呼伦贝尔沙质草原风蚀坑表层土壤粒度特征

以呼伦贝尔沙质草原北部沙带中段陈巴尔虎旗完工镇境内风蚀坑环境为研究对象,选取不同发育形态的典型风蚀坑类型,通过系统的风蚀坑形态测量和风蚀坑表面沉积物粒度分析,研究沙质草原风蚀坑表层土壤粒度特征。结果表明:各风蚀坑沙物质总体结构以细砂为主,其次是中砂,极细砂和粉粒含量很少,且除了未风蚀草原表土含极粗砂,其他风蚀阶段皆不含;不同阶段风蚀坑的土壤粒径频率曲线,除消亡阶段为极负偏外,其他阶段均表现为负偏,峰态变化趋势与分选性一致,砂粒分布集中程度依次为:未风蚀草地消亡阶段固定阶段裸地沙斑活跃发展活化阶段,按照分级标准峰态均为中等范围;研究区沉积物粒度组成比较均一,各发育阶段风蚀坑表层颗粒分布曲线型式基本一致,由于风蚀强度的增加,曲线偏向粗颗粒一侧,风蚀活动强度加大及植被破坏程度加剧引起风蚀坑表层砂粒粗化。     

沙质草地风蚀坑动态演变特征

根据2002年、2004年和2009年高精度QuickBird遥感数据和野外实测数据,分析碟形、槽形和复合型3种主要类型风蚀坑的形态特征,从风蚀坑形态的几何计量意义探讨不同发育阶段的形态变化及演变。2002-2009年,3种类型风蚀坑面积经历了先增加后减小的变化过程,风蚀坑侵蚀坑区面积持续增大,而积沙区面积表现为先增后减。复合型和槽形坑的飘沙区面积持续减小,碟形坑飘沙区表现为先增后减。从风蚀坑的整体形态变化来看,2002-2009年,复合型风蚀坑形态变化最大,槽形坑次之,碟形坑变化最小,侵蚀坑区的坑缘扩张多发生在东缘、偏东缘和南缘。从2002-2010年,3种类型风蚀坑侵蚀坑的几何形态差异,显示其分别处于不同的演变阶段。其中,复合型风蚀坑侵蚀坑区的短长轴之比变化很小,侵蚀坑区的形状基本保持不变,处于固定消亡阶段;碟形坑与槽形坑侵蚀坑区的短长轴之比变化较大,处于活跃发展阶段。     

渭河下游洪泛区土地景观格局变化及驱动力研究

应用GIS/RS技术与景观格局分析软件FRAGSTATS,研究了1989-2000年渭河下游洪泛区土地景观格局变化及其驱动力.结果表明:①建设用地、草地、盐碱地、裸地、林地和园地的面积在增加,而耕地和水域的面积在减少;土地盐碱化形势依旧严峻,累计有2.08 km2的耕地和0.94 km2的草地出现了盐碱化,而且由于径流量减少使得3.47 km2的水域暴露并演化为盐碱地.②景观系统中优势斑块类型的连接性逐步降低,景观破碎化程度和景观异质性均呈现出增高趋势,其不定性的信息含量增大;耕地和林地的异质性及破碎度均有所降低,而建设用地则相反;草地、盐碱地和水域的各项指数波动性较大,景观变化较为剧烈.③人口增长、农业生产、区域产业结构调整以及水利工程等因素所引发的河道变迁、洪涝灾害频发等环境问题是促使景观类型转变的重要驱动力.④保护为主、合理开发洪泛区资源,适当退耕、重建河岸植被带等措施应该是洪泛区土地管理的唯一途径.     

浑善达克沙地景观格局变化研究

在遥感和GIS技术的支持下,通过采用转换矩阵和斑块伸长指数、破碎度指数、多样性指数、优势度指数、均匀度指数等景观指数分析了80年代末期到2000年浑善达克沙地景观动态变化,结果显示:①景观要素类型尺度上,研究区草原景观和固定沙丘景观面积明显缩小,半固定沙丘景观和流动沙地景观向外扩展,反映出整个沙地向荒漠化方向发展的趋势;②景观尺度上,斑块伸长指数有所下降,破碎度变大,反映出人类活动对景观的干预作用不断增强;景观多样性指数和均匀度指数减小,优势度指数增加,表明景观的组成趋向简单,主要景观对区域景观变化起到主导作用,景观中的支配能力和影响力在增强。     

阴山北麓地区景观格局变化研究

运用中国科学院遥感所承担国家土地资源调查成果数据对阴山北麓地区 1 995 -2 0 0 0年景观格局变化进行了分析。景观指数选取了 1 2个。结果表明 ,阴山北麓地区耕地面积呈增加的趋势 ,草地呈减少的趋 ,其变化显著 ,林地面积略有增加 ,但在地区景观中的比例仍非常小 ,未利用土地面积增加较快 ;整体景观的破碎度略有下降 ,多样性指数增加 ,景观类型间的差异增大 ,景观优势度降低 ,均匀度增加 ,草地的优势度下降 ,耕地和未利用土地的优势度增加 ,景观向均衡化发展。分析表明 ,阴山北麓地区以耕地和草地景观为主 ,呈现农牧交错区的典型特点 ,农林牧用地比约为 1∶0 1 4∶4。对面积和分维数关系分析表明 :随面积的增加 ,耕地分维数呈波浪式增加。     

于田绿洲土地景观格局动态变化与预测

以多期遥感图像为信息源,用GIS、RS手段和马尔珂夫链模型对新疆于田绿洲土地景观格局的动态变化进行了探讨和预测。研究结果表明:20多年来,研究区以荒漠为基质、以克里雅河为廊道、以农田和草地为主体斑块的宏观分布格局基本未变。总体上,生态保护,封沙育草取得了较大的成绩。草地面积的扩大和荒漠面积的缩小意味着绿洲稳定性增强。水体、湿地始终受到较大程度的人为干扰。人类在生产活动中,不断地以消耗和利用河流水资源得以生存和发展。趋势预测今后农田、水体、湿地、高草和中草持续增加,而低草、盐碱地和荒漠进一步减少。整个区域呈现荒漠、草地和农田三足鼎立之势。     

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。     

鄂温克族自治旗土地利用景观格局变化研究

在RS和GIS技术的支持下,以1992年和2002年TM遥感数据为数据源,利用斑块面积、形状、优势度、景观破碎度、土地利用的变化以及各种景观类型之间转换等景观特征指标,从多个层面对鄂温克族自治旗景观特征及其动态变化进行了研究。结果表明:在10a时间内,研究区域景观特征发生了很大变化,农业用地和建设用地迅速增加,与此同时,伴随着经济的迅猛发展和城镇化进程的加快,林地、草地和湿地等景观类型都出现了不同程度的退化,其中以高覆盖度草地、中覆盖度草地和河滩地最为明显。     

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。     

博斯腾湖湿地景观格局动态变化及其驱动机制分析

在RS和GIS技术,FRAGSTATS软件的支持下,应用1990年Landsat TM、2000年Landsat ETM+和2010年的ALOS/AVNIR-2遥感影像,结合博斯腾湖湿地的区域特点,提取博斯腾湖湿地生态景观格局信息,并选取12种具有典型生态意义的景观指数,对博斯腾湖湿地20年的景观空间格局变化和演变特征进行分析,探索其演变机制。结果表明:湿地面积在研究时段内呈现先增加后减少的趋势。1990-2000年间湿地总面积增加351.8km2,其中人工湿地面积增加34.93km2,自然湿地增加316.87km2;2000-2010年间湿地总面积减少277.34km2,其中人工湿地面积减少28.36km2,自然湿地面积减少248.98km2。从景观整体来看,均匀度指数较低,景观破碎化程度不断增加,景观被湖泊,潮间沼泽和光滩沼泽这三个占优势的景观类型所控制。     

塔里木河干流景观格局的时空变化分析

应用遥感技术,从景观格局着手,运用景观生态学的原理和方法,对比分析塔里木河干流断流前、治理前、治理后三个阶段的景观格局。结果表明:(1)1972年至2000年间,高覆盖度植被和水域面积逐年下降,低覆盖度植被面积增加最快;上、中游农用地有所增加,主要由高覆盖度植被和沼泽演变而来;下游由于河流断流,原有农用地被弃耕,变为荒地;(2)2000年至2006年间景观面积增加最多的是农用地,主要转移来源为沼泽、有林地、灌丛、草地;面积减少量最大的以低覆盖度植被最为典型,主要去向是水域和荒地;斑块数目增加最多的是农用地;(3)从1972年至2006年,整体景观斑块个数和斑块分维数都在增加,说明整体景观的破碎度和整体形状复杂程度在增加;(4)以1972年各景观类型为起点,经过生态治理,景观在某种程度上已经得到恢复,但恢复程度与起点相比还相差很远。     

基于退耕还草背景的科尔沁沙地土地利用景观格局分析

以2000、2005年的土地利用矢量数据为基础数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,从区域和旗县2个尺度,定量分析了科尔沁沙地实施退耕还草工程5年间土地利用景观格局的变化态势,并揭示了土地利用景观格局变化对区域生态环境的影响。结果表明:⑴退耕还草5年间,科尔沁沙地的水田、旱地、有林地、灌木林地、疏林地和高覆盖度草地景观的面积及空间分布的连续性趋于增大,而沙地、盐碱地、水域及沼泽湿地景观的面积及空间分布的连续性趋于减小;各旗县景观斑块类型的变化趋势不尽相同。⑵退耕还草5年间,科尔沁沙地的景观多样性降低0.97%,景观优势度增大3.08%,景观破碎化程度降低2.00%,整体景观组成趋于简单;各旗县景观结构的变化趋势不尽相同。⑶退耕还草5年间,科尔沁沙地旱地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著负相关(P=0.008,r=0.674,n=14),而高覆盖度草地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著正相关(P<0.001,r=0.876,n=14),表明科尔沁沙地实施退耕还草工程期间,风蚀严重的旱地的退耕和高质量草地的建植是提高区域生态环境质量的关键。     

压砂种植模式对地表热场景观格局的影响

基于Landsat ETM+数据,反演了宁夏环香山地区的地表温度,计算热场指数差异,运用景观指数对压砂地热场景观格局动态变化进行分析。研究表明:在宁夏环香山地区各土地利用类型中,压砂地的地表温度及热场变异指数最高,其次为未利用地,而草地、耕地、林地的地表温度较低。近十年间,宁夏环香山地区的热场呈现出高温斑块数量先增加后减少,景观由简单到复杂、再趋向简单的演变趋势。在2004—2009年间,热场景观斑块总数及密度明显增加,景观破碎化程度加深;高等级斑块类型的优势度明显提升,形状趋向复杂;由于大量低等级斑块转向高等级斑块,导致区域热岛效应明显增强。但在2009—2013年间,宁夏环香山地区的热场景观格局变化却表现出与2004—2009年间完全相反的变化态势。引起热场景观格局变化的主要原因是当地种植模式的变化,在2009年之前,宁夏环香山地区的压砂地面积的迅速扩张,由分散、局部、小面积转变为集中、连片、大面积的模式,大规模改变下垫面性质造成地表温度升高;然而2009—2013年,虽然压砂地面积继续扩大,但由于调整了种植结构,实行枣瓜间作,使得地表植被覆盖度增加,高温斑块面积比例开始下降。     

40年来叶尔羌河流域景观变化过程分析

应用RS和GIS技术,与景观指数分析软件相结合,以叶尔羌河为例,从时间和空间变化两个方面研究景观格局的变化规律。并从水资源和生态环境效应方面,考虑其景观格局变化的发展趋势。结果表明:(1)在发展态势上,从20世纪60年代到2000年,景观格局的多样性和均匀性都呈下降趋势,流域整体景观的异质性下降,其类型边界趋于复杂化,自然条件在景观格局的变化中仍为主要控制因素。整个流域的景观类型向非均衡化方向发展;(2)从发展格局上,其上游山地景观区和中游人工绿洲景观区的发展比较成熟,景观格局趋于稳定,但其下游受水源限制,林草出现退化,荒漠化和盐碱化程度加大;(3)从水资源和和生态效应分析,水资源在未来五十年内能满足人类社会发展和流域各种生态需水增长需求。目前叶尔羌河流域为绿色生态区,其景观格局与生态系统是相适应的,其发展趋势较好。在水源充足,注重中游节水,适当调整下游水资源配置的条件下,整个流域的景观格局与自然生态系统和人类生态系统将向着可持续协调统一的方向发展。     

赛罕乌拉国家级自然保护区不同草地类型植被碳密度及其分配

准确了解草地生态系统的碳密度及其分配,对于估算不同草地类型中的植被碳储存能力、判定碳汇、合理开发草地资源以及研究陆地生态系统碳循环具有重要意义。通过野外调查测定和室内分析,对内蒙古赛罕乌拉自然保护区草地生态系统的6种草地类型(线叶菊草原、贝加尔针茅草原、银穗草草原、林缘杂类草草甸、河谷草甸和蒙古冰草草原)的碳密度及其分配进行了研究。结果表明,赛罕乌拉自然保护区6种草地类型植被地上部分碳密度为89.61～240.20g/m2,地下部分碳密度为965.74～1520.00g/m2,植被总碳密度为1148.21～1616.99g/m2。在碳密度分配中,植被活体层、凋落物层和地下部分分别占总量的4.59%～12.81%、0.91%～6.56%和83.94%～94.43%,地下部分碳密度随土层深度增加而减少,0～10cm明显高于其他几层,平均占总量的56.86%。     

13ka以来呼伦湖湖面波动与泥炭发育、风沙-古土壤序列的比较及其古气候意义

呼伦湖是我国东北地区面积最大、纬度最高的湖泊 ,1 3 ka以来湖面波动、泥炭发育与风沙 -古土壤堆积是呼伦湖地区环境演化的显著特征 ,对比 1 3 ka以来呼伦湖地区湖面波动、泥炭发育与风沙 -古土壤堆积的时间序列及其与古气候的关系 ,结果显示古气候变化对湖面波动、泥炭发育、风沙 -古土壤堆积有重要影响。全新世早期 (1 0 0 0 0— 72 0 0 a B.P.)呼伦湖地区气候由冷干向暖干变化 ,伴随风沙活动加强、泥炭发育缓慢和低湖面环境演化特征。 72 0 0—5 0 0 0 a B.P.气候暖湿 ,呼伦湖地区泥炭、古土壤发育进入盛期 ,同时出现高湖面。 3 0 0 0 a B.P.以来气候冷干 ,伴随风沙堆积加强。     

Assessing the collapse risk of Stipa bungeana grassland in China based on its distribution changes

The criteria used by International Union for Conservation of Nature(IUCN) for its Red List of Ecosystems(RLE) are the global standards for ecosystem-level risk assessment, and they have been increasingly used for biodiversity conservation. The changed distribution area of an ecosystem is one of the key criteria in such assessments. The Stipa bungeana grassland is one of the most widely distributed grasslands in the warm-temperate semi-arid regions of China. However, the total distribution area of this grassland was noted to have shrunk and become fragmented because of its conversion to cropland and grazing-induced degradation. Following the IUCN-RLE standards, here we analyzed changes in the geographical distribution of this degraded grassland, to evaluate its degradation and risk of collapse. Past(1950-1980) distribution areas were extracted from the Vegetation Map of China(1:1,000,000). Present realizable distribution areas were equated to these past areas minus any habitat area losses. We then predicted the grassland’s present and future(under the Representative Concentration Pathway 8.5 scenario) potential distribution areas using maximum entropy algorithm(MaxEnt), based on field survey data and nine environmental layers. Our results showed that the S. bungeana grassland was mainly distributed in the Loess Plateau, Hexi Corridor, and low altitudes of the Qilian Mountains and Longshou Mountain. This ecosystem occurred mainly on loess soils, kastanozems, steppe aeolian soils and sierozems. Thermal and edaphic factors were the most important factors limiting the distribution of S. bungeana grassland across China. Since 56.1% of its past distribution area(4.9×10~4 km^2) disappeared in the last 50 a, the present realizable distribution area only amounts to 2.2×10~4 km^2. But only 15.7% of its present potential distribution area(14.0×10~4 km^2) is actually occupied by the S. bungeana grassland. The future potential distribution of S. bungeana grassland was predicted to shift towards northwest, and the total area of this ecosystem will shrink by 12.4% over the next 50 a under the most pessimistic climate change scenario. Accordingly, following the IUCN-RLE criteria, we deemed the S. bungeana grassland ecosystem in China to be endangered(EN). Revegetation projects and the establishment of protected areas are recommended as effective ways to avert this looming crisis. This empirical modeling study provides an example of how IUCN-RLE categories and criteria may be valuably used for ecosystem assessments in China and abroad.     

讨赖河流域近30年土地利用与景观格局动态

以讨赖河流域1976年Landsat MSS、1989年、2000年和2010年的Landsat TM 4期遥感影像为数据源,运用土地利用变化幅度、动态度、转移矩阵等方法,并结合景观指数,采用主成分分析方法,分析了流域1976-2010年间的土地利用/覆被和景观格局的变化及其驱动力。结果表明：近34年,研究区耕地和城乡建设用地所占比例持续上升,分别由4％和0．04％增加到7．4％和0．26％;冰川和永久性积雪、草地面积则分别减少897．98 km2和383．69 km2。各土地利用类型中以城乡建设用地的动态度最高,达16．13％,耕地次之。土地利用类型间主要转移方向为：冰川和永久性积雪转化为裸岩石砾地,戈壁转化为耕地,林地与草地间相互转化。整个景观的斑块密度先增大后降低,最大斑块指数先减小后增大,景观趋于更加破碎,景观的多样性先减小,后增加。人口增长和经济发展因素是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,同时也受气候因素的影响。