青藏高原高寒草地物种多样性的海拔梯度格局及其对模拟增温的响应

为了研究青藏高原高寒植被的空间分布格局及其对全球变暖的响应,以青藏高原高寒草地为研究对象,选取8个不同海拔梯度的典型试验区,每个试验区采取对照和增温2种处理。结果表明：（1）海拔梯度<4000 m的高寒草地禾本科为主要优势科,海拔梯度>4000 m的高寒草地莎草科为主要优势科;（2）中等海拔地区的高寒草地物种多样性相对较高,低海拔地区的高寒草地物种多样性高于高海拔地区;（3）主动增温和被动增温对青藏高原高寒草地物种多样性产生不同影响,但整体上均降低了物种多样性,且群落中优势科（禾本科和莎草科）对增温的响应更为敏感。因此,增温和海拔梯度对青藏高原高寒草地物种多样性产生重要影响,两者都降低了物种多样性。     

古尔班通古特沙漠南部梭梭鼠害特征及防治生态阈值研究

鼠类的"有害"或"无害"与其生境密切相关,文中以位于古尔班通古特沙漠南部的梭梭鼠害防治示范区和非示范区为调查样地,对比分析了两种生境中梭梭林的鼠害特征,进而探讨了沙漠区梭梭鼠害防治的生态阈值。研究发现:(1)古尔班通古特沙漠南部梭梭鼠害整体较轻。由鼠类引起的梭梭死亡率,非示范区平均为4.29%,示范区平均为2.12%。(2)梭梭的生长状况是吸引鼠类前来取食的因素。梭梭的基径、高度、冠幅与其冠下有效鼠洞数和鼠洞总数都成极显著的线性正相关关系,其生长状况的差异性决定了鼠类危害的程度。(3)鼠类对梭梭基部的取食较轻,而对梭梭各级侧枝的取食不仅具有选择性,还受生境和自身种群数量的影响。梭梭基部的轻度危害比率大于中度危害和重度危害比率,而梭梭侧枝、一级侧枝、二级侧枝的危害程度与鼠洞总数呈显著相关关系,有效鼠洞数只与梭梭二级侧枝的危害程度呈显著相关关系。(4)单株梭梭整株危害程度与其冠下鼠洞总数呈指数函数关系,当鼠洞总数>5个/株时,梭梭整株危害程度开始加剧,故该研究认为梭梭鼠害防治的生态阈值为鼠洞总数为5个/株。     

山西吕梁连片特困区生态环境质量评价及其经济贫困的时空分布特征

为研究贫困地区生态环境与经济发展的耦合关系,促进其经济与环境协调发展,以山西吕梁山区所辖3市13县为典型研究区,收集研究区内2007—2014年间共8年的自然、社会、经济数据。首先评价山区自然环境视角下的生态环境质量,然后分析山区经济贫困的时空分布特征,最后对山区生态环境质量与经济贫困之间的函数关系进行探讨。结果表明,(1)吕梁山区生态环境质量指数在空间上呈现先减后增的变化趋势,东北和东南山区出现高值,中部山区出现低值。(2)吕梁山区中部的收入贫困发生率显著高于北部和南部,城镇居民人均可支配收入和农民人均纯收入显著低于北部和南部,成为贫困高发区,2010年是中部山区经济好转的转折点。(3)吕梁山区收入贫困发生率与生态环境质量指数呈不显著的递减函数关系,表明该区生态环境质量与经济不能做到同步发展。综合分析可知,生态环境恶化是造成吕梁山区经济贫困的一个重要因素。     

气候变暖对高寒地区植物生长与物候影响分析

研究高寒地区植被在气候变化下的反应与适应等过程成为众多科学家所关注的问题。植物生长与物候是对气候变化敏感且易观测的指标,为更好得了解高寒地区植被生态系统对全球气候变化的响应机制,文中基于已有的研究并结合自己的实验分析了气候变暖对高寒地区植物生长与物候的影响。分析指出:1)温度升高对高寒植被有正效应,而温度持续升高,则对植被产生负效应,但增温效应都未达到显著水平,说明短期增温对该植被影响不显著;2)较高海拔地区(4500m)的植物高度有增加趋势,而较低海拔地区(3400m)的植物可能出现矮化;3)在高寒生态系统,温度升高能够加快植物物候进程,延长生长季,但物候的改变也会给其带来生存风险。     

增温改变高寒草甸植物群落异速生长关系

以青藏高原高寒草甸为研究对象,采用红外线辐射器进行模拟增温试验,于2011-2013年、2016-2018年植被生长季进行群落生长特征调查,选取指数函数、线性函数、对数函数和幂函数4种常用基本函数进行最优方程拟合,以确定不增温对照和增温处理下植物群落生长关系的类型,进而探讨增温对高寒草甸植物群落生长关系的影响.结果表明:1)在不增温对照下,地上生物量与密度(P<0.05)、高度(P<0.01)、盖度(P<0.01)均呈显著正相关关系,而在增温处理下,地上生物量与频度(P<0.01)、盖度(P<0.01)呈极显著正相关关系,根冠比与密度(P<0.05)、盖度(P<0.05)呈显著负相关关系;2)在增温处理下,盖度对地上生物量的影响增强(P<0.01),频度对地上生物量的影响由不显著(P>0.05)变为显著正相关(P<0.01),密度和盖度对根冠比的影响也由不显著(P>0.05)变为显著负相关(P<0.05);3)在4种常用基本函数中,幂函数更符合植被的生长关系,说明高寒草甸植被符合异速生长理论;在对照处理下,高寒草甸植被地上部分表现为等速生长,地下部分表现为异速生长关系,整体表现为异速生长关系;而在增温处理下,地上部分和地下部分均表现为异速生长关系,整体也体现为异速生长.这说明在增温处理下高寒草甸植被地上部分由等速生长关系变为异速生长关系,地下部分的异速生长关系进一步增强.本研究结果对正确理解气候变化如何影响高寒草甸植物生长与群落结构具有理论意义.     

山西亚高山草甸植物群落物种多样性的空间分异

为加强对山西亚高山草甸的有效保护和合理开发,防止草甸退化,本研究以北部的五台山、中部的吕梁山、南部的中条山为研究区,在水平方向和垂直方向进行草甸物种多样性调查,探讨山西亚高山草甸物种多样性随经度、纬度、海拔的变异规律。结果表明：（1）在水平方向上,草甸物种多样性呈现中等经度高值、中低经度低值、中低纬度低值的分布格局,其中Simpson指数和Margalef指数随经纬度具显著差异(P<0.05),Pielou指数无显著差异(P>0.05),Shannon指数随经度差异显著(P<0.05)而随纬度差异不显著(P>0.05)。（2）在垂直方向上,Simpson指数和Margalef指数呈现中海拔高值、高海拔低值的分布格局(P<0.05),Pielou指数和Shannon指数随海拔升高趋于减小(P>0.05)。因此,山西亚高山草甸物种多样性符合“中间高度膨胀”的空间分异规律。     

短期增温下青藏高原多年冻土区植物生长季土壤水分的动态变化

以青藏高原腹地典型高寒草甸植被类型为研究对象，采用红外灯加热的方法模拟全球增温，并利用水分探头，于2012年植物生长季（5—9月）获取0~100 cm不同土层深度土壤水分含量数据，并分析其对增温的响应。结果表明：① 短期增温对高寒草甸土壤水分含量有提高作用，但增幅并不显著（P>0.05），平均提高2.85%。② 土壤水分含量随土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势，在10~20 cm土层深度处降为最低值13.8%，在60~100 cm土层深度附近达到了20.57%的最高值；对照组5个月10~20 cm土层深度的土壤水分含量显著低于其他土层，而增温组0~20 cm土层深度的土壤含水量显著低于其他土层深度，表明增温对表层（0~10 cm）的土壤含水量影响较大，对深层土壤含水量的影响则较小，而且短期增温不会对土壤水分的垂直分布趋势产生影响。③ 土壤水分含量随时间的变化，在5—8月呈上升趋势，表明在青藏高原北麓河地区植物生长季，8月是其土壤水分含量最充足的月份，到了9月土壤中含水量开始降低，但5个土层深度降幅均不明显；增温组土壤水分含量随时间的变化趋势与对照组基本一致。     

绿洲-荒漠过渡带早春自然植被的物种组成及其防风效应

以新疆准噶尔盆地南缘的绿洲-荒漠过渡带为研究区,研究该区早春自然植被的物种组成与分布,并探讨其防风效应。① 过渡带的自然植被以灌木为主,梭梭是优势种。不同样地物种的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数差异都较大。② 对自然植被的平均高度、覆盖度、地势起伏度与0.5 m和1.5 m高度的平均风速进行线性相关分析,发现只有地势起伏度与0.5 m和1.5 m高度的平均风速呈极显著正相关关系,且平均风速随植被平均高度和覆盖度的增大有减小的趋势。③ 以Wasson 和 Nanninga 的第一种建模思路为基本模型,构建了自然植被覆盖度与相对风速的数学模型,发现两者存在负指数函数关系,并预测不同风速下,在0.5 m高度,当有效植被覆盖度达到23.16%时,自然植被的防风效能为60%;而在1.5 m高度,当有效植被覆盖度达到36.33%时,自然植被的防风效能为50%。
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青藏高原高寒草甸夏季植被特征及对模拟增温的短期响应

以青藏高原高寒草甸为研究对象,研究了草甸植被夏季生长动态特征;同时采用红外辐射器模拟增温的方法,探讨了草甸植被对增温的短期(1a)响应.结果表明:(1)高寒草甸夏季植被高度与地下生物量、总生物量相关性不显著,盖度与二者相关性极显著;高度对地上生物量影响较大(R=0.892,P＜0.01),盖度对地下生物量(R=0.883,P＜0.01)和总生物量(R=0.888,P＜0.01)影响较大.(2)高寒草甸夏季植被地上部分和地下部分表现出不同的生长模式,地上部分近似等速生长(幂指数为1.011),地下部分则表现为异速生长(幂指数为0.459),但整体呈现异速生长(幂指数为0.473).(3)高寒草甸夏季植被地上生物量(P＜0.05)在6月份较地下生物量(P＞0.05)对环境更为敏感,且一年之后地上-地下生物量均呈减小趋势,这与空气温度、土壤温度和土壤水分的显著减小密切相关.(4)红外辐射器在高寒草甸的增温度效果较好,空气、地表、土壤温度都随增温幅度增强而增加;短期增温对高寒植被有正效应(T0-T1),而温度持续升高则对植被产生负效应(T1-T2);各植被指标的方差分析都未达到显著水平,表明短期增温对该植被影响不显著.     

山西吕梁连片特困区农业经济发展评价及其时空分布特征

以山西吕梁连片特困区所辖13个国家级贫困县作为研究对象,获取研究片区2007—2014年共8年的农业经济发展状况数据,以农业经济贫困为切入点,采用主成分分析法对片区的农业经济发展状况进行评价,同时探讨片区农业经济发展的时空分布特征。结果表明：农业机械和农业化肥的过度使用,造成土壤环境恶化,导致山区贫困加重;吕梁山区农业经济发展状况在空间上呈先增后减的变化趋势,山区东北部和东南部出现低值,中部出现高值,表明山区中部的农业经济发展状况较好。研究结果希望对山西省贫困地区未来生态环境质量变化、农业经济发展的研究提供参考。