基于胡杨年轮的塔里木河下游地下水埋深历史重建

【目的】采用树木年轮技术重建塔里木河下游地下水历史变化动态过程,以期弥补塔里木河下游地下水埋深历史数据资料的不足,为干旱区内陆河流域地下水埋深重建研究提供一个新方法。【方法】以荒漠河岸林建群植物胡杨为对象,于2015年9月在塔里木河下游英苏断面共钻取胡杨年轮样芯58个,经Cofecha交叉定年程序和Arstan软件,选用48个样芯建立胡杨年轮宽度年表。采用滑动t-检验、M-K趋势检验、累积曲线分析胡杨轮宽指数和地下水埋深变化趋势,采用频率分布、方差分析、相关分析和线性回归,分析轮宽指数与气温、降水量、径流和地下水埋深关系。【结果】塔里木河下游英苏断面的胡杨树龄为40~80年,超过60年的树木均有不同程度的心腐现象,未发现100年以上木质部保存完好的胡杨;塔里木河下游胡杨年表突变时间分别为1957,1967,1975和2000年;区域气温和降水量对胡杨年轮宽影响并不显著;采用胡杨年轮宽度重建了塔里木河下游英苏断面近83年来的地下水埋深历史变化,其重建结果与区域水文记录基本一致。【结论】塔里木河下游胡杨年轮的形成受气温和降水量的影响不显著;胡杨年轮可作为研究塔里木河下游地下水位变化过程的一个新生态指标。     

基于激光雷达数据的塔里木河下游胡杨种群空间分布格局和种内竞争关系

【目的】分析胡杨种群在干旱区不同地下水埋深梯度下的空间分布格局及种内竞争强度变化,探究种群空间结构对干旱环境的响应特征。【方法】在塔里木河下游3个断面处离河道1 000 m的范围内等距离布设15个50 m×50 m天然胡杨林样地,利用地面激光雷达(TLS)获取树木三维结构数据,并通过聚集指数(R)、丛生指数(I)、点格局函数g(r)等空间分布指标以及竞争指数(CI),分析空间分布格局和种内竞争强度。【结果】1)R和I指数表明,在下游不同地下水埋深梯度下,胡杨种群空间分布格局整体上呈聚集分布。2)各样地内在0～25 m半径r距离获取的g(r)函数值分析表明,大部分样地胡杨在r<5 m距离内基本呈现聚集分布格局,在r>5 m距离呈随机分布格局。随着地下水埋深增加,树木聚集分布的距离r会缩小。3)点格局函数g₁₂(r)结果表明,不同龄级胡杨树分布格局存在差异,中龄树主要呈聚集分布,其他龄级树呈随机分布;中龄树与幼龄树、成熟树之间存在正关联性,表现出相互促进关系,而其他龄级树木之间未呈现显著关联性。4)平均CI指数随离河道距离增大呈递减趋势,单木CI随胸径增大...     

塔里木盆地胡杨群落结构特征研究

塔里木盆地胡杨群落植物种类少,植被结构简单,构成了典型的荒漠河岸林景观。群落的生活型以高位芽植物为主,地面芽植物次之,该群落叶的性质以小型叶、单叶、革质、非全缘为主,群落垂直结构单一,地上成层明显,可分为乔木层、灌木层和草本层,乔木层→灌木层→草本层物种多样性依次递增,优势种胡杨种群的年龄结构属稳定型。     

基于光学遥感的稀疏乔灌木地上部分生物量反演方法

【目的】基于无人机数据采用3种分层方案构建冠层盖度-乔灌木地上部分生物量模型以及基于Landsat8 OLI数据采用3种分层方案构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型,对比分析不同分层方案的乔灌木地上部分生物量模型精度,以期为基于遥感数据的干旱区人工林乔灌木地上部分生物量高精度反演提供理论依据。【方法】在毛乌素沙地实地调查102块30 m×30 m样地,基于高分辨率无人机影像,利用面向对象的机器学习算法获取乔灌草植被覆盖度信息,采用3种分层方案（不分层、基于乔木和灌木2种植被类型分层、基于5个树种分层）构建冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型。基于Landsat8 OLI影像,使用6种光谱指数（NDVI、RVI、MSAVI、TCG、NDMI、NIRv）,结合无人机影像解译草本植被覆盖度,采用3种分层方案（不分层、有无草本植被样地分层、3个草本植被覆盖度等级样地分层）构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型。【结果】不分层的冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型鲁棒性最差（R²=0.22,n=102）,且估算精度最低(RMSE=14.98 t·hm^-2...     

宁夏荒漠草原不同坡位下油蒿群落多样性及种群点格局分析

【目的】目前,针对宁夏荒漠草原上灌木群落多样性及空间分布格局的研究较少,通过探究宁夏荒漠草原固定沙地不同坡位下典型植被油蒿群落多样性和空间分布,为宁夏荒漠化防治与草地植被修复提供科学依据。【方法】以宁夏盐池县荒漠草原上坡位（L1）、中坡位（L2）、下坡位（L3）等3个不同坡位下的油蒿群落为研究对象,运用丰富度指数、物种多样性指数、均匀度及优势度指数对不同坡位油蒿群落植物多样性进行比较,采用点格局分析中O-ring函数,分析不同坡位下油蒿种群的数量特征和分布类型。【结果】不同坡位下油蒿物种多样性逐渐降低,L1(25种)> L2(15种)> L3(14种),随着坡位的下降,Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数与Pielou指数呈现出逐渐降低的趋势。不同坡位下油蒿种群在0～1 m尺度范围,为均匀分布;在1～10 m尺度范围,为随机分布。【结论】（1）该地区植物主要由多年生草本和灌木组成,不同坡位显著影响油蒿群落植物多样性。（2）不同坡位下油蒿种群的分布类型基本相同,但其群落优势种有所差别。随着坡位由高到低,植物物种数大小顺序为：L1> L...     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段土壤微生物群落多样性的变化

【目的】探讨衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段土壤微生物群落多样性的变化特征,明确土壤微生物群落多样性对植被恢复的响应规律,探明研究区域退化生态系统恢复机制,为构建该区域生态系统恢复技术体系提供理论依据。【方法】采用空间序列代替时间序列方法,在研究区域内选择立地基本相似的裸荒地、草本群落、灌木群落与乔木群落4种典型的植被类型表示恢复的4个阶段,运用Biolog-ECO微平板技术,对4个阶段的土壤微生物群落多样性进行研究。【结果】植被恢复后土壤微生物群落代谢活性显著升高(P0.05);相同土层不同恢复阶段代表土壤微生物活性和功能多样性的平均颜色变化率率大小顺序为乔木群落灌木群落草本群落祼荒地,相同恢复阶段不同土层的平均颜色变化率大小顺序为0~10 cm土层10~25 cm土层25~40 cm土层;4个恢复阶段土壤微生物群落的Shannon-Wiener物种丰富度指数、Shannon-Wiener均匀度指数、Simpson优势度指数和Mc Intosh指数以乔木群落最高(P0.05),草本群落和灌木群落其次(P0.05),草本群落最低(P0.05);各恢复阶段对不同C,N源利用强度的大小顺序为乔木群落灌木群落草本群落裸荒地(P0.05),不同土层对各C,N源利用强度的大小顺序为0~10 cm土层10~25 cm土层25~40 cm土层(P0.05);主成分分析表明,从31种C,N源类型提取的与C,N源利用相关的主成分1和主成分2分别能解释变量方差的37.24%和15.89%,在主成分分离中起主要贡献作用的C,N源为糖类、氨基酸类以及代谢中间产物和次生代谢物;相关分析表明,土壤含水量、土壤总有机碳、全氮、全磷和速效磷对土壤微生物群落多样性具有重要影响。【结论】植被恢复可使土壤微生物代谢功能增强,土壤微生物繁殖快、数量大,从而促进土壤微生物对土壤C,N源的利用强度。     

河西走廊西段荒漠戈壁灌木群落物种多样性的海拔格局

【目的】分析河西走廊西段灌木群落结构特征在海拔梯度上的分布规律,探讨荒漠戈壁灌木群落物种多样性的空间分布格局。【方法】以甘肃荒漠戈壁灌木群落为对象,在800～3 200 m的海拔范围内设置12个海拔梯度,探讨物种多样性沿海拔的变化特征。【结果】荒漠戈壁灌木群落类型沿海拔从低到高依次有沙拐枣+梭梭群落、泡泡刺群落、沙拐枣+泡泡刺群落、泡泡刺+红砂+沙拐枣+膜果麻黄群落、合头草+红砂群落、泡泡刺+红砂群落、合头草+盐爪爪+红砂群落、灌木亚菊+细枝盐爪爪群落、合头草群落、盐爪爪群落、盐爪爪+红砂群落、红砂群落,其中,红砂、合头草和泡泡刺等为分布范围较大的优势种;群落的α多样性指数沿海拔梯度从低到高呈先增加后降低的单峰型分布格局,最大值出现在海拔2 000～2 200 m内,其中,丰富度Gleason、Margalef指数和多样性Shannon-Wiener、Simpson指数随海拔上升表现出显著的单峰型格局(P0.05),海拔显著影响荒漠戈壁灌木群落的物种多样性(P0.05);虽然年均降水量和年均气温与海拔极显著相关(P0.01),但物种多样性与年均降水量和年均气温的相关性均未达到显著水平(P0.05);群落物种多样性指数偏低,群落结构简单,物种组成稀少;大多数相邻海拔梯度间灌木群落的Jaccard相似水平较低。【结论】河西走廊西段荒漠戈壁以灌木为优势种的群落呈区域性的斑块状分布格局。不同海拔梯度内灌木群落的建群种都发生了变化。物种多样性在海拔梯度上呈先升后降的单峰分布格局。     

干旱区内陆河流域的荒漠河岸林变化研究

新疆塔里木河流域以胡杨为建群种的荒漠河岸林是我国及上胡杨分布最为集中的地区之一。通过分析土壤含水率、地下水埋深、地形地貌类型与胡杨空间分布、龄级结构、郁闭度关系,探讨了其生长状况。同时,采用１９８３、１９９２及１９９６年遥感信息源编制植被专题图件,在ＧＩＳ支持下处理图件,并应用制图数据及相关自然及人文数据,分析胡杨面积变化及演替规律,强调了系统重建及恢复的重要作用。     

塔里木河流域胡杨群落特征分析

为进一步保护塔里木河流域胡杨林,对该流域胡杨群落物种种类及数量组成特征、群落高度级物种组成性状进行研究,结果表明:胡杨群落中具有明显的分层性,其结构较简单,最主要的分层为乔木层、灌木层、草本层。塔里木河上游胡杨群落物种数量特征为灌木层>乔木层>草木层,中游为草本层>灌木层>乔木层,下游为灌木层>乔木层>草本层。中游群落中所含的物种个体最多,密度最大;其次是上游;下游所含物种最少,密度最小。     

自然生草桃园表层土壤水分和草地地上生物量的空间分布及其关系

【目的】阐明桃树果园短期自然生草条件下土壤水分空间分布特征及其与草地地上生物量的关系。【方法】以信阳沙壤土五月鲜桃园为研究对象,在冬春季短期自然生草条件下,采用1 m×1 m网格采样法,以经典统计学和地统计学半方差函数为工具,研究表层(0~5 cm)土壤水分和草地地上生物量空间分布特征。【结果】表层(0~5 cm)土壤含水量和地上草地生物量符合正态分布,平均体积含水量为10.08%,95%置信区间为9.84%~10.32%,变异系数为16.36%,0.2 m×0.2 m草地地上生物量均值为9.17 g,变异系数为56.71%。区域田块尺度上,自然生草桃园草地地上生物量和表层(0~5 cm)土壤水分空间分布均符合指数函数模型,模型块金值/基台值分别为0.477 3和0.499 8,变程分别为7.20和2.51。即二者均具有中等程度的空间依赖性,草地地上生物量较表层(0~5 cm)土壤含水量具有更强的空间依赖性。克里格插值结果表明,表层(0~5 cm)土壤含水量和草地地上生物量空间上呈斑块状分布,且表现为距离树体越远值越大的分布特征。相关分析结果表明,地上生物量与表层(0~5 cm)土壤含水量之间极显著正相关(P<0.001)。【结论】果园短期自然生草有利于保蓄表层土壤水分,改善土壤水分条件,草地地上生物量是影响果园表层土壤水分空间分布的重要因素。     

不同火烧木管理方式火烧迹地林下物种多样性及地上生物量研究——以寒温带兴安落叶松林为例

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行了调查,分析比较了不同火烧木管理方式下兴安落叶松林林下群落恢复过程中物种组成、多样性指数及地上生物量的差异。结果表明:火烧木择伐方式下火烧迹地与未火烧对照样地林下群落相似性最大。不同火烧木管理方式下,火烧迹地林下群落多个α多样性指数均表现为草本层灌木层的趋势。不同火烧木管理样地草本层Simpson和Shannon-Wiener指数均小于对照样地,而在灌木层都大于对照样地。3种不同类型火烧木管理方式火烧迹地恢复13年后,林下草本层生物量均小于对照样地,而灌木层生物量较对照样地相比都有不同程度的增加。     

乌拉特中旗荒漠草原草本生物量研究

文章以乌拉特中旗荒漠草原草本植物为研究对象,对荒漠草原主要草本群落的类型、高度、盖度、生物量进行调查,测定生物量等指标。旨在阐述和揭示荒漠草原草本生物量的研究结果,为建立中国荒漠主要植物资源库提供依据。结果表明:8种草本群落地上生物量、地下生物量、总生物量分别在9.14～24.49 g/m~2、153.33～270.22 g/m~2、174.42～279.36 g/m~2之间,平均值分别为14.6 g/m~2、198.12 g/m~2、212.79 g/m~2。     

灌丛化过程对荒漠草原植被与土壤的影响

为探讨灌丛化对荒漠草原植被和土壤的影响,在四子王旗短花针茅荒漠草原选择不同灌丛化程度样地,进行群落调查并结合室内土壤理化性质测定,分析灌丛化对短花针茅草原植被(物种组成、生物量)和土壤(土壤容重、养分含量和碳氮比)的影响.结果显示:随着灌丛化程度增加,草本植物高度、地上生物量显著增加,草本密度、盖度、丰富度指数及Sha...     

藏东南泥石流沉积区植被演替过程物种多样性研究

选取藏东南6条不同发生年限的泥石流沟,以时空替代法,分析不同年限泥石流沟沉积区植被演替物种多样性特征,揭示藏东南泥石流沉积区植被演替过程中物种多样性的变化特点。结果表明:演替过程中,物种丰富;先锋种的出现与海拔有一定的关系,2 700~3 000 m海拔,乔木先锋种为藏川杨,灌木先锋种为鸡骨柴和高丛珍珠梅,草本植物为苔草;3 300~3 600 m海拔,乔木先锋种为糙皮桦,灌木先锋种为云南锦鸡儿和高丛珍珠梅,草本植物为西南草莓;随着演替的进行,植被群落趋于稳定,物种的丰富度指数和Shannon-wiener多样性指数呈先增高后降低的趋势;演替初期植被群落物种丰富度一般表现为草本层灌木层乔木层;灌木层、草本层物种多样性水平随时间有所降低,优势度、均匀度一般表现为乔木层灌木层草本层。对于该区泥石流沉积区植被群落的恢复,应遵循各个泥石流沉积区特殊的环境小气候,做到因地制宜,使泥石流沉积区得到迅速的治理。     

桂西南喀斯特植被群落特征研究

采用"空间代替时间"方法建立退化群落自然恢复演替系列,以"最优分割法"划分群落演替阶段,对广西西南部喀斯特植被群落特征进行了研究。研究表明森林群落在群落结构上分为乔木层、灌木层和草本层3个层次,乔木层树木高度多在20 m以下,胸径在12 cm以下个体可达89.85%;灌木层个体高度一般不超过2 m,以乔木层幼苗幼树居多;草本层高度在0.5 m以下。草本、灌木群落所处生境比较恶劣,多为耐旱耐瘠薄单优群落,物种组成单一,群落高度3 m以下。群落生物多样性总体呈上升趋势,而均匀度呈下降趋势。Simpson指数在演替初期为0.76左右;演替中期上升为0.81~0.94;而演替后期下降为0.73~0.94。Shannon-Wiener指数由演替初期的1.59上升到演替中期的2.01~3.47,到演替后期下降为1.31~2.67。群落均匀度指数JD在演替初期为0.029~0.095;到演替中期下降为0.016~0.059;在演替后期群落均匀度上升到0.06以上。研究区域植被群落特征与经典演替理论群落特征变化有所不同,但与生态系统在适度干扰下多样性较高的适度干扰理论相一致,说明桂西南喀斯特生态系统经常受到外界干扰。     

四川白水河国家级自然保护区植物群落分布和优势种

通过野外植被调查,并根据《四川植被》分类的原则和依据,四川白水河自然保护区自然植被可分为6个植被型11个群系纲和25个群系。其中,1 400～2 000 m海拔段主要分布有14个群落类型,2 000～2 500 m分布有3个群落类型,2 500～3 000 m分布有3个群落类型,3 000～3 500 m分布有9个分布类型,3 500～4 000 m有4个群落类型分布,4 000～4 800 m有2个群落类型。通过重要值统计不同海拔段各个群落类型的乔木、灌木和草本层的优势种。建议通过建立有效保护体系、加强宣教、监测管护和科学研究达到对保护区植物植被资源的保护。     

间伐强度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响

【目的】从发展林下植被、改善群落结构的角度,探讨适合杉木人工林的间伐强度,为提高人工林的稳定性和维护地力、维持人工林的可持续经营提供依据。【方法】2013年对福建省将乐国有林场的杉木人工林采取3种强度间伐:弱度间伐(LT,10%～25%)、中度间伐(MT,25%～35%)和强度间伐(HT,40%～50%),并设置对照样地(CK,未间伐)。于2016年对样地内林木进行每木检尺,调查林下植被物种多样性、盖度、生物量和土壤理化性质。对测定数据进行单因素方差分析,用Tukey法多重比较进行两两差异显著性检验,并对林下植被与土壤理化性质进行Pearson相关分析。【结果】间伐3年后,未间伐、弱度和中度间伐的盖度分别为25.52%、52.81%和58.98%,林下植被均未能形成群落,强度间伐的盖度为100%,林下形成灌木蕨类群落;灌木层物种丰富度、多样性指数、盖度和生物量均随间伐强度增加而增加,均匀度指数随间伐强度的增加而降低;草本层物种丰富度、多样性指数、均匀度指数、盖度和生物量均随间伐强度增加而增加;间伐3年后,弱度、中度、强度间伐林比未间伐林的表层土(0～10 cm)有机质含量分别增加71.41%、39.31%和98.10%,全氮含量分别增加82.76%、51.27%和115.87%,碱解氮含量分别增加49.47%、25.59%和42.22%,有效磷含量分别增加138.29%、112.23%和174.29%,速效钾含量分别增加-16.25%、-24.25%和16.27%,对表层土pH值、全磷含量和土壤物理性质的影响均不显著;灌木的盖度和生物量与土壤的有机质、全氮、全磷和有效磷含量均显著(P<0.05)正相关,此外灌木的盖度还与速效钾含量显著(P<0.05)正相关,草本盖度与土壤理化性质相关性不强,草本生物量与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮以及有效磷含量显著(P<0.05)正相关,林下植被的盖度和生物量均与土壤pH值和物理性质没有显著相关性。【结论】未间伐的杉木人工林林下植被的物种多样性、盖度和生物量均低,林下植被未能形成群落,缺乏稳定性;间伐能够促进林下植被的发育,增加林下植被生物多样性、盖度和生物量,林下植被能形成群落,可提高维护地力的能力,尤其是强度间伐;建议杉木人工幼龄林进行40%～50%强度的抚育间伐,将郁闭度调整到0.6～0.7较为合理。     

不同海拔高度对周公山柳杉人工林植物多样性及土壤养分的影响

【目的】研究海拔高度对周公山柳杉人工林林下植物多样性及土壤养分的影响,对人工林的抚育及合理经营有着重要意义,旨在为人工林近自然改造以及利用山地造林、恢复森林生态提供科学依据。【方法】采用代表性样地法和随机取样法相结合的方法,在800、1 000和1 200 m 3个海拔高度对周公山柳杉人工林林下的物种组成、物种重要值、物种多样性和土壤养分进行了初步研究和对比分析。【结果】1)林下草本层共发现植物33种,属于19科32属;林下灌木层共发现植物49种,隶属于39属26科。2)草本群落Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H’)和Pielou均匀度指数(JSW)均随着海拔的升高表现为先升高后降低的趋势,符合"中度膨胀"理论,而草本层物种丰富度指数(D)以及灌木层群落各多样性指数则符合负相关关系理论。3)林下植被0~40 cm深度土壤养分随土层深度增加,全氮、全磷、有效磷、速效钾、有机碳、有机质含量均降低。4)物种多样性指数与有机质、全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(AP)的含量呈显著负相关。【结论】应控制人为干扰的强度,保持合理的林分密度,改善柳杉人工林的物种组成和群落结构,使人工林处于一种天然更新状态。     

黑河中游荒漠区植物生长与水分变化关系分析

土地荒漠化是当前世界十大环境问题之一,对人类的生存和发展构成了严重威胁。通过黑河流域中游荒漠区建立的荒漠化综合防治试验站对土壤各层含水率、植被生物量、盖度、地下水埋深、降水量等9 a(2006—2014年)长期定位监测,采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法,研究了植被生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型。结果表明:(1)土壤平均质量含水率、植被平均生物量、平均盖度、地下水埋深、降水量年均分别为2.38%、136.13 g/m2、11.01%、271.63 cm、141.56 mm;年际变化幅度从大到小依次为土壤质量含水率植被平均盖度降水量植被平均生物量地下水埋深,其中土壤质量含水率和植被平均盖度呈波动性增加趋势,植被平均生物量、地下水埋深、降水量呈波动性略有减小趋势。(2)在一年的植物生长季的3~11月份期间,降水量、地下水埋深变化步调基本一致,各层土壤含水率变化步调基本一致。(3)植被平均盖度与土壤各层质量含水率中度正相关,与降水量低度相关,与其它因子关系极弱。(4)植被平均盖度模型预测准确率可达79.2%,误差平均为0.381,解释变差可达89.9%。本研究可为荒漠化防治中的水资源管理以及退耕还林、天然林保护、黑河流域综合治理等工程对水资源影响的评估等提供科技支撑和参考数据。     

南京老山国家森林公园朴树群落特征研究

据调查,南京老山地区4 000 m2样地的朴树群落有维管植物61科131属167种。科级地理成分的热带性质较强,属级地理成分以温带性质为主,反映出其森林植被有从亚热带向暖温带过渡的特点。朴树群落分为乔木层、灌木层和草本层。Shannon-Wiener多样性指数和Simpson指数均为草本层〉灌木层〉层间植物〉乔木层,Pielou均匀度指数为层间植物〉草本层〉乔木层〉灌木层,这反映出朴树群落的次生性质明显。