中国东北黑土区土壤复合侵蚀研究进展与展望

土壤复合侵蚀是在2种及以上侵蚀营力交互作用或耦合作用下发生的侵蚀现象。东北黑土区多营力复合侵蚀具有时空交替和叠加的特征。近年来,黑土区土壤复合侵蚀研究在发生机理及对土壤退化的作用等方面取得了一定的进展。基于前人研究成果,系统总结了冻融作用下的土壤水蚀或风蚀、耕作与水力复合侵蚀、风水复合侵蚀以及多营力复合侵蚀在发生机理和研究方法等方面的研究现状,归纳了研究中存在的主要问题,提出了今后在复合侵蚀机制与模拟试验方法等研究中需要解决的关键科学问题以及应关注的试验模拟技术、定量评估方法,以期为未来东北黑土区土壤复合侵蚀研究提供参考。

流动沙丘与丘间低地过渡带的时空格局对植被恢复的影响

【目的】研究流动沙丘与丘间低地过渡带的生态过程，探讨过渡带的时空格局及其对流动沙丘－植被面积的关系的调控作用。【方法】在科尔沁沙地西部乌兰敖都地区，利用样带法在所选择的流动沙丘背风坡迎风坡与丘间低地的连接处，测量沙埋高度、宽度以及风蚀深度，并在生长季末调查样方内植物的丰富度和多度。【结果】1）流动沙丘背风坡在风力作用下，沙子埋压丘间低地植被，导致部分沼泽－草甸植物退出丘间低地；沙丘迎风坡底部的裸沙带，每年生长季初有沙丘先锋植物侵入，在生长季末形成建植种群，最终形成迎风坡过渡带。迎风坡过渡带的宽度为3～5 m，背风坡过渡带的宽度为4～6 m，因此，流动沙丘与丘间低地过渡带属于小尺度过渡带。2）流动沙丘背风坡－丘间低地过渡带的宽度与丘间低地面积及其垂直风向宽度都呈显著负相关（P ＜0.05），而迎风坡过渡带的相关性不显著（P＞0.05），但与丘间低地植被扩展宽度呈显著正相关（P ＜0.05）。3）流动沙丘区的植被覆盖面积呈增加趋势。4）面积大于5 hm2的丘间低地，垂直风向宽度大，且植被密度大、植株高，容易形成风障，降低风速，致使背风坡沙埋速度慢，而且迎风坡植物入侵速度快，导致丘间低地植被宽度和面积增加。【结论】在自然条件下，流动沙丘区的植被恢复开始于迎风坡过渡带；迎风坡过渡带和背风坡过渡带的权衡直接调控丘间低地植被的覆盖面积和格局。另外，大面积的丘间低地对于流动沙丘区的植被恢复具有重要作用。

半干旱沙区流动沙丘与丘间低地过渡带的植被空间变化过程

以流动沙丘—丘间低地过渡带为研究对象,研究了不同生态组群植物侵入迎风坡过渡带的时间顺序,分析了过渡带变化对流动沙丘—丘间低地单元植被格局的影响。结果表明:(1)流动沙丘区的沙埋导致背风坡过渡带部分沼泽—草甸植物退出丘间低地,风蚀导致典型沙生植物侵入迎风坡过渡带,从而在丘间低地呈现出一种特有的植被空间动态变化过程;(2)芦苇和黄柳对于迎风坡过渡带植被恢复的作用大于沙蓬和乌丹蒿;(3)流动沙丘迎风坡—丘间低地过渡带植物种类比流动沙丘的多、但远比丘间低地少,具有流动沙丘区特有的边缘效应。

流动沙丘与丘间低地过渡带上芦苇幼苗的出土和定居

在流动沙丘区植被恢复中,多年生植物有性繁殖的作用被低估。本研究旨在阐明多年生植物芦苇的有性繁殖在流动沙丘植被恢复中具有重要作用。监测2个流动沙丘与丘间低地过渡带的芦苇幼苗的出土和定居;同时还监测土壤水分和芦苇的土壤种子库。研究表明:在多数幼苗出土时,土壤水分和出苗率之间有明显的正相关关系(P﹤0.05);幼苗的定居和出苗率呈显著正相关(P﹤0.05),在生长季末期54.1%的幼苗都定居下来。这些结论显示:1)在雨季来临之前,种子传播;2)一旦接触潮湿的土壤表层,种子就能萌发,其萌发和出土依赖于良好的土壤水分。在过渡带的裸沙区,多年生植物的有性繁殖开始一个新的植被演替过程,在流动沙丘的植被恢复中起到重要作用;过渡带导致良好土壤水分的风蚀作用有利于多年生植物的种子萌发、出苗和定居。

自然地理野外实习基地建设与野外实践教学模式改革

自然地理野外实践教学是课堂教学的深化和延续,对学生能力培养起着至关重要的作用.传统自然地理野外实践教学侧重于书本知识的野外感性认识,不利于学生创新思维和创新能力的培养.本文结合多年来的野外实践经验,利用现有的野外实习基地,对传统的自然地理野外实践教学模式进行改革和尝试,提出了自然地理野外综合实践教学模式,并对其组织模式、教学模式和成绩评定模式作了深入探讨.

生态旅游可持续发展评价指标体系及评估模型研究——以天津市蓟县为例

20世纪90年代，随着可持续性旅游的提出和普及，生态旅游作为一种理想的可持续性旅游模式，受到了极大的关注，许多经营者热衷于利用生态旅游这一概念。然而，在生态旅游实际发展过程中，却仍然存在一定程度的不可持续问题。生态旅游无论从理论上还是实践上都面临困惑。

土壤种子库和土壤水分对沙丘过渡带植被入侵的影响

流动沙丘迎风坡与丘间低地过渡带的植被过程制约着沙丘区植被的自然恢复.利用7块迎风坡过渡带的出土幼苗分别与土壤种子库和土壤水分进行二元相关分析,结果表明,各月份出土幼苗与不同深度土壤种子库(0～5cm,5～15cm,15～30cm)的相关性未达到显著水平(P﹥0.05);但是各月份出土幼苗与不同深度土壤水分(0～5cm,5～15cm,15～30cm)呈显著正相关(P﹤0.05).说明土壤水分是制约植被侵入迎风坡过渡带裸沙的主要因素,而土壤种子库的制约作用并不明显.

脱硫石膏改良盐碱地对紫花苜蓿生长的影响

通过盆栽试验,研究重度苏打（Na2CO3）盐碱地施用脱硫石膏对土壤理化性质、紫花苜蓿出苗率和生物量的影响。结果表明,与不施脱硫石膏（对照）相比,土壤pH值降低15.6%~17.5%,EC值提高0.50~1.65 m S/cm;紫花苜蓿出苗率提高7~29百分点,干生物量提高11.17%~50.20%,株高增加0.75~8.34 cm,分蘖数增加4%~75%,苜蓿含水量有所增加,但与对照相比,差异不显著。根据吉林省西部土壤、气候条件,结合土壤pH值、EC值的变化与紫花苜蓿的出苗率、生物量、株高等数值指标,建议脱硫石膏施用量为15 000 kg/hm2,以改良白城市重度苏打盐碱土。

吉林向海自然保护区沙丘榆林65种植物繁殖体重量比较研究

以吉林西部向海自然保护区沙丘榆林65种植物为研究对象,比较研究植物繁殖体(19种种子,46种果实)的重量,分析半干旱生境中不同类型植物繁殖对策的功能差异及其在植被更新进化过程中的作用。结果表明:(1)65种植物中繁殖体为种子的植物单粒重分为4个组别(<0.1、0.1~1、1~10、10~100 mg),繁殖体为果实的植物单粒重分为5个组别(<0.1、0.1~1、1~10、10~100、100~200 mg)。(2)植物繁殖体的单粒重差别极大,最轻的列当种子为0.0096 mg,最重的蒺藜果实为131.50 mg。(3)刺藜、剪股颖、小香蒲、野艾蒿、尖头叶藜、狗尾草、蒲公英、拂子茅、驴耳风毛菊、山苦菜等植物繁殖体重量轻,能够借助风力传播等外力作用在保护区广泛分布。(4)刺藜、列当、星星草、翻白委陵菜、尖头叶藜、麦瓶草、平车前、帚枝千屈菜、狗尾草、百里香、戟叶蓼、箭头唐松草、蓬子菜、狭叶泽芹的繁殖体不但重量轻(<1 mg)且形状呈近圆球形,推测其可能具有持久土壤种子库。半干旱沙区植物借助繁殖体形态形成特殊的繁殖对策,在一定程度上降低了种群生存的风险,对种群持续繁衍具有重要生态意义。

半干旱沙区植物幼苗出土和定居的制约因素

以科尔沁沙地为对象,选取不同面积和植被类型的丘间低地,研究流动沙丘与丘间低地过渡带土壤水分和土壤种子库与生长季幼苗出土、定居的相关性。结果显示:(1)出土幼苗与0-5cm深度土壤种子库和土壤含水量显著正相关(P<0.05);(2)5月份出土幼苗与生长季末建植植被显著正相关(P<0.05)。可见,半干旱沙区自然条件下,5月份表层0-5cm深度土壤水分和土壤种子库对种子萌发、幼苗出土和植物定居具有明显的制约作用。

脱硫废渣改良中度苏打碱土对燕麦生长与根际环境的影响

通过盆栽的方法,以脱硫废渣改良苏打碱土种植燕麦,测试不同脱硫废渣施用量对土壤p H、含盐碱量和燕麦的株高、生物量的影响。结果表明:与原始土壤相比,p H值分别降低了0.40、1.10、1.12、1.17、1.12;EC值分别增加了-0.19、0.40、0.77、0.84、0.87 m S/cm;当脱硫石膏的施用量为45 t/hm2时,生长期和收割期的燕麦株高与对照相比分别增加了28.23%和91.00%,燕麦全株干质量和根干质量分别增加了98.33%和30.40%。因此,脱硫废渣可以明显改善苏打盐碱土的理化性质,有利于燕麦的生长。

吉林西部地表植被生长期的遥感监测方法

基于1998—2008年每15天的NDVI数据集,对吉林西部地表植被的生长状况进行了建模分析,由实验室内的人工判定取代传统上的回归方程分析,针对最终数学运算结果进行插值运算,得到研究区域地表植被生长期的起始与终止日期(植被绿度始期和绿度末期)以及生长期的持续天数。结果表明:吉林西部的地表植被生长期由5月上旬开始至9下旬结束,整个研究区域内植被生长期持续130 d左右,由西向东,地表植被生长期的天数逐渐减少。在空间上,地表植被生长始期由西向东越来越迟,时间相差20 d以上,生长终止期相差较小,东西趋于一致。

近10年松嫩平原地表植被生长期的变化趋势

基于1998-2008年每15d的SPOT-NDVI数据集,对松嫩平原地表植被的生长状况进行建模分析,得到研究区域地表植被生长期的起始与终止日期以及生长期的持续天数。趋势分析结果表明,1)松嫩平原地表植被生长初期10年体变化稳定,局部地区有初始提前趋势,数值为10d以上;2)研究区域内地表植被生长终期10年间有延后趋势,平均延后3d左右;3)总体上,松嫩平原地表植被生长期稳定,有2～3d的变化幅度。

天津市蓟县生态旅游可持续发展评价

蓟县位于天津市最北部，地处京、津、唐、承四市之腹心。面积1470平方公里，管辖城关、邦均、下营、官庄等41个乡镇、949个村。县城所在地城关镇。全县总人口77．8万人。

Cd在二氧化锰上的吸附行为实验研究

文章研究了影响Cd在二氧化锰上的吸附行为,重点研究了影响吸附的因素.结果表明,吸附在6小时左右达到平衡.初始Cd2+质量浓度越大,二氧化锰对镉离子的吸附量也有增大的趋势,吸附率先升后降,其吸附等温线符合Langmuir等温方程式.pH值对二氧化锰的吸附性能影响最大.加入无机盐后,除碳酸氢铵能促进镉的吸附外,其他的无机盐则抑制镉的吸附.

1994-2018年松嫩平原西部月亮泡水淹区生态变化及其对水淹频次的响应

半干旱内陆地区的湖泊湿地是一种特殊的生态系统,季节和年际时间尺度上的湖泊水文变化对湖泊湿地生态结构和功能有着重要影响.近20年来,月亮泡湖泊湿地经历了自然和人为因素共同作用下的水文波动过程.为了实现大尺度地表生态年内/年际变化检测,更好地了解湖泊年际水淹范围及其水淹频次对内陆湖滨湿地生态的影响,基于19942018年Landsat TM/OLI影像数据(30 m),首先,计算提取月亮泡的年际水体信息和水淹频次,进而获取湖泊年际淹没范围.其次,采用综合生态指数变化检测法提取生态信息,选取3个标准观测年(1995、2006、2016年),从年内变化和年际变化视角分级评价了研究区生态变化,并分析了水淹频次与湿地生态变化的关系.最终,现有研究表明:湖泊年际水淹区主要分布在月亮泡的北侧与西侧尾闾,月亮泡湖泊湿地北侧的年际水淹频次更为显著.湖泊面积的扩展与自然湿地的减少是月亮泡水淹区域的主要变化类型.在这种变化情况下,研究区水体指数累积量的增加与植被指数累积量的衰减成为显著的生态变化特点.月亮泡湖泊年际水淹频次在一定时间和空间上影响着水淹区域的植被生产能力,水淹的低频波动是研究区植被累积量增加的关键因子.因此,在湿地生态恢复与管理过程中,维持合理的水文波动,恢复月亮泡北侧与西侧沼泽湿地是该区域内生态保护的核心措施.

土壤水分对流动沙丘迎风坡与丘间低地过渡带植被入侵的制约

在半干旱沙区植物天然更新过程中,种子萌发、幼苗出土是植物种群维持和实现更新的关键阶段。通常认为,在这一阶段,土壤水分和土壤种子库是主要制约因素。分别对流动沙丘迎风坡与丘间低地过渡带的出土幼苗密度与土壤种子库密度和土壤水分进行二元相关分析。结果表明,生长季的出土幼苗密度与土壤种子库密度的相关性未达到显著水平(P>0.05);出土幼苗密度与土壤水分呈显著正相关(P<0.05),而且,幼苗密度随土壤水分呈对数增加。这说明,在植被入侵流动沙丘迎风坡与丘间低地过渡带裸沙的过程中,土壤水分是主要的制约因素,而土壤种子库的制约作用则没有表现出来,植被自然恢复更多地依赖于从沙丘附近植物群落传播来的种子。

流动沙丘区和固定沙丘区丘间低地植物种间关联关系

丘间低地植物种间关联研究对揭示植物对生境变化的响应及植被演替机制具有重要意义。通过χ2检验和AC关联系数对科尔沁沙地22个不同面积的流动沙丘区和固定沙丘区丘间低地植物种间关联进行了比较分析。结果表明:在固定沙丘区,当丘间低地面积<0.5hm2时,|AC|≤0.3的种对数占所有种对数的百分比和|AC|≥0.7的种对数占所有种对数的百分比略大于流动沙丘区,当丘间低地面积>0.5hm2时,|AC|≤0.3的种对数占所有种对数的百分比显著小于流动沙丘区,|AC|≥0.7的种对数占所有种对数的百分比显著大于流动沙丘区;当面积<0.5hm2时,沙丘固定未引起丘间低地植物种间关系发生明显变化;当面积>0.5hm2时,沙丘固定导致丘间低地植物种间关系更加紧密。

1999—2013年中国东北植被物候信息遥感监测

随着3S技术的迅猛发展,用于地表遥感监测的卫星影像数据浩如烟海,而影像上地表植被长势等隐含信息的提取通常工作量大、耗费时间。论文提出了一种计算机自动提取地表植被物候信息的方法,主要用于对地表植被生长季及其年内长势进行快速提取。方法的基本原理是基于NDVI序列数据集,构建时间点对的时长跨度与该点对半方差的函数关系。选择东北松嫩平原地区作为重点试验区,计算了该区域1999—2013年地表植被生长季长度和长势特点,并选择东北地区物候观测数据进行验证分析。结果表明:1)东北地区农耕作物的生长季持续期在107~126 d左右。计算得到的结果与实测数据的最大误差在5 d值域范围内,沼泽植被在160 d以上(误差10 d左右),草地为120~139 d;2)研究区地表植被的生长盛期峰值出现在第150天前后。结果较为真实、合理地反映了研究区域地表植被的物候信息。

脱硫石膏改良盐碱地对紫花苜蓿生长的影响

为了研究脱硫石膏改良重度苏打盐碱土的施用量及改良效果,试验采用盆栽方法共设计了5个脱硫石膏施用水平（0,1 000,2 000,3 000,4 000 kg/666.7 m^2）,测定了苜蓿在不同脱硫石膏施用水平条件下的株高、分孽数、株重、含水量和土壤理化学性质的变化规律。结果表明：与不施脱硫石膏（对照）相比,土壤p H值降低了15.6%-17.5%,全盐量（EC值）提高了0.5-1.65 Ms/cm;紫花苜蓿出苗率提高了7%-29%,干生物量提高了11.17%-50.2%,株高增加了0.75-8.34 cm,分蘖数增加了4%-75%,含水量略有增加（P〉0.05）。根据吉林省西部的土壤气候条件,结合土壤p H值、全盐量的变化与紫花苜蓿出苗率、生物量、株高等数值指标,建议改良白城市重度苏打盐碱土苜蓿地脱硫石膏的施用量为每亩（1亩≈667 m^2）1 000 kg。