黄土丘陵区典型植被生态系统功能的权衡关系

为探究黄土高原植被恢复形成各群落生态系统功能权衡关系,本研究以植被恢复形成的灌木、自然草地、撂荒草地及乔木群落为对象,采用均方根偏差法(Root mean square deviation,RMSD)研究了生物量生产、土壤含水量、土壤养分含量、物种多样性4种生态系统功能差异及其权衡关系。结果表明:各植被类型间生态系统功能差异显著;各植被类型最高权衡均出现在生物量与其他生态系统功能间,RMSD在0.27~0.53间变化;乔木群落生态系统功能严重失衡,需要降低生物量促进各功能协调发展;灌木群落和自然草地群落生态系统功能中度失衡,是较为适合该区域的植被恢复的类型,两种群落分别需要改善土壤养分含量和土壤含水量;撂荒草地失衡程度最轻但生态系统功能低下,需要提升物种多样性及生物量。研究结果为黄土高原植被恢复调控与可持续发展提供依据。

基于遥感数据的植被碳水利用效率时空变化和归因分析

植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相关分析等方法,对2000—2020年黄河流域植被CUE与WUE的时空动态进行分析,并探究水热条件对碳水利用效率的影响。结果表明:(1)2000—2020年黄河流域植被碳水利用效率年均值分别为0.61和0.68 gC m^(-2)mm^(-1);研究时限内,植被CUE呈波动下降趋势,而WUE呈波动上升趋势。(2)空间上,植被CUE呈西高东低分布,WUE相反。不同土地覆被类型的CUE表现为草地>农田>灌丛>森林;WUE表现为:农田>森林>草地>灌丛。(3)总体上,黄河流域植被CUE与温度呈负相关,与降水呈正相关;黄河流域北部植被WUE与温度和降水均呈正相关关系,黄河流域西南部植被WUE与降水负相关;(4)不同土地利用类型中,草地、森林、农田CUE与温度主要呈负相关响应,灌丛CUE主要呈正相关响应;黄土高原西北部地区草地CUE与降水呈正相关关系,而在黄河源区草地CUE与降水呈负相关关系,农田CUE对降水呈现正向反馈。(5)植被WUE与温度和降水的关系存在较强的空间异质性。降水是影响干旱,半干旱地区的草地WUE的主导因素,而高海拔地区草地WUE与温度、降水均呈负相关关系;灌丛WUE与温度成负相关关系,与降水呈正相关关系;受人类活动影响,农田WUE与温度有正相关关系。研究结果对于深入理解黄河流域植被恢复与气候变化双重背景下区域的植被碳水耦合机理有重要意义。

黄土丘陵区草地地上生物量及土壤水分养分对微地形变化的响应

[目的]深入了解地形变化对草地生产力及土壤水分养分的影响,为草地生态系统地形复杂地区的生态恢复以及生产力的维持提供参考和依据,对草地生态系统的合理利用与科学管理具有重要意义。[方法]以黄土丘陵区草地生态系统为研究对象,采用单因素方差分析、Duncan多重比较以及Pearson相关分析等方法对6个不同微地形下的草地地上生物量及0—40 cm的土壤有机碳、全氮、全磷含量和0—100 cm的土壤水分含量进行了研究。[结果](1)在阳坡,地上生物量随坡位的降低逐渐减少且呈极显著差异,土壤有机碳和全氮含量都随坡位的降低而减小,土壤全磷含量随坡位的降低呈“V”字形变化;在阴坡,地上生物量随坡位的降低呈现增加的趋势,土壤全磷含量随坡位降低而增大。土壤有机碳、全氮及全磷含量在不同坡向、坡位上均有显著性差异。(2)土壤有机碳、全氮及全磷含量均随土层加深而减小,其中全磷含量变化不明显;6种微地形的平均水分含量均随土层深度的加深而增加,且在大于40 cm土层上,6种微地形的土壤水分含量之间有显著差异。(3)相关性分析表明,0—20 cm土层的全磷与地上生物量呈显著负相关,20—40 cm土层的有机碳与地上生物量呈显著正相关,40—80 cm土层的土壤水分含量与地上生物量呈极显著正相关。由多元线性回归分析方程可知,在垂直高度的表层土层中土壤有机碳、全磷及土壤水分含量的共同作用对地上生物量有一定的影响,解释度为69.4%。[结论]微地形对地上生物量及土壤有机碳、全氮、全磷含量和土壤水分含量的分布格局有显著的分配作用,在表层土层中土壤有机碳、全磷和土壤水分含量与地上生物量有显著相关性,对地上生物量有一定程度的影响。

半灌木扩张草原土壤细菌群落特征及其影响因素

半灌木扩张频繁发生在干旱半干旱草地中,显著改变了地上/地下过程。然而,黄土高原半灌木扩张过程对土壤微生物群落的影响尚不清楚。因此,本文研究了不同半灌木(白莲蒿Artemisia sacroorum)扩张强度(轻度、中度和重度)草地的土壤性质和细菌群落变化及其相互关系。结果表明,中度和重度半灌木扩张草地具有沃岛效应,即中度和重度半灌木扩张显著提高了土壤有机碳、全氮、碱解氮、全磷、有效磷和土壤水分含量(P<0.01)。半灌木扩张改变土壤细菌群落组成(OTUs水平),重度半灌木扩张显著增加土壤细菌群落α-多样性(P<0.01),Shannon,Chao1和ACE指数分别增加1.47%~1.80%,4.62%~6.77%和4.39%~6.82%。相关分析结果表明,土壤细菌优势门相对丰度和细菌群落多样性与土壤性质显著相关。冗余分析进一步表明,土壤碱解氮、全氮、水分、有机碳和全磷含量是影响土壤细菌群落组成的关键因子,对土壤群落组成差异的解释方差为39.04%。总体而言,本研究结果提高了我们对黄土高原半灌木扩张影响下土壤细菌群落变化过程的认识。

汉江流域生态安全时空变化及其影响因素

[目的]探究汉江流域生态安全时空变化特征,探讨人类活动对该区域生态安全变化的影响,为汉江流域生态修复工作提供依据。[方法]以汉江流域为研究对象,利用PSR模型和综合指数法,结合土地利用及景观格局指数,从时空变化的角度对2001—2020年汉江流域生态安全状况进行了评估。[结果](1)2001—2020年汉江流域主要土地利用方式为森林与草地,占国土总面积的71.82%,主要的土地利用转移方向为草地转变为森林。相比2001年、2020年森林的面积增加幅度最大,增加了1221.87 km^(2)。湿地、水体及城市用地的面积总体呈现增长的趋势,耕地面积有所下降。(2)2001—2015年汉江流域生态安全状况呈现逐渐变好的趋势,在2015年生态安全水平达到了20年内最佳水平,一般安全及以上生态安全区面积从2001年的27623.86 km^(2)增加至2020年的38514.67 km^(2)。总体来说,生态安全等级差的区域占比最大,生态安全状况仍需提升。(3)2001—2020年汉江流域生态安全指数的莫兰指数值分别为0.187,0.174,0.185,0.180和0.133,存在显著的空间正相关关系及空间聚集性。(4)地理探测器结果显示研究期间内对生态安全指数解释程度最强的因子主要为植被覆盖度、最大斑块指数及景观蔓延度。因子之间存在着显著的交互增强效应,年降水量和其他因子交互作用时对生态安全指数的解释力得到了显著提升。[结论]汉江流域生态安全水平仍需提升,需要提升植被覆盖度,改善气候条件,优化土地利用模式,促进汉江流域生态安全建设和可持续发展。

延河流域植被格局演变及其驱动机制研究

处于黄土丘陵沟壑区的延河流域生态环境脆弱,水土流失严重。为了探究退耕还林还草政策实施以来延河流域的植被格局变化特征及其潜在驱动因素,基于归一化植被指数数据,采用趋势分析、变异系数、Hurst指数分析和地理探测器等方法,探究延河流域植被格局的时空演变、动态稳定性和未来变化的可持续性,进而分析植被格局与自然、人为因子之间的关系。结果表明:近20 a以来延河流域归一化植被指数(NDVI)总体上呈显著增加趋势,空间格局呈南高北低的分布特征。具体来看,延河流域中部植被呈下降趋势的区域面积仅占流域面积的0.06%。植被NDVI变化较为稳定的区域主要分布在流域南部,较高波动区域零星分布在安塞,其余大部分为中低波动区域。流域内多数地区植被NDVI值呈持续性显著增加趋势。相对气温而言,降水与植被NDVI值呈明显正相关,是延河流域植被增加的限制性气候因子;人类活动诸如退耕还林还草等一系列生态政策的实施在一定程度上改善了区域的植被覆盖度。研究结果对于延河流域未来植被的可持续恢复及生态环境提升具有重要的理论指导价值。

毛乌素沙地植被净初级生产力时空变化及其驱动因素

净初级生产力(Net primary productivity,NPP)及其对全球气候变化的响应是全球变化研究的热点之一。本研究基于MODIS遥感数据、DEM数据和气象数据等,采用Sen趋势分析、MK显著性检验、CV稳定性分析、偏相关与多元回归分析等方法,分析毛乌素沙地植被NPP的时空变化规律,并定量分析气候变化对植被NPP的影响机制。结果表明:2001—2022年毛乌素沙地植被NPP年均值变化范围介于102.75~210.62 g·m^(-2)之间。整体上,植被NPP呈现波动上升趋势,但是存在明显差异。空间上,毛乌素沙地植被NPP年平均值为164.43 g·m^(-2),植被NPP呈增加趋势的区域分布在北部,呈减少的区域位于南部。在毛乌素沙地东部对植被NPP的影响中,辐射是主导因素之一;在西部与中部,温度和降水是主导因素之一。研究表明气候因素对毛乌素沙地植被NPP的变化有显著作用,其结果也为研究区的生态绿色建设与资源的开发提供科学依据。

基于CMIP6的中国北方草地生态系统年总初级生产力时空格局

[目的]揭示我国北方草地年总初级生产力未来时空变化规律,为草地恢复及保护的政策制定提供重要依据。[方法]基于CMIP6中9个地球系统模式总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)模拟数据,采用多模式集合平均(MME)的方法,在SSP1-2.6,SSP2-4.5,SSP3-7.0和SSP5-8.5未来情景下预估了21世纪我国北方草地生态系统AGPP的时空变化。[结果](1)多模式集合(MME)模拟的准确性和年度趋势相关系数达到0.83,较其他单个模式更准确。(2)1982—2100年,4个情景均得出我国北方草地AGPP整体呈现上升趋势,温室气体高排放情景下的上升趋势大于温室气体低排放情景下的上升趋势。(3)空间上,我国北方草地平均AGPP在历史及未来情景下均呈西北到东南递增的趋势,SSP1-2.6情景下AGPP年均值最低〔308.03 g C/(m^(2)·a)〕,SSP5-8.5情景下最高〔389.63 g C/(m^(2)·a)〕。(4)在4个未来情景下的不同草地类型中,温性草原AGPP年均值最高〔SSP1-2.6情景下为445.44 g C/(m^(2)·a),SSP2-4.5情景下为474.53 g C/(m^(2)·a),SSP3-7.0情景下为532.42 g C/(m^(2)·a),SSP5-8.5情景下为558.14 g C/(m^(2)·a)〕,稀疏灌丛最低〔SSP1-2.6情景下为128.51 g C/(m^(2)·a),SSP2-4.5情景下为141.31 g C/(m^(2)·a),SSP3-7.0情景下为155.38 g C/(m^(2)·a),SSP5-8.5情景下为167.29 g C/(m^(2)·a)〕。[结论]我国北方草地AGPP未来呈显著增长趋势,不同情景下AGPP的增长趋势各不相同,排放情景越高增长越显著,未来应加强对我国北方草地AGPP变化的研究。

黄土高原植被覆被时空动态及其影响因素

为探究黄土高原植被覆被时空分布与动态变化及其与气候和人类活动的响应机制,基于趋势分析、偏相关性分析和残差分析等方法,利用2000—2015年黄土高原MODND1T/NDVI植被遥感数据、同期气象数据及ESA CCI-LC植被覆被分类数据,根据气候和人为因素对植被覆盖变化的驱动贡献,(1)分析了黄土高原NDVI分布格局、变化趋势及其驱动因素。结果表明:(1)黄土高原NDVI由西北向东南呈递增趋势,具有明显空间异质性分布特征。16年间NDVI呈显著增加趋势,平均递增速率0.010 2/a,波动范围介于0.54~0.71。(2)黄土高原NDVI变化趋势与降水有较强相关性,两者偏相关系数为0.53。(3)黄土高原不同季节NDVI均呈整体增长趋势,春季NDVI与降水呈显著正相关关系,降水是决定春季所有植被类型覆盖变化的最直接因素。(4)残差分析表明,人类活动对黄土高原NDVI的波动影响较大,是黄土高原植被覆盖变化的重要驱动因素。综上,黄土高原16年间植被覆被明显增加,降雨是黄土高原植被生长发育的主要限制因素,人类活动通过退耕还林等生态修复措施对黄土高原植被覆被带来明显改善。

延河流域不同植被带植物功能性状变化及其对环境因子的响应

植物功能性状是表征植物对环境差异的适应性及植物内功能的进化与平衡关系的重要属性,功能性状-环境条件相互关系对于探讨植被对多变生境的适应策略具有重要意义。对黄土丘陵区延河流域3个生物地理气候区(草原区、森林草原区和森林区)进行分层采样,通过野外试验测定植物群落功能性状和土壤理化性质,结合气象数据分析了植物功能性状沿植被带的变化及其对环境变化的响应。研究结果如下:(1)比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)、叶氮磷比(LN/LP)、根碳含量(RCC)、根碳氮比(RC/RN)和根氮磷比(RN/RP)从草原区到森林区显著上升,而叶组织密度(LTD)、叶碳氮比(LC/LN)和比根长(SRL)显著下降。森林草原区的植物磷含量显著高于森林区和草原区。(2)水分条件是调节植物群落功能性状变异的最主要因素,其能够直接影响叶和根性状,还会通过影响土壤养分和土壤水分间接作用于叶片功能性状。(3)从草原区至森林区,随着养分和水分可获取性的升高,植物群落会通过增大SLA,降低LTD和SRL以提高对干旱贫瘠立地条件的适应能力。氮(N)是草原区植物生长主要限制元素,而森林草原区则同时受到N、磷(P)的限制。

日尺度下水热因子变化对青藏高原高寒草原生产力的影响特征

温度和降水变化显著影响高寒生态系统植被生长和系统功能。草地生产力作为草地系统功能强弱的重要体现,对气候变化,特别是温度和降水变化十分敏感。探究高寒草原生产力如何响应气候变化,对预测未来气候变化情景下高寒草地系统功能变化意义重大。前期研究大都从年或季节尺度探究气候变化对草地生产力的影响特征,缺乏更精细时间尺度的关联分析。本研究基于1997—2020年青藏高原高寒草原长期植被观测数据及相应气候资料,应用简单线性回归及偏最小二乘回归法(Partial Least Squares regression,PLS)探究了研究区草地地上净初级生产力对日尺度温度和降水变化响应特征。结果表明:(1)近24 a来研究区年平均气温和降水量分别以0.03℃/a和4.36 mm/a的速率显著升高;(2)近24 a来研究区草地生产力显著升高(增幅为5.24 g m^(-2)a^(-1)),且与年平均温度和降水量呈显著正相关关系;(3)日尺度分析表明,不同阶段温度和降水变化对草地生产力的影响不同,其中5—8月和9—10月的温度及5—7月和9—11月的降水是影响研究区草地生产力的气候因子关键作用期,尤以生长季温度(5—8月)和降水(5—7月)变化影响更高,这表明生长季气候变化是该高寒草地生产力变化的主要驱动因素。总之,本研究指出近24 a生长季温度和降水量显著增加对高寒草原生产力具有重要促进作用,这意味着青藏高原暖湿化对高寒草原生态系统功能(草地生产力)影响不仅依赖于温度和降水变化的幅度,同时亦与温度和降水变化的方向和是否同步密切相关。

六盘山4种典型林分林下草本细根生物量与土壤特性的关系

探究六盘山典型林分林下草本细根生物量分布及其与土壤特性的关系,为植物-土壤环境关系的理论研究和区域植被的可持续性管理提供科学依据。以六盘山国家级自然保护区4种典型林分(Ⅰ.辽东栎;Ⅱ.白桦;Ⅲ.华山松;Ⅳ.华北落叶松)为研究对象,采用根钻法测定林下浅层土(0~50 cm)中草本细根生物量、土壤含水量、土壤容重和土壤养分含量,并分析细根生物量与土壤特性的关系。结果表明,4种林分林下草本细根生物量主要集中在0~20 cm土层中,其中以林分Ⅲ林下草本植物细根生物量最多;土壤容重(0~20 cm)为林分Ⅰ最大,林分Ⅲ最低,表明土壤容重越小越利于细根生物量的积累;Pearson相关分析(未控制林分类型)和偏相关分析(控制林分类型)均表明,不同土层细根生物量主要与土壤容重、土壤含水量和土壤TP含量之间呈显著负相关(P<0.05),与土壤C∶N、N∶P之间呈现显著正相关(P<0.05)。六盘山林下草本细根生物量因林分类型而异,但主要分布在土壤表层(0~20 cm),限制林下草本细根生物量积累的因素为土壤容重、土壤含水量、土壤TP含量、土壤C∶N、N∶P。适宜的土壤容重(0.87~1.10)、土壤含水量(14.50%~19.58%)和合适的土壤C∶N(约12∶1)、N∶P(约8∶1)及较低的土壤TP含量有利于林下草本细根生物量的积累,其中林分Ⅲ的林-草管理模式能够显著提高林下草本细根生物量,并且利于改善林下土壤理化特性,促进森林水养循环。

宁夏云雾山典型草原半灌木扩张过程中植物种间联结性研究

灌木、半灌木的分布面积在干旱半干旱区持续增加,显著改变了原有植被景观及生态学过程。本研究以宁夏云雾山典型草原为研究对象,采用基于2×2列联表的方差比率法(VR)、χ^(2)检验、物种联结系数等计算物种间关联性,从而揭示灌木扩张过程中群落内物种总体间及种对间的联结性变化规律。结果表明:物种总体关联性在轻度扩张强度下表现为正联结,其它扩张强度下表现为负联结;随扩张强度的增大,半灌木-草本间正联结物种对逐渐增加,草本-草本间负联结物种对表现为先增加后减小的趋势,白莲蒿(Artemisia sacrorum)-百里香(Thymus mongolicus)间的种间联结性趋于无关联,白莲蒿-甘肃蒿(A.gansuensis)间的种间联结性趋于负联结;白莲蒿-草本间的正联结物种对随扩张强度增大而增加。综上,灌木扩张强度和物种自身属性会改变物种间联结性,这种改变是种间竞争、种间互利以及物种对周围环境趋同或分异的结果。

生物多样性与地形及土壤因素对坡面产流产沙的耦合影响

生物多样性关系到生态系统的功能,而坡度和土壤因素是影响坡面产流产沙的重要因子。本研究基于黄土丘陵区生物多样性,并引入坡度、降雨前土壤含水量和土壤容重,探究其与坡面产流产沙总量的耦合关系。通过野外人工降雨试验,记录草本、灌木和乔木群落下的产流时间和产流产沙总量,并开展土壤植被调查。结果表明,与草本和乔木群落相比,灌木群落在延长产流开始时间和降低产沙总量上表现更优;植被群落功能离散度指数(FDiv)对产沙总量影响最大,Simpson指数(D)对产流总量影响最大,坡度仍然是不可忽视的第二重要影响因素;产流总量与坡度、土壤容重、D和功能丰富度指数(FRic)的回归关系优于产流总量分别与其的回归关系;产沙总量与坡度和FDiv指数的回归关系优于产沙总量分别与其的回归关系。植被保护与坡度改善将是该区水土保持规划工作的重点。

延河流域不同生活型植物功能性状特征及其对环境变化的响应

[目的]探究不同生活型植物对延河流域生境的生长适应策略,为理解植物对环境的适应机制和该流域植被恢复物种选择等提供理论依据和实际指导。[方法]以黄土丘陵区延河流域为研究区,选择乔木、灌木和草本3种植物生活型,调查了6个与资源获取能力相关的植物功能性状,应用方差分析、线性回归和冗余分析方法探究了延河流域不同生活型植物对环境的适应策略和机制。[结果]延河流域不同生活型植物的比叶面积、比根长、叶组织密度、根组织密度、叶氮含量、根氮含量均存在显著性差异;水分是延河流域植物生存的限制性因子。[结论]为适应延河流域生境,草本植物采取“快速投资—收益”型(获取型)策略,灌木和乔木植物采取“缓慢投资—收益”型(保守型)策略。

黄土丘陵区生物多样性与生态系统功能响应关系的分析

为探究黄土高原植物群落生物多样性与生态系统功能的关系,本研究以黄土丘陵区不同环境条件下稳定的自然植物群落为对象,采用3个物种多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数)和4个功能多样性指数(FRic功能丰富度、FDiv功能趋异指数、FEve功能均匀度和FDis功能离散度),选取地上生物量(Aboveground biomass,AGB)、土壤全氮(Soil total nitrogen,STN)、土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)和土壤全磷(Soil total phosphorus,STP)作为生态系统功能指标,运用冗余分析和全因子回归的方法对影响生态系统功能的因素进行分析。结果表明:Shannon指数、STP随降雨量和气温递增呈现先递增后递减的趋势,FRic呈递减趋势,FDiv,AGB,SOC,STN呈递增趋势(P<0.05);年均降雨量Pa对生态系统功能的贡献值达到21.5%,功能多样性指数(FDiv,FDis,FEve)对生态系统功能的贡献值要高于物种多样性(Shannon指数),且显著影响AGB和STP(P<0.05)。综上所述,在黄土丘陵区降雨量主要影响着生态系统功能,功能多样性对生态系统功能的影响程度比物种多样性更大。本研究可为黄土高原生物多样性和生态系统功能的恢复提供理论依据。

不同植被类型下草本群落与土壤因子的关系

[目的]在黄土高原大规模植被恢复重建的背景下,揭示贴地草本群落与耕作层土壤理化性质的协同发育及相互关系对恢复植被的可持续性发展尤为重要。[方法]以陕北绥德辛店沟小流域不同植被恢复类型下草本群落为研究对象,通过野外布设样方采集土壤标本,测定群落盖度,物种信息等指标,辅以室内试验和统计分析的办法,分析了不同植被类型下草本群落特征、土壤因子及其响应关系。[结果](1)陕北小流域不同植被恢复类型下草本层的Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数四项指数总体差异显著,荒地、灌丛地>乔灌混交林>人工草地、乔木林(p<0.05)。(2)土壤因子与草本群落生物量、群落盖度、叶功能性状呈现出显著相关关系(p<0.05),且在不同植被类型下草地样方的响应中南坡优于北坡。(3) RDA排序分析发现,土壤有机碳、全氮、全磷含量、土壤容重和土壤最大持水量是影响草本群落生长发育的关键因子。[结论]灌丛地、乔灌混交林和荒地中草地生态稳定性及水土保持功能性优于其他植被恢复模式。

黄土高原森林草原区退耕地植被自然恢复与土壤养分变化

研究了黄土高原森林草原区退耕地植被自然恢复过程与土壤养分变化.结果表明,在显域生境下,植被自然演替过程虽然趋向于该区原有植物群落类型,但经过40～50年的时间,仍未形成灌丛或稀树等群落,分布较多的仍是长芒草、铁杆蒿、白羊草、大针茅和达乌里胡枝子等群落类型.从植被恢复时间对土壤养分变化的影响来看,除全P外(P＞0.05),有机质、全N、速效氮、速效钾的变化极显著(P＜0.001),速效磷变化较显著(0.05＜P＜0.01),并随植被恢复时间的延长而呈增加趋势.除恢复时间外,养分含量变化也随土壤剖面深度而变化,其中除全P含量变化较显著外(P＜0.05),其余各养分含量变化都达极显著水平(P＜0.001).土壤养分变化具有明显的表聚性.相关分析表明,土壤有机质、全N、有效氮与速效钾相互间相关极显著(P＜0.001),而与全P与速效磷相关性不明显(P＞0.05),全P与速效磷二者相关性也不明显(P＞0.05).

纸坊沟流域黄土丘陵区土地生产力变化与生态环境改善

该文以黄土丘陵区纸坊沟为研究区,系统分析了该流域土地利用变化及其对生态环境变化的影响,并深入探讨了土地生产力变化与生态环境改善间的关系及政策在其中的作用。结果表明,由于林草植被在控制水土流失方面的特殊作用,林灌草用地与农耕地间的相互转化,是导致流域生态环境发生变化的直接原因。在1958年,由于植被的彻底破坏,流域不仅土壤侵蚀剧烈,而且土地生产力也为历史最低水平,生态环境极度恶化。随着林草植被的恢复,尤其是随着退耕还林(草)工程的实施,流域生态环境得到明显改善。流域生态环境的变化与土地生产力的变化切相关。土地生产力的提高,可以有效地降低人均最小耕地面积,大大缓减了由于人口增长而引起的农耕地的扩张,间接促进农耕地向林草等生态用地的转移,有效地促进了生态环境的改善。政策可以通过新技术的推广等提高土地生产力进而促进生态环境的改善,但政策也可以通过直接的实物补贴等对土地利用结构产生影响,如退耕补贴。政策途径的选择与特定的社会经济条件有关。

延河流域本氏针茅(Stipa bungeana)分布预测——广义相加模型及其应用

物种分布预测,对于物种的保护、利用和恢复具有重要意义。利用广义相加模型(GAM,Generalized Additive Model),对延河流域典型地带性物种本氏针茅(Stipa bungeana)的空间分布预测进行研究,以期为该流域本氏针茅草地的保护、恢复等提供依据。结果表明,本氏针茅分布的环境梯度较广,在坡度、坡向、温度与降雨的各个梯度上都有分布,除高平地和侵蚀剧烈的沟道外,各种地形部位上亦可以存在。建立的广义相加模型表明,本氏针茅的分布主要取决于年均蒸发量和温度季节变化两个因子,而非单纯的降雨、温度因素。从其分布概率看,本氏针茅在延河流域大部分地区都有可能分布,但其分布集中区主要在中北部,与实际观测相符。模型检验表明,建立的模型满足统计要求。