毛乌素沙地1990-2014年景观格局变化及驱动力

土地利用的改变受自然环境和人类活动影响,土地利用变化又会影响景观格局,本研究应用3S技术和景观指数相结合的方法,分析了毛乌素沙地1990、1995、2002、2008、2014年25年来土地利用动态过程与景观格局变化,并选取自然和人类活动等10个因子分析了其变化驱动力.结果显示,25年来固定沙地面积增加7.5%,半固定沙地增加3.8%,流动沙地减少42.95%,农田面积增加4.6%,低湿地和水体面积基本不变,城建用地面积增加.其中,增加的固定沙地主要由半固定沙地和流动沙地转变而来;增加的半固定沙地主要由流动沙地和固定沙地转变而来;减少的流动沙地主要转为固定沙地和半固定沙地.景观结构趋于复杂,类型斑块数增加,平均斑块面积减小,破碎度上升,呈现破碎化态势.各类型斑块数和分离度变化非常显著.研究区土地利用和景观格局变化主要是人为活动中的农牧民人均纯收入、人口、GDP和农林牧总产值因素所致,气候因素贡献不是很大.     

景电灌区农田防护林衰败及优化模式

景电灌区农田防护林网是景电灌区防护林体系的重要组成部分,通过调查景电灌区农田防护林衰败现状,分析退化原因,提出优化改造模式,为景电灌区农田防护林更新改造从而发挥可持续效益提供技术支撑。结果表明,1)以杨树为主要树种的景电灌区农田防护林网目前呈严重衰败状态,尤其在个人管护的区域,残缺断代现象严重,部分地方甚至基本消失;2)病虫危害,耗水、胁地严重而被砍伐,耕地次生盐渍化导致树木生长不良、枯死,树种单一、结构不合理,管理不到位等是造成农田防护林衰败的主要原因;3)三倍体毛白杨(Populus tomentosa)、廊坊(P.langfanggensis)、樟子松(Pinus sylvestris)、刺槐(Robinia pseucdoacacia)、白蜡(Fraxinus chinensis)、鸣山大枣(Jujube minshan)等树种为该地区农田防护林建设的适宜树种,可采用农田防护林杨树优势树种轮换、针叶常绿树种优化改造、生态经济型防护林网营造等模式对景电灌区农田防护林网进行更新改造。农田防护林网的改造,将对完善防护林体系,保障景泰绿洲的安全产生重要意义。     

疏勒河流域中下游景观格局特征与景观生态建设

利用疏勒河流域中下游1990、1994和1999年1∶10万土地利用现状图、地形图和TM遥感影像及相应的GIS获取的数据,调查分析其景观格局变化.结果表明,疏勒河流域景观格局特征为:在浩瀚的戈壁上点缀着带状的绿洲,而在这带状的绿洲中,其景观要素的分布也呈圈带状,以河流廊道为核心,从内向外依次为农田、林地和草地、盐碱地、沙地、风蚀荒地.其景观格局变化特征为耕地、盐碱地、沙地、风蚀荒地面积不断扩大,林地和草地面积不断减小.针对其特征及变化,从景观生态理论及方法的角度,提出了以绿洲建设、河流廊道建设和荒漠植被建设为核心的景观生态建设方案.     

氮磷肥对春小麦—草木樨套种的效应

景泰县一期电灌区,约有水浇地30万亩,已形成初具规模的荒漠绿洲农业区。近年来,豆科牧草逐渐被纳入该区农田种植系统,在肥田养畜、改治盐碱、保持水土,抑制田间杂草,以及提高荒漠绿洲农业生态系统的能量转化利用效率等方面发挥了较好的作用。经过几年的实践表明,春小麦套种草木樨确为灌区草地农业系统     

不同植被类型对毛乌素沙地土壤有机碳的影响

通过对比分析毛乌素沙地9种主要植被类型样地中的土壤有机碳含量和密度及其在土壤剖面上的分布差异,研究了不同植被类型对毛乌素沙地土壤有机碳的影响。结果表明,0~80 cm深度的土壤有机碳密度与平均土壤有机碳含量的大小关系均为:马蔺群落>芨芨草群落>旱柳群落>固定沙地油蒿群落>沙柳群落>半固定沙地油蒿群落>农田>中间锦鸡儿群落>流动沙地。随着土层加深,固定沙地油蒿群落、中间锦鸡儿群落、旱柳群落、芨芨草群落、马蔺群落和农田的有机碳含量均显著增加,而半固定沙地油蒿群落、流动沙地、沙柳群落的土壤有机碳含量随土层加深逐渐减少。各植被类型土壤有机碳密度在土壤剖面上的垂直分布格局和有机碳含量相似,但二者变化幅度不同。在流动沙地上进行植被建设有助于土壤固碳,且油蒿群落和沙柳群落的固碳效果较好。应尽量减少和避免强烈的人为干扰,以防止浅层土壤碳发生变化,维持土壤碳库稳定。     

新疆初步形成绿洲综合防护林体系

经过20多年的建设，一个以农田防护林、大型防风固沙林带和天然荒漠林为主体，多林种、多带式、乔灌草、网片带相结合的绿洲综合防护林体系已在新疆广袤的大地上初步形成。     

黑河流域退耕还林模式--以临泽县为例

以临泽县为例,就河西走廊绿洲地区的退耕还林模式问题进行分析.从彻底根治大风和沙尘暴及干热风等生态环境问题出发,提出有效解决生态环境问题的灌区农田防护林建设模式和灌区外围综合治理模式,为临泽县乃至河西走廊绿洲区的退耕还林工程及生态环境综合治理提供了依据.     

荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆土壤水分空间分布及入渗特征

本研究选取民勤荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆3个演化阶段:雏形阶段(流动白刺沙堆)、沙堆形成阶段(发育20年,半固定白刺沙堆)和结皮与土壤形成阶段(发育40年,固定白刺沙堆)为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究不同类型沙堆土壤物理属性对水分空间分布及入渗的影响,探索白刺灌丛沙堆土壤水分运行规律,为绿洲荒漠过渡带防护林体系优化配置、绿洲生态安全管理奠定理论基础。结果表明,1)土壤紧实度和结皮厚度:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆。2)表层土壤密度流动、半固定、固定白刺沙堆分别为2.32,2.30,1.95 g/cm³;最大持水量、毛管持水量、田间持水量和总孔隙度大小为:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆,而深层土壤各因子变化不稳定。3)在干旱季节,固定、半固定和流动白刺沙堆分别以0,70,150 cm土层含水量最小,50,130,110 cm土层含水量最大;在多雨季节,表层土壤含水量波动幅度较大,深层土壤含水量基本保持不变。4)不同演化阶段沙堆降雨量与累计入渗量之间存在显著的正相关性(P<0.01)。其中固定、半固定白刺沙堆随降雨事件的发生立即开始入渗,流动白刺沙堆当降雨量达到临界降雨量后才开始入渗。在降雨量相同情况下,当降雨量大于0.12 mm时,累积入渗量依次为:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆。     

不同沙地植被对土壤酶活性的影响

通过对库布齐沙地的流动沙地、半固定沙地、固定沙地和人工种植的沙打旺和塔落岩黄芪植被的土壤酶活性进行研究,结果表明,固定沙地和半固定沙地土壤蛋白酶、脲酶、转化酶活性比流动沙地增加6.73%~59.09%,固定沙地酶活性最大,其次为半固定沙地,流动沙地活性最弱。多酚氧化酶在固定沙地和半固定沙地比流动沙地均有所减少。人工植被的土壤蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶和转化酶的活性比天然植被分别提高了23.41%,37.10%,7.96%和47.41%。土壤蛋白酶和转化酶在夏季活性最大,脲酶在秋季活性最大,多酚氧化酶在春季和冬季活性大。蛋白酶、脲酶和转化酶在土壤表层0~2cm活性大,多酚氧化酶活性在0~20cm土层范围内变化不明显。     

科尔沁沙地不同恢复年限退化植被的物种多样性

 研究了科尔沁沙地封育０年的流动沙丘、封育１１年的沙丘（流动、半流动和半固定沙丘）和封育２０年的沙丘（流动、半流动、半固定和固定沙丘）的群落组成及其物种多样性变化。结果表明,随着沙丘的固定和封育年限的增加,植被丰富度、盖度和物种多样性逐渐增加,优势度逐渐减小。沙地退化植被恢复演替模式为：先锋植物沙蓬为主的一年生植物群落（流动沙丘阶段）→灌木差巴嘎蒿和一、二年生草本植物为主的群落（半流动和半固定沙丘阶段）→一、二年生草本和多年生草本为主的杂草群落（固定沙丘阶段）。在沙地退化植被恢复过程中,群落物种组成结构存在递进性和渐变性;禾本科植物和多年生草本逐渐增加,植物群落结构趋于复杂、草本质量明显改善。     

基于遥感分析20年来民勤绿洲防护林带植被变化研究

民勤绿洲三面环沙,为了遏制风沙危害,保护绿洲,民勤人长期不懈的开展绿洲防护带体系建设,监测和评价绿洲防护带的变化趋势,这对于绿洲生态环境的保护及指导干旱区生态建设意义重大。利用1996、2006、2016年民勤绿洲防护带植被生长期内Landsat TM/OLI遥感卫星数据,以ENVI 5.3和Arcgis 10.4为影像处理工具,分别计算3期研究区内的NDVI,基于像元二分模型计算植被覆盖度,研究民勤绿洲不同植被覆盖程度的空间分布和动态变化;基于CART算法的决策树分类技术,组合多元数据进行土地利用类型分类,获得绿洲防护带面积以及转移变化情况。结果表明,2006与1996年相比,低覆盖度和高覆盖度面积有所增加,占民勤绿洲面积比例分别增加了32.48%和27.65%;但是,中低覆盖度、中等覆盖度、中高覆盖度面积有所减少,所占比例分别下降了66.28%、17.94%和2.61%。2016与2006年相比,低覆盖度和中高覆盖度面积有所减少,所占比例分别下降了26.28%和24.00%;此外,中低覆盖度、中等覆盖度和高覆盖度面积有所增加,所占比例分别增加了205.47%、4.12%、44.22%。20年来,低覆盖度面积出现先增加后减少的趋势。土地利用分类结果显示,2006与1996年相比,农田防护林和防风固沙林面积均有所增加,分别增加148.68%和16.47%。2016与2006年相比,农田防护林面积有所减少,所占比例下降了33.99%;但是防风固沙林面积继续保持增加趋势,增幅3.55%。说明20年来,民勤绿洲低覆盖度面积不断减少,生态环境不断改善,防风固沙林面积出现先快速增加后缓慢增加的趋势,这与保护天然植被,大力开展人工造林建立防护林息息相关。     

基于GIS的天山北坡荒漠绿洲景观格局变化的研究——以新疆巴里坤哈萨克自治县为例

利用2000和2007年Landsat TM影像资料,采用GIS技术研究了天山北坡荒漠绿洲区巴里坤哈萨克自治县（巴里县）的景观格局变化特征。结果表明,从2000到2007年,巴里坤县的水域和草地面积分别减少623.42和14 566.72 hm2,而未利用地、林地、耕地和居民及工矿用地分别增加9 397.30、3 090.15、259.57和2 443.12 hm2,但主要景观类型是草地和未利用土地的格局基本没有改变。8年内巴里坤县景观多样性指数从0.74增至0.80,均匀度指数从0.35增至0.40,景观构型指数从8.40增至9.40,说明景观多样性略有增加,景观构型逐渐变大,草地破碎度加剧。版块特征变化表现为景观分维数增高,而稳定性指数减小,各个景观类型的相对稳定性为：居民及工矿用地＞水域＞耕地＞林地＞草地＞未利用地,说明草地和未利用土地是目前主要开发利用的景观类型。     

内蒙古多伦县景观格局动态变化分析

根据内蒙古多伦县2000年TM影像和2008年SPOT5影像及地面调查资料,在ArcGIS和ERDAS等软件支持下,获得多伦县2期景观类型数据,并运用景观生态学原理与方法,分析了多伦县2000-2008年景观格局动态变化,以期为多伦县土地资源的合理规划与利用提供决策依据,也为荒漠化治理提供理论依据。结果表明:林地面积增长最快,增长了12.09倍,年变化率为1.51%,优势度指数增加明显,破碎度指数和分维数减小;沙地面积减小最为明显,减小了16107 hm²,占2000年沙地总面积的85.1%,年变化率为0.11%,随着斑块数量的增加破碎度指数呈增加趋势,沙地景观类型重心向西北方向转移21.13 km。草地斑块数呈减少趋势,但是斑块面积增加了36150 hm²,占2000年草地总面积的16.4%。综上所述,表明多伦县生态环境趋于良性发展。     

黑龙江老爷岭东北虎国家级自然保护区土地利用与景观格局变化研究

土地利用和景观格局变化研究是自然保护区制定管理和保护规划的重要依据。本研究以黑龙江老爷岭东北虎国家级自然保护区1999—2019年3期的土地利用数据为基础,利用动态度与转移矩阵模型对该区的土地利用变化进行分析;选择斑块数量和香农多样性等景观指数对其景观格局变化进行研究。结果表明,林地是老爷岭保护区主要的土地利用类型,约占自然保护区总面积的95%,且1999—2019年呈稳定趋势(K=-0.017)。从景观格局变化来看,老爷岭保护区的景观呈破碎化趋势,其中斑块数量和香农多样性指数变化最大。从时间跨度来看,1999—2009年是老爷岭保护区土地利用和景观格局变化的主要时段,自2009年后老爷岭保护区建立,保护区内的土地利用动态度指数和景观破碎化程度均在降低,这说明老爷岭保护区成立后,随着管理和保护力度的加大,保护区内的林地得到了一定程度的恢复,景观破碎化程度得到了有效改善。     

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.     

民勤绿洲边缘地下水埋深对柽柳灌丛生长及物种多样性的影响

采用空间替代时间方法,以柽柳灌丛为研究对象,研究了民勤绿洲边缘地下水深对柽柳灌丛的生长、演变及物种多样性的影响。结果表明:随着地下水位的不断下降,柽柳灌丛逐渐衰退,以白刺、红沙为主的荒漠植物逐步发展为优势种群。柽柳生长的最适生态水位2~3 m,生态警戒水位4 m,死亡临界地下水位10 m。当地下水位10 m,降水和地下水共同作用导致组成柽柳灌丛的物种数最多。当地下水位下降到10 m以下,生长在固定沙丘上的柽柳衰退速度快于半固定沙丘。     

不同类型白刺沙丘土壤理化性状与微生物相关性研究

利用民勤荒漠绿洲过渡带不同类型白刺沙丘的土壤微生物、土壤理化性状及二者之间的相关性进行研究,旨在探讨白刺沙丘的成土过程,为绿洲生态建设提供基础数据,结果表明,1)固定、半固定和流动沙丘粘粒、粉粒、细砂粒、粗砂粒含量差异较大;土壤养分含量与土壤粘粒、粉粒、细砂粒等细沙物质含量呈正相关性,与粗砂粒含量呈负相关性,表现为土壤养分含量随土壤颗粒的增大,相关性减弱。2)土壤微生物类群数量在半固定沙丘明显高于固定沙丘和流动沙丘。3)过渡带土壤均处于偏碱性状态,有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、速效钾、速效磷和CaCO₃含量随沙丘发育年代的增加逐渐增加。4)不同年代沙丘中土壤微生物和土壤理化因子均具较好的相关性,尤其是细菌和放线菌与pH值呈显著的负相关关系,土壤有机质含量与三大菌群数量都表现出显著的正相关关系。     

呼伦贝尔草甸草原景观格局时空演变分析——以海拉尔及周边地区为例

选用海拉尔及周边地区1986,1991,1996和2001年4个时期的TM/ETM数据,在实地调查的基础上,结合监督分类的方法将研究区域分为水体、沙地、农田、城镇和草原5类,并依据NDVI植被指数将草原划分为高盖度草原、较高盖度草原、中盖度草原和低盖度草原4个等级,运用景观生态学原理对以上8类景观格局的时空演变进行分析研究。结果表明,1986-2001年15年间,研究区域内人类活动显著增强,草原景观的面积急剧减少、破碎化程度加剧,主导景观类型由较高、高盖度草原转变为中、低盖度草原,道路、城镇、农田周边的沙地景观扩张明显,草原植被状况恶化惊人。城镇景观破碎化程度下降,斑块集中连片,研究区域经济发展模式正处于由粗放型向城市化集约型模式转变的阶段。     

巴丹吉林沙漠梭梭林下沙质土壤的粒径变化和空间分布特征研究

梭梭（Haloxylon ammodendron）是巴丹吉林沙漠常见的小乔木，其林下沙质土壤对梭梭的生长发育具有重要意义。本研究以巴丹吉林沙漠东缘的塔木素野生肉苁蓉（Cistanche deserticola Ma）及梭梭产籽基地的沙质土壤为对象，选定代表性大样地并进行机械取样，结合多重分形和联合多重分形分析，结果表明：巴丹吉林沙漠梭梭林下沙质土壤以细沙（φ≤0.25 mm）和中沙（0.25<φ≤0.5 mm）为主，占比高达95%以上；二者在不同沙层空间分布状态可以互相表征，具有多重分形和联合多重分形特征。细沙和中沙空间分布为梭梭林提供了必要的土壤基质和水分条件；粗沙空间分布的随机性以及细沙、中沙小概率子集空间分布复杂性为其他物种入侵和生存提供了多样化的小生境。整体上，梭梭林沙质土壤以细沙和中沙空间分布占主导，大概率子集决定景观特征，其小概率子集和粗沙空间分布的随机性为植物生存提供了多样化的小生境。