太行山区主要森林生态系统水源涵养能力

森林生态系统水源涵养功能是林冠层、枯落物层和土壤层对大气降水进行再分配的过程。本文通过文献收集整理太行山地区森林植被林冠一次降水截留量、枯落物层持水量和土壤层贮水量数据,分析该地区主要森林植被对降水的截留和贮蓄能力,采用综合蓄水能力法对森林植被的综合涵养水源能力进行评价,旨在为合理经营和管理森林生态系统提供依据。结果表明:1)土壤非毛管孔隙度与生态系统综合持水量呈正相关,且最大持水量占整个森林生态系统综合持水量的90%以上,表明土壤层作为森林生态系统水文效应最重要的一层,是整个森林系统水分循环的主要贮蓄库和调节器;2)针叶林中油松和侧柏的冠层一次降水截留量显著高于其他林型,其林冠结构更加适应该地区气象条件,林冠层降水再分配能力也优于其他林型;3)混交林郁闭度低,有利于林下灌、草丛的生长,其枯落物现存量比纯林和人工林更高,虽然林冠一次截留量低但林下具有丰富的枯落物层而更易涵养水源;4)天然林综合蓄水能力整体高于人工林,侧柏人工林和油松人工林综合蓄水能力仅次于刺槐、侧柏和油松天然林。综上可见,合理利用森林资源防止水土流失、天然林长期封育和合理控制优势树种密度及增加植被覆盖率对太行山地区植被恢复和生态建设具有重要意义。为提高该区综合水源涵养能力,可增加乡土树种油松和侧柏人工林的种植面积。     

晋西黄土区封禁小流域植被群落特征变化

对晋西黄土高原封山育林小流域内植被覆盖度、群落木本植物组成及群落α多样性变化进行研究,为黄土高原地区仿拟自然植被的恢复与构建提供相应的理论依据和技术支撑。于2016年7—8月,以山西吉县蔡家川流域内实施封山育林35年的柳沟小流域为调查对象,采用样线与样方相结合的调查方法,对阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡、梁峁顶、沟底6种不同生境的植被状况进行了调查,并与1996年(封禁15年)、2007年(封禁26年)在柳沟小流域相同生境的调查数据进行对比,研究封山育林小流域随封育时间的延长植被覆盖度、群落木本植物组成、群落α多样性的动态变化规律。结果表明:1)小流域封禁15、26、35年时总体覆盖度分别达到77.5%、89.1%和93.6%,封禁26年时小流域已形成森林植被,到封禁35年时各生境的植被恢复较好,流域已基本郁闭;封禁26年后流域总体覆盖度的年增长率放缓,其中阳坡、梁峁顶覆盖度年均增长率减慢,半阴坡、阴坡的覆盖度增长速率仍在增加。2)封禁35年时半阳坡、半阴坡、梁峁顶由旱中生灌木群落向中生性乔灌群落演替,阳坡由旱中生乔灌群落向中生性乔灌群落演替,阴坡由喜阴的中生乔灌群落向中生性乔灌群落演替,沟底由旱中生乔灌群落向中生性灌木群落、湿中生乔灌群落演替。3)到小流域封禁35年,除阳坡外各生境的物种多样性呈现单峰变化,除阳坡外各生境的均匀度指数逐渐上升,生态优势度、物种丰富度波动变化。目前各生境群落处于中期演替阶段,物种分布更为均匀,结构更加稳定,在晋西黄土区封山育林是形成可持续森林植被的最好方法。      

磨盘山4种植被类型的凋落物及其表层土壤C、N、P的化学计量特征

为滇中高原亚热带森林资源的保护与可持续利用提供依据,对玉溪磨盘山即元江栲半湿润常绿阔叶林、云南松次生混交林、天然华山松林和高山矮栎林4种植被类型的凋落物及其土壤(0~10cm)进行收集、取样测定其C、N、P含量及化学计量比,分析不同植被类型的凋落物和土壤养分之间的关系。结果表明:1)4种植被类型在凋落物的未分解层C含量,以云南松次生混交林最高,达624.04g/kg,华山松林最低,为475.76g/kg;N含量以常绿阔叶林最高,为15.49g/kg,华山松林最低,为12.2g/kg;P含量以华山松林最高,为2.3g/kg,常绿阔叶林最低,为1.91g/kg。4种植被类型凋落物半分解层N、P含量差异不显著,C含量以云南松次生混交林最高,为337.38g/kg,华山松林最低,为211.96g/kg。表层土壤C、N、P含量差异显著,均表现出云南松次生混交林最高,华山松林最低。2)4种植被类型凋落物未分解层中,C/N值以云南松混交林最小,C/P、N/P值均以高山栎林最小;半分解层中4种植被类型N/P值无显著差异,而C/N、C/P值均以常绿阔叶林为最大;表层土壤层中C/N、C/P和N/P值均无显著差异。3)高山栎林凋落物的N含量未分解层与其半分解层呈显著正相关。常绿阔叶林凋落物未分解层N含量与其半分解层中N、P含量均呈显著正相关。华山松林凋落物未分解层C含量与其表层土壤层C含量呈显著相正相关。云南松混交林未分解层N含量与其土壤层P含量呈显著正相关。     

荒漠生态系统土壤呼吸速率对环境因子的响应

为探明环境因子与土壤碳释放之间的关系,利用LI-8100土壤碳通量自动测定仪监测塔里木河下游典型断面的荒漠河岸林群落土壤呼吸的变化动态,并同步观测植被盖度、地下水位、土壤特性及温度等相关因子的变化,分析其与土壤的关系。结果表明:1)在同一温度范围条件下,虽然土壤呼吸对温度变化有所响应,但温度不再是土壤呼吸作用的主要限制因子,根系和土壤微生物的生命活动很容易受到其他因素的影响和制约;2)监测区地下水对土壤呼吸速率存在一定的影响,地下水位越高土壤呼吸速率越小,地下水位越低土壤呼吸速率越大;3)植被盖度与地下水同时作用于土壤呼吸过程;4)在地下水的影响下土壤特性对土壤呼吸过程也存在影响。     

黄河中游沙漠丘陵区土壤养分变化及玉米种植适宜性

为了解黄河中游沙漠丘陵区从全国第二次土壤普查(1985年)至2015年共30年间土壤养分变化情况,并为该区域玉米种植的合理布局提供参考,利用ASI法测定野外采集土样的基本肥力,采用专家经验法和模糊数学法完成丰缺指标体系的确定及评价,与二次土壤普查结果比较以判断30年间土壤质量的变化。以ACCESS、ArcGIS软件为研究平台,使用层次分析法、特尔斐法和田间试验法对研究区玉米种植适宜性分布的时间、空间变化进行定量评价与分级。结果表明:在30年内各养分指标平均含量均有所提升,其中有机质增加1.91g/kg,有效磷增加2.17mg/kg,速效钾增加11.63mg/kg,碱解氮增加7.16mg/kg,但仍不足以供应玉米生长需求,需因地制宜,着重在河谷川地和风沙滩地发展种植,减少黄土丘陵区域种植分布,均衡施肥,科学灌溉,在合理利用土地的同时避免环境污染。     

福建长汀植被覆盖度变化的主要驱动影响因子及影响力分析

运用多元线性回归和逐像元趋势分析法,并结合Arc GIS技术手段对2000—2010年福建长汀植被覆盖度变化的驱动因子及影响力进行定量分析.将影响当地植被覆盖变化的相关因素分成气象因素、非气象因素(包括地形因子、社会经济)和全变量因素分别进行分析.研究结果表明:2000—2010年,长汀植被覆盖度整体以增加为主,仅个别地区出现减少的现象;模型拟合结果显示,非气象因素整体对长汀植被盖度变化的影响大于气象因素;变量重要性研究结果表明:农作物播种面积、当地财政支出、坡度和水保活动收益是影响长汀植被覆盖度4个重要因素,进一步揭示了政策和经济因素的重要性.     

吉林省东部地区植被覆盖度变化及影响因子

应用像元二分模型、多元线性回归分析方法,以2000—2010年吉林省东部植被覆盖数据为基础,综合考虑高程、气象因子、林火干扰和社会经济等因素,对吉林省东部植被覆盖度变化及影响因子进行了分析.为减少随机样本的误差,保证数据的稳定性,将原始数据集随机分为建模样本(60%)和校验样本(40%),在划分建模样本和校验样本时分别做5次重复,对5个样本分别进行模型拟合并选择显著出现3次及以上的变量进入最终模型进行拟合.结果表明:2000—2010年,吉林省东部植被覆盖呈上升趋势,但整体变化较小;研究区域植被变化类型以稳定和增加为主,占研究区总面积的91.6%,植被退化类型面积仅占研究区的8%,呈零星分布.吉林省东部的植被覆盖度变化是地形因子、气象因子和社会经济因子综合作用的结果,其影响因子重要性顺序为:"高程""月平均降水""人口密度""坡度""农村居民收入""月平均相对湿度".     

黄土区露天煤矿不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响

为了解不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响,选择山西省朔州市安太堡露天矿排土场为研究区,采取典型小区调查的方法,分析了复垦21、22 a的4种混交林复垦模式(刺槐+油松、刺槐+榆树+臭椿、刺槐+柠条+沙棘、沙棘+榆树)、2种纯林复垦模式(刺槐纯林、沙棘纯林)以及复垦耕地的土壤水稳性大团聚体的含量、土壤团聚体的稳定率(WSAR)、几何平均直径(GMD)、平均重量直径(MWD)、破坏率(PAD),并通过和原地貌及未复垦地相应指标进行对比,来研究不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响。研究结果表明:经多年复垦后,土壤水稳性团聚体的稳定性有了显著提高,在团聚体DR0.25(0.25 mm团聚体质量)、WSAR、MWD和GMD值上呈现出4种混交林复垦模式2种纯林复垦模式未复垦林地,以及林地内排耕地的总体趋势;土壤水稳性团聚体PAD值呈现出相反的排序。上述复垦模式中,刺槐+油松复垦模式下土壤水稳性团聚体的稳定性最好。土壤水稳性团聚体稳定性的评价指标中,DR0.25、WSAR、MWD与GMD之间相互呈极显著正相关,且均与PAD呈极显著负相关。该研究结果可为黄土区露天煤矿土地复垦及土壤重构提供一定依据。     

江苏滨海湿地不同植被演替阶段土壤有机碳分布特征

对江苏滨海湿地土壤有机碳的分布特征进行研究,阐明了植被演替和土壤理化性质对土壤有机碳分布的影响,对探讨今后如何增加滨海湿地的"碳汇"能力具有重要的意义。结果表明,水平方向上,有机碳的分布特征表现为:光滩米草群落芦苇群落刺槐群落碱蓬群落。在0~10 cm层,土壤有机碳平均含量为20.84 g·kg-1,其中米草群落土壤有机碳含量显著高于其他几种类型;10~25 cm和25~40 cm土层,土壤有机碳平均含量分别为18.66 g·kg-1和19.15 g·kg-1,光滩含量最高。垂直方向上,0~10 cm层土壤有机碳含量均最高,光滩土壤有机碳含量随土层深度增加而增加;碱蓬和米草群落湿地土壤有机碳含量的垂直分布特征则相反;刺槐群落和芦苇群落湿地土壤有机碳含量分布表现为,表层含量最高,中间土层含量最低。土壤有机碳含量与土壤容重具有极显著的负相关关系,而与C/N和盐分呈显著的正相关关系。虽然研究结果中土壤有机碳含量与其他因子的相关性不显著,但是土壤各理化性质间的相互作用会间接影响有机碳含量的分布。     

基于四旋翼无人机快速获取大田植株图像的方法及其应用

利用低空无人机获取农田信息,具有实时以及灵活性高、成本低等优势。为快速、精确监测大田规模化种植作物的生长发育状况,以四旋翼无人机为平台,结合数字图像技术,建立快速获取大田烟株中前期图像的方法。结果表明,在天空辐射条件较稳定的条件下,采用较低的飞行高度(如20m)航拍获取田块图像,能够得到清晰的拼接图像和三维重建效果;采用基于决策树的植被分割算法将烟草和非植被部分分割后,得到较高精度的大田植株图像。在此基础上进行大田烟草缺苗数估测,所估算的缺苗数与实测值吻合较好。