华北农牧交错区LUCC对生态系统服务及生态环境质量的影响——以内蒙古自治区多伦县为例

[目的]探究华北农牧交错区土地利用/覆被变化(LUCC)对区域生态环境的影响,为类似地区国土空间用途管制和生态文明建设提供理论参考。[方法]基于华北典型农牧交错区内蒙古多伦县2004年、2009年和2014年3期土地利用现状数据及其变更调查资料,获取该区2004—2014年LUCC时空数据。参考Costanza和谢高地等的研究成果,选取生态系统服务价值、生态环境质量指数和LUCC生态贡献率等,构建LUCC与生态环境质量评价体系。[结果]①2004—2014年,研究区土地利用/覆被类型发生明显改变。②生态系统服务价值总量不断提高,主要由林地增加而来;草地、耕地、水域和未利用地生态服务价值的减少在一定程度上削弱了这种增加趋势;10 a来研究区各土地利用/覆被类型生态系统服务价值变化与各自面积变化规律一致。③从生态环境质量指数变化来看,区域生态环境质量不断改善。但从变化细节上分析,生态环境存在改善和恶化双向变动;草地转向耕地和建设用地是该区生态环境恶化的主导因素,未利用地向草地和林地转换则促进生态环境质量的改善。[结论]生态文明建设过程中要切实重视生态脆弱区土地利用变化对区域生态环境之影响;从提高土地利用效率,加强"山水田林湖草"生命共同体建设,构建合理的国土空间规划体系入手,引导区域人口、经济、资源和环境持续高质量发展。     

基于土壤粒度参数的荒漠草原地表粗粒化过程

草原退化特征已由植被变化为主演变为土壤退化的阶段,其植被覆盖变化可在一定程度上反映退化状况与过程,探明荒漠草原不同退化阶段(覆盖度)地表风蚀状况,对合理利用与保护草地资源意义重大。以希拉穆仁荒漠草原7个覆盖度(裸地,5%,20%,40%,60%,80%和100%)下的表层土壤为研究对象,利用激光衍射技术测量表层0—1cm土壤粒度组成,分析不同覆盖度下的平均粒径、标准偏差、偏度、峰态及分形维数等粒度参数变化情况及颗粒频率分布。结果表明:(1)土壤粒度组成均以沙粒和粉粒为主,黏粒含量较低;偏度可作为有效粒度参数指标。(2)随着盖度降低,平均粒径数值越大,分选性越好,频率曲线由近于对称—正偏—极负偏转变,峰态由尖锐变平缓,分形维数先增加后降低。(3)粒径分布基本呈双峰分布,盖度越小第二波峰滞后越明显,且分布均匀程度越低,易风蚀颗粒范围为144~869μm。     

乌海矿区矸石山边坡植被重建初期物种多样性及群落稳定性

[目的]针对西北干旱区煤矸石山边坡植被重建初期,探究不同建植年限群落特征的变化规律,为乌海市矿区生态重建的中、后期工作提供依据。[方法]以乌海市矿区美方煤矸石山为研究对象,采用野外样方调查取样的方法,对比分析了矸石山植被重建初期的植物生长状况与群落稳定性。[结果]①研究区植被重建过程中,物种数量明显增加。自然侵入植物种在重建2 a时仅有4种,建植3 a增加至6种,建植4 a已增加至7种。不同植被重建年限群落中白茎盐生草(Halogeton arachnoideus)均处于优势地位,表明群落正在进行正向演替过程。②随重建年限从2 a增加至4 a,植被平均盖度、地上生物量、群落丰富度指数均增加了1.5倍左右,表明群落结构逐步稳定。③煤矸石山,在植被重建2~4 a时,群落正处于演替初期,群落相似性系数逐年降低,群落结构趋于复杂化,但仍处于不稳定状态。[结论]在矸石山后续的恢复中,在种植矿区典型复垦植物种,例如豆科、禾本科、菊科等植物时,应适当促进适应当地条件的本地物种自然定植,并且通过种植演替后期的本土植物种类在煤矸石山保留当地基因库。     

土壤水盐因子对盐湖防护林体系植被群落分布的影响

[目的]以内蒙古自治区吉兰泰盐湖防风固沙林体系为研究对象,探讨土壤水盐因子对盐湖防护林体系植被群落分布的影响,为该盐湖防护林抚育和管理提供理论依据.[方法]应用数量分类和排序方法,探讨土壤水盐因子对吉兰泰盐湖防护林体系植被群落分布特征的影响.[结果]双向指示种分析将防护林体系共8科16属16种植物划分为6群落类型,其中...     

阿克苏河中游荒漠河岸林物种多样性与群落稳定性

[目的]探究阿克苏河中游荒漠河岸林群落的物种多样性、稳定性及其之间的关系,在物种水平上对当前群落植物组成的复杂性及部分环境因子的关系进行探讨,为荒漠河岸生态系统的恢复提供理论依据。[方法]在样方调查的基础上,运用格局分析法,物种多样性指数与均匀度指数,聚类分析以及M.Godron稳定性测度对植物群落进行综合评估。[结果]阿克苏河中游荒漠河岸林主要的植物种群均呈现聚集分布的格局,群落结构简单,具有单寡种优势群落的特征。不同地段的植物群落物种分布较为均匀,但丰富度与多样性的高低略有起伏;荒漠河岸林植物群落根据环境因子的聚类结果可分为6个群丛,其中有3个群丛的物种多样性较低。物种组成与土壤水分的关联较为密切;当前植物群落尚未达到稳定阶段,物种多样性与群落稳定性者之间并无任何直接联系。[结论]单一以河水漫灌的方式促进该地区植物多样性的恢复具有一定的困难,考虑以胡杨、柽柳为主要格局,种植深根系的乔灌木以营造局部地区小气候,间接优化生境的方式对荒漠河岸林的植被恢复更为有利。     

砒砂岩区小流域土壤有机质的空间分布及其环境影响因素研究

砒砂岩区是黄河中游粗泥沙集中来源区之一。研究砒砂岩区小流域土壤有机质特征及其与环境因子的关系，对于科学指导植被建设，减少入黄泥沙有重要意义。本文以砒砂岩区典型小流域为研究对象，于流域内布设150个样点，按照0~20cm、20~40cm、40~60cm划分土层深度采集土壤样品，运用通径分析和冗余分析方法进行分析，研究结果表明：砒砂岩区小流域不同土地利用方式土壤有机质呈乔木林>灌木林>天然草地>耕地>裸地趋势，不同地形土壤有机质呈沟底>坡面>山脊的规律；冗余分析的结果显示，复合地形指数、土地利用方式、坡位以及土层厚度对砒砂岩区土壤有机质空间变异规律的解释量最大；通径分析的结果显示，环境因子与土壤有机质的关系可以用多元线性方程"Y=1.054+0.099" "X" _"1" "+2.722" "X" _"2" "+0.776" "X" _"3" "-0.001" "X" _"4" 来表示，其中坡位和土地利用方式是影响砒砂岩区小流域土壤有机质空间变异的主导因素，土层厚度与土壤有机质垂向变异的密切相关。     

砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及土壤物理性质

为揭示砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及林下土壤物理性质变化特征,以位于黄土高原北部准格尔旗砒砂岩区6种林分类型为研究对象,运用浸泡法和烘干法,对林下枯落物、土壤(0—50 cm)的持水性能及物理性质进行研究。结果表明:(1)砒砂岩区6种林分类型林下枯落物厚度范围为0.73～2.77 cm,总蓄积量范围为1.47～7.93 t/hm~2。枯落物层厚度、总蓄积量大小依次为油松、侧柏、沙棘、柠条锦鸡儿、山杏和撂荒地。枯落物未分解层厚度及其蓄积量均明显大于半分解层。(2)林下枯落物最大持水率范围为149.48%～267.32%,枯落物最大持水率与有效拦蓄量大小顺序一致,为撂荒地柠条锦鸡儿沙棘山杏侧柏油松;枯落物最大持水量和有效拦蓄量均呈现出未分解层高于半分解层。(3)林下枯落物层在浸泡0.5 h吸水速率最快,浸泡1 h持水量增加迅速,浸泡8 h吸水速率和持水量增量趋近于0。(4)林下土壤容重低于撂荒地;总孔隙度范围为44.36%～32.57%,最大持水量范围为8.89～17.43 mm,均呈现油松林下最大,山杏林下最小。(5)林下枯落物蓄积量与土壤容重呈负相关关系,与土壤孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分别呈正相关关系。油松林、侧柏林地具有显著的保持水土能力。研究成果为开展砒砂岩区水土流失综合整治和生态修复提供了参考依据。     

裸露砒砂岩区坡面侵蚀过程中地表粗糙度与水力侵蚀特征参数的关系

坡面地形起伏状况是影响土壤侵蚀状况的重要因素,深入了解地表粗糙度和产流产沙以及水动力参数之间的关系是研究坡面土壤侵蚀过程的基础.采用野外原位模拟冲刷试验,使用三维激光扫描仪结合ArcGIS提取地形因子参数,研究了裸露砒砂岩区坡面侵蚀过程中地表粗糙度与侵蚀特征参数的关系.结果表明:(1)冲刷强度的增大使得阻力特征参数逐渐...     

干旱荒漠区人工梭梭林土壤碳氮磷密度与生态化学计量特征

为了阐明人工梭梭林土壤碳氮磷密度及其生态化学计量特征演变规律,以吉兰泰荒漠区不同林龄(3,6,11,16年)人工梭梭林为研究对象,分析0—20,20—40,40—60 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)密度和生态化学计量特征。结果表明:(1)4种林龄人工梭梭林0—60 cm土层SOC、TN含量及其密度随林龄增加而升高,而TP含量及其密度随林龄增加而降低。其中,3,6年梭梭林SOC、TN含量及其密度随土层深度增加而升高,TP含量及其密度则与之相反;11,16年梭梭林SOC、TN、TP含量及其密度随土层深度增加而降低。(2)4种林龄梭梭林土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为2.24~9.21,1.59~7.05,0.56~0.81,均属于中等变异水平,且变异系数随林龄和土层深度增加逐渐减小,说明土壤C∶N、C∶P、[JP]N∶P趋于平稳状态。(3)林龄、土层深度及其交互作用显著影响SOC含量、SOC密度、C∶N、C∶P,对TN含量、TP含量、TN密度、TP密度、N∶P无显著影响。(4)土壤孔隙度(STP)与SOC密度呈显著正相关关系(P＜0.05),说明土壤孔隙度增加有助于SOC密度增加,提高土壤肥力。在干旱荒漠区建植梭梭林有利于提高土壤肥力,改善干旱荒漠区土壤环境。     

不变矩图像分析研究进展

不变矩是1种高度浓缩的图像特征,具有平移、灰度、尺度、旋转等多畸变不变性.1961年,M.K.Hu首先提出了7个几何不变矩用于图像描述.后来人们进行多方面研究,发现正交矩具有绝对的独立性,没有信息冗余现象,抽样性能好,抗噪声能力强,更适合用于多畸变不变图像描述和识别.性能较好的正交矩有Legendre矩、Zernike矩、正交傅立叶-梅林矩、切比雪夫矩和变形雅可比（p=4,q=3）-傅立叶矩等.近几年,用正交矩进行图像分析、图像处理以及图像识别的研究报道很多,这表明不变矩理论及其在图像信息处理与识别中的应用技术具有很好的发展前景和应用商机.本文系统介绍了不变矩的概念、特性以及它在图像分析中的简单应用.