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。     

盐渍土壤化学性质与地上生物量空间异质性的关系

对大庆地区盐渍化土壤（0～10cm）总盐、土壤pH值、碱化度、交换性钠、土壤有机质和阳离子交换量等土壤化学性质及地上生物量空间变异特征进行了研究,结果表明,样地土壤化学性质各指标有较大的变动,存在异质性现象。从自相关尺度上分析,地上生物量、土壤碱化度和全盐的相关尺度相近,为5．3～5．77m;从空间结构方差与总变异方差的比值——结构比来看,地上生物量的结构比最大,为92.0％;土壤pH值、全盐、土壤碱化度的空间结构比也都达到80．0％以上,说明它们表现出很强的空间自相关。而其他土壤化学性质指标结构比为38．3％～70．0％,说明它们表现出中等的空间自相关。地上生物量与除土壤有机质外的土壤其他化学指标均呈显著负相关。     

荒漠草原6种灌丛地上生物量分析

文章选择荒漠草原的6种灌丛为研究对象,利用样方收获法对地上生物量进行了研究。结果表明:荒漠草原灌丛地上生物量具有显著差异性,介于21.31～116.99 g·m-2,平均为47.60 g·m-2,其大小顺序为:垫状锦鸡儿(Caragana tibetica)木地肤(Kochia prostrata)短叶假木贼(Anabasis brevifolia)小果白刺(Nitraria sibirica)灌木亚菊(Ajania fruticulosa)驼绒藜(Ceratoides latens)。灌丛地上干鲜比介于30.83%～66.03%,平均为46.04%,不同灌丛类型地上干鲜比大小顺序依次是:垫状锦鸡儿驼绒藜木地肤小果白刺灌木亚菊短叶假木贼灌丛。灌丛地上生物量与土壤含水率的关系极显著,与土壤总孔隙度的关系极显著,而与土壤容重之间的关系不显著。     

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。     

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...     

秦岭南坡针阔混交林乔木层地上生物量空间分布

为了解秦岭南坡针阔混交林乔木层地上生物量的空间分布规律,采用样地调查与异速生长方程相结合的方法,从林分结构与地形因子两方面对研究区森林生物量空间分布特征进行了分析。结果表明:(1)研究区森林生物量表现出明显的空间异质性,变化范围为36.78~114.15 t/hm2,总平均生物量为70.62 t/hm2,并且生物量在不同坡向、海拔等级下差异显著(P<0.05);(2)不同林分结构的生物量水平差异明显;(3)生物量水平和各地形因子具有显著的相关性,并分析了各地形因子对生物量空间分布的影响,为研究区森林生态系统的恢复和重建提供科学依据。     

基于MEA优化神经网络的地下水埋深时空分布预测模型

选用石家庄平原区28眼水井的实测资料作为预测目标值,首次建立了基于思维进化优化的神经网络的地下水位埋深时空分布预测模型,利用ArcGIS分析误差空间分布趋势,并与常用的小波神经网络模型进行了对比。结果表明:基于水均衡理论的MEANN地下水位埋深模拟模型能够准确反映人类和自然双重影响下地下水系统的非线性关系;与WNN模型相比,MEANN可使RMSE减小58.2%,MAE减小53.1%,而高精度样本要增加25.8%,Ens提高至0.99(P0.01)达到极显著水平;MEANN空间模拟精度较高,误差分布均匀,空间波动程度小,同时RMSE在所有区域上均明显呈现出MEANN模型小于WNN模型。显然MEANN模型在精度、稳定性和空间均匀性上更优,可作为地质资料缺乏条件下浅层地下水埋深高精度预测的推荐模型。     

盐城海滨湿地植被地上生物量遥感反演研究

以盐城自然保护区核心区的ETM+遥感影像和同期野外实测生物量为数据源,建立BP神经网络模型反演研究区地上生物量。结果表明:运用BP神经网络模型反演生物量湿重、干重精度分别达到了70%和74%;研究区生物量总量湿重为4.996×108kg,干重为9.370×107kg;在空间上呈现出海陆分异明显,海岸方向变化缓慢;米草、芦苇、碱蓬这3种植物的单位面积生物量呈现由高到低的特征,碱蓬的生物量干重集中在0~1.5kg/m2,湿重集中在0~6kg/m2;米草的生物量干重集中在1~2kg/m2,湿重集中在8kg/m2以上;芦苇的生物量干重集中在0~2kg/m2,湿重集中在2~6kg/m2,生物量与株高、盖度呈正相关,干重与二者相关性更强;生物量与生态位、土壤环境要素呈正相关,尤其与土壤养分相关性最强。     

民勤沙井子地下水对荒漠植被演替的影响

基于对民勤沙井子地区不同时期植被调查数据,研究了不同群落自然植被在地下水影响下的植被演替过程,结果表明:自20世纪80年代中期以后,沙井子地区地下水位和水矿化度不断下降,地下水位由1988年的9m降至2015年的24.62m;水矿化度由1963年的2.93g·L~(-1)降至2015年的0.78g·L~(-1);随着地下水位的下降,植被向旱生方向演替;水矿化度高低直接影响植被的种类。     

杉木林下植被生物量与盖度的关系

测定林下植被生物量是研究林下植被功能的重要前提,然而林下植被生物量的测定是一项十分繁重的劳动。根据聚类分析结果,将江西省分宜县大岗山实验局山下林场杉木林下植被大致分为5种植被类型,分别不同类型研究林下植被生物量与盖度的关系,可以找到一条测定林下植被生物量的简易途径。     

塔里木河上游荒漠河岸林土壤水盐空间变化与生态影响

荒漠河岸林是干旱荒漠区宝贵的天然林资源,而水盐格局制约着物种的形成、进化、演替和分布。基于塔里木河上游不同生境荒漠河岸林6个样地750个土壤样品采集和6.0 hm2群落调查,研究了土壤水盐的空间变化特征及其对优势种群的影响。结果表明:上游荒漠河岸林土壤含水量随深度而增加,40 cm土层之下变化剧烈,土壤总盐含量变化与之相反,表层积盐明显;不同生境土壤水盐含量变异差异明显,均属中强度变异,垂直方向土壤总盐含量变异性弱于含水量;各层土壤水盐含量从上段至下段逐渐减少,自然和人为因素共同作用导致区域土壤水盐空间分布差异;低水多盐生境抑制荒漠河岸林优势种群的生长发育,致使种群更新资源匮乏,稀疏,林分偏老,死亡率高,种群明显衰退;不合理的人类活动是造成荒漠河岸林优势种群生长受抑和植被退化的主要因素,长此以往,上游荒漠河岸林将快速衰退演替而消失。提出优势种群生存的半致死地下水位(GWD50)为5.5 m左右,此可作为流域植被恢复与生态输水的理论依据。     

广宁茶秆竹地上生物量分布特征研究

Based on the diameter, height and biomass of different organs of Pseudosasa amabilis, an individual optimization model is established. The results showed that the relationships among diameter, height, and biomass of different organs followed the power function model, rather than exponential model, linear model, or polynomial model. The biomass proportion of large diameter grade increased apparently after culm harvesting, and diameter was mainly distributed from 4 to 5 cm diameter grade. The standing biomass of cultivated Pseudosasa amabilis was between 48.10 t·hm^-2 and 53.10 t·hm^-2, while standing biomass of non cultivated P. amabilis stand was between 66.90—70.40 t·hm^-2, which is a suitable species for carbon sink. Bamboo individual biomass accounted for 70% of the above-ground biomass and grew multiply as the individual bamboo diameter increasing. The biomass of litter ranged from 8.32% to 18.10% in standing biomass while that of non cultivated bamboo stands was lower than that of cultivated bamboo. There existed a 1∶ 1 constant relationship between leaf biomass and branch biomass.     

三种不同植被恢复模式地上生物量及其营养元素含量研究

在广西忻城县喀斯特石山区对三种不同植被恢复模式 (任豆间种竹子模式、金银花模式、竹子模式 )地上部分生物量进行测定 .结果表明 :① 3种不同植被恢复模式的净生物量 ,显示出金银花(1 19t·hm-2 ·a-1) >竹子 (1 0 4t·hm-2 ·a-1) >任豆间种竹子 (1 0 1t·hm-2 ·a-1) ;②各种模式地上部分生物量的主要营养 (N ,P ,K)含量 ,显示出任豆间种竹子 (75 0 9kg·hm-2 ) >竹子 (33 4 0kg·hm-2 ) >金银花(2 2 95kg·hm-2 ) ;③各种模式地上部分生物量的主要营养含量的分配 ,均显示出N >K >P的规律。     

大头典竹地上部分生长指标与生物量关系研究

对大头典竹1a、2a、3a及〉3a4个龄级立竹地上部分各器官含水率和生物量调查分析,结果表明：1a生大头典竹竹秆与枝条含水率最高,随着竹龄的增长秆和枝含水率逐渐下降,以秆含水率下降最明显。竹秆生物量占地上部分生物量比例随竹龄增加而降低,枝条生物量占地上部分生物量比例随竹龄增加而升高。各龄级立竹胸径、全高均与地上器官生物量和地上部分总生物量呈显著相关关系。利用相对生长模型回归分析,得出回归方程,通过F检验,均达到显著水平,可用以估算大头典竹生物量。     

塔里木河下游不同断面胡杨径向生长对地下水变化的敏感性研究

胡杨是生长在塔里木河流域内的一种耐旱性木本植物,营造胡杨林能有效减少风沙对水土的冲刷。胡杨在生长过程中对地下水的感知是非常明显的。通过对胡杨的生长状况调查研究,能够观察出地下水位的变化情况。文章针对塔里木河下游不同断面胡杨径向生长对地下水的敏感性进行了研究,结果表明:不同断面积的胡杨对地下水位变化感知能力是不同的,年降雨量较多时,感知能力会提升;胡杨的断面对地下水位的感知度随地下水位的下降而逐渐下降。     

民勤绿洲荒漠过渡带固沙植被空间分异规律

基于野外调查资料,运用种群生态学数量分析方法,研究民勤绿洲荒漠过渡带固沙植被群落的空间分异规律。结果表明：(1)坝区固沙植被以沙拐枣(Calligonum mongolicum)-沙蒿(Artemisia desertorum)-沙米(Agriophyllum squarrosum)群丛为主,具有超旱生特征;泉山区固沙植被主要是白刺(Nitraria tangutorum)-沙蒿-五星蒿(Bassia dasyphylla)群丛,以沙堆天然灌丛为主;湖区固沙植被以白刺-芦苇(Phragmites australis)-猪毛菜(Salsola collina)群丛为主,以湿生耐盐碱植物种为主。(2)坝区固沙植被群落结构复杂程度最高;泉山区固沙植被群落的物种组成相似性较高。(3)坝区植物种总体上呈现显著正联结关系,泉山区和湖区植物种总体上呈现不显著负联结关系,种间联结性不强;坝区生态位宽度最大的植物种为沙拐枣,泉山区、湖区均为白刺。民勤绿洲荒漠过渡带固沙植被空间分异明显,未来区域植被管理应重视对乡土优势植物种的精准保护和恢复。     

鄂尔多斯草地荒漠化过程与植被生物量变迁的关系

本文研究了鄂尔多斯草地荒漠化过程与植被生物生物最变迁的关系，结果表明，在鄂尔多斯草地荒漠化过程中，植物群落退化的趋势为本氏针茅群落→本氏针茅＋高蒿群落→油蒿群落→沙地以及油蒿群落→油蒿＋牛心朴子群落→牛心朴子群落→沙地，从本氏针茅群落→油蒿群落→油蒿群落→牛心朴子群落植被退化的过程中，植被生物量表现为先增后降的过程，为２１８.1→７４８．７→155.6g/m^2，随着季节的变化，由于优势和伴生种的消长不同，各阶段的植被生物量的变化不一致，地下生物量大部分集中在表层，在０－２０cm占７６．９％－８６．３％, 随着高度的增加，植被生物量剧减，其中１８.9%-16.7 %在２０－３０cm,2.2%-7.5% 在３０－４０cm,0.6%-2.9%在４０cm以上，地下生物量８５.5%-100%在０－２０cm,9.75-12.0%在２０－４０cm,0-2.5%在４０cm以下，在植被生物量的毗积过程中，本氏针茅群落和本氏针茅＋枯油蒿群落处于先消耗后果累积状态，累积率分别为－２.29-0.42，和－0.47-0.74，本氏氏茅＋油蒿群落和油蒿群落生物量一直处于消耗状态，累积率为－0.04--0.40和－0.23，油蒿＋牛心朴子群浇和牛心朴子群落生物量一直处于增长状态，累积率为０．１４－０.29和０.52-0.04。