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1.
ABSTRACT

Conversion of grassland to cropland is widely reported to deplete soil organic carbon (SOC) largely due to tillage effects on the decomposition of SOC. However, most studies report on long-term changes in SOC following the conversion and little is known about the changes in the short term. Net ecosystem carbon budget (NECB) measures the difference between total C input (i.e., manure, above- and below-ground plant residues) and C loss through heterotrophic respiration (RH). However, most studies that report temporal SOC do not report other components of the NECB like RH, total C inputs and often do not include the cumulative annualized change of these components. This review evaluated the change in C input, RH, NECB and SOC after conversion of permanent/continuous grassland to cropland within 5 years after the conversion. We also reviewed and compared no-tillage and conventional tillage on SOC storage and accumulation. Total C input was higher in grassland than cropland largely due to high root biomass, as opposed to aboveground residue, and therefore grassland tended to have higher NECB. Despite higher NECB in grassland, the SOC stocks in cropland (cornfield) converted from grassland were greater than that in continuous grassland within first 2–3 years of conversion. The combination of manure C addition and tillage in cropland showed potential to maintain NECB and increase SOC. Within the continuous grassland C addition alone increased NECB but did not result in a corresponding increase in SOC. Residue retention and manure addition are recognized as good practices for increasing SOC, this study however, shows that combining them with occasional tillage, especially in managed grasslands, could increase the rate of SOC storage in soils.  相似文献   
2.
3.
  1. Freshwater communities are threatened by the conversion of natural landscapes for urban and agricultural purposes. Changes to land use may disrupt stream nutrient and geomorphological processes and reduce water quality, increase sedimentation, and decrease habitat heterogeneity eventually leading to species loss and decreases in ecosystem productivity. Endemic species are frequently at greater risk of habitat-mediated fragmentation and extirpation due to their constrained distributions.
  2. The Kanawha darter (Etheostoma kanawhae) is an understudied fish endemic to the New River Drainage in North Carolina and Virginia, USA. To investigate the potential effect(s) of land-use change on Kanawha darters, naïve occupancy was modelled using instream habitat characteristics and upstream forest cover.
  3. Generalized linear models revealed that instream habitat and forest cover are reliable predictors of Kanawha darter site occupancy. Specifically, models demonstrated that occupancy increased in reaches with reduced stream width, velocity, and bedrock substrate but higher concentrations of coarse woody material. Kanawha darter occupancy was also positively associated with the extent of forest cover in upstream catchments.
  4. Although Kanawha darters are not currently considered imperilled, most populations occurred in isolated reaches separated by large sections of unoccupied habitat. Continuing ex-urban development in riparian zones is likely to be the primary threat to Kanawha darters and other endemic species in this catchment. Resource managers and stakeholders should preserve forest cover in headwaters and occupied tributaries and protect or restore riparian zones along the main-stem South and North Forks of the New River to preserve high-quality habitat and enhance connectivity among isolated Kanawha darter populations.
  5. As human populations in montane regions continue to grow, there is a need to understand how land-use change affects endemic freshwater species. This study further supports the importance of retaining forest cover as an effective strategy for protecting and restoring populations of endemic fishes in high-gradient streams.
  相似文献   
4.
张昶      王子研      赵德先      边琦      张弛      赵娇      赵依琳      王成     《西北林学院学报》2021,36(6):259-265
渠堤化是干扰城镇河流的常见建设方式,掌握植物特征及对其产生显著影响的用地因素,对于优化渠化的城镇河岸植被带具有重要意义。采用样带全面调查的方法,对北京段已基本全线渠堤化潮白河河岸带植物进行调查,通过多重比较分析河岸带植物丰富度在不同空间位置的差异,并利用NMDS非约束排序拟合解译的周边缓冲区土地利用数据,探讨对渠堤化河岸带植物丰富度和种类分布产生显著影响的因素。结果表明:1)河岸带植物种类174种(乔、灌、草分别为52、29、90种),以草本为主;2)全线渠堤化城镇河流河岸带植物群落种类及丰富度均存在建成区和非建成区的显著差异,总体植物、乔木和灌木植物丰富度在建成区显著大于非建成区,但入侵植物沿渠堤化河岸带不存在空间位置的差异,入侵可能沿渠堤蔓延;3)周边缓冲区道路、其他不透水地表面积是城镇地区全线渠堤化河岸带植物丰富度的显著正相关影响因子,对主要观赏灌木和乔木种类分布存在积极影响,对原生灌木和草本种类分布存在消极影响,这种分布特征受人工干扰影响。  相似文献   
5.
In 1999, the Grain for Green Project was implemented by the Chinese government. Since then, the vegetation of Zuli River Basin, a semi-arid river basin of the Chinese Loess Plateau, has been greatly changed. Clearly understanding the impact of natural and artificial factors on vegetation change is important for policy making and ecosystem management. In this study, spatio-temporal variations in vegetation cover in Chinese Zuli River Basin during 1999–2016 were investigated using Landsat normalized difference vegetation index (NDVI) data. Analyses of several indicators, including changes in NDVI in different slopes and land use changes and the relationships between climatic factors and NDVI change, were presented to quantitatively evaluate the effects of agriculture, climate, and policy on NDVI change. The NDVI in the Zuli River Basin increased during the study period, and the main contributors to this change were forest in 1999–2011, cropland, abandoned farmland, and grassland in 2009–2016, and land with slopes ≤ 15°. Land with slope > 15°, where the “Project” was implemented, slightly contributed to the increase in regional NDVI. In 1999–2011, the project (?98.16%) combined with climate change (?68.18%) showed negative effects on the increase in NDVI in the Zuli River Basin, but agriculture (22.28%) played a positive role in increasing this index. In 2009–2016 and 1999–2016, the project (38.45% and 35.25%, respectively), the project combined with climate change (49.83% and 46.30%, respectively), agriculture (18.61% and 23.30%, respectively), promoted increases in NDVI in the basin.  相似文献   
6.
生态恢复背景下无定河流域土地利用时空变化   总被引:4,自引:1,他引:3  
以恢复林灌草植被为核心的黄土高原生态建设的直接结果就是引起了土地利用格局变化。选取黄河中游区无定河流域为对象,以1985,1995,2000和2008年土地利用数据为基础,综合运用GIS分析技术、土地利用动态分析方法与模型,系统研究了生态恢复背景下流域土地利用时空变化过程。结果表明,草地始终是该流域优势土地利用类型,生态恢复以大规模治理沙荒及未利用地,恢复林草地景观为主要形式;随着退耕还林还草工程实施与推进,耕地转出明显,林、草地新增明显;1995年前后,流域土地利用类型相互频繁流转,土地利用总动态度在2000年达到了最高水平;在植被恢复因素驱动下,流域土地利用重心空间漂移明显,主要表现为耕地重心均向流域东部下游地区偏移,林、草地重心向西北方向偏移。  相似文献   
7.
【目的】近年来,随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的提高及膳食结构的改善,越来越多的稻田被转为蔬菜种植,影响了土壤碳氮转化过程及其引起的温室气体排放。因此有必要探究稻田转为蔬菜种植,特别是该土地利用方式转变初始阶段的温室气体(CH4和N2O)排放特征及其关键影响因素。【方法】试验选取了长期种植水稻的双季稻田,将其中一部分转为蔬菜种植,另一部分继续种植水稻,每个处理设置了3个重复,按照当地常规模式进行管理。采用静态暗箱—气相色谱法连续3年进行田间原位观测,比较分析稻田和由稻田转变的菜地CH4和N2O排放特征及其年际变化差异,明确稻田转为菜地初始阶段CH4和N2O排放的关键影响因素。【结果】稻田是重要的CH4排放源,其第一年的排放强度(183.91 kg CH4-C·hm-2?a-1)明显低于后续两年(241.56—371.50 kg CH4-C·hm-2?a-1),这主要归功于后两年降雨量的增加引起了土壤水分含量的升高。稻田转为菜地显著减少了CH4排放,减少量相当于稻田CH4年累积排放量的83%—100%。菜地第一年的CH4累积排放量(31.22 kg CH4-C·hm-2)显著高于第二年(0.45 kg CH4-C·hm-2)和第三年(0.89 kg CH4-C·hm-2),表明稻田转菜地对CH4排放的影响具有时间滞后效应。稻田是弱的N2O排放源(1.35—3.49 kg N2O-N·hm-2?a-1),其转为菜地显著增强了N2O排放。菜地第一年的N2O累积排放量(95.12 kg N2O-N·hm-2)显著高于第二年(38.28 kg N2O-N?hm-2)和第三年(40.07 kg N2O-N·hm-2)。菜地土壤异养呼吸对N2O排放的影响在第一年明显高于第二、三年,表明稻田转为蔬菜种植的第一年,有机质矿化对N2O排放有重要贡献。在100年尺度CO2当量下,稻田转为蔬菜种植第一和第二年的综合增温潜势(GWP)相对于稻田分别显著增加了390%和98%,主要是由于增加的N2O增温潜势超过了减少的CH4增温潜势。但是,稻田转为菜地的第三年,菜地的GWP((16.72±3.25) Mg CO2-eq·hm-2)与稻田((14.84±1.39) Mg CO2-eq·hm-2)相比无显著差异,主要是由于减少的CH4 增温潜势完全抵消了增加的N2O增温潜势。这些研究结果表明稻田转菜地对GWP的影响主要集中在该土地利用方式转变的第一年。【结论】稻田转为菜地显著减少了CH4排放,增加了N2O排放,增强了菜地第一和第二年的综合增温潜势。有机质矿化过程对新转菜地第一年较高的N2O排放有重要贡献。这些研究结果表明了评价土地利用方式转变初始阶段温室气体排放特征的重要性,便于及时采取有效管理措施缓解温室气体排放,实现环境友好型农业可持续生产。  相似文献   
8.
[目的]分析2001—2010年江苏省南通市通州区耕地占补的时空特征,初步探讨县级土地利用总体规划对耕地占补的管控效果,为进一步改进土地利用总体规划的编制与实施提供科学依据。[方法]以通州区2001和2010年2个时期的土地利用动态数据为基础,采用GIS空间分析方法,分析该区2001—2010年耕地时空变化。[结果](1)2001—2010年通州区耕地总面积由92 503.47hm2减少到72 466.52hm2,补充速度慢于占用速度,占用和补充的水田比例都较高。(2)耕地占用的主要去向是建设占用,96.80%是农村居民点占用,耕地补充的主要来源是建设用地,水域及其他农用地,其中农村居民点整理补充耕地的比例为71.67%。(3)耕地占用主要集中在通州区西北部和中部地区,耕地补充主要集中于研究区中部以及北部地区。(4)从空间规模与空间结构控制效果来看,通州区土地利用总体规划在2001—2010年对耕地占补的管控效果较差,对具体地类而言,对新增城镇工矿占用耕地的管控效果要优于农村居民点用地。[结论]2001—2010年通州区耕地总面积减少,其占用的主要去向和补充的主要来源均是建设用地,且呈现一定的空间分布规律,土地利用总体规划对耕地占补的管控效果较差。  相似文献   
9.
王家沟小流域50a土地利用动态变化分析   总被引:2,自引:1,他引:1  
以经过50多a水土保持综合治理的王家沟小流域为研究对象,利用其1959—2008年土地利用数据,对该流域土地利用动态变化进行分析。结果表明,调整土地利用结构是王家沟小流域水土保持综合治理的一项关键性措施。  相似文献   
10.
不同土地利用类型下土壤水稳性团聚体的特征   总被引:7,自引:0,他引:7  
土壤团聚体稳定性是土壤结构的关键性指标,是土壤环境、管理实践和土地利用类型相互作用的结果。本文应用Le Bissonnais法中的快速和慢速湿润测定陕北黄土丘陵区不同土地利用类型土壤水稳性团聚体含量,分析土地利用类型和湿润速度对土壤团聚体水稳性的影响。结果表明:小叶杨、侧柏、油松、杏4种林地土壤>0.2mm水稳性团聚体质量分数、平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较农地和苹果园土壤大,而农地和苹果园土壤团聚体粒级分布的分形维数D值较大,说明林地土壤结构得到明显改善。土壤有机质与>0.2 mm,MWD,GMD和D值呈极显著相关,说明土壤有机质是影响土壤团聚体形成和稳定的主要胶结物质。团聚体稳定性在2种处理下存在明显差异,快速湿润对团聚体破坏大于慢速湿润,说明消散作用在土壤团聚体崩解中起主要作用。  相似文献   
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