Characteristics and dynamics of sandy natural forests in sandy forest-steppe ecotone in the northern area of China

l "trod notionViolent human disturbance results in global landscape and vegetation fragmentation, including thepolar landscape and alpine vegetation (Cox, 1993).In modern world, environment and development aretWo important problems, which have a direct effecton the destiny of human and the earth. Forestry,which undertakes double missions that are to optimize the environment and promote the development,is the crux to realize the unity of environment anddevelopment (Liu 1985).China is a develop…     

荒漠绿洲过渡带土壤饱和导水率的空间变异特征

土壤饱和导水率(saturated hydraulic conductivity,Ks)是影响土壤水文过程的重要参数,反映了土壤的入渗性能与持水能力。为探究荒漠绿洲过渡带土壤Ks的空间分布特征及影响因素,基于网格法(2 km×2 km)在黑河中游荒漠绿洲过渡带不同景观类型布设27个样点,获取0—30 cm土层基本物理性质,并利用Hood-IL 2700入渗仪测定土壤Ks。采用经典统计学和地统计结合的方法分析土壤Ks空间分布特征及其影响因素,建立Ks的土壤传递函数。结果表明:(1)土壤Ks变异系数为1.21,属强变异,Ks和土壤水分(SW)、有机质、黏粒(clay)、粉粒含量呈极显著负相关(P0.01),与容重(ρ_b)、砂粒含量呈极显著正相关(P0.01)。(2)土壤水分半变异函数最佳拟合模型为指数模型,容重、黏粒含量均为球状模型,容重、土壤水分和黏粒的最佳采样距离分别为0.38～0.77,1.86～3.72,1.41～2.83 km。(3)建立的传递函数为log Ks=-2.914+2.772ρ_b-0.09SW+0.068clay,容重、土壤水分和黏粒含量可作为模拟区域饱和导水率空间分布状况的预测变量。研究结果为荒漠绿洲过渡带土壤水分运移及模拟提供重要的数据支撑。     

灌溉因素订正的北方农牧交错带界定

我国北方农牧交错带为典型生态脆弱带,对其科学合理的界定对基于资源利用的区域可持续发展具有重要意义。北方农牧交错带界定的最基本条件是水分条件,但是前人的界定均以降水作为水分条件,均没考虑灌溉对农牧交错带形成的影响。本研究在传统界定方法的基础上,增加了灌溉条件订正,以订正后的水分条件作为界定指标,并结合水分变率和干燥度指标,运用模糊综合评判法,对北方农牧交错带进行界定,并进一步结合行政边界进行农牧交错带县域的划分。结果显示,我国北方农牧交错带呈东北—西南走向的带状分布,总面积65.90万km~2;北方农牧交错带县(市、旗)共有123个,总面积66.08万km~2,分布于北方的9个省(自治区),农牧交错带县数量以内蒙古自治区、山西省和青海省居多,农牧交错带县总面积以内蒙最大。本研究的界定结果在位置上比农业部指定范围略向西北方向偏移,范围上分别向东北和西南扩展,增加了黑龙江、吉林、青海3个省份,去掉了辽宁省;在县域总数上有所减少,黑龙江、吉林、内蒙古、青海的农牧交错带县域(市、旗)总数有所增加,而河北、山西、陕西、甘肃、宁夏的农牧交错带县域(市)总数有所减少;部分位于内蒙河套灌区和宁夏河套灌区的县域被划入。由对农牧交错带水热条件的分析可知,农牧交错带大部分地区的年积温为2000～3500℃,空间上呈中间高,东北、西南低的趋势;大部分地区的水分条件(降水和灌溉)为300～450mm,空间上沿东南—西北方向递减;大部分地区的表层土壤有机碳含量为0～1%,空间上呈中间低,东北、西南高的趋势。本研究将灌溉指标纳入农牧交错带的界定指标系统,弥补了传统气候界定方法的缺陷,是对农牧交错带界定工作的科学补充和发展,得到的县域尺度的农牧交错带结合农牧交错带水热条件分布研究,可为农牧交错带区域农牧结构调整和精准可持续发展提供科学借鉴。     

岷江干旱河谷-山地森林交错带根层土壤碳活性与储量特征

根层土受植物地下部分生命活动、代谢影响最直接和最强烈,其碳活性与储量特征对土壤质量改变乃至全球气候变化具有极高的灵敏性。以岷江干旱河谷-山地森林交错带及邻近生态系统为研究对象,研究根层土壤易氧化碳、微生物量碳等碳活性以及碳密度、碳储量特征,可为该区的生态系统管理提供重要科学依据。结果表明,不同生态类型根层土的土壤碳密度为(0.14±0.007)～(101.16±0.301)kgC/m2,碳储量为(30.2±1.51)～(21850.6±65.02)kg。相对于干旱河谷,交错带根层土壤易氧化碳、微生物量碳等碳活性更强,为沿交错带逐步向下改善土壤环境抑制干旱河谷区上延提供了较好的碳素环境。尽管交错带天然林植被面积较小,但其土壤碳密度和土壤有机碳丰度指数因物种优势和所在山地垂直带谱中所处的相对有利位置,显著高于干旱河谷。在交错带内部,以高山栎为优势种的根层土具有更强的储碳能力,是包括退耕还林地在内的自然或人工植被调控生态工程建设中重要造林树种和恢复模式。     

暖温带-亚热带过渡区鸡公山落叶栎林和松栎混交林 土壤有机碳空间分布特征

河南省鸡公山位于暖温带-亚热带过渡区,落叶栎类栓皮栎(Quercus variabilis Blume.)和麻栎(Q.acu-tissima Carr.)混交林和马尾松(Pinus massoniana Lamb)栎类混交林是该区域的2种典型林分类型。分别在海拔200、400和600 m的落叶栎林和松栎混交林中设置样地,比较土壤有机碳(SOC)含量和碳密度的变化。结果表明,随着海拔升高,2种类型林分的土壤有机碳含量和密度显著增加(P0.05);在200和400 m海拔高度上,松栎混交林分土壤有机碳密度高于落叶栎林。在600 m海拔高度上,落叶栎林土壤有机碳密度高于松栎混交林。对于各个海拔高度林分来说,土壤有机碳含量和密度随着土壤深度增加而降低,0～20 cm土层有机碳密度对剖面总有机碳贡献率为77%～93%。这些结果揭示该地区森林土壤有机碳分布特点,也为当地碳汇林业的经营提供了依据。     

准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤螨类群落特征初步研究

为了查明准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤螨类群落特征及其季节动态变化,2010年4月、7月、9月和11月中旬对该区的自然林、人工林、耕地、菜地、荒草原、灌木林及荒漠等7种不同生境进行采样调查研究。结果表明,共获得土壤螨类5200只,隶属于4目41科61属,其中菌甲螨属(Scheloribates)和若合甲螨属(Zygoribatula)为该区的优势类群,分别占总数量的18.21%和12.52%,而懒甲螨属(Nothrus)、扇珠足甲螨属(Licnodamaeus)、盖头甲螨属(Tectocepheus)、尖棱甲螨属(Ceratozetes)大翼甲螨属(Galumna)等15类群为常见类群,占总数量的53.6%。其余的44类群为稀有类群,占总量的15.67%。研究区七种不同生境土壤螨类个体数和类群数均有差异,个体数分别为自然林>菜地>荒草原>人工林>灌木林>耕地>荒漠;类群数分别为自然林>人工林>灌木林>荒草原>菜地>耕地>荒漠。不同季节所获得的土壤螨类总个体数量的大小顺序为9月>11月>7月>4月。垂直分布结果表明土壤螨类主要集中分布于表层土壤,即0～5cm土层最多,其次为5～10cm土层,在10cm以下的土层中土壤螨类数量急剧减少,不同土层间的个体数差异极显著(P<0.01)。     

准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤甲螨群落结构

为了查明准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤甲螨群落特征,2011年4月、7月、9月、11月中旬对该交错带的自然林、灌木林、防护林、荒草原、耕地、菜瓜地和荒漠等7种不同生境进行调查。结果表明:该区域共捕获土壤甲螨成体3767头,28科36属43种,其中覆盖头甲螨、萨勒盖头甲螨、新疆尖棱甲螨和普通尖棱甲螨为优势种,截合若甲螨、长单翼甲螨属、白上罗甲螨大洋亚种为亚优势种,优势种和亚优势种占总数的72.45%。7种不同生境土壤甲螨群落组成和数量分布均有明显的差异(P<0.05),在自然林种类(30种)和个体数(1001头)最多,而在菜瓜地种类(9种)最少,荒漠个体数(118头)最少。不同生境土壤甲螨的个体数具有明显季节变化差异(P<0.05),秋季数量最高、冬季次之、夏季其次、春季最低。MGP分析结果表明,该交错区土壤甲螨群落均属于O型,但G群的种类明显高于M群和P群。甲螨的群落异质性高,各生境间的多样性指数(H)有一定的差异,其中防护林最高,而菜瓜地最低。生境间相似性分析表明,自然林、灌木林、防护林生境之间是中等相似(0.50～0.70),荒漠和荒草原与其他生境间为中等不相似(0.25～0.50)或极不相似(0.00～0.25)。研究表明气候、植被和土壤差异是影响土壤甲螨群落的主要因素。     

策勒绿洲-沙漠过渡带两个建群种阻沙能力对比研究

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带为研究区,在区域内确定了一个100 m×500 m的骆驼刺-花花柴-柽柳植物群落样地,随机选择了67株疏叶骆驼刺和67株花花柴植株,对每株植物及其沙堆形态参数进行测量,对比分析两个建群种草本植物形态和沙堆形态特征及其相互关系与植物的阻沙能力。结果表明：两种灌草丛植物地面植株平均高度和沙堆的平均高度均相近,但骆驼刺灌丛的平均冠幅面积和冠幅体积,分别是花花柴灌丛的近1.8倍;灌丛沙堆的平均底面积和体积,分别是花花柴沙堆的近1.7倍和2.0倍。骆驼刺灌丛沙堆形态参数间的相关性明显高于花花柴沙堆,骆驼刺灌丛沙堆的底面积及体积的增长幅度较花花柴大。总体而言,骆驼刺灌丛具有更强的空间占有能力,对地表的防护作用面积大,植物个体阻沙能力强。但在两种植物生长的早期阶段,花花柴则显示出较强的阻沙性能,说明不同生长阶段两种植物的阻沙能力大小存在差异。     

基于遥感和GIS的农牧交错带生态资产定量评估——以宁夏盐池县为例

自2003年宁夏全境实行禁牧政策以来,处于农牧交错带的盐池县生态与环境变化受到广泛关注。利用2000年、2005年、2010年TM/ETM⁺和MODIS NDVI数据,定量反演生态参数,计算3个时点的生态资产,评估禁牧政策的环境影响。结果表明：盐池县生态资产总值分别为1.62×10⁸、2.15×10⁸、2.70×10⁸元;生态系统服务功能中水土保持价值比重最大,其中贡献最大的土地利用/覆盖类型为占研究区总面积最大的草地;单位面积生态资产价值最高的为旱地,10 a间生态资产总体呈递增趋势,东南部黄土丘陵区增幅明显,说明过去10 a来禁牧政策有助于生态资产的增加,环境质量总体趋好。     

科尔沁沙地坨甸交错区土壤水分的空间变异规律

科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区,地貌形态多样、土地利用类型众多,从而导致土壤水分空间分布的复杂性。通过对科尔沁沙地典型沙丘-草甸相间地区的调查取样与试验分析,运用统计学理论和方法,研究土壤水分的空间变异性及其空间分布规律。结果表明：水平方向上,土壤水分总体表现为草甸地大于沙丘地,过渡带介于两者之间。就草甸地而言,植物生长越好,其土壤水分越高,保水持水性能也越好;沙丘地则与之相反,植被最稀疏的流动沙丘,其土壤含水量大于半流动半固定沙丘与固定沙丘,且有良好的储水条件。垂向上,高覆盖草甸、低覆盖草甸和农田（草甸）土壤含水量在地表下0～40 cm波动最大,40～160 cm随深度增加而递增;流动沙丘、半流动沙丘和固定沙丘土壤含水量随深度增加呈微弱加大趋势。林地、撂荒地、农田（沙丘）变化程度居中。从空间分布看,研究区中东部土壤水分偏大,且向南北两侧区域递减。