黄土坡面不同植被恢复阶段的减流减沙效益研究

在延安燕沟流域退耕黄土坡面,根据植被状况建立不同植被恢复阶段(耕地、草地、灌木地、林地)径流小区,分析在退耕还林(草)工程实施以后,不同植被恢复阶段的减流减沙效益。结果表明,与坡耕地相比,各小区的减流减沙效益为:林地>灌木地>草地,草地和灌木地的减沙效益大于减流效益。对比草地和灌木地刈割前后的产流产沙量,可以看出,草地和灌木的减流效益有80%以上是由于地表枯落物及根系拦蓄径流造成,刈割后产沙量有明显增加,表明处于植被演替初级阶段的近地表层生态功能仍然比较脆弱,仍需进行封育保护。

MIS 3阶段以来沙漠／黄土过渡区植被演替及其对气候变化的响应

选择沙漠/黄土过渡带姬塬、和林格尔两个地点的黄土-古土壤剖面开展较高分辨率花粉记录研究,重建MIS 3以来植被演替及其对气候变化的响应。黄土高原北部MIS 3阶段以来植被经历了4个主要阶段:MIS 3阶段早-中期气候较温湿,植被为疏林草原类型;MIS 3晚期-末次盛冰期为荒漠草原植被类型;末次冰消期为干草原植被类型;全新世高温期为草甸草原植被类型。沙漠/黄土过渡区MIS 3阶段以来植被演替显示,增温阶段和高温期有助于草原植被发育和植被盖度的增加,同时,全新世高温期有利于植物多样性增加。

喀斯特石漠化区植被恢复不同阶段土壤真菌群落组成分析

为阐明西南喀斯特石漠化区植被恢复过程土壤真菌群落组成及优势关键类群,采集乔林、灌木林、灌草和草本群落4种不同植被恢复阶段不同小生境中(石面、石沟、石缝)的表层土壤,提取其DNA,利用IlluminaHiSeq平台对真菌ITS区扩增进行高通量测序后注释鉴定,开展植被恢复不同阶段真菌群落组成结构分析。结果表明,36个土壤样品中共获得2 437 541条有效序列,每个样品获得35 911条有效序列,OTU数目为5 437,包含5个门、626个属。乔林、灌木林阶段土壤真菌群落组成相近,由未分类真菌、Geminibasidium、被孢霉属Mortierella、蜡壳耳属Sebacina、青霉属Penicillium、子囊菌门Ascomycota未定属等组成,其中木霉属Trichoderma(LDA=4.11)、青霉属(LDA=4.35)、小蔓毛壳科Herpotrichiellaceae(LDA=4.00)、革菌科Thelephoraceae(LDA=4.10)、未分类真菌(LDA=4.86)为该类型的关键优势真菌类群。灌草过渡阶段与草本群落阶段各成一种类型,灌草过渡阶段包括蜡壳耳属、Geminibasidium、被孢霉属等,其中,蜡壳耳属(LDA=5.30)、Geminibasidium(LDA=4.77)、煤炱目Capnodiales(LDA=4.15)、格孢菌目Pleosporales未定属(LDA=4.28)为该类型的关键优势真菌类群。草本群落阶段由未分类真菌、镰刀菌属Fusarium、子囊菌门、被孢霉属、Archaeorhizomyces等组成,镰刀菌属(LDA=4.78)、Archeaorhizomyces(LDA=4.48)、支顶孢属(LDA=4.22)、肉座菌科(LDA=4.54)、子囊菌门未定属(LDA=4.63)为该类型的关键优势真菌类群。

采石场阶段植被恢复设想

开山采石对生态环境破坏极大,为了有效遏制采石场对城乡环境的不利影响和破坏,加强采石场的规划管理和采取生态恢复措施已迫在眉睫。阶段植被恢复的概念是在矿山台阶式开采的基础上边开采边恢复。矿山在开采过程中,除必要的道路、工业场地、贮料场、弃渣场外,其余空闲场地应逐年进行植被恢复,使矿山每年保持相对固定的裸露地表面积,达到植被恢复最大化。

陆生植被对河流沉积作用的影响:生物沉积作用研究的一个重要主题

河流是大陆景观最为动态化的地貌构成单元,地质学家经过长期的研究,得出了一个引人注目的假说,即古生代中期曲流河的显著发育与陆生植被的繁盛存在紧密的联系,从而导致了在陆生植被对河流沉积作用影响方面的深入研究。尽管还存在一些不同的认识和争论,陆生植被对河流沉积作用的影响,得到了越来越多的地质事实的支持。立足于前人的研究成果,从陆生植被阶段的划分以及植物在古生代早中期关键的演变事件入手,介绍植被的起源和演化与河流沉积作用尤其是河流样式演变之间的耦合关系。厘清上述科学理念的变化和进步,将有助于河流相沉积的正确解释,从而为现代和古代河流过程的进一步研究提供重要的思考线索和研究途径。更为重要的是,在地球历史长河之中,有胚植物(陆生植物)在陆生大陆景观上的古生代繁殖是最为壮观的变化之一,由此而造成的全球变化包括:(1)由于岩石风化作用和碳储存的增强,将造成的大气圈二氧化碳含量的降低;(2)晚古生代冰川作用;(3)陆生营养物径流量的增加与海洋生物的灭绝事件之间的联系等。所以,陆生植被的起源与演化对河流沉积作用的影响,就成为生物沉积作用研究的一个重要主题。

基于数字相机、ASTER和MODIS影像综合测量植被盖度

选择我国北方温带典型草原作为研究对象,基于Bottom-up方法,采用地表实测和多尺度遥感综合测量的方法,建立基于地表实测与多尺度遥感数据综合测量的两阶段植被盖度经验模型。此外,还将该模型与常用的亚像元分解模型相比较,结果表明:1)两阶段经验模型可以较好地实现将地面数据扩展到中尺度空间范围,从而完成数据空间尺度的转换,提高大区域草地植被盖度的测量精度;2)MODIS遥感影像数据,结合地面数据和ASTER遥感影像数据可以较好地在区域范围内对北方典型草原的植被盖度进行估测;3)目前常用的亚像元分解模型,应用于中空间分辨率的MODIS影像,估测北方温度典型草原植被盖度的精度不够理想。

一种基于BP神经网络的极化干涉SAR植被高度反演方法

地面干涉相位估计偏差和植被散射模型偏差都将引起三阶段植被高度反演偏差,针对该问题,提出了基于BP神经网络的植被高度反演方法,该方法直接利用BP神经网络模拟极化复相关系数与植被高度之间的非线性映射关系,不仅可以避免地面干涉相位估计偏差导致的植被高度反演偏差,还能降低三阶段植被高度反演方法面临的散射模型偏差导致的植被高度反演偏差,具有比三阶段植被高度反演方法更高的反演精度。实验结果验证了新方法的优越性。

红壤侵蚀退化坡面植被恢复过程中的水土保持效益演变

为探究花岗岩红壤侵蚀退化坡面植草措施实施中植被在不同生长阶段水土保持效益的演变规律,设置条带型(D1)、随机型(D2)、斑块型(D3)3种不同植草格局坡面,并以侵蚀退化裸地坡面(CK)作为对照开展试验,在天然降雨条件下监测整个植被生长过程中的坡面土壤侵蚀变化特征。结果表明:(1)植被的生长可显著提升坡面的水土保持能力,随着植被生长阶段的推进,坡面的产流产沙量明显下降,减流效益达20.74%~79.03%,减沙效益达97.42%~99.40%,但在不同降雨类型下,随着植被生长,坡面减流减沙效益表现出的递增变化规律具有差异。(2)植被生长能逐渐削弱降雨因素对坡面产沙的影响,使得坡面减沙率在不同雨型间的差异逐渐减小,最终稳定在一个较高水平,不同雨型间坡面减流率的差异在植被生长各时期皆较大。减流率、减沙率与植被生长时间二者之间存在对数函数关系,相关系数分别大于0.491和0.792。植被生长指标(分蘖数、盖度、株高)与坡面产流产沙量之间呈显著或极显著负相关关系。(3)从整个植被生长过程来看,3种植草格局的水土保持效益大小表现为D1>D3>D2,在植被生长的前期以及前中期,高植株密度的分布格局强于低植株密度分布格局,后期各格局差异较小。研究结果为南方红壤水土流失区严重侵蚀退化地植被恢复提供科学依据及技术支撑。

喀斯特不同植被恢复阶段土壤有机酸季节变化与有效氮磷的关系

植物分泌有机酸在提高土壤养分有效性方面起到重要作用。为了解喀斯特地区不同植被恢复阶段土壤有机酸含量季节性变化与氮磷有效性的关系,在灌木林和原生林各选择3种优势植物,测定雨季和旱季两个季节根际土和非根际土的有机酸含量、碳氮磷含量和比值、有效性氮磷含量及微生物生物量碳。结果表明:原生林植物根际土的草酸含量高于灌木林,而苹果酸和乙酸含量则低于灌木林;根际土草酸含量均高于非根际土;2个植被根际土和非根际土的草酸含量在雨季高于旱季,而苹果酸和乙酸含量则低于旱季;土壤草酸含量与有机碳、全氮、全磷和N∶P值呈显著正相关,与C∶N呈显著负相关;土壤有效氮和有效磷与草酸和微生物生物量碳呈显著正相关。上述结果表明,植物分泌有机酸的季节性变化与土壤养分状态和自身养分需求相关,而有机酸耦合微生物对养分有效性的提高具有积极的作用。因此,根际土的有机酸季节变化可能是喀斯特生态系统中植物适应土壤养分限制的一种重要机制。