不同恢复年限刺槐林林下草本层的物种多样性

【目的】研究黄土高原丘陵沟壑区不同恢复年限刺槐Robiniapseudoacacia林林下草本植物的物种组成及多样性指数,探讨不同恢复年限刺槐林林下草本物种多样性的变化特征及其主要影响因素,以期为区域植被恢复提供参考。【方法】采用空间替代时间的方法,以陕西省子长市不同恢复年限(7、12、22、45 a)的刺槐林为研究对象,通过样地调查法对不同恢复年限刺槐林林下草本层的物种组成进行调查,采用冗余分析(RDA)对草本层物种多样性指数的主要影响因素进行分析。【结果】①不同恢复年限刺槐的草本植物共有55种,分属18科,优势种主要为菊科Asteraceae、禾本科Graminae和豆科Leguminosae植物,整体表现为多数优势种属于少数科,而少数弱势种属于多数科的特征。北艾Artemisia vulgaris、青蒿A.caruifolia、铁杆蒿A.gmehinii等蒿类植物具有较高的重要值。②刺槐林林下草本植物的地上生物量随年限的增加而增加,恢复年限显著增加了刺槐林林下草本层的地上生产力(P<0.05)。③土壤铵态氮、土壤有机碳、土壤水分和土壤全磷是林下草本层物种多样性Margalef指数、Simpson指数以及地上生物量的主要影响因素。而土壤全氮、土壤全磷、土壤铵态氮、土壤粉粒则是影响Shannon-Wiener指数和Pielou指数的主要因素。【结论】刺槐林林下草本层在不同恢复年限表现出不同的物种多样性特征。蒿类植物在各个恢复年限均表现出极强的适应能力。物种多样性指数和生物量均受到土壤水分和养分的重要影响。因此,在黄土高原地区未来的造林实践中要注重土壤水分和养分的平衡,增强人工林生态系统发展的稳定性和可持续性。图2表2参31.

陕北不同恢复年限中国沙棘人工林土壤可溶性氮组分时空变化研究

[目的]探究陕北黄土丘陵区退耕还林后不同林龄中国沙棘林可溶性氮组分累积的季节变化和垂直分布规律,为深入研究该区域不同恢复年限中国沙棘林的退耕效果评价和土壤氮库管理提供理论依据。[方法]以志丹县金丁镇不同恢复年限(5、15、20 a)中国沙棘人工林为研究对象,以荒草地为对照,采集0~10、10~20、20~30 cm土壤样品,分析土壤可溶性氮组分含量和比例的季节动态变化及土壤垂直分布的动态变化。[结果]随着恢复年限的延长,中国沙棘人工林均增加了土壤可溶性氮组分含量,对于土壤硝态氮和可溶性有机氮(SON)而言,20 a与5 a中国沙棘人工林间差异显著,荒草地与5 a中国沙棘林间无显著差异;土壤铵态氮在不同恢复年限间差异不显著。不同恢复年限中国沙棘林土壤硝态氮和SON变化趋势一致,均为20a中国沙棘林>15 a中国沙棘林>荒草地>5 a中国沙棘林,且均呈表聚现象。土壤铵态氮含量大小关系为15a中国沙棘林>20 a中国沙棘林>5 a中国沙棘林>荒草地,表层的铵态氮平均含量最低。土壤可溶性氮组分在不同土层间均差异不显著。土壤硝态氮表现为夏季最高,冬季或秋季最低;铵态氮表现为夏季或秋季最高,冬季最低;SON则为春冬季高于夏秋季。SON、硝态氮和铵态氮占可溶性总氮比例分别为80.3%、10.2%和9.5%。不同年限中国沙棘林SON占可溶性总氮比例为春冬季高于夏秋季,硝态氮和铵态氮大部分为夏秋季高于春冬季。[结论]在陕北黄土丘陵区,营造中国沙棘人工林可以有效提高土壤可溶性氮组分,随着林龄增加,土壤氮素累积效果越明显。

陕西省PM2.5时空分布规律及其影响因素

PM_(2.5)是导致中国多省市发生灰霾的罪魁祸首,明确其时空分布规律,厘清其影响因素对灰霾的综合治理意义深远.基于陕西省2015年50个监测站点的PM_(2.5)浓度数据,采用空间数据统计方法、克里金插值法以及Morlet小波分析法对陕西省PM_(2.5)浓度的时空分布规律进行研究,并运用灰色关联模型来探讨PM_(2.5)浓度的影响因素.结果显示:(1)陕西省PM_(2.5)浓度整体呈"冬高夏低、春秋居中"的季节性变化规律,"U型"起伏的月变化规律,周期性脉冲波动型的日变化规律以及"W型"起伏的时变化规律;(2)陕西省PM_(2.5)浓度呈"北部低,中南部高"的空间分布特征,并且空间集聚性显著.不同季节的高值区均集聚于海拔相对较低的关中盆地内部城市.这与盆地内部空气不易扩散,静稳天气出现频率较高,易出现逆温现象密切相关;(3)影响陕西省PM_(2.5)浓度最大的指标层是PM_(2.5)污染来源(权重值为0.49),其次是城市化与土地利用(权重值为0.37),气象与地形因子影响最小(权重值为0.15).不同城市各指标层的综合关联度差异较大.(4)各指标因子与PM_(2.5)浓度均为强度关联.降水量、机动车保有量、二氧化硫排放量、烟粉(尘)排放量、建成区面积、人口密度和人均GDP是影响陕西省PM_(2.5)浓度的主要因子,影响各城市PM_(2.5)浓度的主要因子具有一定的空间差异性.研究显示,人类活动对陕西省PM_(2.5)的影响显著,尤其是城市化的快速推进,相关指标(如人口、机动车、能耗、工业总产值等)持续增长,将进一步加大PM_(2.5)来源的多样性以及相关污染物的排放量.

刺槐林草本层物种多样性的动态变化特征

为探究不同退耕年限刺槐林草本层物种多样性与地上生物量的动态变化特征及其主要影响因子,采用时空替代法,以子长市不同退耕年限(5、20、40 a)刺槐林为研究对象,不同退耕年限(5、20、40 a)撂荒地为对照样地,分析该区域刺槐林草本层的物种多样性和地上生物量变化特征及其与土壤因子的相互关系。结果表明:不同退耕年限刺槐林和撂荒地的草本层物种多样性和地上生物量均呈现出较大差异,物种多样性整体呈现出优势多数种属于少数科,弱势少数种属于多数科的变化特征,以耐旱、耐贫瘠的菊科、禾本科和豆科植物(铁杆蒿、长芒草、达乌里胡枝子等)为优势种;撂荒地和刺槐林的地上生物量整体上随着退耕年限的增加而持续增加,刺槐林草本层比撂荒地草本层具有更大的地上生产力。冗余分析表明:刺槐林草本层的物种多样性指数与地上生物量呈负相关关系(P<0.05);土壤全钾、全磷、粉粒和黏粒含量与草本层物种多样性呈正相关关系(P<0.05);土壤容重、土壤水分与草本层地上生物量呈正相关关系(P<0.05),说明它们是影响草本层物种多样性和地上生物量变化的主导因子。

羌塘中西部红脊山地区蓝片岩Sr-Nd同位素与锆石U-Pb年龄特征及其构造意义

红脊山构造混杂岩带位于羌塘地块的中西部,为古特提斯洋在该地区俯冲、碰撞形成的高压变质带,是羌塘中部低温高压变质带的重要组成部分。本文对红脊山混杂岩带内蓝片岩进行了系统的地球化学、锆石U-Pb定年及Sr-Nd同位素研究。结果显示,红脊山地区蓝片岩的原岩为碱性、亚碱性玄武岩,其中碱性玄武岩具有高TiO2(2.86%~4.84%),属高Ti玄武岩,富集轻稀土元素[(La/Yb)N=11.42~20.05]和高场强元素,地球化学特征类似于OIB;而亚碱性玄武岩,具有低TiO2(1.74%~1.81%),稀土总量较低(67.27×10-6~68.59×10-6)和轻稀土略微富集的特征[(La/Yb)N=2.49~2.81],与典型的E-MORB特征一致。Sr、Nd同位素组成:εNd(t)=-0.1~3.9,(^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.704812~0.708365,表明该地区基性岩浆来自亏损型地幔。锆石的Th/U比值为0.33~1.33,并具有典型岩浆振荡环带结构;获得两组206 Pb/238 U年龄数据:其年龄加权平均值分别为288.3±1.9 Ma(n=15,MSWD=0.39)和304.2±2.3 Ma(n=14,MSWD=0.54),因此该两组年龄应代表蓝片岩原岩形成年龄,红脊山蓝片岩原岩形成时间相当于晚石炭世—早二叠世。结合区域地质事实和前人研究成果,红脊山基性原岩形成于大陆裂谷环境,其成因可能与地幔柱有关,与南羌塘二叠纪基性岩墙具有相同的构造背景及动力学机制。蓝片岩基性原岩年龄在红脊山乃至整个羌塘地区都鲜有报道,红脊山地区晚石炭世—早二叠世岩浆活动的厘定为精细刻画羌塘地区古特提斯构造演化过程提供了重要依据。

基于遥感与ArcGIS的渭南市临渭区城区扩展初探

以西部中小型发展中城市——渭南市临渭区为例,利用遥感和ArcGIS技术,对渭南市临渭区2002、2006和2010年的多源遥感影像数据进行分析处理,同时分析了渭南市临渭区8年的城区边界变化和城区面积扩展状况,并初步探讨了渭南市临渭区扩展的动力因素.结果表明,渭南市临渭区主要向西北方向扩展,土地利用效率有待提升,城区扩展速度需要控制.

浅谈地幔柱构造理论

介绍了地幔柱构造理论的概念、基本特征、来源及动力机制的最新研究进展,论述了地幔柱构造与板块构造的对立统一关系。部分研究表明,在地球内部下,地幔的矿物实际上是以一种混合模式对流。最后探讨了两种理论应用所存在的问题,并对其未来进行了展望。

基于灰色关联模型对陕西省O3浓度影响因素分析

O_3污染问题已经成为21世纪另一个环境课题.本次研究采用克里金插值法对2015年陕西省O_3浓度的空间分布特征进行分析,同时构建了O_3浓度的影响指标体系,运用灰色关联模型,综合分析了O_3浓度与其影响指标因子的关联度,并探讨了各指标因子综合关联度的空间关联性和分异性.结果显示:(1)陕西省O_3浓度呈"北高南低"的空间分布特征;(2)权重最大的指标层是O_3污染来源(W_i=0.4331),其次是城市化与产业结构(W_i=0.3455),空气质量与自然因子最小(W_i=0.2215);(3)各个指标因子与O_3浓度关联度均为强度关联.空气质量与自然因子中,关联度较高的指标因子为CO、降水量、平均气温、日照时数;O_3污染来源中,关联度较高的指标因子为等级公路里程、单位GDP能耗及工业用电量;城市化与产业结构中,关联度较高的指标因子为第二产业占地区总产值的比例、建成区绿地覆盖率和人均公园绿地面积;(4)O_3污染来源对铜川、宝鸡、汉中等市O_3浓度的影响较大;城市化与产业结构对宝鸡、咸阳、渭南、汉中等市的影响较大;空气质量与自然因子与陕西省各个城市O_3浓度的关联度均为强度关联;(5)空气质量与自然因子中,CO、PM_(2.5)、日照时数与O_3浓度综合关联度较高.O_3污染来源指标层中为机动车保有量、餐饮总额、烟(粉)尘排放量.城市化与产业结构中则是房屋建筑施工面积、建成区面积、人口密度.影响O_3浓度的主要指标因子表现出较好的空间相关性与空间分异性.综合分析表明,灰色关联度模型能够有效地对O_3浓度的主要影响因素作出分析与评价.

不同退耕类型土壤-植被系统耦合协调关系评价

基于对研究区6种退耕类型的植被调查和土壤样品的采集与分析,建立了7个土壤因子和5个植被因子的指标评价体系,采用熵权法确定各因子权重,构建了6种退耕类型的土壤-植被耦合协调度模型。结果表明:经过20年的植被恢复,不同退耕类型处在不同程度的失调衰退类型下。整体上,侧柏+油松(梯田)和侧柏+油松+刺槐+榆树具有较高的土壤指数、植被指数、土壤-植被系统耦合度和耦合协调度。表现为侧柏+油松(梯田)>侧柏+油松+刺槐+榆树>单种灌木(柠条和沙棘)>单种乔木(刺槐和侧柏)。多树种混交和梯田改造模式的土壤植被系统的综合生态效应优于其他退耕类型,单种灌木和乔木的土壤改良效果较差。多树种混交模式以及梯田改造能够改善研究区土壤-植被系统失调的局面,发挥更大的生态效益,促进黄土丘陵沟壑区土壤-植被生态系统的协调可持续发展。

2016年陕西省O_3浓度时空变化规律

基于2016年陕西省各市共计50个空气质量监测站点的O_3数据,采用空间数据统计方法、克里金插值法以及Morlet小波分析法来探讨陕西省O_3浓度的时空变化规律以及与其他污染物之间的相关性关系。结果显示:1)陕西省O_3浓度整体呈"夏高冬低、春秋次之"的季节变化规律,"倒U形"起伏的月变化规律,"倒U形"周期性脉冲波动型的日变化规律,"单峰型"起伏的时变化规律,冬季>秋季>春季>夏季的季节达标规律,以及"夏高冬低,春秋居中"的季节污染规律。2)陕西省O_3浓度整体呈"东北高,西南低"的空间分布特征。O_3浓度关中>陕北>陕南。铜川O_3浓度最高,汉中最低。夏季是陕西省O_3浓度最高、污染范围最广、危害最大的季节,冬季反之。3)O_3浓度与PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、CO、NO_2污染物浓度均为负相关,与CO、NO_2、PM_(2.5)污染物浓度为显著相关。颗粒物PM_(2.5)浓度对O_3污染物浓度的影响比PM_(10)更加显著,表明颗粒污染物越小,对大气中O_3浓度的影响越大。

基于虚拟水战略的黄土高原地区农业生产空间布局优化——以榆林市为例

基于虚拟水战略背景,以榆林市12个区县为研究区,运用定量分析模型和GIS技术,通过构建时间序列的农业调整指数模型,对榆林市的农业生产空间布局进行优化研究,并对各县区的未来发展方向进行了探讨。结果显示:(1)榆林市2000—2014年各区县的农村人均虚拟水含量在时间上具有波动性,呈现"北部高,南部低"的空间分布特征。(2)榆林市2000—2014年各区县的农业生产优势度空间差异明显,时空变化显著,整体呈现"西北高,东南低"的空间格局,且各区县农业生产优势度的空间差异逐年缩小。(3)榆林市区域农业生产布局分为合理型、过密型和过疏型3种类型。(4)榆林市北部农牧过渡区六县区水土资源丰富,应充分发挥区域资源优势,优化农业产业布局,以旱作农业为主,大力发展现代化、产业化和集约化农业和专业化草畜牧业,兼顾水土资源污染的防治;南部黄土丘陵沟壑区六县区,水资源相对匮乏,应大力发展区域特色优势农业和林果产业,兼顾水土流失的治理。