荒漠生态学特殊吗?

荒漠的突出特征是干旱,但荒漠生态学不是对付严重缺水的生态学,而是研究有机体对付资源(包括水)的空间斑块性、时间变化性和不可预见性、竞争者和觅食动物的生态学。对荒漠挑战的生态仅应以一年生植物最为突出。一年生植物在短暂的生长季节生长和繁殖迅速,种子休眠期长,具有有条件的可变的发芽策略。因此,一年生植物的种子是食谷动物可靠的食物资源,并使食谷动物群社维持在竞争平衡状态。多年生植物和食草动物的关系是对资源少而稳定的挑战作出的生态反应,并受放牧支配。即荒漠地区存在着稳定性与丰富性的平衡(trade—off);资源贫乏时、资源具有高度可预见性。对多年生植物和食草动物的研究表明:荒漠生态系统一般受干扰因素控制。对于任一荒漠环境,一旦给非生物环境以适当定义,就能相当准确地预见其生态。即生态学所形成的范例、原则和规律适合于一切环境。荒漠生态学除了以斑块性、干扰性、环境的不稳定性、平均资源的贫乏性以及局部而片断的丰富度为特征外,再没有什么特殊之处。荒漠生态学是一门不特殊的有用学科。     

气候变化情景下未来赣北第四纪红壤坡面土壤侵蚀的预估

为评估未来气候条件下的土壤侵蚀变化的响应,该研究利用IPCC AR4中17个全球大气环流模式在SRES B1(低排放)、A1B(中排放)和A2(高排放)这3种典型排放情景下的未来降水预测,结合坡面土壤侵蚀WEPP模型,在对模型验证效果良好的基础上,参照集合预报方法,对未来至21世纪末赣北地区典型第四纪红壤坡面的土壤侵蚀进行预估。研究结果表明,虽不同大气环流模式的预估表现各异,但与基准期相比,确定未来降雨量增加,径流量很可能增加,坡面侵蚀也可能增加。未来降雨和侵蚀出现递增趋势,并延续至本世纪末。3种情景下预估的坡面土壤侵蚀平均水平均高于基准期,其中温室气体浓度最高的A2情景增幅最大。随降雨、径流及土壤侵蚀递增趋势的持续,至本世纪中后期(2051-2099年)红壤坡面的土壤侵蚀到达峰值。     

腾格里沙漠东南缘沙坡头地区防护林建设与生物气候关系的研究

运用实验生态和生态动力学,生态气候学的原理、途径和方法,研究在降水180毫米左右的草原化荒漠地区,依天然降水建立人工生态防护体系机理、演替变化。大气降水是本区植物繁衍的主要补给源。自八十年代以来降水有减少趋势,但年内分配趋于均匀,相对来说提高了降水对植物补给的有效性。流动沙丘和固沙初期沙丘体为一半封闭系统;在固沙年代较久的地区,由于沙丘表面生物结皮的发展,植物生长消耗了沙丘体内的贮持水量,沙体水分枯竭呈一封闭系统。固沙植物、微气候和沙地水分间形成一复杂的循环系统。据对流沙、1964和1981年固沙地水分动态与空气相对湿度、气温、降水、生物结皮、植被总盖度等关系分析,建立了数值模型。吸湿凝结水包含着分子吸湿和热力学二个过程,微气候因子影响并制约着吸湿凝结的过程和数量,它们从不同矢量方向参与和制约着热动力学过程。水面蒸发它包含了温度,相对湿度和风速三个要素,建立数值模型可揭示其影响的方式和强度。     

江西省50余年来降雨侵蚀力变化的时空分布特征

降雨侵蚀力时空变化趋势的研究对于揭示土壤水蚀的形成机制与演替过程具有重要意义。该文利用1957－2008年江西省16个气象站的降雨资料,综合运用Mann-Kendall非参数检验和径向基函数插值等方法,分析了该省降雨侵蚀力变化的时空特征。结果表明：52年来江西全省侵蚀力总体上呈现增长趋势,夏季及7、8月份是增加的主要贡献季度和月份。全省降雨侵蚀力升降的区域差异性明显,分别存在赣西北、樟树和赣西南3个上升中心和赣东、赣西和赣东南3个下降中心,其中赣西北、赣西南等地区的降雨侵蚀力持续上升,应作为该省水土流失的重点研究和防治区域。     

赣北红壤坡地侵蚀性降雨的特征分析

通过对赣北红壤坡地上为期6 a(2001-2006年)的定点观测,研究确定了该区域侵蚀性降雨的雨量及雨强标准分别为11.20 mm和0.88 mm/h,并建立了降雨侵蚀力因子"R=∑E·I30"的最佳算式;通过降雨侵蚀力的分析计算,该区多年平均侵蚀力为8695.43 J·mm/(m2·h),年内分布上主要集中在夏季;研究中还拟合了该区降雨侵蚀力预报简易算法,结果表明当年降雨总量产生10%的波动时,会导致年降雨侵蚀力总量27%的变化.     

MODIS数据反演地表温度的应用研究

在近年来提出的两种温度劈窗算法中,研究采用Sobrino等(2003)的辟窗算法和NDVI阈值法获取地表比辐射率,并结合Mao等(2005)劈窗算法中对大气水汽含量的估算,反演了山西省三个时相的地表温度。从反演的LST分布图上发现,该反演算法与LST产品比较符合。同时以其中的一个时相为例,利用LST产品对反演的精度进行了验证,结果发现反演值和产品二者的最大值、最小值和平均值的误差值分别为1.08℃、0.16℃和0.75℃,其均方根误差RMSE达1.30℃,具有较高的精度,从而表明该法反演地表温度的可行性,并化简了地表温度遥感估算的难度,在不依赖于地面实测资料的情况下,可准确快速地大面积遥测农业环境温度,有助于监测农业旱情。     

作物缺水指数新方法的验证

尝试用胶水涂抹叶片制成模拟叶片，在冬小麦主产区之一的河北栾城进行了6种水分处理的冬小麦田间试验，以进一步验证模拟叶片温度法估算CWSI的可行性。结果表明：Tcu（最高冠层温度）与Tp（模拟叶片温度）具有极显著相关性（r=0．977（n=31））；由Tp确定的CWSI与由Jackson模式确定的CWSI拟合程度很高（r=0．999（n=123））；由Tp确定的CWSI与土壤含水量、叶片水势间也存在相关关系，这些都说明CWSI可用来指示土壤和作物的水分状态。     

抑制农田土壤蒸发的研究进展

阐述了节水农业措施(覆盖、耕作方式、种植方式和灌溉制度)对农田土壤蒸发的抑制效果,并分析其抑制土壤蒸发的机制和减少土壤蒸发的可行途径,指出今后该方面的研究重点。     

沙坡头人工植被组成分析

本文根据多年的植被调查和沙层水分动态的观测资料,对沙坡头地区无灌溉条件下人工植被33年演变过程中的组成进行分析。结果表明:(1)目前,人工植被已经演变为以油蒿为主的灌木半灌木+一年生草本+孢子植物占优势的人工——天然植被。(2)人工植被的生活型以高位芽植物和一年生植物为主,辅以少量的地面芽植物,没有地上芽和隐芽植物,生活型谱不完整。与天然油蒿群落比较,人工植被种类少、投影盖度低、根栖层水分严重亏缺。(3)投影盖度是荒漠半荒漠植被最重要的特征之一。人工植被演变初期投影盖度波动性上升。7—16龄为鼎盛时期,投影盖度为30%左右。随后又波动性下降。这种波动性变化规律在判断沙漠化程度时有意义。(4)人工植被演变过程中Shannon-Wiener多样性指数的变化规律近似“∩”型。种优势度指数的变化规律与其成负相关,近似“U”型。(5)流沙群落、3—33龄的人工植被的种多度分布模式为几何级数型。天然油蒿群落和红砂—珍珠群落为对数正态分布。1—2龄的人工植被种多度分布模式完全受人为因素的制约。     

基于双时相ASAR影像的土壤湿度反演研究

地表粗糙度和湿度是影响裸地后向散射系数的重要因素,为了探求ENVISAT-ASAR 数据监测土壤湿度在国内的应用,该文以ASAR影像数据为基础,利用ZSribi-Dechambre(2002)经验模型研究了中国科学院南皮农业生态试验站附近一裸地的表面粗糙度和地表湿度.对雷达入射角进行归一化处理使之满足模型需求,反演结果表明该区地表粗糙度主要分布0.05～0.50 cm之间,土壤体积含水率大多分布存10%～34%之间,局部区域由于一些积水沟渠,使得土壤体积含水率较高,这与调查的实际情况相符合.反演的土壤湿度用地面实测值验证,结果发现模拟值和实测值具有较好的一致性,其RMSE误差为3.7%.该文介绍了在没有地表先验知识的情况下,利用扣除掉土壤粗糙度影响的后向散射反演模型获取土壤湿度的方法.该法仅需要两景相邻近时相并且不同入射角的HH同极化雷达影像,根据其后向散射系数的差值△"'即σ°可估算出粗糙度和土壤湿度参数,从而方便快捷地监测局部区域的土壤湿度状况.