中国天然臭柏群落的分布与生物量特征

臭柏是我国干旱、半干旱区广泛分布、耐寒耐旱的天然常绿灌木,能够在恶劣的生境下(沙地、陡坡)密集成片分布,形成占绝对优势的单优群落,是固沙、固土的优良树种。本文历时两年调查了我国臭柏(Juniperus sabina)群落的天然分布范围、面积及生长特征,分析了臭柏天然群落的分布与地带性土壤、区域气候因子间的关联。结果表明:臭柏天然群落的分布生境主要有3种类型,分别是:沙地、亚高山地及石质山地。在我国,臭柏的天然分布主要集中在三大区域包含八个片区,分别是西部区域的阿尔泰山(占总面积的72.46%,下同)、天山(1.66%)、祁连山(4.56%)、青海环湖沙地(0.43%),斑块面积约258.71km2;中部区域的毛乌素沙地(13.48%)、贺兰山(4.10%)、阴山中高山地(2.46%),斑块面积约65.52km2;东部区域的浑善达克沙地及其周边中低山地(0.86%),斑块面积仅2.80km2。80%的臭柏主要分布在中低海拔区域(≤1500m),但在高海拔区(3357m)也有分布。我国臭柏的平均生物量(鲜重)为43.57T·hm-2,其中以新疆阿勒泰片区塔齐段的最高,达到64.14 T·hm-2,其次依次为浑善达克沙地片区、毛乌素沙地片区、祁连山片区,青海环湖沙地片区最低。     

宁夏白芨滩不同生境土壤动物多样性及其与环境因子的相关性

以宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区为研究区,选择荒漠草原区、人工固沙林地和流动-半流动沙地3类生境7个样地,利用Tullgren干漏斗法和手拣法采集土壤动物,研究土壤动物多样性及其与环境因子的相关性。结果共获得2门3纲8目18科土壤动物,跗线螨科、步甲科和叶蝉科为3类生境下土壤动物群落的优势类群。荒漠草原区土壤动物物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数显著高于人工固沙林地和流动-半流动沙地(P0.05),人工固沙林地均匀度指数和多样性指数最低,而优势度指数显著高于荒漠草原区和流动-半流动沙地(P0.05);在不同生境下土壤动物垂直分布随土层深度的增加而降低,在0~5cm土层各指数均达到最高值,表聚性较为明显;在不同生境下相同深度土层中的土壤动物丰富度指数和多样性指数均表现为荒漠草原区人工固沙林地流动-半流动沙地,说明伴随着生境异质性的增加,土壤动物多样性趋于复杂;冗余分析显示土壤动物多样性对土壤含水量、有机碳、全氮、全磷和植物多样性反应较为敏感;偏相关分析表明,影响表层土壤动物多样性的主要因子是土壤温度、含水量、有机碳、全氮和植物多样性指数,影响深层土壤动物多样性的主要因子是土壤含水量。     

不同演替阶段沙地植物群落物种多样性研究

本文采用空间换时间的研究方法,对毛乌素沙地南缘流动沙地、半固定沙地、半固定沙地与固定沙地过渡带和固定沙地内的植物群落物种多样性进行了研究。结果表明：不同演替阶段沙地内植物群落多样性呈不断增加的变化趋势,各演替阶段均有不同的植物群落和优势物种。豆科和藜科植物作为流动沙地的先锋物种,表现出较强的适应能力;禾本科和菊科植物由流动沙地到固定沙地,其种类变化较大,表明其在沙地恢复中发挥着巨大的作用;萝摩科植物可作为区分流动沙地和其它沙地类型的指示性植物;马齿苋科和紫薇科植物仅在固定沙地中出现,已成为判断固定沙地的标志性植物。除沙地恢复过程中人为播种的柠条和沙蒿外,流动沙地阶段的优势物种是沙米,半固定阶段是沙生冰草,半固定沙地与固定沙地过渡地带是老瓜头和地梢瓜,而固定沙地则为花棒和地梢瓜。因此,在沙漠化治理中应根据不同的沙地类型选择不同的植物种类。     

库布齐沙漠不同植被类型群落特征与土壤有机质、全氮、含水量关系研究

以库布齐沙漠不同植被类型的固定沙地、半固定沙地和流动沙地为对象,研究了不同植被类型群落物种多样性、生物量与土壤有机质、全氮、含水量之间的相互关系。结果表明:1)不同沙地类型间物种丰富度、物种多样性呈半固定沙地固定沙地流动沙地。而不同植被类型固定沙地间,则表现为演替时间较长的天然油蒿灌木林群落物种丰富度、物种多样性高于演替时间较短的人工杨树乔木林和人工沙柳灌木林群落。单位面积生物量(地上、地下)表现为由固定沙地到流动沙地依次递减,杨树乔木林固定沙地显著高于油蒿和沙柳灌木林固定沙地。2)不同植被类型土壤有机质和全氮含量随土层深度增加而逐渐降低,且由固定沙地到流动沙地依次递减,固定沙地不同植被类型土壤有机质和全氮含量排序为:人工杨树固定沙地天然油蒿固定沙地人工沙柳固定沙地,有机质含量与全氮含量具有显著的正相关关系。3)该区域不同植被类型的生产力受林分特征和土壤养分共同制约,而土壤含水量的差异会导致群落物种多样性的变化。     

东北红豆杉生境适宜性评价

目的生境适宜性评价研究对于物种的保护和管理具有重要意义。过去物种分布研究仅限于模型使用没有提出明确的评价方法,而传统生境质量评价依赖于经验评分而易造成主观偏差。本文利用模糊数学方法结合生境适宜性指数（Habitat suitability index,HSI）模型研究国家一级保护植物东北红豆杉的生境适宜性与环境因子间的响应关系,以期为东北红豆杉物种保护提供理论依据。方法以物种个体多度作为生境适宜性指示因子,使用模糊数学构建单因子评价函数,通过HSI模型计算生境适宜性指数并绘制生境适宜性空间分布图。结果气候评价因子按熵信息重要性排序为最小月降水量 > 年平均温 > 夏季平均温 > 平均温度日较差;地形评价因子重要性排序为坡向 > 坡位 > 坡度 > 海拔。模型评价检验结果准确率为65%,受试者工作特征曲线下面积为0.7。模型预测显示东北红豆杉分布区面积狭小且破碎化严重,生境斑块面积多在1.39 ~ 2.78 km2;高适生区集中分布于吉林省东部、黑龙江省东南部,面积约为41 300 km2;低适生区集中分布于吉林省东南部,面积约为62 800 km2。结论利用模糊数学结合HSI模型研究环境变量与东北红豆杉多度间关系,可用于评价生境适宜性。模型预测结果一定程度地反映了物种高、低生境适宜区的空间格局,可为制定物种保护策略提供科学依据。      

黄河流域2001—2013年生境适宜性变化研究

生境适宜性评价是开展生物多样性保护的基础与关键,对实现流域可持续发展具有重要意义。本文选取土地利用类型、海拔高程、坡度、距保护区距离、距道路距离和距水源距离作为指标因子,利用基于加速遗传算法的层次分析法（AGA-AHP）计算各指标因子的权重,构建生境适宜性评价模型（Habitat Suitability Index model, HSI）,对黄河流域2001—2013年间的生境适宜性进行评价。结果表明：距保护区距离指标因子对黄河流域的生境适宜性影响最大,土地利用类型指标因子次之,高程和坡度因子最小;从整体分布来看,黄河源头及中游生境适宜性较高,黄河上游兰州至头道拐一带以及黄河下游三门峡以下的区域生境适宜性则相对较低;从变化趋势来看,2013年黄河流域的整体生境质量要优于2001年,处于上升趋势;其中生境适宜性变好的区域面积为1.25×106 km2,占15.8%,主要集中在河套平原、黄土高原、关中平原西部、西北部和黄河三角洲;生境适宜性变差的区域面积为6.43×105 km2,占8.1%,主要集中在鄂尔多斯高原中西部、关中平原中部和宁夏平原中南部。     

浑善达克沙地植被恢复对土壤理化性质的影响

[目的]研究浑善达克沙地植被恢复过程对其土壤理化性质的影响.[方法]采用野外调查与室内分析相结合的方法,以内蒙古自治区克什克腾旗浑善达克沙地不同治理时间及不同恢复阶段沙地为对象,定量分析不同治理时间及不同恢复阶段沙地土壤的理化性质.[结果]随治理时间的增加和沙地的不断恢复,0～5 cm土层含水量和土壤容重分别呈增加和降低趋势,5～60 cm土层土壤含水量和土壤容重则均呈现降低趋势.土壤有机质含量和全氮量逐渐增加.半固定沙地与固定沙地的土壤有机质含量较流动沙地提升2.03和6.12倍,全氮量提升48.15％和74.38％.[结论]研究结果可为浑善达克沙地的生态治理提供理论依据.     

崇明东滩越冬白头鹤生境适宜性评价

2006年11月至2007年2月和2007年10月至2008年2月,通过记录崇明东滩越冬白头鹤(Grusmonacha)的空间分布特征,运用生态位适宜度模型评价了东滩保护区白头鹤生境适宜性,分析了保护和管理野生白头鹤种群的适宜空间区域。研究结果表明,白头鹤主要活动于农田生境和滩涂生境。在农田生境中,白头鹤对居民耕种区及活动区存在明显的选择性(P0.05);公路、植被指数等因子对白头鹤的分布没有明显的干扰(P0.05)。在滩涂生境中,白头鹤对潮沟表现出明显的选择性(P0.05),主要分布于生境斑块密度低和植被指数低的区域(P0.05);人为活动对白头鹤分布没有显著影响(P0.05)。在不考虑人为干扰因素的制约下,崇明东滩保护区越冬白头鹤潜在适宜栖息地的面积为172.2km2,最适宜生境面积为4.5km2;在人为活动影响下,白头鹤的实际适宜生境面积为101.7km2,最适宜生境为1.4km2。     

卡拉麦里有蹄类自然保护区适宜性生境分布变化特征分析

[目的]以卡拉麦里山有蹄类自然保护区为研究区域,研究卡拉麦里保护区适宜性生境自2000年起到2010年止的分布变化.为保护卡拉麦里保护区的生态环境、合理制定野生动物保护和管理对策提供参考依据.[方法]将野生动物实际分布和遥感数据反演的生态参量结合起来,运用ArcGIS数据处理和空间分析功能,采用单因子评价参量(指标)方法,评价卡拉麦里保护区生境适宜性动态变化特征.[结果]自2000～2010年,卡拉麦里自然保护区野生动物适宜性生境面积总体呈波动性持续下降态势.面积由2000年的9221.2 km2减少至2010年4 991.7 km2,减少了45.9;.适宜区主要分布在北部、中部和东部的216国道两侧.[结论]卡拉麦里保护区受到了不同程度的干扰和影响,有蹄类野生动物的适宜性面积不断减少,保护区野生动物生存的自然生态环境正处于恶化状态.     

科尔沁沙地植被恢复演替过程中群落结构及土壤理化性状的变化

基于对科尔沁沙地不同土地利用方式下(禁牧、弃耕)植被恢复系列的群落学调查,分析了植被恢复过程中群落种类组成、植物物种多样性、群落生态优势度及土壤理化性状的变化情况。结果表明,从流动沙地、半流动沙地、半固定沙地到固定沙地,每一阶段都对应着一个典型的群落类型,每一群落类型都有一个作用明显的优势种。植被恢复过程中植物物种丰富度S、hannon-Wiener多样性指数、均匀度指数、群落生态优势度指数、生活型结构和分类科属组成的变化,都表明了植被发育程度的提高和群落生态功能的恢复。在演替早期,一年生、二年生和旱生植物功能群在各个阶段始终保持着较高的优势地位,对群落生态功能的发挥和维持起着重要作用。但随着演替的进行,多年生植物的种类、数量不断增加,表明多年生植物在群落功能维持中占据重要地位。藜科植物在演替过程中种类数量较为稳定,特别是在演替早期藜科植物占有很高的优势度。禾本科种类随演替进展不断增加,且在群落中的优势度逐渐上升。禾本科和豆科种类的增加表明草地质量改善和提高,同时,土壤理化性质也随之改善。土壤中有机质的含量依次为:固定沙地>撂荒地>半固定沙地>半流动沙地>流动沙地。在植被恢复过程中,不同群落的组成变化是物种适应性和群落环境变化相互作用的结果,物种、功能群组成的变化,基本反映了群落结构复杂化和环境基质稳定性增强等一系列植被与生境系统变化的趋向。     

高寒沙地不同林龄乌柳林下植物物种多样性

以共和盆地乌柳人工林为对象,调查了不同发育阶段(4、11、25和37年生)乌柳林下植物物种组成及物种多样性变化。结果表明,菊科、藜科、豆科和禾本科为各阶段乌柳林下植被的优势科。4个林龄乌柳林下植被重要值较大的物种不尽相同,赖草在各林龄乌柳林下植被中均为优势种。演替各阶段多年生植物种数占绝对优势且基本保持稳定,其单种重要值明显大于一年生植物。随着林龄的增加,在流动、半流动沙地中出现的一年生植物逐渐消失,小、半灌木开始出现在林下植被中。林下植被的地上生物量和盖度均表现为先增加、后降低、再增加的趋势。物种丰富度、物种多样性、均匀度、生态优势度指数均表现为逐渐增加的趋势。随演替进展,林下植被群落结构趋于复杂、稳定,物种多样性达到了较高的水平,植被群落得到了较好的恢复。     

基于土壤和地形约束的耕地识别方法研究——以锦西灌区为例

为探讨土壤特性和地形特征这2个最为核心的耕地资源限制因子影响下的可用于耕地的土地资源,在前人研究的基础上,综合考虑土壤类型及其性质和地形影响,以ArcGIS分析工具为平台,构建耕地资源识别模型,对锦西灌区内可用于耕地的土地进行识别分析。结果表明:在锦西灌区1 200.59km~2的土地中,568.33km~2适宜耕地,较适宜耕地的面积为5.92km~2,改良后适宜的面积为564.15km~2,仅62.19km~2不适宜耕地,不适宜耕地部分包括受土壤因素限制的34.19km~2和受地形影响的32.00km~2,综合考虑两方面的因素所得面积为62.19km~2。与传统的识别方法比较,本研究所构模型对最核心的限制因素进行综合考虑,可更全面、更客观、更精准的识别可用于耕地的土地资源。     

艾比湖流域风沙土盐分特征分析

以艾比湖流域风沙土土壤为研究对象,对不同植被类型覆盖条件下土壤总盐含量、可溶性离子等指标进行测定,通过相关性分析以及主成分分析,确定土壤盐分特征。结果表明：研究区不同植被覆盖下的风沙土土壤盐分含量较高,差异较大,总盐含量呈现强烈的空间变异特征;土壤中总盐含量与Cl^-、K⁺+Na⁺及SO₄^2-含量之间存在极显著的正相关关系,总盐含量与HCO₃^-的相关性最弱;土壤中阴离子以Cl^-,SO₄^2-为主,阳离子以K⁺+Na⁺为主,据主成分分析结果将其确定为盐渍化的特征因子。研究区风沙土盐渍化类型以氯化物-硫酸盐型和硫酸盐型为主,判断该区域风沙土的盐渍化类型为盐土。     

多情景土地利用变化下武汉城市圈生态系统服务权衡协同研究

基于多目标情景模拟土地利用格局,定量评估生态系统服务权衡协同关系及总体发展趋势,有助于生态系统服务管理策略的制定,从而提升区域生态和人居环境质量。本研究以武汉城市圈为例,借助GIS(地理信息系统)和InVEST模型对2005—2020年生态系统粮食供给、固碳、土壤保持、产水和氮保持进行定量评估,基于FLUS耦合模型模拟2035年自然发展、耕地保护和生态保护3种情景下生态系统服务,并评估其权衡协同关系。结果表明：2005—2020年武汉城市圈建设用地和水域分别增长1 126.59 km²和72.67 km²,耕地、林地、草地和未利用地分别减少1 019.56、125.62、14.77 km²和39.31 km²,耕地保护和生态保护情景下建设用地增长率远低于自然发展情景,建设用地扩张程度受到遏制;2005—2020年粮食供给、土壤保持、产水和氮保持服务能力增强,固碳服务能力下降;自然发展情景下产水服务最佳,耕地保护情景下氮保持和土壤保持服务能力显著下降,生态系统服务间权衡效应增强,生态保护情景下固碳、土...     

鄱阳湖生态经济区建设用地扩张对耕地景观破碎化的影响

为分析鄱阳湖生态经济区耕地景观与建设用地扩张之间的关系,利用形态学空间格局分析法研究2000—2020年耕地景观破碎化的形态学特点,同时运用外溢效应分析、景观格局指数分析、地理加权回归等模型方法,探究建设用地扩张对耕地景观破碎化的影响。结果表明：2000—2020年间耕地景观破碎化程度加强,核心区面积减少强度由1.33%提高到6.27%,并表现出由平原地区向山地丘陵区加强的地域性差异,且建设用地扩张会导致耕地景观破碎化;建设用地占用耕地的面积由268.60 km²增加到1 003.26 km²,主要发生在路网成熟的地区;建设用地扩张对耕地的外溢效应逐渐增强,在路网成熟地区更显著;建设用地扩张对耕地景观破碎化有较强的正向影响,道路建设对这种影响有强化作用,同时,耕地景观破碎化表现出随道路缓冲距离的减小而加强的阶梯性差异。研究表明,耕地景观破碎化程度受地形和建设用地扩张的影响显著,耕地景观破碎化现象主要发生在地势起伏大或建设用地密集、路网成熟的地区。     

山东省耕地后备资源宜耕性评价

从生态环境、立地条件、区位指标等3个方面选取了9个评价指标,采用极限条件法对山东省耕地后备资源宜耕性进行评价,并分析不同类型耕地后备资源的空间分布特征。结果表明:山东省耕地后备资源面积为2 100.09km~2,仅占山东省土地总面积的1.33%,其他以草地为主。空间分布呈现出不均衡性,东营市和德州市耕地后备资源数量较多,面积分别为266.59和210.91km~2;青岛市、聊城市、淄博市和威海市耕地后备资源较少,占山东省耕地后备资源面积的比例均3%。不同类型耕地后备资源空间分布差异明显。可开垦其他草地和可开垦内陆滩涂空间分布差异相对较小;可开垦盐碱地和可开垦裸地空间分布集聚特征明显;其他可开垦耕地后备资源数量较少,但空间分布差异较大;可复垦采矿用地的空间分布整体上呈现出"西多东少,南多北少"的空间格局。集中连片耕地后备资源面积为576.67km~2,占耕地后备资源总面积的27.46%。相对稀缺、零散破碎化程度较高、空间分布差异显著是山东省耕地后备资源的主要特征。耕地保护不应只注重占补耕地的数量和质量,还应通过适度规模经营等提高对现有耕地的利用效率,因地制宜加强对各类型耕地后备资源的合理保护和高效利用。     

基于RS和GIS的西藏林芝地区土地利用类型动态变化

根据1990、2005和2015年共3期Landsat卫星影像资料及其他辅助资料,运用遥感(RS)人机交互目视解译方法进行监督分类,并应用地理信息系统(GIS)的空间分析和统计功能,分别制作3期土地利用转移矩阵及1990—2015年的土地利用类型动态变化图,分析西藏林芝地区土地利用的动态变化特征,以及各类型之间的转化情况。结果表明:研究区土地利用类型主要以林地、未利用土地、草地和水域为主,其中林地面积最大,占林芝地区总面积的52.5%;其次为未利用地,占25.9%。1990—2015年,林芝地区林地面积减少118.4 km~2,变化面积最大,主要转化为草地和未利用地;水域和未利用地次之,面积分别增加32.65和32.06 km~2,水域主要由未利用地和草地转化而来,未利用地的增加主要由草地和林地转化而来;耕地面积增加26.89 km~2,主要由林地转化而来;城乡、工矿、居民用地和草地面积分别增加16.96和9.84 km~2,变化幅度相对最小。土地利用变化存在明显的区域差异,林芝地区北部变化明显强于南部变化。     

沙地衬膜对小麦生长和产量的影响

采用随机区组设计对景电二期灌区衬膜沙地（深度分别为60cm、70cm、90cm）和不衬膜沙地（对照周）小麦的生长状况和产量进行了观测分析,结果表明：衬膜沙地小麦的出苗期比对照地提前2～4d;在测定期内,村膜样地小麦的平均高度、叶面积指数、叶干质量均明显高于对照。分别较对照增加14．5％、70．9％和48．5％,其中以70cm村膜深度的生长状况最好,分别较对照增加22．3％、991％和867％;收获后产量测定结果表明,衬膜小麦比对照平均增产3495kg／hm2,最大增产幅度为189％。     

不同利用方式对小针茅荒漠草原土壤有机碳储量及其结构的影响

在围封、3个放牧梯度[0.50羊单位·hm~(-2)(G0.50)、0.94羊单位·hm~(-2)(G0.94)、1.25羊单位·hm~(-2)(G1.25)]和开垦5种处理条件下,对内蒙古小针茅荒漠草原土壤容重、土壤有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量的影响开展野外监测试验,并利用核磁共振波谱法测定0~20 cm土层土壤有机碳结构。结果表明:同一土层,不同利用方式下,放牧区和开垦区与围封区相比,土壤有机碳含量、有机碳密度有降低的趋势,土壤容重有增加的趋势。随着放牧强度的增加,土壤有机碳含量、有机碳密度表现为逐渐降低的趋势。同一处理,随着土层的加深,小针茅荒漠草原土壤容重先降低后增加,而土壤有机碳含量和有机碳密度先增加后降低,在30~40 cm土层达到最大值。放牧和开垦与围封相比,土壤有机碳储量下降。其中,G1.25和开垦区的土壤有机碳储量显著(P0.05)低于围封区。随着放牧强度的增加,土壤有机碳储量逐渐降低。不同利用方式和放牧强度下小针茅荒漠草原土壤有机碳化学组分没有发生变化,各组分的相对比例出现差异。其中,烷氧碳(34.86%~37.85%)、烷基碳(26.05%~33.87%)、芳香碳(10.60%~17.69%)和羰基碳(14.57%~16.90%)是土壤有机碳结构的主要组成成分。放牧区和开垦区与围封区相比,烷基碳和羰基碳的相对比例减小,烷氧碳和芳香碳的相对比例增加,随着放牧强度的增加,烷基碳的相对比例逐渐降低,烷氧碳相对比例逐渐增加。围封草原土壤腐殖化指数最大(表现为围封区开垦区G0.50G0.94G1.25),而芳香性最小(表现为G1.25G0.94开垦区G0.50围封区),说明围封区土壤有机碳更趋稳定,在土壤固碳方面有一定的意义。     

铜仁市万山喀斯特地区石漠化演变及其对土地利用变化的响应

为了解万山典型喀斯特地区石漠化演变与土地利用变化的相关性,采用监督分类方法解译2000、2010年和2015年万山区土地利用现状图,与构建的岩性及同期石漠化叠加分析,探明每种岩性土地利用分布特征和每种土地利用类型石漠化发生百分比,以此揭示各土地利用类型对石漠化影响的程度。结果表明：从岩性空间上看,林地（有林地、灌木林地）在非碳酸盐岩组合上分布面积最广,其中林地面积最多为142.89 km²,在灰岩与白云岩混分布最少,面积最少为13.37 km²;2005—2010年的石漠化在灰岩与白云岩混上变化最大,变化速率为-1.87 km²·a^-1,其中,在灰岩与白云岩混上发育的轻度、中度石漠化比例最高,白云岩夹碎屑岩上发育的重度石漠化比例最高,整体上来说石漠化更容易在碳酸盐岩（灰岩与白云岩混、白云岩夹碎屑岩）上产生。根据典型石漠化的分级情况和各地类石漠化分布的占比得出,研究区发生石漠化的土地类型主要为旱地和林地（有林地、灌木林地）,这两类土地类型对石漠化的贡献和响应最大,两地类石漠化发生比例最高分别为20.87%和4.32%,而旱地主要以发生轻度石漠化为主,且发生机率高达93.61%。研究结果为研究区内石漠化发生区域的定位和治理提供了科学参考。