高寒灌丛对气候变暖的生态响应及适应性研究进展

灌丛通常指高度在5 m以下的以灌木为优势的植被类型。高寒灌丛因地处高海拔或高纬度的寒冷生境,对气候变暖响应尤为敏感。然而,随着近几十年的气候变暖,大量研究数据表明环北极地区树木生长对夏季温度的敏感性逐渐下降,但目前并不清楚高寒灌丛如何响应和适应气候变暖,是否也存在敏感性下降问题。本文主要基于长时间序列数据、样带调查及模拟试验等研究方法综述不同时空尺度下高寒灌丛对气候变暖的生态响应相关研究成果,并指出当前的研究趋势和存在问题。长时间序列数据基于长期定位监测和(或)树轮数据及遥感、航拍和重复拍照手段揭示灌木的扩展、生长变化趋势及其可能的影响因子;样带调查主要表现为相关生态指标沿海拔梯度的变化规律;模拟试验主要体现在植物物候、叶性状变化等。综合来看,变暖促进了高寒灌丛的生长,体现在植被盖度、生物量等指标的增加。就灌木叶功能性状而言,一些性状(如比叶面积等)在胁迫生境中体现出趋同适应特征。不同研究方法受研究尺度的限制存在明显的局限性,未来应开展全方位、多尺度的全球性联网综合观测体系;加强对不同功能型灌木的对比研究,探索高寒区趋同适应的普遍性和环境阈值;加强沿水分梯度的样带调查,开展人工模拟增(...     

东北典型黑土区坡面土壤速效磷空间分布规律

土壤速效磷是反映土壤供磷水平的重要指标,也是磷环境风险评价的重要参数,研究其空间分布规律可为农田合理施肥和生态环境治理提供依据。研究利用多条典型样带系统地揭示了典型黑土区0—60cm剖面土壤速效磷水平和垂直方向分布规律。结果表明:研究区土壤速效磷(Olsen-P)含量为0.57~50.01mg/kg,耕层(0—20cm)速效磷为10~40mg/kg,位于充足水平以上。垂直方向上,土壤速效磷从表土层0—20cm处向深土层50—60cm处减小。施肥降低了表土层速效磷的变异程度,侵蚀和沉积增加了深土层的变异程度(20—50cm)。水平方向上,土壤速效磷总体沿坡向向下呈下降趋势,侵蚀和沉积同时降低了坡背和坡底土壤速效磷的含量。     

浅析高原地区公路设计与环境保护

结合省道S301尼玛至洞措段的设计,对藏北草原公路设计和环境保护相结合设计的问题进行了探讨,如路线方案的选择、路基路面的设计、公路绿化、取土弃土、自采料场等和环境保护的综合设计以及公路施工期间的环境保护问题。     

基于模糊理论的中国东北样带生态可持续性综合评价模型研究

参照压力-状态响应（PSR）模型、驱动力-状态-响应（DSR）模型等可持续发展评价理论与方法,提出了压力-状态-恢复力概念模型,运用＂自上而下＂和＂自下而上＂相结合的方法进行评价指标的筛选,构建中国东北样带不同类型区生态可持续性定量评价指标体系。然后,引入＂隶属函数＂的概念来描述指标差异的中间过渡,利用层次分析（AHP）与信息熵相结合的方法确定各级指标的权重,建立NECT不同类型区生态可持续性模糊综合评价模型。     

藏北高原高寒草甸光能利用效率对短期模拟增温的响应

光能利用效率(light use efficiency,LUE)是一个非常重要的生理生态指标。定量化不同时空尺度上的LUE对研究全球碳循环和气候变化有重要的指示作用。为了评估LUE对气候变暖的短期响应,2013年6月底在藏北高原一个高寒草甸布设了模拟增温实验,采用开顶式气室提高环境温度。通过控制开顶式气室的开口大小实现两个幅度的增温,开口直径分别为0.60和1.00 m。基于MODIS算法,利用观测的日最小空气温度和白天的平均饱和水汽压差模拟了2013年7-9月的各个处理的LUE。结果表明,开口直径0.60和1.00 m的开顶式气室分别显著增加了0.60和0.20 kPa的2013年7-9月份平均的饱和水汽压差。开口直径0.60 m的开顶式气室显著增加了0.66℃的2013年7-9月份平均的日最低空气温度,而开口直径1.00 m的开顶式气室则非显著增加了0.25℃的2013年7-9月份的日最低空气温度。 开口直径0.60和1.00 m的开顶式气室分别显著减少了约12.9%(即0.06 g C/MJ)和3.1%(即0.01 g C/MJ)的2013年7-9月份平均的LUE。因此,气候变暖将可能会减少藏北高原高寒草甸的光能利用效率,且可能会随着增温幅度的增大LUE的减少幅度增大。     

基于MODIS影像的藏北高寒草甸的蒸散模拟

在高寒草甸生态系统中,蒸散(evapotranspiration,ET)是水循环中一个非常重要的组成部分。为了更好的模拟蒸散,本研究计算了生态系统尺度的水分利用效率(WUE_EC)。相关分析和多重逐步线性回归分析结果表明,影响WUE_EC的主要因子为归一化植被指数(NDVI)、空气相对湿度(Ha)和显热通量(H)。在此基础上,分别建立了WUE_EC与NDVI、Ha和H的线性回归方程(其中,H的模拟值WUE_H和WUE_EC差异显著),利用建立的WUE_EC的回归方程和植被光合模型(VPM)估计的总初级生产力(GPP_VPM)模拟了生态系统尺度的蒸散。模拟的蒸散(NDVI的模拟值ET_NDVI,Ha的模拟值ET_Ha)和通量观测的蒸散(ET_EC)的简单线性方程分别为ET_NDVI=1.2985ET_EC(R²=0.8029,n=46,P<0.0001)和ET_Ha=1.3118ET_EC(R²=0.7487,n=46,P<0.0001),这表明ET_NDVI和ET_Ha都能够比较准确地反应ET_EC,但仍然存在较大的差异,本研究采用多重逐步线性回归的方法定量分析了造成该差异的原因:ET_EC和ET_NDVI的差异(ET_EC－ET_NDVI)主要受光合有效辐射(PAR)和GPP_VPM的影响;而ET_EC和ET_Ha的差异(ET_EC－ET_Ha)主要受PAR、GPP_VPM和增强型植被指数(EVI)的影响。     

藏北高原草地生态系统研究进展(英文)

With the aggravation of global change, the response and adaptation of the unique ecosystem in Qinghai-Tibet Plateau to global change have been increasingly concerned by scientific community day by day, which makes the sensitivity and fragility of this ecosystem in response to global change widely recognized by scholars. On the basis of introducing the present research process on the degenerate mechanisim, measures of and approaches to recovery, carbon cycle and primary productivity toward global change, we put forward several propositions on studying the alpine grassland ecosystem in Northern Tibetan Plateau.     

基于模糊理论的中国东北样带生态可持续性综合评价模型研究(英文)

参照压力-状态-响应(PSR)模型、驱动力-状态-响应(DSR)模型等可持续发展评价理论与方法,提出了压力-状态-恢复力概念模型,运用"自上而下"和"自下而上"相结合的方法进行评价指标的筛选,构建中国东北样带不同类型区生态可持续性定量评价指标体系。然后,引入了"隶属函数"的概念来描述指标差异的中间过渡,利用层次分析(AHP)与信息熵相结合的方法确定各级指标的权重,建立NECT不同类型区生态可持续性模糊综合评价模型。     

藏北高原西藏蒿草沼泽化草甸退化演替及可持续利用策略

本文主要研究了藏北高原西藏蒿草沼泽化草甸退化演替变化规律,探讨了草地演替过程中植被盖度、高度、产草量、植物种类等变化情况,研究表明,随着西藏蒿草沼泽化草甸退化演替加剧,草层高度、草产量、植被盖度等随之下降;植物种类从多到少依次为:轻度退化>中度退化>未退化>重度退化>极度退化;建议根据不同退化程度采取不同的生态恢复手段.     

基于样带的陕西省水土流失规律研究

陕西省是我国水土流失最严重的地区之一,利用第一次全国水利普查水土保持调查专项数据,抽取横向7条、纵向2条典型样带,共314个调查单元,对比分析了陕西省坡度、坡长、土地利用类型对土壤侵蚀影响的区域差异。结果表明:（1）横向样带自北向南坡度均值先减小后增大,黄土高原地区坡度 < 20°和 > 30°的地块土壤侵蚀模数高于其他地区;整体来看,陕西省土壤侵蚀的临界坡度在15°~30°;（2）随坡长的增加,土壤侵蚀模数整体呈波动增长,10~20 m和 > 30 m坡长范围内,黄土高原地区土壤侵蚀最为严重;（3）耕地、园地土壤侵蚀模数高于林地、草地,耕地与园地土壤侵蚀模数自北向南呈增—减—增的变化特征;（4）区域对比来看,自北向南土壤侵蚀模数先减小后增大,侵蚀强度从大到小依次为黄土高原区、秦巴山地区、关中平原区;纵向样带土壤侵蚀模数均在1 000 t/（km²·a）左右。研究结果为认识陕西省土壤侵蚀因子区域差异,明确水土流失空间分异规律,因地制宜地制定水土保持规划提供了重要依据。