玛纳斯河流域近50年植被格局变化

以玛纳斯河流域47个残遗荒漠植被样方数据为基础,发现研究区植被与土壤理化性状存在着非常明显的分异规律,白梭梭群落、梭梭群落、琵琶柴-梭梭群落、梭梭-柽柳群落、柽柳群落、盐化灌木群落对应土壤的总盐含量、总有机碳含量依次递增,而土壤中砂含量却依次递减,这充分说明荒漠植被类型和对应的土壤类型之间有较好的指示关系。基于上述分析,利用玛纳斯河流域的土壤图复原研究区大规模开垦前植被格局,并将复原的植被图和基于TM影像解译的研究区现状植被图比较分析,发现近50年来玛纳斯河流域大约有20.37万hm²的荒漠被开垦为农田,主要分布在灰漠土上。利用荒漠植被和土壤之间较好的指示关系复原玛纳斯河流域未开垦前的原生植被有助于指导干旱区绿洲土地利用。     

黄土丘陵区不同草本群落生物量与土壤水分的特征分析简

为阐明黄土丘陵区不同草本群落生物量与土壤水分的相关特征,通过野外调查与定点观测,对延河流域内不同演替阶段的5种草本植被（长芒草、铁杆蒿、茭蒿、白羊草、大针茅）群落地上生物量、土壤水分特征及其相关关系进行研究与分析.结果表明：在0～ 500 cm土层内,各演替阶段草本群落土壤含水量的垂直分布规律明显,均表现为浅层（0 ～ 50 cm）减少、中层（50 ～200 cm）增加、深层（200 ～ 500 cm）基本稳定的趋势;植物群落地上生物量均随着演替年限呈先增加后减小趋势,在白羊草群落阶段（退耕演替25 a左右）达到最大值;草本群落地上生物量与土壤含水量整体呈正相关关系,相关程度以0 ～ 200 cm土层较高;植被群落利用土壤水分土层深度随群落演替阶段逐渐加深,表现出对环境更强的适应性.     

黑河中游绿洲不同景观单元表层土壤水分空间变异性

了解黑河中游绿洲生态系统表层土壤水分空间分布规律可为绿洲生态系统水资源合理分配与利用提供参考。使用地统计学方法分析黑河中游绿洲8—10月戈壁、林地、农地3种典型景观单元表层土壤水分空间变异特征。结果表明：1）3种景观单元土壤含水量从8—10月有下降趋势,呈中等变异特征且土壤水分相对变异（变异系数）一般在干燥时较大,绝对变异（标准差）在湿润时较大;2）表层土壤水分具有明显空间结构及季节变化特征,呈明显斑块状分布,最优拟合模型均为指数模型;土壤水分基台值和变程的变化大致与土壤平均含水量的变化呈相同趋势,具有中等和强烈的空间相关性,且10月份的土壤水分空间自相关性明显大于8和9月,相似性质斑块空间尺度有缩小趋势;3）在黑河中游绿洲区景观类型、土壤平均含水量、土壤、地貌、气候条件及人为管理等因素是造成黑河中游荒漠绿洲区表层土壤水分呈现时间和空间上明显差异的主导因素,其中平均含水量起的主导作用是持续存在的。     

黄土高原铁杆蒿群落分布格局对气候的响应

于2000—2009年采用野外调查与定位监测相结合的方法,研究黄土高原森林草原、典型草原和荒漠草原地带铁杆蒿群落分布和生长区域范围对气候变化的响应。结果表明:受温度等影响,铁杆蒿群落的适宜生长范围由东南向西北呈明显的地带性分布,即森林草原>典型草原>荒漠草原地带,群落密度分布格局分别为12.6、8.8和4.6株/m2,生殖枝数量分别为19、14和3株/丛;受降水梯度等影响,铁杆蒿群落的水平分布范围已由森林草原地带的建群种或优势种扩展到典型草原地带,并从伴生种上升为优势种,在荒漠草原地带的沟谷及沙丘周围常呈偶见种出现,并从年降雨量500～750 mm的适宜区扩大到降雨量200 mm范围的干旱区,铁杆蒿群落分布的海拔高度已由1 900 m扩展到2 200 m范围;在全球气候变暖背景下,典型指示植物———铁杆蒿群落受区域水热环境的影响,生态幅逐渐扩大,成为森林草原和典型草原稳定的地带性植被类型。     

新疆焉耆盆地地表温度空间分布特征及其"源-汇"效应

全球变暖和人类活动加剧会不断改变干旱区气候要素，进而影响绿洲的演化方向和宜居性。针对焉耆盆地当前观测条件不足、观测资料种类缺乏等问题，为探究干旱区局地气候变化规律及其影响因素，该研究利用单窗算法反演新疆焉耆盆地地表温度（Land Surface Temperature，LST），在分析地表温度空间分布特征和影响因素的基础上，结合"源-汇"理论定量探讨了焉耆盆地不同土地利用/覆被类型对地表温度的贡献。结果表明：1）土地利用/覆被类型决定地表温度的空间分布格局及其"源-汇"效应变化。未利用地热源效应最强，水体热汇效应最强。草地和建设用地对地表热环境影响不大，耕地的热汇效应大小取决于农业灌溉面积和作物生长状况；2）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）与地表温度呈负相关关系，NDVI每增加0.1，地表温度下降约1.98～2.66 ℃，湿地中的植被对地表温度的影响较小；3）坡度对盆地内海拔较低且坡度<13°的缓坡区影响最为显著（P<0.01），随着坡度的增加，地表温度增加；4）冷岛效应形成绿洲近地表大气独特的热力结构。随着海拔升高，地表温度先快速升高，在距地面100～300 m高度形成一个高温中心，而后逐渐降低。6月末、7月初产生的大气逆温层厚度超过1 000 m。受逆温层影响，焉耆盆地绿洲距地表100～300 m高度范围内的坡向对太阳辐射的再分配作用消失。研究结果可为干旱区绿洲气候变化和可持续发展提供参考。     

嘉陵江流域不同类型植被多样性与土壤养分和酶活性的关系

基于2013—2015年对嘉陵江流域中游（四川段）不同植被类型（混交林、草甸、针叶林、阔叶林、灌丛和裸地）多样性和土壤生境的调查分析数据,采用相关分析法和群落排序法研究不同植被类型土壤养分和酶活性分布特征及其与植被多样性之间的关系。结果表明:嘉陵江流域不同植被多样性指数、丰富度指数、优势度指数和植被盖度基本表现为乔木林>灌木林>草甸>裸地,裸地显著低于其他植被类型（p < 0.05）。嘉陵江流域除了裸地和灌丛,其他植被类型土壤pH值均显酸性,pH值与土壤容重变化趋势相一致,基本表现为:裸地>灌木林>乔木林>草甸,裸地显著高于其他植被类型（p < 0.05）。嘉陵江流域土壤养分、有效养分含量和酶活性基本表现为乔木林>灌木林>草甸>裸地,裸地显著低于其他植被类型（p < 0.05）。相关性分析表明:植被多样性与土壤养分和酶活性密切相关,是造成不同植被类型土壤养分差异的重要原因,土壤养分和酶活性在一定程度上决定了植被丰富度和多样性指数,土壤理化性质在一定程度上决定了植被优势度指数,而土壤全碳和全氮在一定程度上决定了植被盖度。冗余分析结果显示丰富度指数、多样性指数、优势度指数和植被盖度之间均呈正相关,与土壤养分和酶活性呈正相关,与pH值和土壤容重呈负相关,这与相关分析的结果相一致。     

乌兰布和荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆防风效应风洞模拟

灌丛沙堆作为荒漠绿洲过渡带广泛存在的生物地貌类型,其在不同演化阶段和植被盖度下的风速分布及防风效应对土壤风蚀灾害控制具有重要意义。为揭示灌丛沙堆演化阶段及植被盖度对周围风场结构特征及防风效应指标的影响规律,该研究以乌兰布和沙漠荒漠绿洲过渡带单个和两个白刺（Nitraria tangutorum）灌丛沙堆为对象,利用风洞模拟试验测定其在4个不同演化阶段（雏形阶段、发育阶段、稳定阶段、活化阶段）和3种不同植被盖度（0、40%及70%）工况下竖直和水平面的风速分布,探讨演化阶段及植被盖度对相对速率、防风效能等防风效应指标的影响。研究发现,不同演化阶段的白刺灌丛沙堆在0～0.8H（H为灌丛沙堆高度）高度范围内、距沙堆中心-H～5H水平范围内风速有显著变化;对比坡前减速区、上方加速区、两侧急流区和后方减速区的风速变化发现,白刺灌丛沙堆在后方减速区的风速变化最为显著,处于稳定阶段的灌丛沙堆在植被盖度为70%时的风速最大可减少90%;不同演化阶段中,稳定阶段灌丛沙堆对风速的削减更为显著,防风效能较大,而处于雏形阶段的灌丛沙堆的防风能力相对较弱;在两个平行于风向排列的灌丛沙堆的相互影响下,沙堆之间丘间低地的防风效能比单个灌丛沙堆有所提高,且第二个灌丛沙堆下游区域的防风效能略小于两个灌丛沙堆间的丘间低地;各演化阶段单个和两个灌丛沙堆周围的防风效能均随植被盖度增大而增大。该研究结果可为乌兰布和荒漠绿洲过渡带土壤风蚀防治提供参考。     

农田防护林对田间地表节肢动物分布的影响——以昌图县为例

提升农田生物多样性是当前生态农业研究的热点问题。为探讨农田防护林的生物多样性保护功能,本研究在辽宁省昌图县金家镇选取8个农田-防护林单元（每个单元即为1个田块）,使用陷阱法调查了不同类型林带（完整型、残缺型、消亡型）相邻的农田中,距林带不同距离处（0 m、50 m、100 m、150 m、200 m）地表节肢动物的分布情况,同时记录林带内的植被群落特征。采用方差分析以及群落排序的方法,分析了林带类型、距离梯度以及林带植被结构对农田地表节肢动物分布的影响。研究结果表明：1）与消亡型相比,完整型和残缺型林带相邻的农田物种多度显著较高,物种多样性在各类型林带农田间无显著差异,与完整型及残缺型林带相邻的农田维持着区别于消亡型林带的地表节肢动物群落结构。2）完整型和残缺型林带相邻的农田物种多度梯度变化显著,随距林带距离的增加均呈由低到高的变化趋势;不同类型林带农田中,物种多样性随距林带距离的增加逐渐递减,边缘效应显著。3）林带中草本层物种多度和乔木层盖度是影响农田地表节肢动物群落分布的主要因子,共解释了35.4%的节肢动物数量变异;不同节肢动物物种对林带植被结构的响应存在差异,步甲和蜘蛛作为当地农业景观中主要的天敌类群,与上述林带植被结构因子关系密切：林带内较高的草本层物种多度有利于增加农田中某些步甲常见种的多样性,而较高的乔木层盖度有利于增加蜘蛛目常见科的多样性。研究结果表明,农田防护林作为研究区主要的非耕作生境类型,能够显著提升相邻农田中地表节肢动物的多度,对于物种多样性的提升作用则不明显;林带内草本层物种多度以及乔木层盖度对蜘蛛、步甲等多类天敌多样性保护具有积极作用。因此,加强农业景观中现有林地的改造和提升,如营造适宜盖度的上层林木以及丰富的林下植被,能够提升现有林地的生境质量,进一步发挥其对农田生物多样性的保育功能。     

赣南飞播马尾松林林下植被盖度对土壤质量的影响

为了探明林下植被盖度对赣南飞播马尾松林土壤质量的影响,选取3种林下植被盖度（> 70%,30%～70%,< 30%）的林分,对其表层（0—10 cm）土壤理化性质的16个指标进行比较分析,筛选出土壤容重、田间持水量、土壤有机质、速效磷、pH值作为土壤质量评价指标,运用土壤理化综合指数评价不同林下植被盖度下土壤质量水平。结果表明:3种林下植被盖度间,土壤容重、土壤含水量、饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度、总孔隙度、pH值存在显著差异（P < 0.05）;非毛管孔隙度、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾不存在显著差异（P > 0.05）。不同林下植被盖度的土壤理化综合指数存在极显著差异（P < 0.01）,土壤质量随着林下植被盖度的增加而得到显著提高。     

沙漠-河岸过渡带不同天然植被群落类型防风效应评估

为了评估不同天然植被群落类型的防风效应,我们在库布齐沙漠与黄河河岸之间的生态过渡带选取了柠条（Caragana intermedia）、白刺（Nitraria tangutorum）、拂子茅（Calamagrostis ep igejos）、赖草（Leymus secalinus）和芨芨草（Achnatherum sp lendens）等5种常见的天然灌草植被群落以及裸露沙地,并对其防风效应作了比较。结果表明,这几种不同天然植被群落类型的在近地面（10 cm）防风效应从大到小的次序是:赖草群落>芨芨草群落>拂子茅群落>裸露沙地>白刺群落>柠条群落;同一天然植被群落类型不同高度的防风效应也有较大差异;随距离地面高度的变化,不同植被群落风速降低率亦有变化。为干旱、半干旱地区天然植被群落的保护提供了科学依据。     

岷江源区植物群落物种多样性分析

取样调查了岷江源区植被及其环境因子,利用多元统计方法揭示了该区植物群落物种多样性及其与环境因子的关系。结果表明:不同植被类型的物种多样性表现为森林群系 > 灌丛群系 > 草甸群系。柳灌丛、窄叶鲜卑花灌丛、绣线菊灌丛、锦鸡儿灌丛的草本层多样性较高,沙棘灌丛和小果小檗灌丛较低。草甸群系中,白茅草甸和苔草草甸多样性较高,蒿草草甸和高山草甸的物种多样性较低。锦鸡儿灌丛灌木层多样性较高,沙棘灌丛的多样性最低。岷江源区植物群落物种组成受海拔梯度的影响强烈,不同海拔梯度的物种组成差异明显。植物群落在2 900～3 100,3 500～3 700 m海拔段有较高的物种多样性,2 700～2 900,3 100～3 400,3 700～3 900 m海拔段的多样性较低。土壤因子与地形因子之间,海拔和坡向对土壤养分因子的影响较大,主要影响全N、土壤含水量和pH值。地形因子和植被因子之间,海拔和坡向影响灌木层多样性、盖度以及草本层的盖度。植被因子和土壤因子之间,土壤全N量、速效K和土壤含水量影响草本层、灌木层的盖度和多样性。     

黑河中游荒漠植物生长与降水、土壤水和地下水的关系

[目的]分析荒漠化防治中植物生长与降水、土壤水和地下水的关系,为荒漠区植被修复与保护提供科学依据。[方法]在黑河中游荒漠区建立荒漠化综合防治试验站进行长期定位监测,取得降水、土壤水、地下水、植物盖度、生物量等数据,采用特征参数算法、相关分析法和逐步多元回归方法,对植物生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型进行分析。[结果](1)2006—2014年,土壤质量含水率、生物量、盖度变化接近且最大,降水量次之,地下水埋深最小;生物量、盖度呈波动性增大趋势较明显,降水、土壤水、地下水位变化呈波动性略有降低趋势,但不明显。(2)在植物生长季的3—11月期间,土壤各层含水率变化步调基本一致,植物平均生物量和盖度变化步调基本一致,降水量和地下水埋深变化步调基本一致。(3)建立了盖度与0—20cm土壤质量含水率、生物量与0—20cm土壤质量含水率回归方程,且均通过了R拟合检验,F方差检验,t回归系数检验,通过模型预测盖度、生物量的变差分别为99.0%和91.4%,预测盖度和生物量变化的准确率分别可达86.5%,78.9%。[结论]黑河中游荒漠植被的生长与环境水分变化关系十分密切,可通过水资源管理修复植被,也可根据植被生长状况评估水资源管理工作。     

毛乌素沙区地下水对植被盖度空间格局影响分析

通过在榆溪河流域沿地下水埋深增大方向设置植被调查样带,基于植被盖度、地下水埋深及土壤含水量等数据,利用多元经验模态分解(MEMD)获取植被盖度及其影响因子所表征的空间尺度,结构方程解析植被盖度空间分布的驱动因素,并结合聚类分析划分了植被群落自然恢复演替空间格局状态变化特征。结果表明：(1)MEMD将空间多元数据分解为3个本征模态函数,经希尔伯特转换得到各模态函数相应的空间尺度分别为14,27,38 km;(2)结构方程模型和MEMD分解后的最大表征尺度相关分析表明,地下水埋深与植被盖度在整个样带尺度上呈显著负相关(R²=-0.95,p<0.001);土壤含水量与植被盖度以地下水埋深5 m空间尺度为分界点,<5 m的区域呈显著正相关(路径系数为0.68,p<0.001),>5 m的区域呈显著负相关(路径系数为-0.43,P<0.01);(3)在此基础上,结合系统聚类分类结果将植被盖度划分为核心区(地下水埋深0～3 m)、过渡区(地下水埋深3～4 m)、稳定区(地下水埋深4～5 m)、外围区(地下水埋深5～10 m)及边缘区(地下水埋深1...     

黄土丘陵区典型植被类型草本层生态学特性与环境解释

在野外调查的基础上研究黄土丘陵区4种典型植被类型（达乌里胡枝子群落、白羊草群落、人工刺槐林、人工柠条林）草本层生态学特性,通过室内土壤养分和水分含量测定分析群落间环境因子的差异,并对群生态学指标和环境因子进行相关分析。研究结果表明:（1）豆科、禾本科、菊科植物重要值在4种群落中均很高,群落间各科物种重要值差异显著。（2）群落物种多样性表现为:人工刺槐林 > 人工柠条林 > 达乌里胡枝子群落 > 白羊草群落;群落盖度表现为人工刺槐林 > 白羊草群落 > 达乌里胡枝子群落 > 人工柠条林;草本群落地上生物量表现为:白羊草群落 > 人工刺槐林 > 达乌里胡枝子群落 > 人工柠条林。（3）土壤有机质、全氮、速效氮和速效钾含量表现为:工刺槐林 > 白羊草群落 > 达乌里胡枝子群落 > 人工刺槐林,达乌里胡枝子群落和白羊草群落土壤全磷、速效磷含量较高。（4）土壤水分含量表现为:白羊草群落（8.43%） > 达乌里胡枝子群落（7.60%） > 人工柠条林（6.43%） > 人工刺槐林（5.85%）。（5）群落盖度、草本群落地上生物量与土壤养分指标正相关,物种多样性与土壤养分的关系相对复杂;群落盖度及物种多样性均与土壤水分含量负相关,草本群落地上生物量与土壤水分含量相关性不显著。     

油蒿群落不同恢复阶段的土壤水分空间异质性及植被特征

[目的]分析沙地恢复不同阶段(流动沙地、半固定沙地、固定沙地)油蒿(Artemisia ordosica)群落的土壤水分空间变异规律以及植被响应特征,为荒漠地区植被恢复提供科学依据。[方法]利用经典统计学与地统计学相结合的方法进行分析。[结果](1)从流动沙地到固定沙地的演替过程中,土壤水分逐步减少,其空间结构呈现出明显的斑块状和条带状布局特点,同时沙地土壤水分空间异质性逐步增加,土壤水分在不同恢复阶段均表现出随着土层深度的增加,空间相关性逐渐增强的特征。(2)在沙地恢复过程中,油蒿种群的植被覆盖度、生物量、密度呈现逐渐增加的趋势,而植被特征的空间变异性则趋于减弱。(3)在流动沙地和固定沙地上,油蒿种群特征与土壤水分呈现显著负相关(p0.01)。[结论]油蒿种群的植被格局在一定程度上改变了土壤水分的空间异质性与分布格局。     

荒漠草原两种沙化草地对浅耕翻的响应

浅耕翻是退化草地改良的一项技术措施,其效果往往与表层土壤的退化程度与类型相关。为进一步认识荒漠草原退化草地浅耕翻措施的适用性及其作用机理,在宁夏盐池县选取覆沙草地（片沙覆盖型）和侵蚀草地（侵蚀粗化型）当地两种较为典型的退化草地类型,分别进行深翻（20 cm）和浅耕（5 cm）两种浅翻耕处理,分析其植被更新和土壤水分变化情况。结果表明,浅耕翻可有效减少猪毛蒿当季发生数量,激活土壤种子库,提高两种退化类型草地植被均匀性和多样性水平,但是深翻处理下植被盖度下降幅度较大。其中覆沙草地物种丰富度保持稳定,一年生的狗尾草和画眉草占据更为优势的地位,深翻处理下土壤水分向下层蓄积;侵蚀草地物种数明显下降,但指示种胡枝子在群落中的优势地位进一步提高,土壤水分则沿垂直剖面均匀增加,0—100 cm土壤蓄水量显著提高。浅耕翻是推动退化草地恢复演替的有效手段,其中浅耕更具普适性;但是综合植被更新和水分蓄积情况,深翻措施更适宜覆沙草地,浅耕措施对侵蚀草地则较为适宜。     

基于三维特征空间的土壤盐渍化遥感模型

针对目前干旱半干旱地区出现的土壤盐渍化问题,以渭干河—库车河流域绿洲为研究区,在分析修改型土壤调整植被指数（MSAVI）、湿度指数（WI）、盐分指数（SI）与土壤盐渍化之间关系的基础上,提出了MSAVI-WI-SI三维特征空间,进而建立了土壤盐渍化监测指数（MWSI）模型。结果表明:该模型与土壤盐分实测值的相关系数R=0.896,精度高于三个指数两两构建的特征空间（MSAVI-WI特征空间,MSAVI-SI特征空间,WI-SI特征空间）的土壤盐渍化监测指数模型（MWI,MSI,WSI）,其与土壤盐分实测值的相关系数分别为:0.891,0.894,0.809,突出了三维特征空间的优势。同时,通过MWSI的差异矩阵分析,表明该指数对土壤的盐渍化程度反映灵敏。MWSI能较好地反映盐渍化土壤地表植被、土壤水分及土壤盐分的组合变化,具有明确的生物物理学意义。并且指数简单,易于获取,操作方便,对今后干旱区土壤盐渍化的监测与分析具有重要意义。     

基于Landsat 8数据的荒漠土壤水分遥感反演

[目的]分析荒漠土壤水分变化特征,为南疆干旱区荒漠土壤水分遥感监测提供理论依据和方法支持.[方法]以Landsat 8数据构建干旱地区荒漠土壤水分建模指示因子,通过优选的26个光谱指数、地表温度(Ts)和地形数据(DEM)为建模因子,分别以偏最小二乘(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)3种方法构建土壤水...     

荒漠草原不同植被恢复模式的水土保持生态效益

[目的]以内蒙古四子王旗境内退化荒漠草原为研究区域,研究不同植被恢复模式对植物群落组成、土壤含水量、土壤侵蚀的影响,为退化草原水土流失治理和草原生态建设提供理论依据。[方法]针对退化草原特点、水土流失特征,分析不同植被恢复模式下植物群落特征、土壤水分、地表径流和侵蚀量的变化,运用主成分分析对不同植被恢复模式的水土保持生态效益进行评价。[结果]退化荒漠草原的3种植被恢复模式试验样地的植物种类组成、群落总盖度、地上生物量均高于放牧天然草地,"围栏封育+灌木条带+施肥复壮"、"围栏封育+松土补播+草种包衣"2种植被恢复模式的地上生物量与放牧天然草地之间变化差异达到显著水平(p0.05);3种植被恢复模式的实施有效控制了土壤侵蚀,径流量和土壤侵蚀量均低于天然草地。[结论]"围栏封育+松土补播+草种包衣"植被恢复模式在保持水土资源,增加群落稳定性等方面的生态效益最好。