半干旱区农牧交错带生态环境的景观生态学探讨

我国半干旱区农牧交错带在地理上有其独特的空间分布和结构特性，在生态上具有显著的生态学规律，引入景观生态学这一地理学与生物学之间的交叉学科对该地区区域生态环境特性进行探讨，不仅是可行的，而且是必要的。本文在半干旱农收交错带区域生态环境脆弱性背景下，根据景观生态学基本理论和方法，分别选择生态地形，景观植被作为两级景观生态分类指标，进行了区域生态环境的景观生态类型划分；同时，对诱发该地区景观生态分异的原因进行探讨，最后阐述了区域生态环境的景现生态分异机制。     

黄土高原半干旱区集水农业的气候学初探──以甘肃黄土高原半干旱区为例

水分不足是限制黄土高原半干旱区旱地农田生产力的主要因素。通过对甘肃黄土高原半干旱区自然降水和土壤水分等农业气候因子的动态分析，发现５、６月间降水低谷与７—９月丰水季交替重复出现是本区正常的天气现象。这一降水低谷引起土壤水分低值槽现象，造成夏粮作物的“卡脖旱”，严重影响产量。在该区发展集水农业，雨季蓄集雨水，于次年５、６月间干旱季节进行补偿性灌溉，既可充分利用雨季雨水，又可消除土壤水分低值槽现象，达到增产目的。因此，从气候学角度讲，在黄土高原半干旱区实行集水农业是必要而可行的。     

干旱区农田排水系统演变的生态效应研究进展

在干旱区流域绿洲形成与发展过程中，普遍存在土壤次生盐渍化和不断改进的盐渍化治理过程，这导致在绿洲下部与临近荒漠区广泛形成农田排水系统景观，但其产生的生态效应还不清楚，限制了全面认识人工绿洲生态系统的环境变化过程。利用航片和遥感影像数据，基于图论网络分析和景观连通性模型，分析农田排水系统形成与演变的过程与格局；采用缓冲区分析、空间地统计模型、GIS相关性分析和群落多样性测度等方法，研究农田排水系统演变对廊道效应、土壤性状、土地利用和物种多样性的影响；利用经过改进的生物地球化学模型，研究农田排水系统演变对区域碳、水循环的影响，探讨农田排水系统与陆地生态系统的相互作用机制。深化对干旱区人类活动的生态效应的认识，并丰富绿洲生态学的研究内容，对绿洲农业可持续发展具有重要科学意义。     

干旱区土地退化生态系统的评价方法

本文简要介绍了我国干旱区的二种分类方法、分布面积和自然特点。干旱区土地生态系统退化的主要类型有草场退化，而养耕地退化和灌溉地退化，国内外各种退化类型的分布面积。提出退化土地生态系统评价原则，主要退化土地的评价指标体系，评价因子权重的确定方法，综合评价方法及地理信息系统的应用。     

干旱区绿洲农业人口、资源与环境协调发展研究——以新疆维吾尔自治区新和县为例

绿洲是干旱区、半干旱区特有的景观形态,由于其特殊的地理位置和气候特征,人口、资源与环境的矛盾日益突出,生态环境非常脆弱。本文选取新疆较有代表性的新和绿洲为例,在分析、评价其生态环境的基础上,依据以水定地、以林护田、草田轮作与以草定畜、满足社会需求与经济效益最大等原则,采用线性规划方法,对新和县绿洲农业生态系统进行了优化分析,形成了三套方案,试图寻求干旱区绿洲农业人口、资源与环境的协调发展。最后,通过综合比较,选择提出了方案Ι作为最优方案,并对新和绿洲农业发展提出了具体建议。     

新疆荒漠生态系统分布特征及其演替趋势分析

本文依据中国植被分类原则,利用400万植被图,并借鉴景观分类方法,对新疆荒漠生态系统进行了划分,将新疆荒漠生态系统类型划分为4个荒漠生态系统类型。在分类的基础上,对新疆荒漠生态系统的空间分布特征和数量分布特征进行了详细的分析。结果表明,新疆荒漠生态系统总的面积为65.46×104km2。荒漠生态系统在空间分布上具有很强的地带性规律。在空间上主要分布在吐鲁番盆地,哈密盆地环天山和昆仑山山原和山麓地带。荒漠生态系统在各县域行政区域中的分布规律是半灌木、矮半灌木荒漠生态系统跨越的县市最多,最少的是垫状小半灌木(高寒)荒漠。本文同时在荒漠生态系统分类的基础上分析了新疆20年荒漠生态系统演变趋势,新疆荒漠生态系统面积增加了13.83×104km2,说明新疆总体的生态环境质量是降低的。在其他类型向荒漠生态系统演替过程中,转移面积最大的和最多的是垫状小半灌木(高寒)荒漠和灌木荒漠,面积分别为12.20×104km2和12.16×104km2。这两种荒漠生态系统类型主要分布在南疆,说明南疆的生态环境变化更剧烈。     

宁南半干旱灌溉农田夏闲地开发利用

针对宁南半干旱区旱作农业举步艰难的局面，讨论了在水热条件较好的灌区实行多熟种植开发夏闲地的必要性和可能性，并利用西北黄土高原夏闲地开发可行性决策咨询系统对典型乡镇进行了上机咨询，得到了夏闲地开发的可行性方案并给出了主要多熟作物组合的实际生产力和栽培技术要点。     

宁夏旱地农业类型分区及评价研究

旱地农业是指干旱、半干旱区的雨养农业。类型分区是因地制宜布局农业生产,找出农业技术措施推广的合理区间和开发旱耕地生产潜力之重要条件。该文在指出宁夏干旱特点的基础上,提出旱地农业类型分类的原则与指标和分区方法,最后将宁夏划分为荒漠草原风沙干旱牧业区、半农半牧区、半干旱典型草原旱作农业区和半湿润森林草原农林区。同时也给每一区的资源条件以综合评价。     

黄土高原半干旱区集水农业的气候学初探

水分不足是限制黄土高原半干旱区旱地农业生产力的主要因素。通过对甘肃黄土高原半干旱区自然降水和土壤水分等农业气候因子的动态分析，发现５、６月间降水低谷与７－９月丰水季交替重复出现是本区正常的天气现象。这一降水低谷引起土壤水分低值槽现象，造成夏粮作物的“卡脖旱”，严重影响产量。     

全球变化下的绿洲生态学研究

本文从生态学的角度给出了绿洲的定义,绿洲分布于干旱区,强烈依赖于水源（地表水与地下水）,以中生、旱中生植物为优势类群所构成的隐域性绿色景观;提出了绿洲生态学的主要研究方向,认为绿洲生态学应以景观以上水平的生态学过程的研究为重点,将自然和人为因素造成的绿洲水文过程和土壤盐分运移变化对绿洲生态系统结构和功能的影响及生态系统对环境变化的反馈关系作为研究的主要内容。文章还初步探讨了全球变化下绿洲生态学研究的四个主要方面,即：全球变化与绿洲荒漠化;全球变化与绿洲土地利用／土地覆被变化;全球变化与干旱区生物多样性;以及全球变化与绿洲生态系统模型的研究     

陕北风沙区景观格局分析

陕北风沙区地处农牧交错带,气候干旱,是一个从沙区向黄土区的过渡区,自然环境复杂、恶劣。区内景观类型简单,半流动沙地、流动沙地占据了主体,是一种典型的沙地景观格局。水是区域景观发展的一个重要因素,绿色景观滩地、草地、林地仅有14．7％,显示出区内生产力低,生态环境脆弱。人为景观成为区域内仅次于沙地的景观大类,区内自然的景观格局正受到人类的强烈干扰。这种区域环境的过渡性及脆弱性,导致了区域景观结构的不稳定性与敏感性。     

Seasonal dynamics of soil water content in the typical vegetation and its response to precipitation in a semi-arid area of Chinese Loess Plateau

Soil water content is a key limiting factor for vegetation growth in the semi-arid area of Chinese Loess Plateau and precipitation is the main source of soil water content in this area. To further understand the impact of vegetation types and environmental factors such as precipitation on soil water content, we continuously monitored the seasonal dynamics in soil water content in four plots (natural grassland, Caragana korshinskii, Armeniaca sibirica and Pinus tabulaeformis) in Chinese Loess Plateau. The results show that the amplitude of soil water content fluctuation decreases with an increase in soil depth, showing obvious seasonal variations. Soil water content of artificial vegetation was found to be significantly lower than that of natural grassland, and most precipitation events have difficulty replenishing soil water content below a depth of 40 cm. Spring and autumn are the key seasons for replenishment of soil water by precipitation. Changes in soil water content are affected by precipitation, vegetation types, soil evaporation and other factors. The interception effect of vegetation on precipitation and the demand for water consumption by transpiration are the key factors affecting the efficiency of soil water replenishment by precipitation in this area. Due to artificial vegetation plantation in this area, soil will face a water deficit crisis in the future.     

1961-2017年青藏高原东北部雨季降水量变化及其贡献度分析

利用53个气象观测站1961—2017年5—9月逐日降水资料,分析了青藏高原东北部雨季降水量的变化特征,以及不同等级降水变化在降水量增量中的相对贡献。结果表明:1961—2017年青藏高原东北部干旱区雨季降水量呈增加趋势,半干旱区和半湿润区降水量的极端性增强。大部分地区的降水强度普遍增加。进一步分析可知,青藏高原东北部雨季降水量变化主要由降水强度的变化引起,同时中雨等级降水增加贡献大于其他等级降水。半湿润区和半干旱区东部降水极端化趋势明显增强。该结果有助于进一步理解和认识青藏高原东北部生态环境变化的气候效应。     

景观格局分布特征的区域差异分析--以鄂尔多斯高原伊金霍洛旗为例

以内蒙古鄂尔多斯高原伊金霍洛旗为研究区域 ,以TM遥感影像解译的 1998年土地利用图为基础资料 ,将伊金霍洛旗划分为毛乌素沙地亚区、乌审凹地亚区和黄土丘陵亚区。从区域尺度 ,利用多样性、优势度、均匀度、分维数、平均斑块形状指数、平均斑块大小、斑块密度指数和斑块体平均斑块边缘等指数 ,对不同景观亚区的景观格局进行了数量分析。结果表明 ,在景观亚区这一尺度上 ,毛乌素沙地亚区一方面对该旗景观格局起控制作用 ,另一方面该亚区所承受的人类活动强度最大 ,景观的破碎化程度最深。而乌审凹地亚区的景观破碎化程度最小 ,人类活动强度最弱。从景观要素来看 ,无论哪一亚区均以天然草地为景观基质 ;不同类型斑块总的格局特点是 ,受人类影响程度愈深的斑块 ,其破碎化程度愈深 ,斑块的复杂性降低。总体而言 ,天然类型的斑块体 ,其斑块复杂性以乌审凹地亚区最为复杂 ,斑块的破碎化程度则以毛乌素沙地亚区最深 ;而人工斑块类型的变化规律在不同斑块类型之间稍有不同。     

Comparison of transpiration between different aged black locust(Robinia pseudoacacia)trees on the semi-arid Loess Plateau,China

Black locust(Robinia pseudoacacia)is widely planted throughout the semi-arid Loess Plateau of China.The spatial distribution of this species at different ages is highly heterogeneous due to restoration and management practices.In this study,we aimed to compare the transpiration levels between different aged black locusts at the tree and stand scales,clarifying the physiological status of this species with different ages.Black locust trees with two representative age classes(12 and 28 years)were selected in the Yangjuangou catchment on the semi-arid Loess Plateau.Sap flux density(F_d)and environmental variables(solar radiation,air temperature,relative humidity and soil water content)were simultaneously monitored throughout the growing season of 2014.Tree transpiration(E_t)was the product of Fd and sapwood area(A_S),and stand transpiration(E_c)was calculated basing on the stand sap flux density(J_s)and stand total sapwood area(A_(ST)).Stomatal conductance(g_s)was measured in a controlled environment and hydraulic conductance was estimated using the relationship between transpiration rate and vapor pressure deficit(VPD).Our results showed that Et and Ec were higher in the 28-year-old stand than in the 12-year-old stand.The gs and hydraulic conductance of 28-year-old trees were also higher than those of 12-year-old trees,and the two parameters were thus the causes of variations in transpiration between different age classes.After rainfall,mean Fd increased by 9% in 28-year-old trees and by 5% in 12-year-old trees.This study thus suggests that stand age should be considered for estimating transpiration at the catchment and region scales in this area.These results provide ecophysiological evidences that the older black locust trees had more active physiological status than the younger ones in this area.These findings also provide basic information for the management of water resources and forests on the semi-arid Loess Plateau.     

黄土高原降水资源特征与林木适宜度研究

黄土高原位于干旱半干旱地区,水资源匮乏,如何根据当地的降水条件来确定适宜的植被类型是生态建设中的一个关键问题.通过对黄土高原68个气象台站1961-2000年逐月降水量的统计,结果表明:黄土高原的降水特征总体表现为年平均降水量区域差异大,由东南部的大于600 mm逐渐递减到西北部的不足200 mm;植物生长期间的降水占全年80%以上,且季节分配不均,表现为春旱、夏多、秋少.依据黄土高原的降水资源特征,从林地水量平衡理论出发,以生长季期间林地的水分收支状况来确定林木的适生程度,并以县为单位对黄土高原的林木适宜性进行分区.结果表明,黄土高原适宜于乔木林和灌木林的区域各占1/4左右.     

基于流域尺度的中国北方沙地空间分布特征

沙漠河岸是独特的地理单元,在世界主要沙漠中普遍存在,风水复合地貌过程是其独特性的突出表现。文中以中国北方三级流域中沙地为研究对象,应用景观生态学中景观指数方法,以及统计学的主成分-聚类分析方法,对流域内风沙地貌空间分布组合状况进行划分:1)山前盆地-梳状水系-片状沙丘分布。2)山地高原-辐散状水系-带状沙丘分布。3)高原内陆湖盆-闭合水系-斑块沙丘分布。4)湖积平原-河湖相间-镶嵌沙丘分布。研究结论对干旱区风沙地貌研究具有一定的借鉴价值,也表明景观生态学方法在地貌分析中可以考虑作为潜在的分析工具。     

黄土高原藓结皮覆盖土壤导水性能和水流特征

生物结皮具有特殊的水文物理性质,为探究其对土壤水分渗透性和水流特征的影响,以黄土高原风沙土和黄绵土上3种典型地表覆盖类型(裸地、藓结皮、藓结皮-草本植物混合)为对象,采用环刀法和染色示踪法对其导水性质与水流特征进行探究。结果表明:藓结皮对2种土壤类型0~5 cm土层土壤理化性质影响较大,与裸地相比土壤容重降低了9.85%~10.00%,土壤黏粒含量增加了1.01~1.29倍,表层有机质含量提高了2.73~3.02倍;藓结皮使0~5 cm土层土壤饱和导水率降低了61.32%~88.89%,而在5~10 cm土层饱和导水率则有明显上升。另外,由于草本植物的影响,藓结皮-草本植物0~5 cm土层与藓结皮土壤相比土壤饱和导水率提高了1.32~6.43倍;黄绵土藓结皮与藓结皮-草本植物的染色面积比均高于裸地,且水分下渗深度增加了10 cm,而风沙土藓结皮与风沙土裸地的染色面积比差异不明显。综上所述,藓结皮和藓结皮-草本植物的存在改变了表层土壤水分渗透性以及水流运动特征和水分下渗深度,影响着黄土高原土壤水分保持和生态恢复。     

近300年来黄土高原耕地变化及时空格局分析

以黄土高原过去300年来的耕地栅格数据为基础,运用ESDA(探索性空间分析方法)对黄土高原近300年来各县(旗)区的耕地变化情况进行了动态实证分析。结果表明:1)在过去的300年中,黄土高原耕地面积呈现出从增加到减少,然后又到增加的趋势;2)黄土高原各县(旗)域耕地面积存在着显著的空间集聚效应,并且各县(旗)域Moran's I指数都为正;3)黄土高原各县(旗)耕地面积的两种集聚类型("高高"低低")在时空上存在着明显的分带现象,且变化规律存在着显著的空间分异特征。     

农牧交错带土地退化类型区的划分及其防治研究

本文在研究阴山北麓地区环境背景的基础上 ,从自然因素、土地利用因素、社会经济因素及土地退化程度因素中选出 2 3个指标变量 ,首先运用主成分分析的数学方法 ,将该区划分为 3个不同的土地退化类型区 ,分别为半干旱农业为主区 ,半干旱牧业为主区 ,和干旱牧业为主区。其次、根据土地退化评价体系对该区退化土地进行了评价研究。最后在评价的基础上 ,将阴山北麓地区细分为 5个土地退化类型区 ,分别为干旱牧农结合中度风蚀沙化丘陵区 ,半干旱农牧结合极强度风蚀沙化丘陵区 ,半干旱农业为主强度风蚀沙化滩川平原区 ,半干旱林牧农结合中度水蚀山地 ,半干旱牧业为主强度风蚀沙化高平原区。最后对不同的土地退化类型区根据各区地形地貌特征、土地退化类型、土地退化程度、自然资源状况、生态经济条件和经济发展趋势的相似性 ,结合环境综合治理方案 ,以保持乡 (镇 )行政区划的完整性为原则将该区又划分为四个生态经济类型区 ,即丘陵防风固沙牧、林、农结合区 ,滩川地农牧结合区 ,山地水土保持林、牧结合区和高平原防风固沙牧业为主区 ,在此基础上提出了土地退化防治分区整治途径。