基于MOD 09GA数据的新疆草地生长状况遥感监测研究

以新疆全区草地为研究对象,利用2010-2014年天然草地地上生物量实测数据(above-ground biomass,AGB)和EOS Terra MODIS每日地表反射率产品MOD 09GA,采用空间分析方法分别计算了生长季(4-10月)草地NDVI_max,MSAVI_max,PVI_max,NDVI_mean,MSAVI_mean和PVI_mean 6种植被指数,探讨了NDVI_max,MSAVI_max,PVI_max与草地地上生物量之间的遥感反演模型,分析了新疆草地生长季多年NDVI_mean,MSAVI_mean和PVI_mean空间分布特征和空间变化特征。根据所选的最优模型反演了新疆2005-2014年的草地地上生物量,统计分析了地上生物量的空间变化特征。结果表明,新疆草地2010-2014年NDVI_mean,MSAVI_mean和PVI_mean总体上均具有由北向南、由西向东逐渐递减的空间分布特点,不同草地类型的生物量差异显著。2005-2014年低地草甸类的生物量最高,高寒荒漠类最低。统计分析2010-2014年的NDVI_mean,MSAVI_mean和PVI_mean变化趋势发现,北疆有28%以上草地处于改善状态,南疆草地则以稳定为主;全疆14个地、州、市草地以稳定为主,处于稳定比重的草地大于40%,博尔塔拉蒙古自治州、哈密地区、塔城地区、巴音郭楞蒙古自治州草地处于改善状态的草地超过15%,阿勒泰地区、博尔塔拉蒙古自治州、伊犁哈萨克自治州直属、克拉玛依市、昌吉回族自治州、克孜勒苏柯尔克孜自治州、阿克苏地区和乌鲁木齐市轻度改善的草地比重大于10%;除吐鲁番市和乌鲁木齐市外,其余地、州、市恶化草地比重低于10%,全疆草地整体改善以稳定为主,总体趋于良好。     

封育年限对蒿类荒漠土壤有机碳组分及其碳、氮特征的影响

为探明封育条件下草地土壤有机碳组分的响应规律,研究了不同封育年限(0、1、6、9年)对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠土壤颗粒碳(POC)、颗粒氮(PON)、轻组碳(LFOC)、轻组氮(LFON)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)的影响。结果表明,伊犁绢蒿荒漠0-5、5-10cm土层POC、PON、LFOC、LFON含量均随封育年限的增加呈先下降再上升趋势,封育6年最低,且仅0-5cm土层显著低于对照和封育9年处理(P0.05);除封育6年10-20、30-50cm土层LFOC及30-50cm土层LFON显著低于封育1年外,10-50cm土层各封育处理间POC、PON、LFOC、LFON均差异不显著(P0.05);0-30cm土层MBC、MBN含量随封育年限增加基本呈先降再升趋势,封育1年最低,且除5-10cm土层MBC外,均显著低于封育9年处理;POC、PON、LFOC、LFON、MBC、MBN间呈显著正相关(P0.05),且PON能够较好地反映土壤质量变化。总之,0-5cm土层土壤有机碳组分碳、氮含量对封育的响应较为敏感,且土壤MBC、MBN较POC、PON、LFOC、LFON在土壤中的反应更为迅速。     

禁牧对中度退化伊犁绢蒿荒漠土壤活性有机碳组分的影响

为了探究荒漠土壤活性有机碳组分对禁牧年限的响应,以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为研究对象,对不同禁牧年限(禁牧时间为0 a,1 a,4 a,11 a)荒漠草地0~50 cm的土壤有机碳(SOC)、易氧化碳(ROC)、易氧化碳分配比例(PROC)、轻组组分比例(LFR)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒组分比例(PFR)、颗粒有机碳(POC)进行对比分析。结果表明:随着禁牧年限增加,0~10 cm土层SOC含量基本呈先降后升趋势,0~50 cm土层ROC、PROC总体呈增加趋势;与对照相比,禁牧区5~10 cm土层LFR、LFOC显著增加(P0.05),0~50 cm土层PFR显著降低,POC变化不明显。总之,禁牧对SOC、POC影响较小,对ROC、PROC、PFR、5~10 cm土层LFR和LFOC影响较大,可作为伊犁绢蒿荒漠土壤对禁牧响应的敏感指标。     

短期封育对蒿类荒漠草地碳库有机碳储量及组成比例的影响

为探讨短期封育(4～7年)对荒漠草地碳库固碳能力及其组成的影响,采用成对试验设计,通过对天山北坡不同区域蒿类荒漠草地地上植被、凋落物、地下生物量、0～50cm土壤4个有机碳库碳含量及其储量的测算,明确各碳库储量及其组成比例对短期封育的响应规律。结果表明：(1)短期封育促进了蒿类荒漠草地地上植被、凋落物、地下生物量有机碳的积累,依次较对照增加109.41%、81.88%、26.91%,不利于0～50cm土层土壤有机碳及草地生态系统有机碳的积累,依次较对照降低19.60%、16.30%。(2)短期封育改变了蒿类荒漠草地生态系统有机碳的组成比例,植被有机碳库比例显著上升,土壤有机碳库比例显著下降,但土壤有机碳库仍居于主导地位,所占比例为84.00%～96.31%。总之,短期封育促进了蒿类荒漠草地植被的固碳能力,降低了土壤碳库有机碳储量,最终导致生态系统总有机碳储量的降低。     

醉马草种子萌发对增温和降雨变化响应的研究进展

种子萌发是植物生活史中最为脆弱和关键的阶段,受温度和水分等环境因素调控。醉马草(Achnatherum inebrians)为多年生有毒草本植物,其种子产量高且易于定植,严重影响区域畜牧业生产和草地生态平衡。已有众多关于增温和降水变化对醉马草种子萌发的影响研究,但多聚焦于种子萌发特征。本文基于现有研究综述了醉马草种子萌发对增温和降水变化的响应,并发现：醉马草种子萌发对温度和水分有一定的耐受性,但未深入探讨其应对干旱、低温等逆境的机理;高温、干旱等逆境下内生真菌可促进醉马草种子萌发,但调控机理仍不明晰;缺少增温和降水变化交互作用对醉马草种子萌发影响的研究。基于此,将来应开展多因子试验,结合转录组学等手段,阐明全球气候变化背景下醉马草种子萌发特性并厘清内生真菌调控种子萌发的机理,为深入开展醉马草防控提供理论依据。     

封育年限对伊犁绢蒿荒漠草地群落种间关系及稳定性的影响

为了解封育对蒿类荒漠植物群落种间关系及其稳定性的影响,对不同封育年限(封育年限为0年、2年、5年、12年)伊犁绢蒿荒漠植物物种数、物种频度差异、群落总体关联性、种对关联及群落稳定性进行了分析。结果表明:随封育年限增加,伊犁绢蒿荒漠单位面积物种数呈增加趋势。封育对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落总体性关联影响不显著,各处理的群落主要物种间总体表现为不显著负相关。随封育年限增加,群落成对物种间负关联种对占总物种对的比例增加,群落内部竞争增强。封育后伊犁绢蒿荒漠植物群落稳定性从高到低依次为封育12年、封育5年、封育0年、封育2年。总之,在研究时间范围内,封育增加了伊犁绢蒿荒漠植物群落的稳定性。     

新疆北疆荒漠草地土壤容重空间分布格局及其影响因素

针对我国荒漠草地土壤容重清查数据库严重缺失问题,以新疆北疆426个荒漠草地野外实测数据为对象,结合气象数据及"3S"技术,探讨土壤容重空间变异特征及其主要影响因素.结果表明:0～100cm各土层土壤容重变化范围为0.66～2.17g/cm3,平均值为1.45g/cm3,砾砂质、盐土、沙质、土质、砾石质荒漠亚类土壤容重均...     

禁牧后伊犁绢蒿荒漠植被特征年际动态变化

通过野外实地调查取样,于2017～2019年(禁牧2～4a)对新疆玛纳斯县和呼图壁县的禁牧区及放牧区的群落植被特征进行测定分析,探究不同禁牧年限下伊犁绢蒿荒漠草地植被特征年际动态变化.结果表明:(1)退化荒漠禁牧后一年生草本植物逐渐从群落中消退,半灌木和多年生草本植物的重要值增加;(2)荒漠植被禁牧2～4a后,植被高度...     

天山北坡蒿类荒漠植物群落数量特征及其多样性

【目的】研究天山北坡蒿类荒漠植物群落数量特征及多样性变化规律,分析不同地区植物群落数量特征及多样性的差异,为该类荒漠草地的科学经营管理提供理论依据。【方法】采用野外调查取样方法,调查分析天山北坡西段、中段和东段蒿类荒漠草地植物群落特征。【结果】(1)从天山北坡西段到东段,半灌木生物量呈逐渐增加趋势,且东段比西段显著高了266.51%(P<0.05);而多年生草本盖度、密度和生物量从西到东呈逐渐降低的趋势(P<0.05);一年生草本和短生、类短生植物在数量特征上均在中段呈现最大值。(2)植物群落高度、盖度、密度和生物量由西向东均呈先增后降的趋势,在中段达到最大值。Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数在空间上均表现为由西向东呈先增后降的变化趋势,而Pielou均匀度指数由西向东呈逐渐降低趋势。(3)天山北坡不同区域草地之间植物群落数量特征与多样性的相关性各有差异,蒿类荒漠草地群落盖度、密度和生物量对植物多样性呈正相关,而植物高度对植物多样性呈负相关。(4)引起蒿类荒漠植物群落空间变异的主要影响因素是海拔、土壤有机碳、年均...     

放牧和禁牧影响草地物种多样性和有机碳库的途径

以草地生态系统为基础,从干扰途径出发,综述物种多样性和有机碳库对放牧和禁牧的响应规律,并探讨其影响机制。结果显示,草地类型、放牧强度、禁牧时间和气候条件是影响物种多样性和草地碳库的关键因素。一般认为,中度放牧和短期禁牧有利于物种多样性的维持,禁牧是恢复退化草地生态系统的有效途径,但要因地制宜选取最佳禁牧年限。物种多样性和有机碳库之间存在潜在的耦合关系,需要进一步研究。