2001−2016年祁连山地区植被覆盖度对干旱的响应

祁连山地区位于西北干旱半干旱地区,气候干燥,降水量少,区域内部生态环境脆弱.全球气候变暖及经济发展,对区域生态环境造成了重大影响.本研究通过研究植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)时空分布特征和变化趋势以及对干旱的响应,为生态环境改善和减轻干旱影响提供依据.本研究基于MOD13Q1遥感数据以及气象数据,采用像元二分模型、Thornthwaite方法、趋势分析法、Hurst指数和相关分析法,计算得到2001?2016年祁连山地区FVC和表示干旱的标准化降水蒸散发指数(standardized precipitation evaportranspiration index,SPEI),分析FVC和SPEI时空分布特征和动态变化趋势,以及二者之间的相关关系.研究表明:1)2001?2016年祁连山地区FVC整体呈增长趋势,2001年FVC最低,2011年FVC最大,季节变化明显,夏季FVC最高;空间上,祁连山地区FVC整体呈东南高西北低的分布特征,年均值为0.4522,区域差异明显,绝大部分区域FVC呈增加趋势;2)近16年,祁连山地区FVC改善的区域占77.13％,退化的区域占22.87％;FVC未来变化趋势负向特征强于正向特征,持续改善的面积为28.10％,由改善到退化的面积最大为49.23％,需要加大力度对这些区域进行关注和保护;3)祁连山地区绝大多数地区处于湿润状态,中段和东段部分地区处于轻度干旱;不同时间尺度上,年际SPEI均呈现干旱化加强趋势,总体上2001?2016年祁连山地区干旱化程度呈降低趋势,气候向好的方向发展;4)年尺度上祁连山地区SPEI与FVC呈正相关关系,季节尺度上夏季FVC对SPEI干旱程度响应最明显,春季和秋季次之,说明FVC与SPEI间相关显著性越高,响应也就越明显.     

2001−2020年蒙古高原草地覆盖度变化对干旱的响应

蒙古高原地处干旱半干旱地区,生态系统脆弱,干旱灾害频发,探究草地覆被度对干旱的响应,能够为改善生态环境和防灾减灾提供科学依据。基于2001–2020年MODIS遥感数据和植被覆盖度实测数据,采用决策树分类、温度状态指数、相关性分析等方法,分析了蒙古高原草原区草地覆被度变化、干旱分布以及二者的相关性。结果表明：1) 2001–2020年蒙古高原草原区内的草地面积整体上呈增加趋势,2001–2017年优势草地覆盖度为40%～60%和20%～40%,2017年后60%～80%和40%～60%为优势覆盖度,整体上有向高覆盖度转移的趋势。不同覆盖度草地中40%～60%和20%～40%草地的转入转出面积大,波动强稳定性差。2) 20年间2001年、2007年、2010年、2017年和2019年为研究区的干旱年份,2003年、2013年、2018年和2020年旱情较为缓和,中旱面积所占比例可以在一定程度上反映研究区整体的干旱情况。3)蒙古高原草原区草地覆盖度减少与气候干旱整体上呈正相关关系,不同植被类型草地覆盖度对干旱的敏感程度依次是典型草原>荒漠草原>草甸草原,覆盖度20%～60%草地...     

2005～2015年三江源国家公园植被覆盖度动态变化研究

为了研究三江源国家公园2005～2015年植被覆盖状况在时空上的变化特征,本文运用地理空间数据云提供的MODIS—NDVI遥感影像数据,利用GIS空间分析功能、ENVI波段运算功能,计算三江源国家公园2005～2015年年均植被覆盖度,从时间和空间上对三江源国家公园植被覆盖度的变化情况做出了分析。结果表明,2005～2015年三江源国家公园植被覆盖度除澜沧江源园区外整体呈缓慢波动上升的趋势,植被覆盖度从西北向东南逐渐增大。分园区来看,澜沧江源植被覆盖度最高,黄河源次之,长江源植被覆盖度最差。     

甘肃省高寒草甸植被覆盖度反演及其时空变化研究

本研究以甘肃省高寒草甸为研究区,基于2000—2019年遥感数据和2014年实测数据,采用经验回归模型法构建植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)估算模型,并研究了过去20年高寒草甸FVC时空变化规律、稳定性及变化原因,以期为FVC动态监测提供科学依据.结果表明:在6种植被指数(v...     

不同排放情景下祁连山地区植被净初级生产力变化特征分析

为了分析祁连山地区2021~2050年不同排放情景对祁连山植被净初级生产力的影响,本文使用生物地球化学模型(Biome-BGC),模拟分析了祁连山地区在SSP126、SSP245、SSP5853种排放情景下2021~2050年草地植被净初级生产力时空分布特征、年际变化趋势。结果表明:3种排放情景下,祁连山地区植被净初级生产力都呈现增加趋势,SSP126情景、SSP245情景下2021~2050年祁连山地区植被覆盖状况在中部和西部地区存在明显增加趋势。SSP585情景在2041~2050年更利于植被生长,2021~2040年不利于植被生长。空间分布呈现中部高、两头低的分布特征,西北与东南相比偏低10~20 gC/m^(2)/a,高值区主要集中在青海省海北州及海西州天峻县境内,NPP普遍处于60~180 gC/m^(2)/a左右;低值区位于青海省海西州西南部,NPP值小于20 gC/m^(2)/a。     

２００１－２０１１年甘南草地植被覆盖度动态变化分析

 植被覆盖度是衡量草地植被生长状况的重要指标,对评价分析植被恢复状况具有重要意义。利用２００１－２０１１年每年５－１０月的Ｔｅｒｒａ／ＭＯＤＩＳ月植被指数数据,结合２００６－２００９年甘南草地调查资料建立了甘南州草地生长季的植被覆盖度遥感反演模型,对比研究了不同草地植被覆盖度模型的精度,模拟分析了甘南州２００１－２０１１年草地生长季期间不同等级的草地植被盖度时空分布特征及面积变化动态。研究结果表明,ＭＯＤＩＳ－ＥＶＩ可以 最大限度地减少环境因子的影响,在植被覆盖度高的地区使用更具优势,能很好地反映各类植被覆盖度的空间和时间差异性。ＭＯＤＩＳ增强型植被指数ＥＶＩ的对数函数（y ＝３３．６５８ｌｎx＋１１２．６５）可以较好地模拟甘南州草地植被盖度分布状况,总精度可达９３．３１％。近１１年甘南州的草地植被盖度总体呈波动上升趋势,其中２００１年、２００３年和２００８年草地植被覆盖明显偏低,２００５年植被覆盖度最高,平均达７８．４３％。甘南州中西部及西南部地区的草地植被覆盖度较东部更好。甘南州近１１年以来草地植被均以高和较高植被覆盖度为主,其余等级的草地植被覆盖度所占比例相对较小（６．９８％）且稳定。总体上,甘南草地具有由高植被盖度向较高植被盖度转换的趋势。     

祁连山东部北坡植被垂直分布特征及保护措施

根据调查,对祁连山东部北坡的植被垂直分布特征进行了分析研究.祁连山东部北坡根据气候、土壤、地貌等因素,分为6个垂直分布带:高山寒漠草甸带、高山草甸带、高山灌丛草甸带、山地森林草原带、山地草原带和山地荒漠草原带,有交替分布的地段.根据其分布,提出了保护措施,为祁连山东部北坡植被保护和利用提供科学依据.     

祁连山东段土地利用方式对植被地上、地下植物量的影响

为了解祁连山东段天祝高寒地区不同土地利用方式对植被地上和地下植物量的影响,选取天然草地、退耕自然恢复地、当年弃耕地、坡耕地和多年生草地5种土地利用方式下的地上和地下植物量进行研究。结果表明,地上植物量表现为坡耕地多年生草地天然草地退耕自然恢复地当年弃耕地;地下植物量表现为天然草地多年生草地坡耕地退耕自然恢复地当年弃耕地;地下植物量分布在0~10 cm土层;地上植物量与植被盖度之间的关系拟合二次函数,地下植物量与植被盖度、物种数之间的关系分别拟合对数和二次函数;地上植物量与地表的植被盖度显著相关(P0.05);地下植物量与地表的植被盖度和物种数显著相关(P0.05)。     

祁连山不同类型草地土壤细菌群落特征研究

祁连山是我国西部重要的生态屏障,拥有大量的草地资源。研究草地土壤细菌群落组成及其与土壤环境因子间的关系,可对维持草地生态及了解祁连山土壤细菌群落组成提供一定的数据基础。采用高通量测序技术检测并分析了祁连山默勒镇3种类型草地 （高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸）0~10 cm土壤细菌群落结构及多样性,并对上述土壤细菌群落与土壤理化因子的相关性进行了系统的研究。结果表明：1）沼泽化草甸土壤全氮、全磷、有机质碳、含水量和硝态氮显著高于高寒草甸和人工草地（P<0.05）。2）3地共测得有效序列1022446条,以97%的一致性将序列聚类,高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸OTU聚类均值分别是4917、5233、5075条。3）Shannon和Simpson多样性指数3地间差异不显著,Chao1指数表现为人工草地>高寒草甸>沼泽化草甸（P<0.05）。4）在门水平上,3地均以变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门为主要类群;在属水平上,表现出不同类型草地细菌富集类型不同。5）有机质碳、全磷、土壤含水量与土壤细菌群落的组成表现出极显著相关（P<0.01）。综上,祁连山地区小生境内3种草地土壤微生物群落存在差异,有机质碳、全磷、土壤含水量是影响群落的主要驱动因子。     

祁连山高山草地毒杂草侵入对蝗虫相对多度的影响

为研究祁连山高山草地毒杂草侵入对蝗虫群落组成、相对多度以及群落数量的影响,2008-2009年6-9月在野外调查基础上,对毒杂草(狼毒、甘肃臭草和披针叶黄华)侵入型草地和天然草地植被群落、土壤理化特性以及蝗虫多样性及群落数量进行调查分析。结果表明,毒杂草侵入显著降低草地物种丰富度、Shannon-Wiener指数和均匀度指数(P<0.05),植被群落高度和生物量明显增加(P<0.05);甘肃臭草侵入型草地土壤有机质和含水量最高,狼毒侵入型草地土壤紧实度和天然草地全N含量显著大于其他样地(P<0.05);毒杂草侵入影响蝗虫群落组成、降低物种多样性、改变物种相对多度。但蝗虫群落数量因杂草种类呈现较大差异,蝗虫群落数量因甘肃臭草侵入而降低、随狼毒和披针叶黄华侵入而增加。高山草地毒杂草侵入通过改变植被结构和营养价值、影响蝗虫土壤理化特性和栖息生境,而草地蝗虫群落组成、数量和多样性对此做出积极响应。该研究不仅为研究高山草地毒杂草型退化对昆虫以及无脊椎动物的影响提供参考,而且也为高山草地生物多样性维持和保育提供有益依据。     

复合植被指数在稀疏高寒草原植被盖度遥感反演中的应用

基于Landsat 8遥感影像数据,以西藏日喀则经南木林到申扎县的一条样带高寒草原作为研究对象,选择较为常用的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、土壤调整植被指数(soil adjusted vegetation index,SAVI)、修改型土壤调整植被指数(modified soil adjusted vegetation index,MSAVI)以及对半干旱区低覆盖植被信息较为敏感的转换型土壤调整植被指数(transformational soil adjusted vegetation index,TSAVI),结合地表反射率改进运算的FCD模型(forest canopy density mapping model)裸土(bare soil index,BI)和阴影指数(shadow index,SI)构建适合低植被覆盖区域的复合植被指数(vegetation bare shadow index,VBSI);基于各植被指数构建像元二分模型,定量反演高寒草原植被盖度;并利用网格法实测的植被盖度分析反演精度。研究结果表明,8种植被指数所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度的反演精度以VBSI(TSAVI)最高,反演精度为85.66%;并证明了基于野外采集的土壤光谱曲线获取的TSAVI所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度信息的提取具有一定的实用性;改进运算的FCD模型裸土和阴影指数能较好地削弱土壤和阴影对植被信息的影响,所构建的复合植被指数对提取稀疏高寒草原植被盖度信息具有重要的实际意义。     

东祁连山高寒植被土壤解磷菌筛选及其解磷能力的初步研究

采用PKO固体培养基从东祁连山高寒草地中分离出具有解磷能力的菌株33株,对其进行继代培养,得到13株功能稳定的解磷菌,采用2种方法测定其解磷能力。13株解磷菌在PKO平板上8 d后,解磷圈D/d值为1.21~4.01;在液体摇瓶中,其解磷率在0.13~11.842 mg/g。其中,菌株2-2-1具有较高的解磷率,解磷效果在1%水平下显著高于其他菌株,具有较大的应用潜力。     

东祁连山高寒草地土壤可培养真菌多样性分析

为了解东祁连山高寒草地土壤可培养真菌的多样性,选择有代表性的4类草地类型(珠芽蓼草地、禾草草地、沼泽草地、嵩草草地),运用稀释平板法和基于ITSrDNA基因序列的系统发育分析对其土壤中可培养真菌多样性进行研究,同时应用生态学评价方法进行分析。用PDA培养基、PSA培养基、玉米粉琼脂培养基和马丁氏-孟加拉红培养基从土壤样品中分离得到76株真菌,通过形态观察选取30株有代表性的菌株进行基于ITSrRNA基因序列的系统发育多样性分析。结果表明,鉴定所得菌株可分为22个属的26个种,绝大多数属于半知菌亚门和接合菌亚门真菌;物种的丰富度(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度(D)和Pielou均匀度指数(J)变化范围分别为15～18,2.47～2.81,0.89～0.93,0.91～0.97;青霉属(Penicillium)真菌为珠芽蓼草地、沼泽草地和嵩草草地的优势菌,镰孢菌属(Fusarium)真菌为禾草草地的优势菌,柔菌属真菌(Doratomyces)为沼泽草地的优势菌,被孢霉属(Mortierella)、柔菌属、小球腔菌属(Leptosphaeria)、毛霉属(Mucor)、木霉属(Trichoderma)、地丝菌属(Geomyces)和镰孢属为4类草地的常见属。另外,4类草地都有大于10%的分离菌种暂时无法确定其分类地位,极可能是新种;东祁连山高寒草地土壤真菌多样性丰富,其多样性和草地类型的特异性有着密切的关系,东祁连山高寒草地有着丰富的土壤真菌资源,存在潜在的开发价值。     

东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛草地植被和土壤对其自然恢复演替的响应

科学评价灌丛草地自然恢复演替特征,以期为灌丛草地的生态修复和可持续利用提供理论依据。采用“空间代替时间”的方法,研究了东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛植被碳储量和土壤理化性质对自然恢复演替的响应。结果表明,随着小叶金露梅+杯腺柳灌丛恢复演替期的延长（约20年）,灌丛群落碳储量增加1.2~3.8倍;丛间土壤呼吸速率增大1.1~2.0倍,丛内保持不变;丛间和丛内土壤含水量减小1.0~1.5倍,容重增大1.0~2.0倍;丛间和丛内土壤有机质、速效氮和速效磷含量均呈先增后减的单峰曲线,其含量先增加2.0%~48.7%,后减少4.4%~32.0%,全磷和全钾含量增加3.0%~76.0%,其他养分含量变化各异。随着灌丛草地植被的恢复演替,草地碳储量增加,但土壤理化性质受负面影响。故建议积极探寻实现草地生态系统高效、平衡和持续发展的途径,使灌木和草本植物协调共生、和谐生长,稳定生态系统平衡,提高草牧业生产能力和增加农牧民经济收入。     

祁连山高寒草地特点及可持续发展利用对策

祁连山高寒草地分布在高海拔、低热量的生态环境 ;植被低矮 ,组成植物多系低温生态类型 ;利用方式和改良途径有较大的一致性 ,且具有一定的生产力和经济价值 ;针对饲草产量质量下降 ,草地超载过牧 ,畜草矛盾突出、冬季缺草与人工饲草不足的矛盾等问题 ,提出了可持续发展利用的对策