渍化、土地沙漠化等一系列严重的危及人类生存的环境问题,恶化程度已到了"崩溃"的边缘.