紫茎泽兰潜在分布对气候变化响应的研究

紫茎泽兰的生态适应性强,是我国外来入侵物种中危害最为严重的恶性杂草。研究紫茎泽兰的适生性特征及对全球气候变化的响应规律是制定防控策略的重要基础,为此,本研究采用了将生态位因子分析(ENFA)与最大熵模型(MaxEnt)嵌套的方法,首先通过ENFA对环境因子进行降维,利用降维后的环境因子以及当前及A1b情景的未来气候数据,根据最大熵模型(MaxEnt)预测紫茎泽兰的潜在分布,并使用ROC曲线分析对预测结果进行评价。结果显示,当前气候情景下,紫茎泽兰的分布区以云南、贵州、广西等省为主;未来A1b情景下,易入侵等级(入侵概率为0.6~1.0)的区域面积将会由当前的12.82 km²增加至2080s的21.30 km²,中心点将由当前位置向西南方向移动61 km;而其中高入侵概率等级(入侵概率为0.8~1.0)的区域面积将由当前的0.42 km²增加至2080s的0.91 km², 中心点将由当前位置向东南方向移动178.66 km。根据当前及未来A1b气候情景下紫茎泽兰潜在分布情况,并根据不同入侵等级区域采取相应的防除治理措施,将对紫茎泽兰的综合治理具有重要指导意义。     

基于生命周期评价的相同食物当量玉米与紫花苜蓿生产环境影响比较研究

为了探讨种植业结构调整对于我国环境的影响,本研究运用生命周期评价方法,计算了甘肃省民勤县农户水平2014与2015年从农资生产到农户入仓范围生产1 kg玉米籽粒及1 kg紫花苜蓿鲜草的环境影响,并使用基于蛋白质和热量的计量单位—食物当量(FEU),比较分析了1个FEU玉米籽粒和紫花苜蓿生产的全生命周期环境影响差异。结果表明,生产1 kg玉米籽粒和1 kg紫花苜蓿鲜草全生命周期的一次性能源消耗(PED)分别为9.35和1.22 MJ,水资源消耗(WU)分别为889.33和144.37 kg,矿物和化石资源消耗(DAR)分别为0.13和0.02 kg antimony-eq,气候变化潜值(GWP)分别为1.21和0.10 kg CO₂-eq,可吸入无机物(RI)分别为4.23×10^-3和1.88×10^-4 kg PM_2.5-eq,光化学臭氧合成(POFP)分别为2.41×10^-3和1.71×10^-4 kg NMVOC-eq,环境酸化潜值(AP)分别为8.55×10^-3和8.03×10^-4 kg SO₂-eq,淡水富营养化(FEP)分别为1.20和0.09 kg P-eq,生态毒性(ecotoxicity)分别为1.26×10^-2和1.49×10^-3 CTU。1个FEU紫花苜蓿生产的PED、WU、DAR、GWP、RI、POFP、AP、FEP和ecotoxicity则分别为玉米籽粒的20.50%、25.43%、21.08%、12.99%、6.98%、11.15%、14.76%、12.31%和18.58%。因而考虑到苜蓿的食物-经济比较优势,目前应给予其不少于粮食作物的种植补贴。并且如果将我国的部分玉米种植改为苜蓿种植,则是最便捷、经济的既能满足我国食物结构需求,又能减少农业生产的资源消耗与环境污染的措施。本研究同时也为在我国深入开展粮改饲提供了一定的立论基础。     

陇东黄土高原典型草原滩羊践踏强度与放牧强度关系的研究

通过在环县典型草原不同放牧强度下轮牧试验的跟群观测,发现放牧强度增加3倍,其践踏强度却增加5倍多,说明践踏作用对放牧的敏感性高于以家畜采食作用为基础的适宜载畜量和放牧强度,获得了家畜践踏强度随放牧强度幂函数式增大的定量结论,说明调控放牧家畜的践踏效应应是放牧管理的一项重要的指标。     

三江源草原生态系统生态服务价值的能值评价

三江源地区处于青藏高原腹地,考虑三江源地区草地生态系统的特殊性、复杂性、敏感性,及其所蕴含的巨大的生态服务价值,全面的评价该地区的生态服务价值对于维护该地区生态环境健康和未来该地区经济社会的可持续发展具有重要意义。本研究以草地综合顺序分类法为理论基础,以能值分析法为主要计算方法,选择合适的6项评估指标,对2001-2010年三江源区草原生态系统生态服务价值进行逐项评估。研究结果表明,在过去的10年中,三江源区草原生态系统生态服务价值总量从1375亿元/年上升到1780亿元/年,年际变化较大;从趋势上,以2006年为分界点,2006年后的年份,其生态服务价值总量基本保持上升趋势,且普遍高于2006年前的年份。对不同草原类型进行生态服务价值评价可以看出,多雨冻原高山草甸类生态服务价值占全部草原类型生态服务价值的比例最大,10年中皆超过99.5%,这主要与该草地类型所占的面积比例有关;各类型草地生态服务价值占总价值的比例年际变化不大;在6项指标中,释放O₂与固定CO₂的价值所占总价值比例最大,两者之和约占全部价值量的90%,而直接的草产量价值仅占全部价值量的1%左右,远远低于其他生态服务项目的价值。     

草地对全球气候变化的响应及其碳汇潜势研究

 本研究用综合顺序分类法（ＣＳＣＳ）分析了１９５０－２０００年和２００１－２０５０年期间的草原类型演替及碳汇动态。证明中国草地的碳汇主体依次是冻原和高山草地、温带湿润草地、斯泰普草地和半荒漠草地大类,占中国潜在草地总面积的８５．５２％,年碳汇潜力占中国潜在草地年碳汇潜力的９３．２９％。全球草地的碳汇主体是萨王纳、冻原和高山草地大类,两者的面积和占全球潜在草地总面积的４８．５０％,年碳汇潜力占全球潜在草地年碳汇潜力的７２．２２％。在全球气候暖干化的强（Ａ２ａ）、弱（Ｂ２ａ）情景下,与当前（１９５０－２０００年）情景相比,中国将呈现草地面积减少,林地面积增加的态势;与中国的趋势相反,全球将呈现草地面积增加,林地面积减少的态势。在全球暖干化的Ａ２ａ和Ｂ２ａ模式下,草地年碳汇潜力,中国将分别提升１４．６％和１８．５％,全球将分别提升１７．３％ 和１６．８％。但两者的增长方式不同,全球是以温带湿润草地大类年碳汇潜力大幅增加为特征,而中国是以负增长为特征。我国的暖干化趋势在草地年碳汇潜力上的反映较之全球更强烈。尽管造成全球气候暖干化的自然因素远非人力所能控制,但系统问题只能靠系统综合的办法治理。这是草地工作者当前的使命。     

践踏和降水对环县典型草原土壤颗粒分维特征的影响

采用试验践踏与模拟降水控制试验,对16个不同试验组合样区表土(0~15 cm)质地的机械组成进行分析,结果表明,随着践踏强度增加,土壤颗粒表现出不同程度的粗化趋势,降水具有双向调节的作用。利用分形模型计算了土壤粒径分形维数,计算结果表明,分形维数指标与践踏强度呈负相关关系。但分形维数递减幅度与模拟降水处理水平相关,在模拟降水处理水平依次为干旱、自然降水、平水、丰水时,粒径分形维数递减幅度依次为4.33%,2.61%,1.34%和1.23%。降水与践踏的匹配关系,对形成确定的分形维数具有决定性作用。由于具有较高分形维数的土壤更易发生放牧侵蚀,若管理不善则会发展为荒漠化。因此,在此种意义上来说,土壤分形维数的测算对进一步研究放牧侵蚀机理和荒漠化形成过程可能具有推动作用。     

草地农业是甘肃农业可持续发展的重要途径

根据对甘肃省情的研究,认为甘肃农业结构与资源分布不协调,种植业所占比重过高,忽视草食畜牧业可能是主要症结之一.从实施草地农业两个典型案例分析可见,要跳出既有圈子,创新粮食安全思路,须通过发展草地农业,实现从粮食经济到草业经济的转型.建议设立3个生产基地:1)黄土高原巨型畜牧业基地;2)以张掖为中心的山地-绿洲-荒漠耦合系统群基地;3)甘南-临夏农牧区耦合草地畜牧业基地.     

景观要素的分维数与其形状参数的二元线性回归模型

利用方格网法研究了景观要素的分线数（FD）与其形状参数的关系,并建立了分维数（FD）与长宽比（L／W）和面积周长比（A／P）的线性回归模型,讨论了该模型的景观生态学意义。     

三江源区牧户生计资本对其生计策略的影响研究

牧户作为三江源区自然资源利用的决策主体,研究其生计策略对于当地的生态保护具有重要意义。根据分层随机抽样的第一手调查资料,将牧户生计策略划分为纯牧型和多样型,运用二元Logistic模型实证分析了影响牧户生计策略选择的关键生计资本指标。结果表明:1)不同生计策略牧户的生计资本状况呈现出明显的差异,多样型牧户的生计资本状况优于纯牧户;2)草地面积、住房质量、家庭年收入、亲友圈是否有人担任干部和居住地到最近集市的距离,是影响三江源区牧户生计策略选择关键生计资本指标;3)三江源区牧户的生计活动方式和收入结构总体单一,即使是多样型牧户也并未脱离放牧为主的生计活动。以上述关键生计资本指标作为突破口,积极合理引导牧户选择有利于生态保护的生计策略或是今后三江源区生态环境改善的新方向。     

基于DNDC模型的高寒草甸土壤有机碳含量动态研究

研究发现以气温升高为主导的气候变化严重影响高寒草甸土壤有机碳含量的动态变化,然而,关于气候变化和放牧对土壤有机碳的耦合效应知之甚少。本研究采用增温-放牧试验结合DNDC(denitrification-decomposition)模型,检测气候变化和放牧对青藏高原高寒草甸土壤有机碳含量的影响,并评估气候变化和放牧对土壤有机碳含量变化的贡献率。结果表明:气候变化对土壤有机碳产生负面影响;放牧强度通过增加践踏、落叶和粪便返还影响土壤有机碳含量。温度、降水结合放牧强度,解释了高寒草甸土壤有机碳含量变化的63.4%。气候变化是导致土壤有机碳波动的主要因素,该因素解释了土壤有机碳变化的61.9%。相比之下,放牧强度解释了其变化的1.6%。持续的气候变化和放牧会影响土壤有机碳的动态变化,进而影响草地生态系统的服务功能。草地生态系统管理应考虑到潜在的气候变化,以实现该系统的可持续发展。