基于TVDI的内蒙古草地干旱变化特征分析

【目的】 研究内蒙古草地2000—2017年温度植被干旱指数（TVDI）的时空演变特征,并探讨其与气象因子的关系,以期为研究区的生态预警和生态修复提供理论参考。【方法】 基于MODIS增强型植被指数（EVI）和陆地表面温度（LST）产品构建Ts-EVI特征空间,根据该特征空间计算TVDI,对多年TVDI均值采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验等方法来研究干旱的空间分布特征、时间变化特征及时空演变趋势。【结果】 从整体上看,内蒙古草地多年平均干旱程度西南高东北低,各草地类型年均TVDI大小依次为温性荒漠类>温性草原化荒漠类>温性荒漠草原类>沼泽>温性草原类>温性草甸草原类>低地草甸>山地草甸。其中荒漠型草地（温性荒漠类、温性草原化荒漠类和温性荒漠草原类）主要为重度和轻度干旱状态,非荒漠型草地（温性草原类、温性草甸草原类、低地草甸类、山地草甸类和沼泽类）主要为轻度干旱、正常和轻度湿润状态。18年来荒漠型草地整体在缓慢变干;而非荒漠型草地除温性草原类外基本在缓慢变湿。从空间分布上,三类荒漠型草地干旱程度保持稳定以及具有变干趋势（轻微变干、变干、显著变干）的面积比之和分别为44.93%、55.01%;五类非荒漠型草地干旱程度保持稳定以及具有变湿趋势（轻微变湿、变湿、显著变湿）的面积比之和分别为72.19%、24.27%。【结论】 18年来,荒漠型草地的干旱情况主要为保持稳定和持续变干状态,并且持续变干的区域较多,草地生态环境在持续恶化;非荒漠型草地干旱情况主要为保持稳定状态,少部分面积具有变湿趋势,草地生态环境在稳定好转。此外,降水稀少对非荒漠型草地的干旱程度具有显著性影响,但对荒漠型草地的影响并不显著。温度升高则仅对温性草原类以及温性草原化荒漠类的干旱程度具有显著影响。     

新疆西部天然草地生物量与根冠比特征

【目的】 研究新疆西部主要天然草地类型地上、地下生物量和根冠比的特征,为草地碳储量研究提供基础数据与理论依据。【方法】 通过典型样地调查,测定新疆西部4种主要天然草地类型的地上生物量、凋落物生物量和地下生物量,分析不同草地类型的生物量和根冠比特征。【结果】 新疆西部天然草地中,低地盐化草甸和温性荒漠草地地上活体生物量相对较高,分别为121.27和110.78 g/m²,是温性荒漠草原的2.21和2.02倍;高寒荒漠草原草地地下生物量相对最大,为2 517.77 g/m²,分别是其他草地类型的1.39、2.12和3.85倍;高寒荒漠草原草地的总生物量相对最大,达到了2 578.49 g/m²,草地总生物量最小的温性荒漠为777.92 g/m²。不同组分生物量中地下根系的生物量分别占到总生物量的89.90%、97.65%、96.77%和84.16%,各类草地中高寒荒漠草原和温性荒漠草原草地的根冠比相对较大,分别为41.58和32.79,显著高于低地盐化草甸和温性荒漠草地,差异显著(P<0.05)。【结论】 新疆西部4种天然草地类型地上活体生物量的大小顺序为:低地盐化草甸＞温性荒漠＞高寒荒漠草原＞温性荒漠草原;而其地下生物量、总生物量和根冠比的特征均表现为:高寒荒漠草原＞温性荒漠草原＞低地盐化草甸＞温性荒漠,各类草地不同组分生物量的占比特征均表现为:地下根系＞地上活体＞凋落物。     

天然草地植被固定CO_2释放O_2功能评价——以青海省海西蒙古族藏族自治州天然草地为例

植被在固定CO2释放O2和大气与陆地生态系统碳循环中起着十分重要的作用,是区域和全球环境变化的主要反馈和调节系统,具有重要的生态功能,体现出生态服务价值。根据海西地区草地生态监测和资源调查及相关资料,计算各种草地类型的净初级生长量,进而根据光合作用方程式、造林成本法、碳税法和工业制氧法估算其固定CO2和释放O2的物质量及其价值量。结果表明：海西地区天然草地植被年净初级生长量为8 526.22万t,固定CO21.39亿t,释放O21.02亿t。根据造林成本法和碳税法估算出海西地区天然草地植被年固定CO2的价值为284.54亿元。利用造林成本法和工业制氧法估算出年释放O2的价值为385.18亿元。海西地区天然草地植被固定CO2释放O2的物质量和价值量中,高寒草甸类贡献率最高,其次是山地草甸、山地荒漠草原、山地干草原和高寒干草原,高寒荒漠类草原面积最小贡献率最低。该研究对地处青藏高原腹地、生态系统脆弱且空气稀薄的柴达木地区的生态系统结构和功能的研究具有重要意义。     

甘肃省靖远县草地资源及提高草地生产力的途径

甘肃省靖远县天然草地面积３７．３３万ｈｍ２，占农业用地的６４．３％。草地可以分为高寒草甸类、温性草原类、温性荒漠草原类和温性荒漠类４大类。有天然牧草４２科，１３８属，２１５种，主要是禾本科、菊科、豆科、藜科、莎草科和蔷薇科的种。青草总产量５．１５亿ｋｇ，理论载畜量２４．７万羊单位。对草地存在的问题及提高生产力的途径进行了讨论     

基于高分影像的黄河源青海片区退化草地识别

为明确黄河源青海片区草地退化状况,基于遥感信息技术对黄河源青海片区退化草地进行识别。结果表明：黄河源青海片区植被覆盖草地总面积96 489.84 km²,有温性荒漠类、沼泽类、高寒草甸类、低地草甸类、山地草甸类、温性草原类、温性草原化荒漠类、高寒草原类等8个类型。提出黑土型、砾石型和岩石型“黑土滩”概念,并以植被覆盖度<70%作为退化草地识别标准,黄河源青海片区黑土型“黑土滩”退化高寒草地14 239.47 km²,占草地总面积的14.76%;砾石型、岩石型“黑土滩”面积分别为2 445.37 km²和376.07 km²,分别占2.53%和0.39%;沙化草地5 739.75 km²,占5.95%;重度沙化草地面积1 516.35 km²,占1.57%。退化草地总体分类精度为98.93%,Kappa系数为0.977 2。     

基于流域不同特征的浐灞河生态系统健康评价

【目的】根据流域不同特征,构建浐灞河流域生态系统健康评价指标体系,并对其生态系统健康状况进行评价,为河流综合治理提供科学依据。【方法】基于浐灞河流域的水资源开发利用程度、水功能定位和生态环境保护的不同特点,构建了由生态结构与功能、水文特征、水环境状况、社会经济和生态服务功能5个方面要素,11个单项指标组成的流域生态系统健康评价指标体系,并采用模糊综合评价法与层次分析法相结合的方法对浐灞河流域生态系统健康状况进行评价。【结果】影响浐灞河流域上中游区域生态系统健康的主要问题有水土流失、植被破坏以及人口增加对环境的压力,影响浐灞河下游城市段生态系统健康的主要问题有水资源过度开发和河流水质污染。浐灞河上中游区域和下游城市段生态系统健康综合评价度分别为0.803 7和0.760 9,可知浐灞河流域上中游区域生态系统处于亚健康状态,下游城市段为临界状态。【结论】浐灞河流域上中游区域生态结构与功能欠缺,下游区域受水文特征和水环境状况的影响较大,是浐灞河进行流域治理和水生态保护与修复应重点关注的问题。     

新疆伊犁地区典型草地土壤无机碳分布特征

干旱区草地土壤无机碳(SIC)分布特征对研究干旱区草地生态系统碳循环具有重要作用。基于新疆伊犁地区6种典型草地土壤剖面无机碳含量的实测数据,分析了不同类型草地的SIC分布特征及其影响因素。结果表明,0~100cm土壤深度内,SIC含量随着海拔的升高而降低(P<0.05),表现为高寒草甸<温性山地草甸<温性草甸草原<温性草原<温性荒漠草原<温性荒漠;从土壤剖面垂直变化来看,除高寒草甸随着土层深度的加深无明显变化外,其他各类型草地SIC含量均随着土层深度的加深而增大。土壤无机碳密度(SICD)随着海拔的升高而降低,随土层深度的加深呈增加趋势;各类型草地土壤无机碳主要分布在底层(50~100cm),所占比例达67.1%~86.5%;100cm内,SICD为0.30~19.30kg/m2,平均SICD为12.21kg/m2。SIC含量与土壤容重随着土层深度的加深相关性逐渐增大,在20~100cm达到极显著正相关;而与土壤pH值间表现出极显著正相关,与土壤电导率(EC)仅在土层20~30cm达到极显著正相关。     

甘肃玛曲高寒草原沙化草地植物多样性研究

玛曲高寒草原是青藏高原的重要组成部分和黄河上游地区的主要水源涵养区,高寒草地沙质荒漠化和水土流失已严重威胁到青藏高原生态系统的安全。通过重要值理论和多样性理论对玛曲高寒草原不同程度沙化草地植被群落植物多样性进行研究,为治理流沙和草地生态系统恢复提供理论依据和技术支撑。结果表明:①随着沙化程度的加剧,高寒草原生态系统向高寒沙质荒漠生态系统转化,群落以苔草+早熟禾群落→苔草+防风+嵩草群落→球穗莎草+防风+苔草群落→赖草+虫实+苔草+防风群落的方向演替。大多数高寒草地物种退出群落,而适应沙质荒漠的物种逐渐占据优势地位;②群落丰富度指数、多样性指数急剧下降,均匀度指数呈现先增加后减小的趋势,在中度沙化草地达到最大,而群落优势度逐渐增加,在重度沙化草地增加明显;③潜在沙化草地Whittaker指数远小于沙化草地,而不同沙化草地之间Whittaker指数的差异不显著。潜在沙化草地相异性系数CD和共有度指数CP与沙化草地差异性显著,而且随着沙化程度的加剧,差异越显著。所以应加强潜在沙化草地的保护措施,而对沙化草地应采取流沙治理措施进行生态修复,防止草地沙化的加剧和蔓延。     

天山高寒草原不同退化梯度紫花针茅群落结构特征研究

【目的】研究巴音布鲁克高寒草原退化草地植物群落结构特征,为退化草地合理利用提供理论依据。【方法】采用样方法,调查研究区退化草地物种组成、群落结构并分析生态经济类群及物种多样性与地上生物量的关系。【结果】随着退化程度的增加,草地中优势种紫花针茅被小型禾草溚草取代;高寒草原退化标志植物天山赖草、绢毛委陵菜等杂类草重要值增加;禾本科、豆科等优良牧草地上生物量逐渐减少;群落内地上生物量显著降低了50%(P0.05),群落地上生物量与物种丰富度指数呈显著线性正相关,与多样性指数、均匀度指数呈显著线性负相关关系。【结论】巴音布鲁克高寒草原退化草地植被群落结构简单化,导致草地质量和生产力明显下降;草地群落物种丰富度影响草地生产力。     

内蒙古正蓝旗降水量对草原生产力的影响

【目的】分析内蒙古正蓝旗降水量对草原植被生产力的影响,为草原的合理规划、利用以及草原生态保护提供科学参考。【方法】基于2000-2013年正蓝旗年降水量、生长季降水量(4-8月)和不同类型草原(低地草甸、温性典型草原和温性草甸草原)生产力数据,采用回归分析的方法探讨该地区2000-2013年降水量对草原生产力的影响。【结果】1)年降水量和生长季降水量均与草原生产力呈正相关关系,且生长季降水量分别与草甸草原、典型草原和低地草甸生产力构建的回归模型相关性(R分别为0.564,0.826和0.845),略高于年降水量与上述3种类型草原生产力构建的模型(R分别为0.569,0.820和0.826),但是二者差异不显著。2)年降水量和生长季降水量对不同类型草原生产力的影响程度均不同,二者与不同类型草原生产力的相关系数均为低地草甸典型草原草甸草原。【结论】草原生产力的年际变化受降水量年际波动的影响,且年降水量和生长季降水量对草原生产力的影响程度并没有明显差异,但二者对典型草原和低地草甸生产力的影响均明显大于草甸草原。