基于多场景模型的沙漠-绿洲交错带林草生态网络模拟

沙漠的迅速扩张对生态脆弱地区的社会经济和环境构成了巨大威胁。选取位于沙漠绿洲地区的内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县作为研究区,以遥感影像数据和DEM数据为基础,设置11种发展策略,利用引力模型和MCR模型构建了森林-草地生态网络(FG生态网络)多场景仿真模型,提取出不同发展策略下的生态网络,并利用复杂网络理论分析了11种发展策略中网络的拓扑结构和统计特征。结果表明,发展策略的不同会造成不同的生态基质,本文构建的模型可以模拟受基质变化影响的斑块之间的相互作用。随着发展策略中经济发展的比重增加,研究区内连接生态斑块的生态网络逐渐遭到破坏,部分生态斑块之间的连接方式发生了变化,并且网络连通性和核数、平均节点连接数等指标呈下降趋势。(0. 9,0. 1)发展策略中网络密度略有增加,而其他策略中网络密度随经济发展比重的增加而逐渐减小。经济发展不一定导致该地区生态环境恶化,在现有自然条件下,研究区仍有经济发展空间,但发展空间有限。识别出36个关键生态节点,识别出研究区骨架廊道总长度为1 236. 89 km。建议加强关键生态节点、骨架廊道的生态建设与保护,实行较严格的生态管控措施。     

蒙辽农牧交错区草地植物种群和功能群热值研究

本研究通过对蒙辽农牧交错区的61种植物进行热值分析,分析了不同功能群热值的变化,以期为农牧交错区草地能量固定及资源合理利用提供科学数据和理论支撑。研究结果表明：61种植物的热值平均值为17.14 KJ·g^-1。不同生活型功能群比较,一二年生草本热值显著低于多年生禾草和灌木,与半灌木和多年生杂类草均无显著差异。多年生禾草、灌木、多年生杂类草和半灌木之间无显著差异。不同水分生态功能群之间的热值均无显著差异。旱中生植物的热值平均值略低于其他组。百合科（Liliaceae）、豆科（Leguminosac）、禾本科（Gramineae）、菊科（Compositae）、蔷薇科（Rosaceae）之间热值无显著差异,藜科（Chenapodiaceae）热值显著低于其他科。植物热值与碳含量呈显著正相关关系。     

农牧交错区农业资源利用与优化模式——以榆林市为例

受气候变化和粮食生产结构调整的影响,我国农牧交错区旱作农业规模不断扩大,其保障耕地安全与粮食安全的功能愈发突显,但在农业资源开发利用规模不断扩大的过程中,农牧交错区的资源超载风险与生态脆弱性备受关注。本研究以榆林市为例,运用重心模型、超效率SBM模型和时空分析等方法分析了近年来榆林市气候、耕地、水和种质等农业资源的利用现状、趋势以及面临的机遇和问题,提出农牧交错区农业资源优化利用模式。结果表明,气候变化背景下陕西省耕地重心及粮食生产重心北移趋势显著,1990—2019年间分别向北移动了38.40 km和72.51 km,榆林市农业资源开发利用与生产规模不断扩大;榆林市气候要素的整体变化趋势表现为平均气温和积温升高、降水量增加以及无霜期延长;榆林市耕地面积的变化呈现出先下降再上升最后相对稳定的特征,粮食种植结构发生转变,耕地利用强度和生产能力均有明显提升;榆林市水资源利用总量不断增加,2010—2020年的农业用水效率从0.414提升至1.039。研究提出市场导向型、资源整合型和生态休闲型三种不同的农业资源优化利用模式,分别适用于土地退化和人口流失严重的地区、具有一定资源基础或产业基础的农村地区以及城市近郊区等不同地域类型的农业发展。     

气候变化对我国北方农牧交错带空间位移的影响

北方农牧交错带地理位置特殊,脆弱性、敏感性是其主要特点。气候变化背景下我国北方农牧交错带范围也发生了相应变化。文中参考已有的界限指标,结合北方农牧交错带及其周边地区(11个省、自治区及直辖市)208个站点1961-2010年的降水资料,确定新的界限指标划定北方农牧交错带的边界,并讨论其界限移动情况。经分析,北方农牧交错带大部分地区降水量呈减少趋势,气候变化对东部降水量影响较为明显,农牧交错带范围向东南方向移动,且南界移动幅度大于北界;北部西界向西移动约2个经度;同时我国北方农牧交错带范围增加约3.5×104Km2,这一变化趋势与实际土地利用模式下农牧交错带移动情况相反,因此当前农牧交错带地区的土地利用方式不利于该地区生态环境的可持续发展,使该地区生态环境问题更加严重。     

Changes in soil carbon stocks and related soil properties along a 50-year grassland-to-cropland conversion chronosequence in an agro-pastoral ecotone of Inner Mongolia, China

Land use change significantly influences soil properties.There is little information available on the long-term effects of post-reclamation from grassland to cropland on soil properties.We compared soil carbon(C) and nitrogen(N) storage and related soil properties in a 50-year cultivation chronosequence of grassland in the agro-pastoral ecotone of Inner Mongolia.Field surveys on land use changes during the period of 1955-2002 were conducted to build a chronosequence of cropland of different ages since the conversion from grassland.The results showed that soil C and N storage,soil texture,and soil nutrient contents varied with land use types and cropland ages(P<0.01).In the 0-30 cm soil layer,the soil organic carbon(SOC) density was significantly lower in the croplands(3.28 kg C/m2 for C50 soil) than in the grasslands(6.32 kg C/m2).After 5,10,15,20,35,and 50 years of crop planting(years since the onset of cultivation),the SOC losses were 17%,12%,19%,47%,46%,and 48%,respectively,compared with the grasslands.The soil total nitrogen(TN) density of the grasslands was 65 g N/m2,and TN density of the cropland soil was 35 g N/m2 after 50 years of crop planting.Both the SOC and TN densities could be quantitatively determined by a negative exponential function of cropland age(P<0.0001,R2=0.8528;P<0.0001,R2=0.9637).The dissolved organic carbon(DOC) content,soil available potassium(AK) content,clay content,and pH value were decreased;and the soil bulk density and sand content were increased since the conversion of grassland into cropland during the 50-year period.Our results show soil nutrients were higher in grassland than in cropland.The conversion of grasslands to croplands induced a loss of soil C storage and changes of related soil properties.The reclamation time of cultivated soil(cropland age) had significant effects on soil properties in the study area.     

半干旱区湿地植被群落结构与交错带的变化分析

以宁夏回族自治区盐池县四儿滩湿地为例,通过2005—2010年7—9月份的野外调查,以重要值为基础数据,采用丰富度指数﹑物种多样性指数﹑生态优势度指数对四儿滩湿地植被群落结构年际间的变化以及湿地湿生带、交错带、旱生带这3带之间植被群落结构的差异进行了对比分析,并研究了湿地—干草原交错带边缘效应。结果表明:(1)四儿滩湿地植被生长状态在2005—2007年呈现增长趋势,2008—2010年长势衰减,湿地出现退化情况。其中,2007年植被长势最好,2010年植被长势最差。(2)在湿地与干草原交错带中,出现明显的边缘效应。生态优势度(SP)、丰富度(R)和物种多样性(SW)均是交错带最大,其次是旱生带,湿生带最小。(3)铁路建设对湿地边缘靠近铁路的旱生带影响最大,而上游人工湖的建设对湿生带影响最大。(4)在四儿滩湿地,交错带的植被变化情况与降雨量密切相关。     

华北农牧交错带外来植物入侵特征分析

基于相关资料的整理和专家咨询,运用样带调查法对华北农牧交错带的外来植物入侵状况进行了调查。结果表明:华北农牧交错带现有外来入侵植物19种,隶属于11科18属,其中禾本科和菊科两大科的外来植物种类最多,分别占21.05%和15.79%。在生活型方面,一、二年生的外来入侵植物种类最多,占总数的84.21%;在起源地方面,原产地为美洲的外来入侵植物种类占到入侵植物总数的52.63%;在引入途径方面,人为有意引入占63.16%。通过分析外来入侵植物与生境之间的关系表明:相比较沙地和天然草地,道路两旁、撂荒地、庭院村旁、农田以及农田草地边界等人为干扰强烈的地方所受到外来植物的危害相对更为严重。因此,针对不同的入侵生境类型采取相应的防护措施对于农牧交错带的生态保护和生态恢复具有重要意义。     

新疆荒漠绿洲区甜菜田杂草组成及群落特征

为明确新疆甜菜种植区域的杂草种类及群落特征,采用五点取样法对新疆7个主要甜菜种植区域的97块甜菜田杂草进行调查。调查结果显示,新疆甜菜田杂草共有36种,隶属于14科31属,其中菊科、禾本科、蓼科和豆科在杂草种类中所占比例最高。稗草和灰藜为新疆甜菜种植区域的优势杂草,区域性优势杂草为反枝苋,狗尾草、龙葵为常见杂草,其余为一般性杂草,有31种。从不同区域杂草群落结构来看,新源巩留的甜菜田杂草种类最多,物种丰富度指数达3.40;群落多样性最高的为昌吉,Shannon-Wiener指数为2.29,Simpson指数最低(0.13);奎屯的杂草种类最少,Shannon-Wiener和Pielou指数最低,Simpson指数最高(0.59)。群落聚类分析结果表明,新疆甜菜田杂草群落可划分为4组,昭苏特克斯与新源巩留划分为一组,额敏和奇台为一组,昌吉的杂草群落单独划为一组,奎屯和霍城察县的杂草群落为一组。     

Decomposition rates of buried substrates increase with altitude in the forest-alpine tundra ecotone

Decomposition rates were measured across the forest-alpine tundra ecotone on two mountains in the Colorado Front Range. Cotton strips decomposed in the surface soils of forest, krummholz, and tundra plots for one year. We expected decomposition rates to decline with altitude or be most rapid in the krummholz. Surprisingly, decomposition rates increased from forest to tundra on Mt. Evans and remained constant across the ecotone on Niwot Ridge, highlighting differences in biogeochemical processes between two nearby mountains with otherwise similar alpine and subalphine ecosystems. Our results support the concept that decomposition rates exhibit a curvilinear relationship with soil temperature and moisture. However, soil moisture was found to be the primary factor controlling cellulose decomposition rates in soils in the forest-alpine tundra ecotone. Cellulose decomposition rates increased with soil depth indicating greater microbial activity in the mineral soil than in the organic horizon due to greater soil moisture. In addition to microbial activity, decomposition rates in the tundra may be enhanced by physical degradation from freeze-thaw events and vigorous root growth.     

干扰对红鳞蒲桃群落植物多样性及重要值的影响

采用典型样方法对广西滨海红鳞蒲桃(Syzygium hancei)植物群落的物种丰富度指数(S),Shannon-Wiener指数(H′),Simpson指数(D),Pielou均匀度指数(Jsw)和重要值进行了调查分析.结果表明:在3块样地中,红鳞蒲桃群落共有植物物种98种,隶属于42科80属.样地间乔木层、灌木层和草本层的多样性均无明显差异.从不同层次的变异系数看,H′,D和Jsw均从大到小依次表现为灌木层、乔木层、草本层.红鳞葡桃在轻度、中度和重度干扰程度下的重要值分别为204.83%,77.71%和114.58%.由灌木的重要值分析显示,干扰程度越大,大于10%的种类就越多,其中重要值最高的种出现在中度干扰的G2.红鳞蒲桃群落具有较强的抗逆性,适度的干扰能促进群落的演替和更新.