海拔梯度对塔尔巴哈台山地鸭茅群落物种组成及多样性影响

基于种质资源保护与开发的角度,在新疆塔尔巴哈台山海拔1 300-1 900 m鸭茅(Dactylis glomerata)分布的集中区域,对鸭茅群落在天然草地不同海拔地段的数量特征及物种多样性进行了研究。结果表明,塔尔巴哈台山鸭茅群落数量特征随海拔升高存在一定差异,但未呈现出规律性变化;鸭茅种群始终为群落中的优势种,重要值均保持在35%以上;当海拔升高时,α多样性出现先减小再增加的变化,呈"V"字型;β多样性表现出较高的群落相似度,出现有较多的共有种;物种多样性与海拔整体上呈负相关关系,说明随海拔升高物种种类整体上趋于减少。研究结果初步揭示了分布于塔尔巴哈台山地不同海拔地段鸭茅群落的数量特征与物种多样性的差异,以及生境条件对物种组成特征与多样性的影响。

气候变化与人类活动对陆地水储量的影响

陆地水储量(TWS)是气候变化的重要指示,研究TWS有助于理解气候变化是如何影响水资源的循环。本文用GRACE重力卫星数据与气象资料恢复了2002—2016年我国陆地水储量的时空分布变化,运用M-K趋势分析判断陆地水储量与气候数据的趋势,并将具有显著趋势的地域划分为10个关键区域,其中:松花江流域、长江中下游流域、珠江流域、三江源自然保护区及青藏高原中部TWS趋于增加(2.76—7.14 mm?a^(-1)),而华北平原、黄土高原、辽河流域、天山山脉及雅鲁藏布江流域陆地水储量趋于减少(-1.47—-8.93 mm?a^(-1))。TWS与气候数据、气候环流指数的Spearman相关性的结果表明:TWS的变化主要受气候变化影响,气候变化是造成陆地水储量变化的主要因素,但在人口密集区域,人类活动对TWS的影响也不可忽视,如华北平原过度汲取地下水是造成TWS减少的重要原因。

基于MCE-CA-Markov和InVEST模型的伊犁谷地碳储量时空演变及预测

陆地生态系统碳源与碳汇的变化与土地利用/覆被变化(LUCC)的演变密切相关,为探讨土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响机制,基于1980—2020年LUCC数据集,通过多评价准则(Multi-criteria evaluation,MCE)的元胞自动机(Cell automata,CA)和马尔科夫链(Markov chain)模型,模拟伊犁谷地2030年的LUCC时空动态,耦合InVEST模型探讨土地利用变化下伊犁谷地1980—2030年陆地生态系统碳储量的时空演变格局。结果表明,MCE-CA-Markov模型预测LUCC数据集与2000、2010年和2020年实际LUCC精度检验的Kappa系数分别为0.9291、0.8755和0.9297,模型模拟普适性较高,可对后续碳储量时空演变格局进行精准评估。利用InVEST模型估算的伊犁谷地1980年总碳储量约为1114.95 Tg,预计至2030年总碳储量呈逐期下降趋势,累计净减少65.94 Tg,其中林草地面积的退缩是致使碳储量下降的主导因素。伊犁谷地碳储量空间分布总体上表现为高值区域环绕低值区域,呈嵌套分布。碳密度的高值区域分布在南部和北部山区林草地,而低值区域仅集中在中部河谷平原附近。研究土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响可为研究区碳库管理提供数据支持,为制定碳固存和环境保护政策提供理论参考。

新疆阿勒泰地区荒漠草地土壤有机碳特征及其环境影响因素分析

为探究新疆阿勒泰地区荒漠草地土壤有机碳空间分布特征,采用路线调查和典型样地布设相结合的方法确定104个样地,对0~5 cm、5~10 cm、10~20 cm土层土壤有机碳含量进行测定,同时运用数量生态学和地统计学方法,揭示荒漠土壤有机碳含量及密度空间变异的影响因素。结果表明:0~20 cm荒漠土壤有机碳含量为0.98~11.80 g·kg^(-1)、平均值为3.79 g·kg^(-1),土壤有机碳密度为257.57~2904.19 g·m^(-2)、平均值为1057.49 g·m^(-2);随土层深度的增加,土壤有机碳含量(0~5 cm,5~10 cm,10~20 cm)及土壤有机碳密度(0~10 cm,10~20 cm)呈现降低趋势。高值区均主要集中在富蕴县北部地区,低值区主要分布在哈巴河县、布尔津县和福海县南部地区;在0~20 cm土层中,不同荒漠亚类土壤有机碳含量及密度均表现为土质荒漠>砾砂质荒漠>砾石质荒漠>沙质荒漠,且土质荒漠土壤有机碳含量、有机碳密度分别是沙质荒漠土壤的1.74、1.72倍(P<0.05);从冗余分析结果来看,各环境因子对土壤有机碳的实际解释总量为30.93%,其中植被覆盖度、土石比、根部土壤湿度是引起阿勒泰地区荒漠草地土壤有机碳变化的主导因素。总之,研究结果更新与补充了阿勒泰地区荒漠草地土壤有机碳库数据,初步阐明了有机碳变化的主导因素,为荒漠草地管理和可持续利用及碳预算提供资料支撑。

封育对蒿类荒漠草地土壤氮素含量及其组分特征的影响

为探讨蒿类荒漠草地土壤氮素含量及其组分特征,采用成对试验设计,研究封育对天山北坡不同区域蒿类荒漠草地土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮含量的影响。结果表明:(1)封育后蒿类荒漠草地0—50 cm土层土壤氮密度(0.59~0.79 kg/m^(2))、土壤全氮含量(0.81~1.50 g/kg)、土壤碱解氮含量(19.44~67.49 mg/kg)变化不显著(p>0.05)。(2)封育对蒿类荒漠草地土壤硝态氮含量(6.41~21.26 mg/kg)、铵态氮含量(0.26~2.53 mg/kg)的影响因区域差异而有所不同。封育后巩留、呼图壁样地0—50 cm土层硝态氮含量依次显著降低24.61%,47.25%(p<0.01),而奇台样地则显著增加20.95%(p<0.05);封育后玛纳斯样地0—50 cm土层铵态氮含量显著增加27.98%(p<0.05),而巩留、博乐、呼图壁样地则降低不显著(p>0.05)。(3)蒿类荒漠草地土壤硝态氮、铵态氮含量依次占全氮量的0.27%~3.01%,0.02%~0.42%,且随土壤全氮的增加,有机氮占比增加,而无机氮、硝态氮和铵态氮占比降低。(4)相关分析表明,土壤全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮与有机碳、全磷呈正相关,与土壤容重、pH、电导率呈负相关,铵态氮与土壤含水量呈正相关,与速效磷呈负相关。偏冗余分析表明,土壤理化因子对土壤氮素影响的主要因子为土壤有机碳和土壤含水量,解释率依次为32.60%,17.90%。研究结果为揭示封育过程中蒿类荒漠草地土壤恢复及养分管理提供科学数据支撑。

近20年陇东黄土高原耕地撂荒及其驱动力研究——以甘肃省平凉市崆峒区为例

为深入了解耕地撂荒的原因,保护耕地质量和数量,进而保证国家粮食安全和社会稳定,本文基于Landsat TM/OLI遥感数据与问卷调查数据,通过遥感影像解译和二元logistic回归模型研究了崆峒区耕地撂荒的时空分布和驱动力。结果表明:(1)1995—2015年崆峒区耕地撂荒面积增加5012.06 hm^2,其中前10年撂荒地面积增加了3221.13 hm^2,后10年撂荒地面积增加了1790.93 hm^2。(2)近20年以来,撂荒地主要集中在坡度为5°～20°的山区坡耕地。(3)影响崆峒区耕地撂荒的10个因子中,除家庭规模、耕地数量和耕地产量的回归系数较小外,其余因子都具有较大的回归系数。因此,在崆峒区社会经济因素是耕地撂荒的主要驱动力,务农机会成本上升等原因引起的耕地边际化是撂荒发生的根本原因,而劳动力析出是造成耕地撂荒的直接原因。

黄土高原水储量的时空变化及影响因素

近年来黄土高原下垫面情况变化巨大,将多源数据应用于水储量变化研究可进一步揭示该区域水循环过程。利用GRACE数据研究了2003～2015年黄土高原地区陆地水储量变化(TWSC)的时空分布特征,结合大气环流数据、TRMM(3B43)降水、GLDAS蒸散发和MODIS地表温度数据分析了气候变化和人类活动对TWSC的影响。结果表明:①2003～2015年黄土高原TWSC整体表现为下降趋势,下降速率约为-5.16±1.51 mm/a,季节变化表现为秋季>冬季>夏季>春季的下降趋势。②过去13 a黄土高原TWSC在空间上表现为自西向东减少,整体处于亏损状态,最小值可达-4.5 cm。③降水对黄土高原西南部、南部的TWSC有影响较大,地表温度对黄土高原东南部、东部的TWSC影响较大。④人类活动对山西和陕晋豫交界地带的TWSC影响较大。利用多源数据对比研究可以较准确地反映该区域水储量变化的时空分布情况,对水循环机理的进一步研究有较大帮助。