绿洲与荒漠交错带植被恢复区土壤水分变化研究

对绿洲与荒漠交错带的不同类型防护林和不同荒漠植被恢复区土壤水分动态特征作了系统研究,研究结果表明:不同配置的类型防护林含水量整体上远低于对照;说明在无灌溉补充水分的条件下,林木的蒸腾作用耗水量大,土壤含水量低,为了林木的正常生长,应该在夏季及时补水;不同荒漠植被恢复区的土壤水分远高于空旷的沙地,说明不同荒漠植被恢复区,...     

绿洲-荒漠过渡带早春自然植被的物种组成及其防风效应

以新疆准噶尔盆地南缘的绿洲-荒漠过渡带为研究区,研究该区早春自然植被的物种组成与分布,并探讨其防风效应。① 过渡带的自然植被以灌木为主,梭梭是优势种。不同样地物种的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数差异都较大。② 对自然植被的平均高度、覆盖度、地势起伏度与0.5 m和1.5 m高度的平均风速进行线性相关分析,发现只有地势起伏度与0.5 m和1.5 m高度的平均风速呈极显著正相关关系,且平均风速随植被平均高度和覆盖度的增大有减小的趋势。③ 以Wasson 和 Nanninga 的第一种建模思路为基本模型,构建了自然植被覆盖度与相对风速的数学模型,发现两者存在负指数函数关系,并预测不同风速下,在0.5 m高度,当有效植被覆盖度达到23.16%时,自然植被的防风效能为60%;而在1.5 m高度,当有效植被覆盖度达到36.33%时,自然植被的防风效能为50%。
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策勒西部荒漠-绿洲过渡带地下水特征及生态影响分析

荒漠-绿洲过渡带属于典型的干旱区生态环境脆弱带,在这交错带上植被的生长与分布受地下水环境状况(地下水埋深、水质)制约,显示出地下水重要的生态调控作用。通过对过渡带的观测井数据资料进行分析,结果表明:地下水埋深的年内变化趋势与地表径流变化联系紧密,埋深最高一般发生在1~3月,埋深最低一般发生7~9月,最大变幅在0.23~2.25m之间;地下水中对矿化度起主要作用的阳离子是(Na++K+),Mg2+次之,Ca2+最小,阴离子是C l-、SO42-,HCO3-次之,CO32-在其中的比重最小,几乎为零;矿化度小于5g/L,植被生长不会受到抑制,植被生长与分布主要取决地下水埋深。     

干旱区荒漠景观植被自然更新机制初探

根据实地调查和参阅资料,依山前洪积扇、河流沿岸阶地、沙丘及丘间低地、戈壁、盐沼的景观斑块,探讨干旱区荒漠植被的自然更新机制。干旱区的高温干燥、温差强烈、风蚀沙埋已变为植物繁衍后代的动力;萌孽、劈裂、地下茎萌生等多种繁殖方式,使荒漠植物在严酷的条件下实现自然更新,形成以母株为中心的母系居群。地貌形态和种子传播动力决定了群落外形。在干旱区,繁殖植物的种子成熟期与年内的丰水期相吻合,有利于植被更新：只有在连续2a降水较大时（超过多年平均降水量）,沙丘和丘间地、戈壁植被的自然更新才有可能发生。河流沿岸植被的自然更新受地下水影响最明显。湖盆盐碱地植被带有水生植被的痕迹,自然更新相对较难。景观斑块镶嵌分布,形成微环境均一的廊道,有利于植被的自然更新。     

干旱区绿洲荒漠交错带土地退化及生态重建

由于经济的发展，土地资源受到越来越大的压力。当这种压力超过了土地资源的承载能力，就导致了土地退化的发生。作为陆地生态系统的基础，土地资源的退化表现为：土壤肥力降低，生物多样性降低，以及伴随的经济发展的落后。当前世界范围内对土地退化的治理，基本方法仍是基于生态学理论的生物方法。但对土地退化的恢复与生态系统的重建的研究，需要经过谨慎设计的长期实验。绿洲荒漠交错带的重要性，不仅表现为是绿洲的保护屏障，而且在绿洲经济的发展中也起到巨大的作用。通过对国内外大量研究的回顾，讨论了在不同地区进行的长期实验所采用的方法。有人为因素参与的退化土地恢复与生态重建，可以在短期内取得明显效果。产生土地退化的原因，不仅仅是土地资源特点与自然环境这样一些自然因素，还包括一些社会与经济因素。因此退化土地的恢复与生态重建的成功，需要一种考虑自然、社会和经济因素的综合的方法。     

额济纳绿洲植被生态需水量空间分布

生态环境需水量是当前水资源管理等学科研究的重点和难点。以额济纳绿洲为例,采用GIS技术进行生态分区的基础上采用阿维里扬诺夫方法估算绿洲植被生态需水。结果表明:现状2009年绿洲植被最低生态需水总量为4.72262×108m3。从地区分布看,东河上段、东河中段、东河下段、西河、两湖区和中戈壁的植被生态需水分别占绿洲植被总需水量的8.8%、2.8%、34.3%、46.3%、6.8%、1.0%。要将植被恢复到20世纪80年代的规模,绿洲植被最低生态需水总量为7.12841×108m3。从地区分布看,东河上段、东河中段、东河下段、西河、两湖区和中戈壁的植被需水占绿洲植被总需水量的12.7%、4.5%、30.6%、39.6%、10.6%、2.0%。在现状流域水量分配方案下,平水年和枯水年都存在不同程度的缺水量。以上研究成果可为目前实施的生态水量调度提供技术支撑和参考。     

策勒绿洲边缘自然植被恢复重建的盖度指标

策勒绿洲位于塔克拉玛干沙漠南缘，绿洲边缘的自然植被带是保护绿洲的天然屏障，近50年来，绿洲边缘的自然植被带遭到严重破坏，绿洲生态系统受到沙漠化的严重威胁，恢复重建绿洲边缘自然植被带的限制因素是水，通过综合研究确定具备可靠防护功能的不同植被类型的盖度指标，是恢复重建绿洲边缘自然植被过程中节约用水的基础，本研究通过对策勒绿洲边缘沙物质的粒度分析，起动风速的风洞实验，绿洲边缘风速的长期测定以及不同植被类型防护效益的野外观测，确定策勒绿洲边缘不同植被类型的盖度指标为：●柽柳灌木群落盖度：≥20%；●骆驼刺草本植物群落盖度：≥30%；●花花柴草本植物群落盖度：≥30%；●芦苇草本植物群落盖度：≥30%。     

荒漠绿洲区春小麦耗水规律与水分利用效率研究

为了掌握荒漠绿洲区春小麦的耗水规律,建立高效节水型绿洲农业,通过田间观测试验,分析了6种不同灌溉定额下春小麦的土壤含水量、耗水量、土面蒸发量以及WUE的变化特征。结果显示,不同灌水定额下,春小麦全生育期耗水量的变化范围为450mm~650mm,其中春小麦的平均蒸腾耗水量为总耗水量的81%,而平均土面蒸发量为总耗水量的19%。拔节后期~抽穗前期是春小麦需水的第一关键期,灌浆后期~成熟期是次关键期。WUE随籽粒产量先增大后减小,二者之间呈二次曲线的关系。可见,过度灌溉不利于WUE的提高,造成水资源的浪费。     

莫索湾绿洲的建立与梭梭荒漠的动态研究

本文就古尔班通古特沙漠南缘的梭梭荒漠、在本世纪５０年代后期开发以来发生的变化，分析绿洲形成过程、依存条件及其与荒漠关系，并对绿洲界外区的生态地位、发生原因和其对策进行剖析。     

黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块状植被区积沙量的空间异质性分析

基于2012-2013年黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块状植被区的野外观测资料,并结合临泽内陆河流域综合野外气象观测站资料,利用空间异质性方法对积沙量进行分析.分析结果表明:1)2012年和2013年各月积沙量均存在着明显的空间异质性,2012年各月(除8月外)的积沙量变异主要为随机变异(83.00％-93.04％),起沙风速、起沙风频率的增加或RDP/DP的减小,有利于积沙量的增加,而降雨及降雨过程对积沙量具有消减作用;2012年8月2013年各月的积沙量变异为结构性变异(88.38％-94.85％),变异主要受到表层土壤干湿状况,植被分布和走向、微地形变化的影响.2)2012年和2013年积沙量分布各有特点,2012年积沙量空间分布呈片状分布,从西北向东南递减;而2013年各月积沙量呈带状分布,临近样地中央的两条样带积沙量较高,与植被和微地形走向较为一致.3)积沙量的变异类型与模型类型具有一致性,2012年各月(除8月外)变异类型为随机变异,变异模型为Linear型;2012年8月2013年各月变异类型为结构性变异,变异模型为Exponential型.这种一致性与积沙过程相关,尤其与风蚀积沙的积累效应(经数月的风沙物质积累,在春季得到放大)有关.     

绿洲的界外区与干旱区生态环境建设

干旱区在开发过程中,造成绿洲、界外区及维持原状的荒漠三部分。界外区生境的极度退化,将动摇绿洲的存在基础。因而整治界外区是扭转干旱区环境恶化、实现生态复原与建设的关键。恢复与扩展荒漠植被即是生态建设的根本手段。实施保护、利用与建设相结合的方针,以荒漠植被自然侵移规律,依靠自然降水以最大限度发展可供饲用的灌林,将能实现生态环境建设的目的。     

绿洲—荒漠生态脆弱带的研究

绿洲—荒漠生态脆弱带是具有敏感地退化趋势的生态交错带 ,它受绿洲生态系统和荒漠生态系统的双重影响。本文在分析了绿洲—荒漠生态脆弱带的性质、特点等以后 ,按照其毗邻绿洲的不同 ,探讨性地将它分为三类 :( 1 )河岸林绿洲—荒漠脆弱带 ;( 2 )冲洪积扇绿洲—荒漠脆弱带 ;( 3 )湖沼和湖滨三角洲绿洲—荒漠脆弱带。由于其本身所具有的脆弱性 ,加上人类活动的强烈干扰 ,该区出现了以土地荒漠化为主的多种生态环境问题 ,针对这些问题 ,作者提出了若干治理建议     

荒漠绿洲生态系统的景观格局分析--景观空间方法与应用

本文基于生态空间理论和景观格局分析指标,针对荒漠绿洲生态体系,以植被演替为主要生态变化表现以及受外来径流制约的特点,提出区域空间格网化,以网格为研究单元提取指标信息的景观格局分析方法,以黑河流域下游三角洲区域为研究实例,结果表明,该方法与土地利用类型划分景观类型的方法相比,景观类型与荒漠绿洲的生态构成相一致,能反映径流影响的景观结构与生态变化,便于生态保护规划与景观设计。     

民勤荒漠绿洲过渡带粘土夹层水力性质及其生态水文意义探讨

土壤水力性质是土壤水文功能的重要组成部分及影响因子，其对土壤水分分布状态、土壤水分循环的强度与速率具有重要影响。粘土夹层虽在干旱区呈不连续分布的状态，但其植被覆盖率却远高于相同水热条件下的非夹粘土壤。文中以民勤荒漠绿洲过渡带粘土夹层为研究对象，对其土壤物理性质、土壤持水性和导水性质进行测量，同时利用壕沟法对该地15年林龄的深根系乡土物种多枝柽柳根系进行了调查，分析了夹粘土壤剖面的水力性质变化特征及其影响因素，探讨了粘土夹层对干旱区植被恢复和重建的生态水文意义。结果表明：1)土壤颗粒组成和有机质含量是影响土壤持水性和导水性的重要因子。2)15年林龄多枝柽柳根系生物量(d<2mm)在粘土夹层上下界面处呈现明显增加的趋势。3)粘土夹层具有较高的持水性，其可通过毛管作用补给其他土层，同时，粘土夹层阻滞了土壤水分的运移，二者的共同作用改善了粘土夹层上下界面处的土壤水分条件。粘土夹层可以改变土壤水分入渗和存储的环境，在含有粘土夹层的土壤上进行植被建设，有助于干旱区固沙植被的恢复和建设。文中研究为了解荒漠绿洲过渡带土壤水文过程、生态恢复和重建提供了一定的数据支持。     

河西走廊荒漠-绿洲区气候环境演变特征

根据河西走廊荒漠-绿洲交错区敦煌、金塔及民勤3站1960-2007年气温、降水、蒸发量等观测资料,利用距平时间序列和多阶自回归序列分析方法,探讨荒漠-绿洲交错区的年际气候演变特征。结果表明:在1960-2007年荒漠-绿洲交错区年均气温分为两个主时段,即1967-1986年为一低温时段,1987年开始转为一个相对较长的偏暖时段。目前,年均气温正处在历史的波峰状态,年均蒸发量显著增加。利用荒漠-绿洲交错区1980-2007年灌溉面积、地下水开采状况等资料,分析其历史演变特征,说明了在气候变暖的背景下,人类活动与环境的不相适应,大量扩耕、超采地下水是导致荒漠-绿洲交错区气候环境退化的主要原因之一。     

基于Sentinel-2的绿洲-荒漠过渡带植被地上生物量估算

开展绿洲-荒漠过渡带植被地上生物量监测是植被生长状况评价与荒漠化监测的重要手段。文中利用Sentinel-2影像数据构建了地上生物量估算模型,比较了统计模型和两种机器学习算法模型的性能,并对渭干河-库车河绿洲的绿洲-荒漠过渡带的植被地上生物量进行了估算。结果显示,在统计模型中,红边三角植被指数(RTVI)与地上生物量的非线性模型拟合效果最好,且相关最显著。在机器学习算法中,随机森林模型优于支持向量机回归模型。通过验证发现,RTVI非线性估测模型和随机森林模型具有较好的外推能力。在绿洲-荒漠过渡带植被地上生物量的反演中,随机森林模型表现出较高的精度,验证集R²为0.65,RMSE和MAE分别为255.08g·m^-2和192.93g·m^-2。相较其他模型,随机森林模型可以在小样本情况下更精确,对科学监测绿洲-荒漠过渡带植被地上生物量和维护绿洲的稳定发展提供依据。     

荒漠绿洲额济纳胡杨与柽柳生态位分异过程研究

以内蒙古额济纳绿洲分布的胡杨和柽柳为研究对象,通过建立二种植物生长的生态环境资源谱,对胡杨和柽柳实生苗、幼龄株、壮龄株和老龄株间进行X2、种间相遇率和联结指数等相关性分析,进行生态位宽度和重叠等种间和种内指标分析。分析结果表明:胡杨实生苗分布与胡杨幼龄林相关性显著,与胡杨壮龄林和老龄林相关性不显著,与柽柳实生苗分布相关性极显著,而与柽柳壮龄林和老龄林的分布相关性极不显著;二者生态位宽度和重叠程度研究表明,胡杨的实生苗与柽柳的实生苗生态位重叠程度高,柽柳的实生苗较胡杨的实生苗生态位较宽,由此胡杨和柽柳在资源利用方面具有一定的相似性,特别在二者早期,其重叠程度较高,但二者又在绿洲资源利用方面出现生态位分异,总的资源利用能力柽柳的生态位较胡杨较宽,说明柽柳在绿洲具更为广阔的分布和适应范围,胡杨适应于干旱但沙埋程度低、土壤可溶性盐和pH值较低、地下水埋深变化程度大和地表於泥变化较大的环境中,而柽柳适于生长于土壤湿润且沙埋程度高、土壤可溶性盐和pH值较高、地下水埋深变化程度小和地表於泥覆盖较轻的环境。     

吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆形态示量特征

白刺（Nitraria tangutorum）灌丛沙堆是吉兰泰荒漠绿洲过渡带常见的自然景观。在不同背景植被盖度下,白刺灌丛生长与沙堆形态特征如何变化,仍然未知。通过对白刺灌丛和沙堆形态参数的测量,定量分析不同背景植被盖度下白刺灌丛和沙堆形态参数的差异性,以及白刺灌丛生长特征与白刺灌丛形态之间的关系。探讨背景植被盖度对白刺灌丛沙堆演化的影响。结果表明：（1）4种背景植被盖度下白刺灌丛沙堆演化稳定,白刺灌丛沙堆各形态参数随着背景植被盖度增加逐渐向大规模、小密度方向发展。（2）从整体来看,不同背景植被盖度下白刺灌丛沙堆各形态参数之间存在良好的相关关系。（3）吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆长轴与短轴之间存在二次函数或幂函数关系;除样地1外,白刺沙堆高度和水平尺度之间存在幂函数关系。（4）吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛盖度主要集中于40%～80%,占灌丛沙堆总量的64.62%,说明研究区白刺灌丛生长状况良好。据此认为研究区白刺灌丛沙堆发育良好,暂时不会成为风沙危害绿洲的策源地。     

荒漠绿洲的土壤异质性分析——以银川平原为例

以银川平原为例,分析了荒漠绿洲主要土壤类型即淡灰钙土、灌淤土、风沙土、潮土的地带性分布、机械组成及分维数、肥力特征等异质性表现。各土壤类型的平均分形维数大小顺序是:灌淤土>潮土>淡灰钙土>风沙土;分维数的大小确切地反映了银川平原主要土壤的组成和质地。0-80cm范围内各土壤类型的垂直分维特征表现为:淡灰钙土和风沙土随着土壤深度增加,分维值也随之变大;潮土分维值的垂直分异则表现为0-40cm的分维值较高,土壤深度>40cm后分维值随之下降;灌淤土质地均匀一致,分维值变化很小。灌淤土和潮土的全N含量明显高于淡灰钙土和风沙土,除风沙土外,其它3种土壤类型的全P含量相差不大,荒漠土壤的全K含量都比较高。除风沙土,灌淤土、潮土、淡灰钙土的土壤有机质含量从表层向下基本上呈下降趋势,而且灌淤土和潮土的土层厚。主要土壤类型的形成和发育之间存在着一定的联系。最后针对土壤的异质性特点,提出土地利用的分区建议。     

新疆渭干河——库车河三角洲绿洲天然植被生态需水研究

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲深居内陆,属于典型的大陆性干旱气候区,水资源缺乏,生态与环境脆弱,平原非灌区天然植被主要依靠汲取浅层地下水来满足其对水分的需求。本文利用遥感技术、水文地质调查等手段查明了研究区内的浅层地下水埋深和天然植被分布面积,应用GIS技术划定计算单元,利用典型地下水均衡试验场潜水蒸发和蒸腾试验成果确定各计算单元的潜水蒸发系数和植被系数,进而计算出现状条件下研究区域天然植被生态需水量为5.37×108m3,其中林灌地生态需水量为0.95×108m3,占17.71%,草地生态需水量为4.42×108m3,占82.29%。