荒漠草原景观格局分析——以苏尼特右旗荒漠草原为例

以苏尼特右旗荒漠草原为例分析了荒漠草原的景观格局.结果表明:苏尼特右旗荒漠草原主要是由面积较小的斑块组成,多样性和均匀度均较高,但优势度较低,属于比较匀质的景观类型;景观的破碎度和异质性较高,且有沙化的趋势;锦鸡儿景观、针茅景观和多根葱景观占据着主要地位,其它草地景观居于次要地位;不同景观类型间景观格局差别较大,景观面积越大景观多样性越高.     

红原县瓦切镇景观格局定量分析

将川西北草原红原县瓦切镇划分为11个景观类型,即人工草地,高寒沼泽草地,亚高山疏林草甸,亚高山草甸草地,高寒草甸草地,亚高山灌丛草甸,林地,集镇及工矿用地,水域与沼泽,沙地,高寒荒漠与裸地等。在此基础上,利用GIS技术和分型理论对各个景观格局特征进行了分析。结果表明:川西北高寒草甸草原的主要斑块类型为草地类型,面积共占该区域面积的71.60%;各个景观组分中高寒草甸草地斑块平均面积最大,破碎化程度最低,而人工草地和沙地斑块平均面积最小,散布于该研究区域,受人类干扰较大。该区景观的面积加权的平均斑块分型指数为1.1592,景观整体的斑块边界褶皱程度较低。总体趋势是该区域土地利用类型较单调,破碎化程度较低,景观异质性不高。     

呼伦贝尔森林-草原交错区景观持续性分析

以1988、1995、2000和2004年4期的TM遥感影像数据为信息源,利用GIS图像、数据处理功能,获取了呼伦贝尔森林-草原交错区的景观格局空间分布信息,并在此基础上,通过不同尺度下的景观格局特征指数的持续性分析,揭示了该区景观格局动态变化的趋势.研究结果表明:景观尺度下,景观多样性指数与分维数指数的持续性增加,而优势度的持续性降低,说明研究区景观格局正在朝着更为破碎化、复杂化的方向发展;类型尺度下,景观斑块分维数、形状指数、分离度的持续性在以林地、草地、耕地、未利用土地为代表的景观类型中均增幅明显,各类型都呈现出景观斑块形状越来越不规则,分布越来越分散的特征.     

浑善达克沙地景观格局分析——以内蒙古正蓝旗为例

采用20世纪80年代和21世纪初内蒙古正蓝旗草原地面调查资料及2个不同时期遥感信息影像,在该基础上,以草地学、草地生态学和景观生态学为理论基础,综合运用以景观指数为基础的景观格局分析方法对正蓝旗草原景观变化进行了分析.结果表明,正蓝旗总体景观近20年景观破碎度升高,不同景观斑块数量和斑块形状指数大都有不同程度的增加,斑块所占面积的比例变化不大,不呈现规律性.异质性增加,景观状况呈恶化趋势,景观丰富度变化不大,大多数景观的景观多样性、均匀度和景观破碎度升高,优势度减小,优势斑块类型的作用减弱,景观区域平衡化,景观稳定性减弱,景观更加趋于破碎.     

阿尔泰山布尔津林区不同草地类型物种和生产力关系及随海拔变化特征

阿尔泰山草地是新疆草地生态系统的主体，不同草地类型物种多样性和生物量的关系及沿海拔梯度的空间分布格局在气候变化及人为干扰的双重影响下已发生重大变化，为明晰海拔对物种多样性和生物量的影响，本研究以布尔津林区5种草地类型为研究对象，调查137个样地的物种名录，分析不同草地植物科属种的变化特征，探讨不同草地类型物种多样性和地上生物量的相互关系及其垂直变化特征。结果表明：1)荒漠草原以禾本科、菊科、豆科为主要优势科；山地草原与山地草甸以伞形科、禾本科、百合科为主要优势科；山地草甸草原与高寒草甸均以禾本科、毛茛科、百合科为主要优势科，但所占比例不同。2)植物在科属种水平上数量的变化特征均为山地草原>高寒草甸>山地草甸草原>荒漠草原>山地草甸。3)地上生物量与Alatalo均匀度指数仅在荒漠草原中具有显著正相关关系(P<0.05)；除山地草甸草原外，地上生物量与Shannon-Wiener多样性指数均呈显著正相关关系(P<0.05)；荒漠草原与山地草甸中的地上生物量与Margarlef丰富度指数呈显著正相关关系(P<0.05);Simpson优势度指数与地...     

祁连山不同类型草地植被群落及牧草营养特征研究

祁连山是我国重要的生态屏障,对不同类型草地植被的研究可为草地资源的合理保护和利用提供参考。本研究采用样方法,采集并分析了祁连山东段4种不同类型的草地植被群落特征,并对牧草营养进行综合评定。结果表明：不同类型草地植被和功能群落存在差异,其中高寒草甸植被香农威纳、优势度和丰富度指数显著高于其他3类草地（P<0.05）;地上生物量表现为高寒草甸和沼泽化草甸显著低于草原化草甸和人工草地（P<0.05）,地下生物量则相反。不同类型草地牧草营养和牧草碳、氮、磷含量存在不同程度的差异。综合比较不同草地类型植被群落特征,牧草碳、氮、磷含量以及牧草营养,发现高寒草甸的植被群落稳定性,牧草营养最优,沼泽化草甸次之,草原化草甸最差。     

基于无人机激光雷达与多光谱数据的不同放牧强度下草原冠层尺度特征研究北大核心CSCD

放牧活动不但影响草原生态过程,而且改变草原群落空间格局。为进行草地冠层连续变化的尺度对放牧强度响应的研究,基于无人机机载激光雷达和多光谱遥感获取亚米级的草原冠层数据,利用小波分析方法研究了不同放牧强度下草原冠层空间格局及其尺度特征,探究草原冠层高度(CH)、植被覆盖度(FVC)、归一化植被指数(NDVI)等不同冠层参数空间尺度特征对放牧强度的响应。结果表明:CH、FVC、NDVI的小波方差随放牧强度增大呈下降趋势,草原冠层空间结构整体趋于均匀;小波方差和系数实部分析显示,CH,FVC和NDVI的空间格局存在170~180 m、116~140 m等2个主特征尺度,不随放牧强度而变化,较为稳定;中度、重度放牧使植物群落在空间中产生了许多小斑块,植被盖度的空间格局在小尺度上的变化较大。     

近35年石羊河流域景观格局演变及其驱动因素

景观格局时空演变是土地利用变化最直接的体现,是景观生态学研究的重点和热点。本研究利用1986-2020年4期土地利用/覆被数据,借助ArcGIS和FRAGSTATS软件,采用标准法和移动窗口法计算景观格局指数,分析石羊河流域景观格局时空演变特征,并通过灰色关联度法探讨景观格局变化的主要驱动力。结果表明,近35年石羊河流域的景观结构总体呈现“耕地与建设用地面积明显增加,未利用地面积大量减少,其余景观类型相对平稳”的变化趋势。1986-2010年各景观面积转移相对简单,主要表现为未利用地转为耕地,2010-2020年各景观面积转移变得复杂,主要表现为未利用地转为建设用地及耕地,林地和草地、未利用地和草地之间存在大面积的相互转换。1986-2020年主体景观未利用地及草地的优势度降低,破碎度增强,而耕地及建设用地景观优势度增加,破碎度降低,整体景观趋于多样化、破碎化。灰色关联法分析发现,降水、气温、人口数量和第一产业是石羊河流域景观格局变化的关键驱动因素。研究结果可为研究区土地利用规划和管理、景观生态恢复、保护及可持续发展提供科学依据。     

昭苏县草地资源景观格局现状分析与评价

依据景观生态学的理论和研究方法,运用遥感和地理信息系统技术,在草地资源分类的基础上,对昭苏县草地资源景观格局的斑块水平指数、斑块类型水平指数以及景观水平指数进行数量分析及评价,明确其草地资源类型空间分布特性.研究结果表明,研究区山前平缓地草地和低山丘陵草地受非草地类型及人为因素干扰强烈;随着时间的变迁,总体景观格局随着年度的推移出现景观破碎度、优势度和多样性增加,均匀性下降的趋势.     

新疆不同草地类型植物物种特征与水热因子的关系研究

本文以新疆7种草地为研究对象,调查364个样地的物种名录,分析不同草地植物科属种的变化特征,探讨了植物物种丰富度(SR)对年平均温度(MAT)、降水(MAP)、海拔的响应。研究结果表明,新疆草地以禾本科、菊科为优势科,优势属为针茅属、绢蒿属;物种丰富度变化为:温性草甸草原(7.73)>温性草原(5.04)>高寒草原(4.36)>温性荒漠草原(3.99)>温性草原化荒漠(3.02)>温性荒漠(2.08)>低平地草甸(1.43);全部样地和温性草原的SR与MAP呈正相关,与MAT、海拔呈峰型关系;低平地草甸和高寒草原的SR与MAP呈正相关而与MAT呈负相关,与海拔呈先降低再增加的趋势;温性荒漠草原的SR与MAP呈正相关,与MAT、海拔无相关性;温性荒漠的SR与MAP呈正相关,与MAT呈负相关,与海拔呈峰型关系;温性草甸草原和温性草原化荒漠的SR与MAT、MAP均无相关性。不同草地类型对温度、降水响应的差异,是由于植被类型和温度、降水的空间分异性,对于海拔的分异,来源于海拔梯度范围和所研究地区大尺度的气候特征。     

祁连山北坡植物群落空间分布格局与多样性研究

干旱区山地植物群落的空间分布格局和多样性特征对海拔梯度的响应分析,有助于探究山地植物的生态适应性策略。采用TWINSPAN和DCA排序等方法,研究了祁连山北坡植物群落分布格局和多样性特征。结果表明：祁连山北坡植物群落可以分为9个类群,随着海拔的升高,植被类型由荒漠-荒漠草原-典型草原逐渐转变为草甸草原,植物群落由斑块状分布的盐爪爪+珍珠群丛至灌木亚菊+珍珠群丛和合头草+珍珠群丛过渡为甘蒙锦鸡儿+芨芨草群丛、扁穗冰草+西北针茅群丛和西北针茅+赖草群丛,最后逐渐演化为呈镶嵌分布的鬼箭锦鸡儿+高山柳群丛和苔草+嵩草群丛;草地群落的Shannon-Wiener多样性指数（H'）和物种丰富度指数（R）呈“双峰”变化趋势,Pielou均匀度指数（J）在中海拔有最大值,而Simpson优势度指数（C）在中海拔有最小值。祁连山植被类型由低海拔荒漠至高海拔草甸草原演化过程中伴随着植物群落分布格局和种类组成的改变,体现了山地环境对植物群落构建的过滤作用。     

西藏典型草地地上生物量季节变化特征

采用高寒草甸、高寒草原、高寒沼泽化草甸和温性草原4种西藏高原典型草地类型地上生物量定点观测数据,分析其地上生物量季节动态变化特征和生长规律。结果表明,高寒沼泽化草甸地上生物量最高,其中围网草地年均地上生物量达384.45 g·m-2,比无围网草地地上生物量高73%,且是温性草原类草地生物量的6倍,是高寒草甸和高寒草原类草地的12~14倍,与自由放牧相比,围栏禁牧措施可以明显提高草原地上生物量,是改良退化草地最有效的措施之一;温性草原草地生产力大于高寒草甸和高寒草原,城市附近山地草地生物量明显大于远离城市的地区,表明城市化进程降低了天然草地放牧强度,是恢复退化草地生产力的有效途径之一;属半干旱气候类型的西藏高原中部,降水是制约草地植被生长的主要因子;草地地上生物量的绝对增长速率和相对增长速率季节动态均在生物量达到高峰期前为正增长,之后为负增长。区域水热条件差异及其季节性变化导致了不同草地类型或同一类型不同区域的草地最快生长期出现的时间存在一定差别。     

祁连山高寒草原土壤水分与植被盖度的关系

为了揭示高寒草原土壤水分与植被盖度的关系,提高植被盖度与土壤水分快测的精度,本研究在祁连山北麓中段高寒草原—甘肃马鹿冬季牧场,设置放牧率分别为1.00、1.45、2.45、3.45、4.85、6.90 AUM·hm^-2的6个样地,通过逐月测定生长季植被盖度和土壤水分,结合Landsat5多光谱影像与SPOT2全色影像融合而成的SPOT-TM影像,分析土壤水分与植被盖度、归一化植被指数(NDVI)的关系,并在此基础上,确定植被盖度随土壤水分的变化阶段。除醉马草、银灰旋花、乳白黄耆外,其他种群盖度对表层土壤水分均响应敏感,在3%~7%至17%~26%的土壤水分范围内,种群盖度随土壤水分的增加呈反比例函数递增趋势,且增幅逐渐缩小;群落盖度对表层土壤水分的响应敏感,在1.1%~10.0%的土壤水分范围内,群落盖度随土壤水分的增加亦呈反比例函数递增趋势,并逐渐趋于饱和。研究结果对探讨干旱半干旱草原植被物种、种群、群落的抗旱性、水分利用效率具有一定意义,为草原植被和土壤水分管理提供科学依据。     

短期围栏封育对藏北3类退化高寒草地群落特征的影响

为了解藏北地区退化高寒草地植物群落对短期围栏的响应,本研究以当地的3类高寒草地植被为研究对象,分析了围栏封育对草地群落的影响.结果表明,围栏封育措施能显著提高3类草地群落高度、盖度和地上生物量,物种数也有不同程度的增加.高寒荒漠植被群落盖度、高度变化对围封措施响应较快,但物种数变化的响应较慢;高寒草原和高寒草甸群落盖度...     

黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征

近几年,黄河源区高寒草原退化沙化明显。研究了黄河源区紫花针茅高寒草原在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤的特征,结果表明,随着高寒草原退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,植物群落多样性指数和均匀度指数呈单峰式曲线变化规律。随着退化加剧,禾草地上生物量减少显著,杂草类植物地上生物量先增加后减少,而莎草科植物地上生物量的变化不受草地退化程度的影响。高寒草原土壤表层0～20 cm的植物根系随土壤深度的增加而减少,随草地退化程度的加剧呈倒“V”型变化。高寒草原物种多样性与生物量之间呈“V”型变化规律,随着退化程度增加,物种丰富度与生产力的关系由显著正相关转变为负相关。随着高寒草原的退化程度加剧,土壤湿度、土壤有机质、速效磷、硝态氮、速效钾的含量和土壤紧实度都减小。随着高寒草原植被的退化演替,土壤退化越来越严重,贫瘠化不断加剧,到重度退化阶段,旱生沙生植物出现,呈现沙化初始景观。     

藏北高原高寒草地土壤有效养分含量研究

选择藏北高原高寒草地不同海拔的12个样地对土壤有效养分进行研究,结果表明:在海拔4 480m优势植物为嵩草(Kobresiaspp)、苔草(Carex tristachya)的高山草原土速效氮含量较高;人工种植的在海拔4 530m的紫花苜蓿(Medicago sativa)和海拔4 300m燕麦草(Arrhenatherum elatius)有效磷含量较高;高山草原土壤速效钾含量较高;在海拔4 466m优势植物为早熟禾(Poasp.)的高山草原土有效铜和有效铁含量较高;在海拔4 481m高山草甸土的裸地有效锰含量较高;在海拔3 473m原生植被覆盖的亚高山草原土有效锌含量较高。有效氮、磷、铜、锌和锰在高山草原土中分布异质性较亚高山草原土、高山草甸土和高山荒漠土差;速效钾在各种类型土壤中分布异质性较均匀;有效铜在亚高山草原土中分布异质性较差。总体而言,藏北高原高寒草地中土壤有效养分含量高低和分布异质性,受到海拔高度、土壤质地、地上植被、人为开发利用及气候变化等多种因素影响。     

不同机器学习算法在草原草地生物量估算上的适应性研究

准确估算草地地上生物量(Aboveground biomass，AGB)对于科学调整草畜关系、保护生态环境和实现草地资源的可持续发展具有重要意义。本文以锡林郭勒盟不同草地类型为研究对象，基于遥感数据、气象数据和数字高程模型数据，利用支持向量机(Support vector machines,SVM)、BP神经网络(BP neural networks,BP)和随机森林(Random forest,RF)三种机器学习算法建立AGB估算模型，评估三种机器学习算法模型估算AGB的潜力。精度验证结果表明，在研究区内不区分草地类型整体建立估算模型时RF算法的回归精度最高(R=0.88，RMSE=0.10，MSE=0.01，MAE=0.07)。SVM算法建立的模型在草甸草原和荒漠草原回归精度较高，而RF算法回归能力在典型草原具有相对优势。不同特征变量对估算AGB的贡献分析结果表明，植被覆盖度(Fractional vegetation cover,FVC)、归一化植被指数(Normalized difference vegetation Index,NDVI)、增强植被指数(Enhanced vegetation index,EVI)和降水量(Precipitation,PRCP)四个变量对AGB估算结果的影响较大。本文研究结果为干旱/半干旱区草地地上生物量估算精度的提高和方法的选择提供科学建议。     

三江源区不同利用方式草地生物量及土壤养分特征

以三江源区玛多县高寒草原、退化高寒草原和垂穗披碱草人工草地为研究对象,研究了不同土地利用方式对地上、地下生物量以及土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量的影响。结果表明:总生物量的高低排序为高寒草原人工草地退化高寒草原,人工草地和退化高寒草原的总生物量分别仅为高寒草原的32.9%和22.8%,人工草地对地上植被的恢复效果较好,地上部生物量最高,为高寒草原地上生物量的359.2%,但对地下生物量的恢复并不理想,0~10cm地下生物量仅为高寒草原的11.5%。3种利用方式草地土壤碳氮磷养分含量均处于较低水平;退化和人工种植草地0~10cm土层的有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量明显较高,而10cm以下土层的各样分含量明显下降;退化对下层土壤的全磷和有效磷含量没有明显的影响,不同利用方式草地的全磷和有效磷含量在不同土层的变异也不明显。