新疆沙漠化防治区划指标和方法

考虑到资料可获取性和指标的适用性以及新疆沙漠化的具体特点,新疆沙漠化防治区划工作在第三级区划中设计和采用了沙尘天气指数、土地覆被指数、植被盖度指数、大风指数和海拔高程指数作为区划主体指标,同时还采用了自然地理单元、县级行政区划界线、雨养植被界线、耕居地人口密度、人口耕居地比例作为辅助指标。最后,把由主体指标经指数和法合成的沙漠化综合评级指数作为最主要依据,划定三级区划界线。     

呼伦贝尔沙化草原植被覆盖度估算光谱模型

选用美国ASD公司F ieldspec光谱仪,在内蒙古呼伦贝尔高原中西部的沙化草地进行了高光谱遥感地面观测以及草地植被覆盖度测定。运用回归分析方法,建立归一化植被指数(NDVI)与植被覆盖度(fc)之间的地面光谱模型。基于决定系数(R2)判断,拟合较理想的模型为乘幂模型和指数模型,R2分别达到0.752和0.716。误差分析显示指数模型和幂函数模型拟合误差较小。综合分析后确定选用乘幂函数作为研究区植被覆盖度估算模型(fc=0.7479*NDVI1.1928,R=0.86,p<0.001)。该模型为呼伦贝尔沙化草地区域植被覆盖度测定提供了新的技术方法。     

基于MODIS数据的毛乌素沙地土壤水分模型的建立

采用MODIS数据,根据水的吸收率曲线提出使用MODIS影像数据的第6波段和第7波段的反射率来监测土壤湿度,并与温度植被旱情指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)进行对比。通过在毛乌素沙地沙漠化地区准同步实地验证,表明MODIS第7波段的反射率与地表土壤湿度之间有较好的负线性相关关系,并建立了回归方程。分析结果表明使用MODIS数据第7波段的反射率可以大面积对沙漠化地区土壤湿度进行监测。     

基于MODIS 的沙漠化地区植被覆盖度提取模型的研究

目前常用的植被覆盖度遥感反演模型,受限条件较多,所用系数精度不高。针对上述问题,提出了利用研究区域的实测最大和最小植被覆盖度确定反演模型系数的方法和基于MODIS影像数据的地面实测验证方法。经用该方法对毛乌素沙地沙漠化地区的植被覆盖度进行反演,并同步监测该区域的地表覆盖度对反演结果进行验证,结果表明地面同步实测植被覆盖度与反演的误差绝对值平均值为0.04,反演方法精度较高。研究表明本文提出的利用MODIS影像数据反演沙漠化地区地表覆盖度的模型、地面验证方法切实可行,适合对沙漠化地区地表植被覆盖度大范围且快速的遥感监测。     

科尔沁沙地景观格局变化的研究

本文以1995年和2000年的遥感影像为信息源,利用GIS图像、数据处理功能,获取景观要素图斑,得出图斑的数量、周长、面积等特征,并根据景观生态学的原理和方法,计算研究地区的景观指数,通过对景观指数的分析,揭示该地区沙漠化现状及动态。结果表明,研究地区各种类型沙漠化土地总面积37.4万hm2,占总土地面积的39.1％;植被盖度小于30％的较严重沙漠化土地从1995年到2000年以61.0hm2/年的速度扩展;景观破碎度变大,反映出入类活动对景观的干预作用不断增强;沙漠化景观要素的形状指数变化表现出内、缘比变大,不利于沙漠化土地的自然恢复。研究地区沙漠化是一个发展的过程。     

黄土高原次降雨径流产沙变化及其与雨强和植被盖度变化的相关性

获取12条流域16 a的753次降雨数据,运用雨强、植被盖度、径流系数和产沙系数等指标,分析黄土高原次降雨径流产沙变化及其与雨强和植被盖度变化的相关性。结果显示：① 与1980-1989年相比,2006-2011年黄土高原的降雨-径流和径流-产沙关系发生了明显变化,大部分流域的产流产沙能力有所下降,10个流域中有8个流域的径流系数、产沙系数有所减小,分别减小25.93%~66.1%和59.05%~97.71%;② 分析雨强和植被盖度变化与径流产沙变化的相关性,发现径流产沙变化与植被盖度变化的相关性强于其与雨强变化的相关性,表明植被盖度变化对径流产沙变化的影响更明显;③ 分析不同干湿条件下径流产沙变化对植被盖度变化的敏感性,发现气候越湿润,流域的径流产沙变化对植被盖度变化越敏感,植被改善的减水减沙效果越明显。     

关于沙漠化机制的研究

本文以新疆塔克拉玛干沙漠和内蒙科尔沁沙地为例,着重探讨了第四纪环境、气候变化、沙物质来源和运送机制、沙漠水文特征和利用方式、植被特征及其演变等在沙漠化形成机制中的作用,指出沙漠化是一种综合的白然地理过程,是自然环境和人文环境共同施加作用的结果,它导致了干旱和半干旱地区生态平衡的严重紊乱和瓦解,导致灾难性的生态恶果。对沙漠化环境的改善和逆转,提出了具体的建议。     

盐池半荒漠风沙区土地沙漠化发生发展规律的研究

本文耐盐池半荒漠风沙区土地沙漠化发生发展规律进行了探讨，主要分析了在土地沙漠化的过程中土壤和植被的变化过程及其成因。     

内蒙古哲里木盟南部土地沙漠化过程中地表物质分异及含水量变化特点

本文研究了哲里木盟南三旗士地沙漠化过程中地表土质颗粒组成、有机质、全量养分、微量元素、矿物成分的变化及固定沙丘“活化”后含水量的变化。揭示了土地沙漠化的后果:主要表现在地表细粒部分的损失,相应地出现地表粗质化的特征,表土层有机质及其营养元素的逐渐减少,从而造成土地生产力的下降。但沙层含水量及水分状况仍有利于沙地的利用及植物的生长。目前该区许多土地类型,不同程度地有沙漠化的发生,有些是潜在沙漠化的固定沙丘,一旦植被遭到破坏,沙漠化发展速度是很快的,必将扩大流动沙地的面积。因此,要充分利用本地降水量较充沛的有利因素,对各类沙地注意保护封育和人工固沙,创建良性循环的生态系统。     

呼伦贝尔草地风蚀沙漠化演变及其逆转研究

本文从地区自然环境、资源分布特点、利用方式等多方面入手,对呼伦贝尔草地风蚀沙漠化成因、演变趋势作了较客观的分析,并以此为基础提出了相应的沙漠化逆转对策。     

呼伦贝尔退化草地植被演替特征研究

由于气候环境条件的变化和人类长期不合理的草地利用方式,致使呼伦贝尔草原退化、沙漠化趋势加剧,草地的退化严重威胁着当地的生态环境,制约着畜牧业的发展。对草甸草原、典型草原和沙地植被三种草地类型的植被退化演替特征研究结果表明:随着草地退化(沙化)程度加大,群落结构与多样性逐渐丧失,草层高度、植被盖度、株丛密度、地上部生物量等,都呈现不同程度的递减趋势,草地退化过程中,群落物种组成逐渐单一,数量逐渐减少,物种组成发生显著的变化。未退化草地以禾本科植物占主导地位,随着退化程度的加大,退化指示类的菊科植物的重要地位得到提升,中度退化阶段蔷薇科植物不断增加,并占据优势地位,重度退化阶段,多以耐践踏的蔷薇科植物和小型禾草为优势种,其中重度沙化草地,多年生植物几乎全部消失,而被一年生植物替代。     

放牧与封育对沙质草地植被特征及其空间变异性的影响

采用经典统计和地统计学的方法,定量分析了放牧与封育沙质草地植被盖度、丰富度、平均高度、密度和Shannon-Wiener指数的变化及其对植被空间结构特征的影响。结果表明:封育沙质草地植被盖度、平均高度和Shannon-Wiener指数显著大于放牧草地(P<0.01),但两者丰富度变化不显著(P>0.05)。封育草地与放牧草地植被盖度、丰富度和Shannon-Wiener指数的变异系数分别为14.3%,24.4%,13.5%和17.8%,25.7%,21.7%,前者小于后者。在本研究尺度上,封育沙质草地植被盖度以及封育与放牧草地植被密度的空间变异规律均能较好地拟合成球状模型,封育沙质草地植被丰富度和Shannon-Wiener指数以及放牧草地植被盖度、丰富度和Shannon-Wie-ner指数的空间变异规律均能较好地拟合成指数模型。封育与放牧草地植被盖度、丰富度、密度和Shannon-Wiener指数的空间自相关度C/(Co C)分别为70.7%,56.5%,51.0%,68.7%和50.1%,73.3%,70.0%,68.9%,表明封育与放牧草地各变量均具有中等的空间相关性。封育草地所有变量半方差函数值均小于放牧草地。封育草地和放牧草地的植被盖度、丰富度、Shannon-Wiener指数变程分别是36.73 m,85.02 m,161.91 m和24.98 m,5.64 m,51.78m,前者大于后者。放牧草地植被的空间变异性强、破碎化程度高,封育草地植被的空间依赖性强、变异性弱。     

小针茅草原植被地下与地上生物量季节动态及根冠比变化规律

利用内蒙古苏尼特右旗小针茅荒漠草原生长季地上、地下生物量数据,分析小针茅草原植被地上、地下生物量以及根冠比的季节动态,并建立根冠比季节动态模型。研究结果表明：① 小针茅草原植被地上生物量季节变化呈单峰型曲线,地上生物量的峰值出现在6月下旬,为46.14 g•m^-2,地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最高值出现在7月下旬,最低值出现在8月下旬,分别为1 275.46 g•m^-2和365.1 g•m^-2。② 2011年小针茅草原植被根冠比季节波动较大,最小根冠比为16.8, 出现在8月下旬, 最大根冠比为51.05, 出现在7月下旬。③ 小针茅草原植被地上生物量与根冠比具有较明显的相关关系,8月的相关关系最好,相关系数达到0.626,可以用8月的地上生物量模拟根冠比的变化。     

基于CVOR指数的巴音布鲁克高寒草原健康评价

利用草地生态系统健康评价CVOR综合指数,对巴音布鲁克高寒草原生态系统2004—2012年健康状态进行评价与退化分级研究,并对引起CVOR变化的内在驱动力因素进行探讨。结果表明:(1)研究区高寒草原生态系统健康状况由一般病态(2004年CVOR=0.58)逐渐恢复为健康状态(2012年CVOR=0.72);退化状况由强度退化恢复为中度退化,但局部仍存在强度退化;(2)降水是高寒草原生态系统CVOR指数的主要限制因子,降水也是除基况外各分指数变化的重要驱动因素;在气候变化背景下,CVOR指数将上升;(3)放牧改变了围栏外的群落功能组分,围封可以改善高寒草原生态系统的健康状况,有利于植被的正向演替,过度放牧是影响高寒草原恢复和演替的重要因素。总体上,降水和放牧是影响研究区高寒草原健康状况的主要原因。     

内蒙古北部荒漠草原带的严重荒漠化及其治理

位居干旱气候区的内蒙古高原中北部的荒漠草原地带 ,面临着严重荒漠化的威胁。目前已有 90 %以上的天然草场退化与沙化 ,变成寸草不生的不毛之地。大大扩展了我国北部沙尘暴频繁发生的地带 ,成为北方生态安全最危险的地区。这是多年来盲目增畜 ,超载过牧 ,滥垦乱挖的掠夺式生产经营中又加上干旱气候因素的耦合作用所造成的必然恶果。面对这一严峻形势 ,急需采取果断措施抢救荒漠草原地带的整体生态环境。应立即实行禁牧封育 ,人畜转移 ,调整结构 ,移民扩镇。使荒漠草原地带与农牧交错地带以及城市之间建立起产业化可持续发展的新途径     

内蒙古草地生产力时空变化及驱动因素分析

基于草地资源普查资料和GIS技术,以生物量与可食牧草比例作为影响草地生产力的主要因子,以县域为单位,对内蒙古草地生产力的时空变化特征及其分布的地域差异性进行了分析.结果表明:2000-2003年与1981-1985年相比,大部分地区生物单产及可食牧草产量均明显减少,可食牧草比例也明显降低;生物单产、可食牧草产量以及可食牧草比例高值区与次高值区均明显减少;大部分地区草量变化与草质变化具有时空一致性.最后从气候变化、草畜矛盾、现有草原管理制度及建设状况方面,对内蒙古草地生产力变化成因进行了分析.     

内蒙古典型草原区植被格局变化及退化导因探讨

本文以锡林浩特市和阿巴嘎旗境内30年来的植被变化为例,利用3S技术结合景观生态学的方法分析了该区70年代、80年代和90年代植被群落变化的特点。结果表明:在70年代末到80年代末研究区中群落类型和面积变化较大,新增加了两个类型,退化类型的面积增加较多。80年代末到本世纪初植被类型基本未变,但面积发生了较大的变化,特别是轻度退化类型的面积减少较明显,重度退化类型面积在不断的增加。选取4个景观指数的分析结果表明:景观多样性、景观破碎化和景观均匀度指数增加显著,植被格局变化强烈。分析其退化的原因可知:在草原植被一直以退化的方向发展的同时,决定草原群落结构的降雨量却呈现出明显的年代际变化,可见并不是影响草原退化的主导因素,而通过分析研究区近30年来牲畜的头数变化,却是直线上升的趋势,因此可以看出放牧对草原植被的变化起着决定性的因素。     

围栏封育对新疆山地退化草原植物群落特征的影响

围栏封育作为一种有效的退化草原管理措施,近年来在我国退化草原恢复中得到极为广泛的应用。以新疆巴里坤县退化温性荒漠草原为研究对象,通过连续4 a围栏封育样地和自由放牧样地的植被调查资料,对比分析围栏封育样地和自由放牧样地的植被群落组成和地上生物量的动态特征。结果表明:(1)通过围栏封育措施,退化草原的物种多样性和群落生态优势度与自由放牧样地相比略有提高,群落均匀度略有降低,但通过t检验,差异均未达到显著水平(P0.05)。(2)随着封育措施的实施,总体上草原群落优势种为沙生针茅和伊犁绢蒿,反映出西部内陆半干旱地区温性荒漠草原特有的特征;自由放牧样地,沙生针茅和伊犁绢蒿在群落中的优势地位发生变化。(3)围栏封育措施提高了植物群落的平均高度、地上生物量。随着围封时间的延长,群落地上生物量增加,且显著高于自由放牧区,然而4 a围栏封育并不能使温性荒漠草原产草量达到最高水平,也不能使植物群落的多样性指标与自由放牧样地形成显著差异。     

不同放牧压力下荒漠草原土壤有机碳特征及其与植被之间关系的研究

研究了荒漠草原土壤有机碳的特征及其与植被之间的关系。结果表明:0-10cm和10-20cm土层土壤有机碳含量随着放牧强度的增加而降低,未放牧区(CK)>轻度放牧区(LG)>中度放牧区(MG)>重度放牧区(HG),中度放牧区和重度放牧区分别显著低于未放牧区(P<0.05);0-10cm土层土壤有机碳含量与草地地上生物量和植被盖度具有极强的相关性,与草群高度具有较强的相关性;10-20cm土层土壤有机碳与草地地上生物量和植被盖度具有极强的相关性,而与草群高度的相关性较弱;根据相关性的强弱,建立了土壤有机碳与草地地上生物量和植被盖度的线性回归模型。     

青海湖芨芨草干草原植被退化对土壤温湿特征的影响

芨芨草(Achnatherum splendens）干草原目前退化严重,但对土壤温湿特征的驱动机理仍不清楚。利用2011年连续观测资料分析环青海湖区域的芨芨草干草原原生植被和典型退化区域的0 cm、5 cm、10 cm、20 cm、40 cm和80 cm土壤温度和5 cm、10 cm、20 cm、40 cm和80 cm土壤容积含水量。结果表明:植被退化直接导致0 cm和5 cm表层土壤温度日极大值显著升高了39.04%和13.91%,温度日极小值显著降低,温度日较差升高;而10 cm以下温度日特征无显著响应。原生植被区0 cm逐日土壤温度在植物生长季（5-9月）极显著降低,非生长季5 cm和10 cm则略高。芨芨草植被改变了土壤年均温度垂向扩散特征。植被退化间接导致土壤5 cm土壤容积含水量升高了35.20%,10 cm无差别,20 cm以下显著降低,同时降低了系统土壤含水量的时间稳定性。特征聚类分析结果表明,芨芨草干草原土壤温湿特征对植被退化的综合响应主要表现在7-8月。