高寒草地退化对土壤碳氮磷及酶活性的影响

【目的】土壤碳氮磷元素是支撑高寒草地生态系统的关键,高寒草甸退化会改变土壤养分含量及分布规律,明确高寒草甸退化对土壤关键养分碳氮磷含量及其与酶活性之间相关性的影响可为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。【方法】以东祁连山围封草地(FG)为对照,对轻度(LD)、中度(MD)和重度(SD)退化高寒草甸土壤有机碳、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量,以及土壤碳氮磷转化相关的过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性进行研究。【结果】相比FG,退化基本导致高寒草甸土壤的有机碳含量升高,SD 0~10 cm土层有机碳含量最高,为82.1 g/kg;退化导致过氧化氢酶活性表现出下降的趋势,围封草地20~30 cm土层的过氧化氢酶活性最高,为23.35 mg/g,LD 10~20 cm土层的过氧化氢酶活性最低,为20.90 mg/g。退化导致土壤全氮含量降低,有效氮含量和脲酶活性显著升高,SD草地有效氮含量和脲酶活性均最高,分别为649 mg/k和3.47 mg/g,脲酶活性在FG和SD随土层加深而升高,但在MD和SD随土层加深而降低。4种类型草地全磷的变化范围为0.18~0.22 g/kg,退化对0~10 cm土层的全磷含量没有显著影响,而使0~10 cm土层,LD和MD的有效磷含量分别增加了152%和60%,而SD降低了32%,0~30 cm土层碱性磷酸酶活性升高,变化范围为0.52~0.62 mg/g。相关性分析表明,围封草地土壤有机碳与过氧化氢酶活性呈显著负相关,而轻度和重度退化未表现出有相关性;围封草地土壤全氮、有效氮含量与脲酶活性均没有相关性,而轻度和中度退化高寒草甸的脲酶活性与土壤有效氮含量存在显著正相关性;围封草地的土壤全磷、有效磷含量与碱性磷酸酶活性均成呈显著正相关,而退化草地未表现出明显的相关性。【结论】高寒草甸退化后改变了其关键养分与其相关酶活性之间的相关性,重度退化高寒草甸恢复中应考虑土壤磷素的投入。

2001—2020年新疆草地退化遥感监测及影响因子

由于气候变化加剧、过度放牧和开垦等原因,新疆草地退化等生态问题愈发引起关注。本文采用MODIS NDVI遥感数据对2001—2020年新疆草地退化状况进行监测分析,通过像元二分模型、基于覆盖度变化的草地退化指数、冷/热点分析等方法,依据草地退化等级划分国家标准,明晰新疆草地退化的时空特征,并分析其影响因子。结果表明:①新疆草地覆盖度呈上升趋势且变异程度以稳定(55.4%)为主,分布呈现由北向南逐渐递减的趋势。②近20年新疆草地盖度退化等级处于中轻度退化状况,北疆以未退化、轻度退化为主,东疆、南疆均以轻、中度退化为主。③新疆草地退化指数总体呈下降趋势,北疆呈先增后减趋势,东疆持续减小,南疆略微增加。冷/热格局表现为冷点增强、热点缩小;即草地退化情况减弱,正在逐渐恢复。④人类活动导致草地类型主要转变为裸地和农田,草地面积减少了167.6万hm^(2),气温对草地覆盖度表现出均温抑制、最高温促进、最低温抑制;降水对草地覆盖度表现出促进作用。本文结果可以在区域尺度上对新疆草地退化情况进行针对性指导,并为保护草地及恢复生态提供决策依据。

我国草地退化原因及治理对策

我国拥有草地面积近4亿hm^(2),占国土面积的40%以上。草地在畜牧业和环境保护方面发挥着重要作用。尽管我国已经采取了许多措施来遏制草地退化,但由于过度放牧、滥用耕地以及气候变化等因素,草地退化依然在广泛蔓延。对我国草地退化的现状进行了具体分析,并对草地退化机理、草地生态系统功能、草地退化诊断方法、草地恢复与改善、利用地理空间技术进行草地管理等进行了探讨。同时,结合我国草地退化的基本现状,深入分析了草地退化原因、表现特征和治理对策,以期为我国草地生态系统的恢复提供理论支撑,指导退化草地的改良和修复,推动我国草地生态畜牧业持续发展。

2000—2020年北疆地区草地植被覆盖度和草地退化时空变化特征

以2000—2020年Landsat NDVI序列数据为数据源,利用时空分析及统计分析的方法,探讨了北疆地区草地植被覆盖度时空变化特征、草地退化时空变化特征,并从气候和人类活动2方面对北疆地区草地退化的驱动力进行分析。结果表明,从草地植被覆盖度时空变化看,2000—2020年北疆地区草地植被覆盖度整体呈增加趋势;北疆地区北部生态系统更脆弱,易受气候变化和人类活动的影响;北疆地区草地在阳坡草地植被覆盖度相对较高,草地植被覆盖度较高的区域主要位于地形位置指数较高、水热条件相对较好的山地,草地植被覆盖度较低的区域主要位于相对缺水、干旱的沙漠边缘等地区。从草地退化时空变化特征看,2000—2020年北疆地区各草地退化等级发生了明显的转移,主要表现为轻度退化、中度退化向未退化草地的转移及重度退化向轻度退化转移,表明北疆地区草地退化现象进一步好转。北疆地区草地退化是气候变化和人类活动共同作用的结果,其中降水量是主要气候因素。

黄河源区草地退化的原因及修复措施研究

黄河源区草地荒漠化问题日益严重,长期影响了当地的生态环境和经济社会发展。本研究详细探讨了草地荒漠化的现状、成因以及其对生态环境的影响,并提出了一系列恢复策略。通过深入分析生态环境和人为活动的影响,揭示了气候变迁、灾害事件、沙漠化土地、过度牧畜、不当土地利用以及基础设施建设等因素对草原退化的直接影响。此外,文章全面总结了自然恢复方式、人工干预措施以及经济和政策支持等修复方法,并提出了建议,包括推广植被再生、实施水土保持项目、制定草原放牧与返草政策、采用节水灌溉方法和应用生物技术手段等综合治理措施,旨在有效解决草地退化问题,为黄河源区草地的长期繁荣提供科学支持和技术指导。

面向草地退化区域的褐鳞苔草种植技术研究

【目的】在面向草地退化区域的褐鳞苔草种植方面,传统的技术往往效果不佳,导致褐鳞苔草生长状况较差,存活数量有限,无法达到预期目标。为了解决这一问题,提出了面向草地退化区域的褐鳞苔草种植技术研究。【方法】首先,选择褐鳞苔草品种时考虑了草地退化区域的气候条件和土壤状况。然后,选择了适应力强、对环境适应性好的品种,以确保种植的成功率和生长状况。为了提高褐鳞苔草的发芽率,进行了催芽处理。通过科学地调整光照、温度和湿度等因素,促进种子的发芽和生长。并利用育苗基质进行苗木的培育。选用富含养分的基质,并合理添加有机肥料,为苗木提供良好的生长环境,从而帮助其更好地适应退化草地的条件。最后,经过精心培育的苗木被移植到草方格沙丘内。认真安排移植的时间和方法,并注意对移植后的苔草进行适当的护理管理,例如浇水、施肥等,以确保它们能够顺利生长并逐步恢复草地的生态功能。【结果】经过试验证明,采用这种设计技术种植的褐鳞苔草具有良好的生长状况,存活基数也相对较大。【结论】表明该种植技术具有广阔的应用前景,并可以为草地退化问题的治理提供有力的支持。

基于遥感监测的天山新疆段草地退化时空特征及其与气候因子的关系

以植被覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,基于2001-2020年天山新疆段MODIS NDVI和气象遥感资料,采用像元二分模型、草地退化指数、冷/热点分析、变异系数和相关性分析等方法,分析草地退化时空特征及其与气候因子的关系,结果表明:1)2001-2020年平均草地退化面积占总面积的34.04%,草地退化指数为1.67,处于轻度退化水平。2)空间上,轻度退化草地空间分异特征明显,主要集中分布在天山西部和中段山区,中度退化和重度退化草地面积较小且不集中,95%以上的区域草地植被覆盖度变异系数小于0.2,总体上覆盖度的年际波动小,变化相对稳定。3)2001-2020年草地植被覆盖度受气候因子驱动的区域占总面积的44.23%,主要分布在天山西部和东部,受非气候因子驱动的区域占总面积的55.77%,在山区和南北两侧地势较平缓的区域均有分布,说明非气候因子在天山新疆段草地的变化中起到主导作用。该研究结论可为当地草地资源保护与利用提供科学依据。

基于CiteSpace的中国草地退化评价指标体系演进分析

利用《中国知网》(CNKI)数据库1990~2021年草地退化评价相关的688篇核心期刊文献,借助CiteSpace软件可视化功能,在系统梳理我国近三十年草地退化评价研究进展的基础上,重点分析了我国草地退化评价指标体系及其演进过程。结果表明,1990~2021年我国草地退化评价研究的核心内容是草地退化评价指标体系构建,已有评价指标中植被指标占56.5%、土壤指标占43.5%,此外草地退化评价方法、草地退化原因和退化草地修复措施也是草地退化评价研究的主要内容;我国草地退化评价研究热点最初为草地退化内涵与草地植被恢复,到2010年前后为评价方法更新与指标体系完善,近几年则为草地生态系统健康评价与草地生态系统养分平衡与循环过程研究;草地退化评价指标体系包括单独以植被或土壤为指标的单项评价,以及涵盖生态、生产、生计指标的综合评价,其中,生态指标主要包括植被、土壤指标,生产力指标包括草地生产力、草场载畜量,生计指标包括牧户感知与生计水平;草地枯落物作为草场放牧强度划分指标已被提出,由于放牧强度与草地退化有很大的关联性,因此枯落物积累量作为草地退化指示指标的意义不可忽略,并急需明确不同退化程度草地枯落物积累量的阈值。

基于空间异质性的库鲁斯台草地退化

以库鲁斯台草原为研究区,基于1990—2020年Landsat数据,选择归一化植被指数(NDVI)及空间异质性作为草地退化的遥感监测指标,对库鲁斯台草地退化状况进行评估。结果表明:1)1990—2020年,研究区中部NDVI呈上升趋势,而边缘区域呈下降趋势;草地空间异质性上升的区域主要集中在研究区中部及西南部地区,北部和南部则以下降为主。2)草地退化的监测表明,约54%的草地出现退化,35%的草地得到了改善,10%的草地植被恢复。3)温度和降水对草地空间异质性的年际变化影响较小,对NDVI影响较大,降水量是影响库鲁斯台草原NDVI时间动态的主要因素。

藏北地区草地退化空间特征及其趋势分析

根据草地退化国家标准和藏北地区草地退化实际情况,结合藏北地区1981—2004年多年遥感监测数据以及其它相关数据,采用遥感手段和GIS技术,分析藏北地区草地退化与坡向、坡度和海拔高度之间的关系;并计算藏北地区草地退化趋势系数,对该地区草地退化空间特征的趋势进行了分析。结果表明:在藏北地区,草地退化主要发生在平地(坡度小于1°)草地,平地的草地退化趋势比坡地显著,阳坡的草地退化指数(GDI)大于阴坡。在草地面积最大的4 500-5 250 m的海拔高度范围内,草地退化明显,草地退化趋势也显著。

蒙古高原草地退化程度时空分布定量研究

为了实现大面积遥感定量评估蒙古高原草地退化状况,利用NDVI数据反演1982-2013年草地植被覆盖度,并以1982-1985年覆盖度作为基准数据,计算1986-1999年和2000-2013年草地退化指数。结果表明,1986-1999年和2000-2013年,蒙古高原草地覆盖度分别达到14.60%和18.43%,呈上升趋势;1986-1999年显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)增加的面积分别为298.86和189.67 km2,2000-2013年增加面积分别为443.32和92.46 km2;相对1986年,2007年的草地覆盖度最差,2001和1995年也较差,而2013年草地覆盖度最好,表现为初期一般、中期变差、后期变好且好于初期;草地退化程度方面,1986-1999年重度退化草地面积所占百分比最大,达50.35%;2000-2013年中度和重度退化草地面积百分比分别是39.42%和30.34%,总和接近70%,草地退化状况有由极重度、重度向中度和轻度转变的趋势,草地趋于好转。

祁连山国家公园草地退化原因及恢复对策

随着甘肃省祁连山地区畜牧业的飞速发展,由不合理利用造成的草地退化现象日益严峻,不仅严重威胁了该地区畜牧业的发展,还影响了祁连山国家公园的生态环境。基于此,分析祁连山国家公园草地退化现状,并着重分析该地区草地退化的原因,提出围栏封育、维持草畜平衡、防止生物侵害、翻耕补播、增强土壤肥力等恢复草地的对策,以期为祁连山国家公园草地生态系统保护提供参考。

祁连山国家公园草地退化成因及恢复对策

祁连山国家公园中主要的生态系统为草地,它具有保持水土,涵养水源,保护生物多样性的重要作用。然而草地退化导致生物多样性逐步减少,水土流失现象愈加严重,目前来说,草地退化已成为祁连山国家公园面临的非常重要的生态问题。恢复和重建退化草地已经成为祁连山国家公园生态保护的重要内容。在此基础上,本文对祁连山国家公园草地生态系统进行综合调查,具体分析影响草地退化的主要成因并提出针对性的处理措施,以期为恢复祁连山国家公园草地提供参考建议。

黄河源地区草地退化空间特征

利用黄河源地区1985年和2000年1:100000土地利用/覆被数据,结合1:250000DEM、道路和居民点数据与野外调查资料,分析草地退化与坡向、海拔及距道路和居民点距离之间的关系,探讨黄河源区15年间土地覆被变化特征与规律。结果表明,退化草地占源区总面积的8.24%,冬春季牧场退化率显著高于夏季牧场;草地退化是黄河源区研究时段内土地利用/覆被变化最主要的特征。草地退化表现为:①阳坡退化率高于阴坡;②受人口密度影响,草地退化率与海拔高度成反比,相关系数为-0.925;③距离居民点越近,退化率越高。尤其当与居民点距离≤12km时,草地退化率与其相关系数高达-0.996;④在距道路4km以内,草地退化率与道路距离成反比,相关系数高达-0.978。1985年以来,源区的草地退化有自然因素的影响,但人类活动的影响仍起主导作用。科学地减少当地居民对草地的过分依赖是解决脆弱的江河源区环境退化的根本。

藏北地区草地退化的时空分布特征

根据草地退化国家标准和藏北地区草地退化实际情况以及遥感数据特征,选择草地植被盖度为草地退化的遥感监测指标,建立藏北地区草地退化遥感监测和评价指标体系,并对藏北地区近24年的草地退化进行遥感监测和评价。结果表明:藏北地区草地退化现状(2004年)十分严重,重度和极重度退化草地面积分别占草地总面积的8.0%和1.7%,区域草地退化指数(GDI)为1.86,接近中度退化等级;其中藏北地区冰川与雪山及其周围等气候变化较为敏感区域和交通要道沿线等人类活动较为频繁区域的草地退化相对严重;从1981年到2004年的近24年以来,藏北地区及其各个区域草地退化较为严重,其草地退化等级分布比例和草地退化指数年际波动较大,草地退化等级在轻度退化至重度退化等级之间波动;近几年藏北全地区总体草地退化情况及中部、东部和北部地区的草地退化具有更加严重的趋势,而西部地区草地退化状况则略有减缓趋势。

近30年来青海三江源地区草地退化的时空特征

在20世纪70年代中后期MSS图像、90年代初期TM图像和2004年TM/ETM图像支持下,通过三期遥感影像的直接对比分析,获得了三江源地区草地退化空间数据集,并在此基础上分析了70年代以来青海三江源地区草地退化的主要时空特征。结果表明:三江源地区草地退化是一个在空间格局上影响范围大,在时间过程上持续时间长的连续变化过程。研究发现,三江源草地退化的格局在70年代中后期已基本形成,70年代中后期至今,草地的退化过程一直在继续发生,总体上不存在90年代至今的草地退化急剧加强现象。草地退化的过程在不同区域和地带有明显不同的表现,如在湿润半湿润地带的草甸类草地上,发生着草地破碎化先导,随后发生覆盖度持续降低,最后形成黑土滩的退化过程;在干旱、半干旱地带的草原类草地上,发生着覆盖度持续降低,最后形成沙地和荒漠化草地的退化过程。三江源地区草地退化具有明显的区域差异,草地退化可以分为7个区,各区草地退化在类型、程度、范围与时间过程方面具有明显不同的特点。

黄河源区玛多县草地退化成因分析

对黄河源区玛多县草地退化的自然和人为因素作了深入分析 .结果表明 ,过度放牧是导致玛多县草地退化的主要原因 .自 2 0世纪 80年代末期以来 ,玛多县温度和降水较历史平均水平均有较大幅度的提高 .其中温度增加表现为明显的暖冬现象 ,降水增加集中在春夏两季 .水热条件的变化是向着有利于草地恢复的方向发展的 .由于玛多县是一个纯牧业县 ,扩大畜群数量是经济增长的必然选择 ,加上人口增长压力和当地藏族居民的传统价值观 ,驱使牲畜数量不断扩大 ,并在 70年代末达到最大值 .此后长期维持过牧状态 ,造成草地持续退化 .过牧在导致草地退化的同时 ,也为鼠类的侵入创造了条件 。

草地退化的高光谱遥感监测方法

我国草地分布面积广,退化情况严重,实时、准确地监测草地的生态状况,对于区域气候、碳循环研究以及经济发展具有重要意义。利用地面实测光谱数据进行了高光谱草地退化监测研究。选择内蒙古呼伦贝尔市的温性草甸草原为研究对象,测量了草甸草原的羊草、克氏针茅、冷蒿等多种植物的叶片、冠层以及多种植物混合的群落反射率光谱数据。通过有效的光谱特征参量化方法,提取叶片和冠层光谱的光谱特征,准确区分了草甸草原的几种建群和退化指示草本植物,验证结果表明光谱识别的精度高于95%。以此为基础,利用线性光谱混合模型对群落植被的混合光谱数据进行混合光谱分解,得到各组分的覆盖度,误差在5%以内。该文的研究结果为高光谱遥感草地监测提供了有力依据。

基于卫星遥感信息的吉林省西部草地退化分析

利用 1996年和 1986年秋季陆地卫星TM数据 ,将计算机监督分类与非监督分类识别方法结合应用进行草地的解译 ,改进算法 ,改善遥感图像的识别精度。试验研究结果表明 :吉林省西部草原生态环境在恶化 ,草地面积平均每年减少 4.5× 10 4hm2 ,草地退化严重 ,退化草地面积已占草地总面积的 81.1%,而且退化程度也在加重 ,中、重度退化草地比例明显提高 ,草地退化呈发展的趋势。

鄂尔多斯草地退化过程中个体分布格局与土壤元素异质性

应用复合个体-距离法分析了鄂尔多斯草地退化过程中多种群和优势种个体分布格局,应用统计方法分析了土壤有机碳和氮元素的异质化过程。结果表明:在鄂尔多斯草地退化过程中,多种群和优势种个体分布格局大多表现出不同尺度下的随机分布和聚集分布,但多种群的个体分布格局在本氏针茅(Stipa bungeana)+油蒿(Artemisia ordosica)群落中出现均匀分布;优势种油蒿和牛心朴子(Cynanchum komarovii)在油蒿+牛心朴子群落中均出现了均匀分布。土壤元素在单一优势种群落中存在不同程度的异质性,油蒿群落中异质化程度最强;在共优势种本氏针茅+油蒿群落中,出现了土壤元素相对均质化,油蒿+牛心朴子群落中,异质化程度相对减弱。由于对土壤水分和养分的竞争,使共优势种群落出现植物的均匀分布,土壤元素相对均质化。土壤元素先后异质化过程首先表现为土壤有机质的异质化过程,然后才表现为土壤氮的异质化过程。土壤元素先后异质化过程表明异质化过程首先表现为植被异质化,植被的异质化导致土壤某些元素的异质化。