基于TM的城市热岛效应研究及其应用探讨——以许昌市为例

通过利用多期的TM数据定量反演晴空状态下许昌市地表温度、归一化植被指数,分析了地表温度空间分布状况以及地表温度分布和归一化植被指数之间的定量关系。发现城市化规模与城市热岛成正相关,城市热岛与绿地面积、绿地空间分布、绿地的构成以及长势呈负相关;老城区植被覆盖度较低,城区建筑集中,空气流动缓慢是造成城市热岛效应的重要原因。郑许推进区由于工厂企业较多,增温现象明显,热岛效应显著。东城区在大力开发居民小区的同时,注重绿化建设,增温现象不明显,城市生态环境较好。因此,在以后的城市规划建设中,老城区和郑许推进区的规划建设应该借鉴东城区规划建设的经验,加强城市绿地建设,提高植被覆盖度,注意城市建筑的层次分布,预留城市空气流通带,提高空气流动速度,有利于缓解城市热岛效应;对于改善城市生态环境质量,提高城市宜居环境,增强许昌城市综合评价的竞争力,有着不可低估的作用。     

基于植被温度条件指数的克里雅河流域干旱监测研究

干旱是干旱半干旱地区由气候变化和人类生产活动而引起的环境问题之一。区域环境干旱化趋势的研究对该区域生态环境、水资源管理及农业生产有着重要意义。在植被温度条件指数（VTCI）的基础上对克里雅河流域进行干旱监测。结果表明：2005-2010年研究区整体上向干旱化方向发展,由北向南干旱趋势依次增强。其中,南部山区2005年VTCI值为0.696 4,到2010年VTCI值为0.486 4,其变化相差-0.210 0,旱化趋势较为严重;研究区中部的VTCI相差值分别为0.071 3和0.042 6,表现为有轻微干旱程度减弱趋势,变化不明显;北部地区即克里雅河下游地区的VTCI值从2005年的0.121 0减少到2010年的0.075 4,VTCI相差-0.045 6,呈轻微旱化趋势。     

干旱区生态用水和土壤植被承载力综述

干旱区的生态恢复与植被建设均受到水分的严重制约,生态用水和土壤水分植被承载力的研究均为实现地区可持续发展的重要一环。生态用水影响土壤水分补给量,而土壤水分补给量是制约土壤植被承载力的因素之一。因此提高土壤植被承载力需要保证干旱区生态用水总量,而森林植被有保持水土、调节地表径流、增加入渗的功能,能够使得干旱区生态用水量增加,从而提高土壤植被承载力,形成良性循环,最终达到生态系统的稳定。综合提炼多篇相关文献的观点,从生态用水和土壤植被承载力的概念、研究发展现状、在植被建设的指导意义3方面综合阐述,讨论了生态用水以及土壤植被承载力的内在联系。     

门头沟山区矿产废弃地及公路边坡植被恢复技术适应性研究

对在北京市门头沟区典型矿产废弃地和裸露公路边坡实施的8种植被恢复技术的效果进行了调查与分析,结果表明:对潭柘寺及妙峰山石灰窑废弃地进行的人工景观修复效果最佳,植被覆盖度达85%以上,美景度达优级,居民满意度最高;付家台公路上边坡绿化笼砖裸岩生态修复技术和黄土台无土碎石边坡创新生态修复技术的植被恢复效果也较好,冲蚀量及入渗速率都有明显的改善,但无土碎石边坡植被恢复中,容器苗修复技术存在着植株成活率较低的问题;百花山景区公路沿线采用客土移栽修复技术植被恢复效果显著,但这种技术对土质及坡度都有较高的要求,具有一定的局限性;植生袋及保育棒修复技术虽然植被盖度较高,但所用植株较低、绿期短,且存在建设成本较高的问题;挂网喷播修复技术具有较大的局限性,在坡角大于50°时,由于土壤冲蚀量大,坡面挂不住土层,所以植株无法正常生长,而在坡角小于50°时,一般无需使用这种技术,因为它的建设成本及维护成本较高。     

Impacts of land use and plant characteristics on dried soil layers in different climatic regions on the Loess Plateau of China

A dried soil layer (DSL) formed in the soil profile is a typical indication of soil drought caused by climate change and/or poor land management. The responses of a soil to drought conditions in water-limited systems and the impacts of plant characteristics on these processes are seldom known due to the lack of comparative data on soil water content (SWC) in the soil profile. The occurrence of DSLs can interfere in the water cycle in soil-plant-atmosphere systems by preventing water interchanges between upper soil layers and groundwater. Consequently, a DSL may limit the sustainability of environmental restoration projects (e.g., revegetation, soil and water conservation, etc.) on the Loess Plateau of China and in other similar arid and semiarid regions. In this study, we investigated and compared the impacts of soil type, land use and plant characteristics within each of the three climatic regions (arid, semiarid, semihumid) of the Loess Plateau. A total of 17,906 soil samples from 382 soil profiles were collected to characterize DSLs across the Plateau.Spatial patterns of DSLs (represented by four indices: (1) DSL thickness, DSLT; (2) DSL forming depth, DSLFD; (3) mean SWC within the DSL, DSL-SWC; and (4) stable field water capacity, SFC) differed significantly among the climatic regions, emphasizing the importance of considering climatic conditions when assessing DSL variations. The impact of land use on DSLs varied among the three climatic regions. In the arid region, land use had no significant effect on DSLs but there were significant effects in the semiarid and semihumid regions (P < 0.05). The development of DSLs under trees and grasses was more severe in the semiarid region than in the semihumid region. In each climatic region, the extent of DSLs depended on the plant species (e.g., native or exotic, tree or grass) and growth ages; while only in the semiarid region, the DSL-SWC and SFC (P < 0.001) were significantly influenced by soil type. The DSL distribution pattern was related to the climatic region and the soil texture, which both followed gradients along the southeast-northwest axis of the Plateau. Optimizing land use can mediate DSL formation and development in the semiarid and semihumid regions of the Loess Plateau and in similar regions elsewhere. Understanding the dominant factors affecting DSLs at the regional scale enables scientifically based policies to be made that would alleviate the process of soil desiccation and sustain development of the economy and restoration of the natural environment. Moreover, these results can also be useful to the modeling of the regional water cycle and related eco-hydrological processes.     

黄土高原植被恢复提高大于0.25mm粒级水稳性团聚体在土壤增碳中的作用

本研究选择陕北黄土高原绥德、吴旗、宜川3个地区,调查分析了不同植被恢复类型（草、灌、乔）下05cm表层土壤水稳性团聚体粒径分布及其有机碳含量的变化。结果表明:不同植被恢复类型均显著提高了 2mm和2～0.25mm 两个粒级的水稳性团聚体及其有机碳（SOC）的含量,但不同植被恢复类型的作用在3个地区有所不同。与农地相比,在绥德,油松和柠条、分别使 2mm和2～0.25mm粒级的水稳性团聚体中的SOC含量分别提高了99%～153%和219%～350% ,但苜蓿没有明显作用;在吴旗,苜蓿、沙棘、刺槐分别使 2mm和2～0.25mm水稳性团聚体中SOC含量分别提高了28%～30%和85%～130%,而刺槐对 2mm水稳性团聚体没有作用,而使2～0.25mm粒级的水稳性团聚体SOC含量提高了210% ; 在宜川,白草、羊胡草、狼牙刺和油松使 2mm和2～0.25mm粒级的水稳性团聚体中的SOC含量分别提高了405%～932%和724%～1130%。植被恢复土壤增碳主要是提高了2～0.25mm和2mm 两个粒级的水稳性团聚体中SOC的含量,提高值分别为514%和470%,占土壤有机碳库增量的49%和43%,而对其它粒级水稳性团聚体中SOC含量的贡献小于16%。以上研究结果说明,植被恢复稳定土层结构、促进土壤水稳性大团聚体中SOC的形成,可能在黄土丘陵侵蚀景观土壤固碳过程中起重要作用。     

苏北低山丘陵区典型森林生态脆弱性评价

生态脆弱性评价是当前全球变化与可持续发展研究中的热点问题。以苏北低山丘陵区典型性森林植被为研究对象,通过层次分析法构建了适合苏北低山丘陵区典型性森林生态脆弱性评价指标体系,制定了生态脆弱性评价标准,并根据生态脆弱度将森林植被划分成5个不同的脆弱级别;最后通过加权综合法对该地区典型性森林群落生态脆弱性进行评价。结果表明:该地区典型性森林生态脆弱度排序为侧柏(75.92)>麻栎(54.95)>栓皮栎(53.61)>黑松(49.63)>刺槐(47.68)>黄连木(45.69)>黄檀(44.92)>赤松(43.34)。     

湘西南石漠化地区不同植被恢复模式的土壤有机碳研究

以湘西南石漠化地区侧柏纯林、侧柏+枫香混交林、湿地松+枫香混交林、栾树纯林和封山育林5种植被恢复模式下的土壤为研究对象,通过野外土壤剖面调查和土壤样品化学分析,研究石漠化地区植被恢复过程中不同层次、不同坡位、不同林龄的土壤有机碳特征。结果表明:(1)5种林分土壤有机碳含量为栾树纯林>封山育林>侧柏纯林>侧柏+枫香混交林>湿地松+枫香混交林,并随土壤深度增加而递减,各林分变化幅度不同,且各土层之间差异显著。(2)随林龄的增加,土壤有机碳含量增加且主要集中在土壤表层。(3)同一林分下,不同坡位有机碳含量变化为下坡>中坡>上坡。(4)土壤有机碳密度在5种林分中差异显著,并随土壤深度增加而减少;在整个土壤剖面上,有机碳密度为54.22～96.52t/hm2,其中0-15cm有机碳密度的贡献率达55.95%。     

元谋干热河谷植被恢复对土壤酶活性的影响特征

选取5种植被恢复模式,研究了不同模式对土壤酶活性的影响以及土壤肥力与土壤酶活性的关系。结果表明,植被恢复后土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性相比光板地都有明显提高,顺序依次为酸角〉小桐子〉印楝;同种植被的土壤酶活性表现出根际大于非根际的特性;不同的植被恢复模式和种植方式对酶活性都有较大的影响,等高垄沟模式具有较好的保土保肥能力,创造了良好的微生物环境,增强了土壤酶活性;植被恢复模式下酶活性与土壤肥力之间的关系密切,特别是有机质、全氮与土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶的相关性较好。因此,用土壤酶活性来评价植被恢复的效果是可靠的。     

黄土坡面不同植被冠层降雨截留模型模拟效果及适用性评价

为探明植被冠层降雨截留水文生态效应,该文通过对黄土区坡面柠条林和杏树林冠层截留量的动态监测与模型模拟,分析了不同类型植被冠层降雨截留规律及其模型模拟的适用性。结果表明:2种不同类型植被冠层降雨截留的特征差异显著。柠条林冠层截留量随大气降雨量的增加而逐渐增加,稳定截留率约为15%。杏树林冠层截留率相对较低,特别是在降雨量小于5mm的量级,冠层"漏斗"效应明显。杏树林冠层截留率与降雨量之间未表现出明显的趋势关系,稳定截留率约为10%。对于柠条林冠层截留规律的模拟,以降雨量和冠层郁闭度为变量的崔启武模型的决定系数为0.74,以降雨量为变量的王彦辉模型的决定系数为0.68;但对于"漏斗"状结构的杏树林冠层,2个模型均未能得到较好的模拟结果。