岷江源头区乔灌交错带地被物和土壤持水能力

通过野外调查和室内试验,定量评价了岷江源头区交错带云杉针叶林、云杉针叶林—山生柳灌丛交错区(乔灌)和窄叶鲜卑花灌丛3个林型的地被物(枯落物和苔藓)和土壤持水特征。结果表明:3个林型地被物储量差异显著,其大小顺序为乔灌(72.67t/hm~2)针叶林(43.87t/hm~2)灌丛(11.00t/hm~2);针叶林和乔灌的苔藓层的储量分别为27.00,44.71t/hm~2,占地被物总储量的61.5%以上。地被物层最大持水总量表现为乔灌(21.23mm)针叶林(11.33mm)灌丛(2.45mm);针叶林和乔灌枯落物层的最大持水量分别为7.45,12.12mm,均大于苔藓层的最大持水量;针叶林和乔灌枯落物层和苔藓层最大持水量分别是其储量的4.3~4.4,1.4~2.0倍。土壤容重随土层深度增加而增大,持水能力则随土层深度增加而降低;0—20cm最大持水量大小顺序为乔灌(153.70mm)灌丛(132.28mm)针叶林(128.25mm)。综合地被物持水和土壤持水,交错带生态系统的持水能力在不同林型间差异显著,其最大持水量表现为乔灌(174.93mm)针叶林(139.58mm)灌丛(134.73mm),其中,土壤层是生态系统持水能力的主导层,占综合持水量的87.9%以上。研究结果有利于全面认识岷江源头区生态水文效应。     

基于SEBAL模型的农牧交错区蒸散演变及生态需水规律

[目的]对典型农牧交错区的蒸散格局、演变特征及其生态系统需水规律进行研究,为区域生态治理和水资源管理提供科学依据。[方法]以宁夏回族自治区盐池县为例,选择2000—2017年的4期Landsat遥感数据和气象资料等辅助数据,利用SEBAL模型反演该县不同时期秋季初的日蒸散,结合同期土地利用类型数据进行分析研究。[结果]①秋季初的日蒸散量由2000年的0.89 mm/d增加到了2017年的1.71 mm/d,增幅为92.1%,增强趋势显著。②日蒸散具有较强的空间异质性,总体呈南高北低的格局,尤以东南部的黄土丘陵区蒸散最高;近17 a蒸散的年增幅也表现出南高北低的特征,但不同时段的年增幅空间格局存在较大差异。③不同地类的蒸散存在差异,耕地、林地和草地的平均蒸散量分别为1.42,1.33,1.27 mm/d,但蒸散量年增幅最大的是草地。④近17 a盐池县生态需水总量和各地类的生态需水量都在增加,各地类生态需水量由高到低依次是草地、耕地和林地,但单位生态需水量最高的是耕地,最小的是草地;近17 a耕地和林地的生态需水量占总生态需水量的比例在下降,而草地生态需水量的比例则呈上升趋势。[结论]在盐池县大力实行生态治理工程的背景下,区域蒸散显著增强,植被生态系统的需水量明显增加,不同地类的蒸散和需水结构也发生变化。     

Landscape pattern changes over 25 years across a hotspot zone in southern Brazil

Forest fragmentation caused by human activities has many implications for natural landscapes, such as habitat reduction and the loss of biodiversity. This study investigated the temporal fragmentation process of forest remnants in a strongly agro-industrialised region in southern Brazil over 25 years. The studied watershed area hosts two important typologies of the Atlantic Forest biome as well as Quaternary remnants of the Brazilian Savanna biome, which are considered hotspots of biodiversity and reflect the intense process of forest fragmentation caused by Brazilian urban and agro-industrial development. Thus, studies encompassing multitemporal scales are paramount to understanding changes in forest patterns and are fundamental for trend predictions of landscape dynamics. To perform the calculation of the mean normalised difference vegetation index, Landsat satellite images from 1991 to 2016 were processed using SPRING® software. Subsequently, FRAGSTATS® software was used to calculate landscape metrics. A reduction in the number of forest fragments since 1991 was observed, with a maximum amount of 5 243 fragments in 1993 that declined to 4 015 fragments in 2016. Although the number of fragments in the watershed decreased, the mean area increased by 72.9% and the mean of the shape index increased from 1.3 in 1991 to 1.5 in 2016. In addition, there was a 64.7% increase in the edge density and a reduction of 35.6 m in the isolation between the nearest neighbours. The degree of isolation of the fragments underwent a process of expansion and reduction when compared to 1991, presenting results that support the hypothesis that the Atlantic Forest is in a process of stabilisation and forest restoration.     

农牧交错带半干旱草地生态系统土壤呼吸对短期不同放牧强度的响应

放牧对生态脆弱区的半干旱草地生态系统的群落结构以及生产力的改变更加敏感。通过研究土壤呼吸各组分在不同放牧强度下的变化,得到最适宜的放牧强度的固碳效应。本研究以位于山西省右玉县农牧交错带的半干旱草地生态系统为研究对象,探究短期不同放牧强度对土壤呼吸的影响。2017-2018年每年5月开始进行不同强度的放牧实验,共设置了4个放牧强度：不放牧（对照）、轻度放牧、中度放牧和重度放牧（分别表示为G₀,G₁,G₂和G₃）。采用静态箱法测定不同处理的土壤总呼吸（Soil total respiration,SR_tot）和土壤异养呼吸（Soil heterotrophic respiration,SR_h）,同时监测10 cm表层土壤温度和含水量。实验结果表明：短期不同放牧强度对农牧交错带半干旱草地SR_tot、SR_h和土壤自养呼吸（Soil autotrophic respiration,SR_a）在生长季均呈单峰型变化趋势,各放牧强度均使SR_tot和SR_h有所降低。土壤温度（10 cm）与SR_tot和SR_h呈显著正相关（r²>0.1,P <0.05）。     

近10年农牧交错区生态环境变化分析——以内蒙古太仆寺旗为例

利用2000年和2009年2个时期的Landsat 5的4,3,2(RGB)波段合成影像的解译结果,分析研究区近10年的景观格局变化,并结合气象数据,探讨景观格局在气候背景下的演变规律,揭示生态环境变化与气候变化的关系。结果表明:10年来研究区林地和草地面积有所增加,但区域整体生态环境还是呈退化趋势,表现为水域及低湿地草甸的大量减少和低地盐化草甸的增加;在全球气候变暖背景下,研究区气温上升趋势明显,加上降水量季节分布不均,持续的干旱使生态环境变得更差,农牧业生产受到极大影响。基于分析结果,指出在气候变化背景下,应加强生态环境保护的力度,限制或取消引起生态退化的各种干扰因子,充分利用系统的自我修复功能,达到恢复和改善生态环境的目的,实现区域的可持续发展。     

河西走廊荒漠-绿洲区气候环境演变特征

根据河西走廊荒漠-绿洲交错区敦煌、金塔及民勤3站1960-2007年气温、降水、蒸发量等观测资料,利用距平时间序列和多阶自回归序列分析方法,探讨荒漠-绿洲交错区的年际气候演变特征。结果表明:在1960-2007年荒漠-绿洲交错区年均气温分为两个主时段,即1967-1986年为一低温时段,1987年开始转为一个相对较长的偏暖时段。目前,年均气温正处在历史的波峰状态,年均蒸发量显著增加。利用荒漠-绿洲交错区1980-2007年灌溉面积、地下水开采状况等资料,分析其历史演变特征,说明了在气候变暖的背景下,人类活动与环境的不相适应,大量扩耕、超采地下水是导致荒漠-绿洲交错区气候环境退化的主要原因之一。     

论绿洲发展过程中绿洲-荒漠交错带圈层结构的缺失及绿洲防护方式的改变

以1977-2002年的三期landsat遥感影像为基础,分析了新疆于田县两个新开发的小绿洲,发现在绿洲扩张过程中,绿洲-荒漠交错带面积缩减,由高覆盖度草地到中低覆盖度草地的圈层结构被破坏,出现了高草圈层几乎完全消失,或人工绿洲直接与荒漠相连的情况。交错带对绿洲的防护功能下降,与此同时,绿洲内部的防护林体系得到加强,在人工绿洲的发展过程中,绿洲由外围防护渐转向内部防护。     

毛乌素沙地南缘生态过渡带植被物种多样性的研究

对毛乌素沙地南缘生态过渡带流动半流动沙丘、固定半固定沙地、盐化丘间低地和缓坡丘陵梁地4种不同生境的植被物种组成及多样性进行研究。结果表明:随着沙化程度的加重,从缓坡丘陵梁地,经盐化丘间低地、固定半固定沙地到流动半流动沙丘,多年生草本植物逐渐减少,一年生草本植物及沙生灌木、半灌木逐渐增加;物种丰富度指数、多样性指数及均匀度指数均下降。     

覆膜垄沟集雨种植对老芒麦高度和密度的影响

研究了北方农牧交错区垄沟集雨种植措施对老芒麦Elymus sibiricus生长发育的影响。覆膜垄沟集雨种植可以使有限降雨在沟内富集累加,垄面径流效率达到80%左右。老芒麦2008和2009年营养生长阶段,处理间高度差异显著。2008年处理1和CK相比,株高提高33.5%~61.3%;处理2和CK相比,株高提高20.1%~44.1%,处理1与处理2相比,株高提高9.2%~16.2%。2009年处理1与CK相比,株高提高93.2%~116.4%;处理2与CK相比,株高提高65.4%~82.3%;处理1与处理2相比,株高提高12.1%~19.4%。处理1、处理2与CK三者在密度方面差异不尽相同,总体表现出处理2和处理1老芒麦密度高于CK,2008年密度动态变化和单株分蘖数变化保持一致,2009年返青后,呈现出整体略微下降趋势,趋于稳定。     

中国北方农牧交错带中段近60年气温序列变化研究

利用1955-2014年中国北方农牧交错带中段10个气象观测站的气温时间序列资料,在分析气温变化结构的基础上运行气候突变检验和小波分析,用以解释气温变化的多时间尺度的复杂结构,分析不同时间尺度下气候气温变化的突变点和周期性变化规律。结果表明：近60 a来研究区内平均气温呈现普遍升高趋势,尤其在20世纪80年代以后升高趋势更加显著,达到99%置信度,升温速率达到0.45℃·10a^-1,高于全国和全球的气温增长率。2008年后区域进入降温过程,冬季降温尤为明显,其原因是全球变化发生停滞;气候突变检验表明区域年平均气温的升温突变发生在1986年,显著升温开始于1991年,冬季升温突变时间最早,发生在1978年,夏季升温突变时间滞后,出现于1991年;周期检验表明区域内气温存在5~10 a和30 a的多重时间尺度结构的变化特征,预计2008年后年平均气温和季节平均气温增加速度将变缓,甚至可能发生变暖停滞。