荒漠-草原生态交错区植物对温度变化的动态响应——以美国新墨西哥州Sevilleta生态交错区为例

美国新墨西哥州中部的Sevilleta荒漠一草原生态交错区是监测全球气候变化和人类活动对生物影响的重要区域之一。本文以Sevilleta荒漠-草原生态交错区为例，利用气象资料和物候观测数据，通过回归和相关分析，研究在当前全球气候变暖的条件下，温度变化对交错群落的影响。研究结果表明，最近10年（1989～1998）该区域的温度变化具有反向不对称性：夏秋季节最高气温升高很明显，冬春季节最低气温降低较明显，而年平均最高气温升高较明显，平均最低气温和平均气温变化不明显。本区荒漠／草原过渡群落的两种优势物种Bouteloua eripoda和Bouteloua gracili对温度的变化表现出不同的动态响应。第二优势种Bouteloua gracilis的盖度随着冬春最低气温的降低呈现明显的下降趋势。第一优势种Boutel-ouaeripoda的盖度与冬春最低气温之间没有明显的相关性。温度的变化对群落的结构目前还没有产生明显的影响。

梁子湖水-陆交错区水生植物群落生态学研究

对梁子湖水 -陆交错区中植物群落的组成、结构、生长型和生物量进行了测定 ,结果表明交错区内共分布有 9种植物群落 :1)微齿眼子菜 (Potamogeton maackianus)群落 ;2 )狐尾藻 (Myriophyllum spicatum) +苦草 (Vallis-neria natans) +金鱼藻 (Ceratophyllum demersum)群落 ;3)微齿眼子菜 +金鱼藻群落 ;4)金鱼藻 +狐尾藻 +微齿眼子菜群落 ;5 )金鱼藻 +狐尾藻 +荇菜 (Nymphyoides peltatum)群落 ;6 )水蓼 (Polygonum hydropiper) +菱 (Trapabispinosa) +菰 (Zizania latifolia)群落 ;7)菹草 (Potamogeton crispus)群落 ;8)菰 +荇菜 +水蓼群落 ;9)湿生植物(Helophyte)群落。主要植物群落生物量为 :狐尾藻 +苦草 +金鱼藻群落 2 414g· m- 2 ,金鱼藻 +狐尾藻 +微齿眼子菜群落 4379g· m- 2 ,微齿眼子菜 +金鱼藻群落 1486 g· m- 2 ,微齿眼子菜群落 2 80 5 g· m- 2。交错区内主要植物群落生物量的季节变化与群落内优势种的生长方式、人为活动的干忧以及个体生态特征密切相关。

呼伦贝尔森林-草原交错区景观格局时空动态

基于遥感(RS)与地理信息系统(GIS)相结合的方法,解译并提取了1988年、1995年、2000年和2004年四期呼伦贝尔森林-草原交错区的景观格局空间分布信息,并在Fragstats3.3软件中,分别从景观级别和类型级别出发,分析了该区景观格局的时空动态变化。结果表明:(1)16年来,呼伦贝尔森林-草原交错区各景观类型转换频繁。其中,林地面积减少量最多,达7858.15km2,主要转换为草地;未利用土地面积增加量最多,净增4087.25km2,增加的面积主要来源于草地和林地。(2)景观格局整体波动较大,景观破碎度、景观多样性指数逐年增大,优势度指数降低。(3)受人为干扰的影响,研究区内各主要景观类型均表现出景观斑块由大到小,由少到多,斑块形状复杂化程度增加的特点。(4)主要景观类型质心向东偏移,其中,林地景观的质心向东南方向偏移了50.22°大约4.48km;草地景观整体向东北方向偏移了79.96°大约29.93km。

呼伦贝尔森林-草原交错区景观格局动态分析及预测

在Arc/Info和ERDAS等软件的支持下,以1995,2000和2005年三期呼伦贝尔地区的遥感影像和地形图为基础数据,解译提取了森林-草原交错区景观格局空间分布信息,并运用景观生态学原理和方法,选取景观斑块分维数、分离度和景观优势度等指标,分析了该区1995—2005年的景观格局动态变化.同时,利用马尔柯夫链模型对该区景观格局变化进行了预测.结果表明:在以人类活动为主的一系列外界环境因素的影响下,预计到2020年,草地和林地面积减少最多,其中草地面积所占比例将由1995年的41.200%下降到32.529%,主要转变成为耕地和未利用土地,耕地和未利用土地占交错区总面积比例将分别达到7.573%和6.132%.

科尔沁沙地农田-沙丘交错区白草无性系的生态适应性分析

对生长在不同沙地生境下的白草无性系进行了个体生长与形态以及种群生物量等指标的比较研究 .结果表明 ,生长在不同生境下的白草无性系表现出显著的形态可塑性和不同的生物量分配模式 .生长在农田 沙丘过渡带上的白草无性系与生长在半固定沙丘上的白草无性系相比 ,具有更大的生物量 ,更快的叶片延伸速率 ,根茎总长度和节间长度更长 ,不定芽更多 ,地下生物量所占比例更大且分布更深 ;这些特征的出现与农田 沙丘过渡带上土壤表层比较疏松而下层水分状况相对优越有着密切关系 ,因而生长在农田 沙丘过渡带上的白草无性系能更快地拓展其生存空间 ,在固沙和沙生植被演替中起重要作用 .

华北农牧交错带退耕区榆树幼林-南瓜间作的农田生态效应

【目的】针对华北农牧交错区退耕林地大面积荒芜资源无效流失的问题,通过榆树幼林-南瓜带状间作,达到林地高效利用与生态-经济效益协同增进的目的。【方法】采用田间试验和室内理化分析相结合的方法。【结果】榆树幼林与南瓜间作后,瓜蔓覆盖地面,显著提高了南瓜行间和榆树林地的土壤水分含量,林-瓜间作地水分的利用效率较单作提高了23.7%～163.3%;间作改变了南瓜行间杂草群落自然演替的方向,一年生杂草成为优势物种,其饲用营养物质的含量和产量较林带间杂草显著提高。间作比单作南瓜增产24.4%,榆树生物量累积提高28.4%,杂草增产144.4%,南瓜的经济效益也提高了23.2%。林-瓜间作比单作土地利用效率提高了132%。监测表明,榆树幼林-南瓜间作地的土壤输沙量与南瓜单作地、退耕榆林地间的差异均不显著,没有因南瓜地的土壤耕作而提高土壤的风蚀量。【结论】华北农牧交错带退耕区榆树幼林-南瓜带状间作是区域生态-经济效益兼顾、综合利用林地资源的有效技术模式。

气候变暖与荒漠-草原过渡带植物动态响应灰色分析——以美国新墨西哥州Sevilleta生态过渡带为例

在当前全球气候变暖的形势下,地表生态系统表现出不同的响应。干旱半干旱地区的生态过渡带的生物反应更为敏感。美国新墨西哥州中部的荒漠草原生态过渡带是监测全球气候变化和人类活动对生物影响的重要区域之一。本文以Sevilleta荒漠草原生态过渡带为例,运用灰色系统分析方法,研究在当前全球气候变暖的条件下,1989～1998年10年间该生态过渡带的两种共存的植物优势种(Boutelouaeripoda)和(Boutelouagracilis)历年的种群密度、组合形式和变化趋势,分析引起这些变化的主要气候因子。结果表明,Sevilleta生态过渡带中来自荒漠草原的优势物种Boutelouaeripoda的密度有上升的趋势,来自大草原的优势物种Boutelouagracilis的密度有下降的趋势,它们的密度比大于1且有上升的趋势;在影响种群密度变化的降水、最高温度、最低温度、湿度的4个气候因子中,温度因子起着重要的作用。由此可以认为,随着气候的变暖,本区来自荒漠地区的优势植物种在荒漠草原群落过渡带中将逐渐处于强优势地位,生态过渡带将有可能被荒漠草原所替代。

草原生态补助奖励政策牧民满意度及影响因素研究——基于甘肃青藏高原区与西部荒漠区的实证

草原生态补偿是我国建设生态文明的必由之路之一。牧民对草原生态补助奖励政策的满意度,一定程度上反映了补奖政策实施的绩效。甘肃省针对不同牧区特点,实施了差别化的补奖标准。选取甘肃青藏高原区和西部荒漠区两个不同草原牧区类型351户牧民为调研对象,结合入户深度访谈和调查问卷,构建满意度评价指标体系,测定了不同牧区牧民对草原生态补奖政策的满意度,借助Logistic模型分析不同牧区牧民政策满意度与影响因素。结果表明:(1)牧民对草原生态补奖政策总体满意度偏低,满意度综合指数为67.24%。(2)牧民生计多样化对政策评价具有重要影响。西部荒漠区牧民收入来源较青藏高原区多样化,畜牧业所占比重低于青藏高原区,政策实施对牧民收入影响较小,青藏高原区牧民满意度为62.43%,低于西部荒漠区的72.35%。(3)牧民对政策作用的认知、家庭规模以及对政策的了解,是影响两个区域牧民对政策满意度的共同因素,但两个区域呈现出较大差异性。因此,在后续政策实施中,实施"精准补偿"措施,多样化补偿标准和补偿方式,加强政策宣传和引导,示范引领安置牧民,延长畜牧业产业链,实现畜牧产业"三产"融合,逐步实现草原生态保护、牧业转型发展和牧民增收三方共赢。

荒漠草原金属矿区NDVI时空动态变化与生态质量评价

[目的]采用遥感技术明确草原金属矿山开采的影响范围,综合评价矿区及影响区生态质量,为草原矿山及周边区域的生态修复与环境保护提供科学依据。[方法]以地处生态脆弱区荒漠草原的金矿区为研究对象,基于长时间序列遥感数据分析研究区植被指数动态变化特征,采用遥感生态指数(RSEI)对研究区生态质量进行综合评价。[结果]研究确定荒漠草原金矿开采影响区为矿区边界向外半径5 km范围内;矿山开采期间(2009—2021年)研究区NDVI值呈波动性增加,井工开采运行期矿区内NVDI年平均值比露天开采运行期提高了51.9%,露天开采对研究区植被影响更大;矿区及影响区遥感生态指数表现出先增加后减小随后趋于稳定的变化规律,整体以不显著增加为主;根据遥感生态指数的空间分布,矿区及影响区生态环境质量较差的区域主要为排土场及周边区域。[结论]荒漠草原金矿开采对周边植被的影响主要集中在5 km范围内。采取边开采边治理的生态修复方式能使矿区及影响区的生态环境逐步得到改善。荒漠草原金矿生态建设过程中,应重点加强排土场及周边区域的生态修复与环境治理。

呼伦贝尔森林-草原生态交错带土壤风蚀量时空变化及驱动力分析

风蚀量是判断土壤流失和沙地化的重要指标。利用土壤风蚀修正模型,定量分析了2000、2010和2018年呼伦贝尔森林-草原生态交错带土壤风蚀量的时空变化特征,通过地理探测器模型研究了气候变化与人类活动对土壤风蚀变化量的驱动作用,重点探讨了土地利用和植被覆盖度变化对土壤风蚀量变化的影响。结果表明:(1)2000、2010和2018年研究区土壤风蚀总量分别为9.74×10^(7)、1.33×10^(8)、8.51×10^(7) t,总体呈现先上升后下降的趋势;与2000年相比,2018年研究区有9.04%的区域土壤风蚀强度减轻,有0.10%的区域土壤风蚀强度恶化,其余90.86%的区域土壤风蚀强度保持不变。(2)2000-2018年土壤风蚀量变化量的驱动因子之间交互作用显著,风蚀量的减少主要受人类活动与气候变化的协同驱动影响。(3)2000-2018年草地覆盖度增加、沙化土地封育、生态退耕和天然林保护措施对土壤风蚀量减少的贡献率分别为69.32%、19.37%、0.06%和1.81%,可见研究区的生态保护措施对风蚀量的减少具有重要的推动作用。

绿洲-荒漠交错带环境特征初步研究

以甘肃省石羊河下游的民勤绿洲为例 ,对其绿洲外围与荒漠交错地带的植被和与植被关系密切的灌丛沙包特征进行了系统研究 .结果表明 ,由于生态交错带边缘效应的存在 ,植被盖度的变化呈现绿洲附近与交错带外围靠近流沙的地方较低 ,而位于流沙和绿洲之间的部分相应较高 .植被盖度较高的部位主要集中于自流动沙丘至绿洲外 6 0 0m处 ,而非紧靠近绿洲 .这与地下水自沙漠向绿洲方向运移有关 .在绿洲外缘 30 0～ 6 0 0m的范围内植被盖度出现下降 ,原因可能与绿洲荒漠交错带界外区的形成有关 ,说明研究区绿洲外 0～ 6 0 0m范围即是该区域绿洲界外区的存在区域 .灌丛沙包上的裸沙率以绿洲界外区为最大 ,大量沙包裸露 ,可致沙子的活动性增强 ,因此该地带是对绿洲土地造成沙质荒漠化的最大流沙来源 .

人为干扰对浑善达克沙地东部森林—草原交错带的影响及其恢复治理的生态对策

开垦土地、过度放牧、机动车辆毁地和旅游等人为活动给浑善达克沙地东部的森林—草原交错带造成了一系列环境问题，像草场退化、土地沙化、野生动植物资源枯竭等。为了使森林—草原交错带的土地资源可持续利用，采取措施保护森林—草原交错带的土地资源并对退化沙化的土地进行整治和恢复是十分必要的。

绿洲-荒漠交错带不同沙丘土壤水分时空动态变化规律

绿洲-漠交错带是植被恢复的一个重要区域，而植被恢复的关键又是了解沙丘土壤水分的变化规律。从2003年10月到2004年10月，对甘肃省张掖绿洲-荒漠交错带沙丘土壤水分进行了连续观测，并研究了生态垫在沙漠治理中的应用。结果表明：土壤水分时空动态变化主要受降雨、植被以及地表覆盖等因素的影响，沙丘土壤水分月变化滞后于降水变化。沙丘剖面土壤水分变异系数随土层深度的增加而减小，铺设生态垫减小了沙丘土壤水分的空间变异（CV=4．43％），流动沙丘0～40cm的含水量（0．19％～1.27％）低于固定沙丘（1.61％～1．75％），而其它各层的含水量（1．52％～1．73％）都高于固定沙丘（1．11％～1．38％）；流动沙丘含水量（1．27％～1．73％）从上部到下部依次升高，而固定沙丘（1．75％～1．11％）则与此相反；利用标准差和变异系数对沙丘土壤水分垂直变化进行分层，得出了土壤水分剖面分别为速变层、活跃层和次活跃层，并运用相关分析方法分析了生态垫覆盖下沙丘各层间土壤含水量及其与沙丘剖面平均含水量的关系。研究初步认为，生态垫能有效地保持沙丘土壤水分，将为沙漠治理提供一种新型的治沙模式。

呼伦贝尔森林—草原交错区景观持续性分析

以1988、1995、2000和2004年4期的TM遥感影像数据为信息源,利用GIS图像、数据处理功能,获取了呼伦贝尔森林-草原交错区的景观格局空间分布信息,并在此基础上,通过不同尺度下的景观格局特征指数的持续性分析,揭示了该区景观格局动态变化的趋势。研究结果表明:景观尺度下,景观多样性指数与分维数指数的持续性增加,而优势度的持续性降低,说明研究区景观格局正在朝着更为破碎化、复杂化的方向发展;类型尺度下,景观斑块分维数、形状指数、分离度的持续性在以林地、草地、耕地、未利用土地为代表的景观类型中均增幅明显,各类型都呈现出景观斑块形状越来越不规则,分布越来越分散的特征。

河北北部和内蒙古东部森林-草原交错带森林景观格局初步研究

河北北部、内蒙古东部森林 草原交错带的森林景观主要有白桦林、山杨林、云杉林、蒙古栎林和榆树疏林。森林斑块的数量在森林 草原交错带的森林草甸区最多 ,其次是森林带 ,再次是森林 草原交错带的草甸草原区 ,草原带没有森林斑块。从森林带到森林 草原交错带 ,森林斑块变小、森林景观破碎化程度提高。森林 草原交错带森林景观的形成是气候变化和现代气候、地形。

毛乌素沙地荒漠草原狭叶锦鸡儿-小针茅群落地上生物量对气候因子的动态响应

对毛乌素沙地荒漠草原围封样地狭叶锦鸡儿 小针茅群落地上生物量进行了 7年逐月连续观测,建立了生物量对气候响应的逐月回归模型。研究表明,光、温、水等不同的气候因子在植物生长不同时期表现出不同的影响,其中降水因子在生长季各个月份都是显著影响因子,说明水分的限制作用突出。应用逐月回归模型对三种不同气候条件下生物量的波动范围进行预测,并将逐月回归模型与传统的累积回归模型的模拟结果进行比较,表明在大多数年份逐月回归模型具有更高的精度。逐月回归模型是对传统的累积回归建模方法的有益改进。

东北农牧交错区生态环境影响因素研究

东北农牧交错区属于典型的环境脆弱区,也是我国水土流失、土地荒漠化和草场退化等生态环境问题最为严重的地区之一。深入研究其脆弱环境形成过程中自然因素和人为因素的作用孰轻孰重,对于在生态环境保护与治理过程中有针对性地采取相关政策和措施具有重要的实践价值。以内蒙古东部的通辽和辽宁西部的朝阳为样本点,选取反映自然和人为因素作用的指标,通过主成分分析法对该区域脆弱环境和土地荒漠化形成影响因素进行了比较研究。结果表明,人为因素的影响在东北农牧交错区脆弱环境和土地荒漠化发展过程中起主导作用,综合因素和自然因素的影响强度因地而异。

呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设效益评价

生态工程费用效益评价是对生态工程实施有效性及合理性的评估。基于费用效益理论,分析了呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设费用投入情况,在区分气候与人类活动因素对生态效益变化的贡献率的基础上,采用遥感和统计数据从生态、经济和社会三个方面评价了该功能区的综合效益,计算功能区建设工程的效益-费用比,综合评估了呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设的经济性。结果表明:(1)2010-2014年该功能区重点生态功能区相关领域建设总投入为84.31亿元,其中重点生态功能区建设投入为1.18亿元,占总投入的1.40%;(2)利用残差趋势分析法计算出人类活动因素对研究区产生生态效益变化的贡献率为37.25%,2011-2015年该功能区重点生态功能区建设产生的生态效益为12458.13万元;(3)2011-2015年该功能区重点生态功能区建设产生的经济效益和社会效益分别为4877.74万元和2804.85万元;(4)呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设的工程效益-费用比为1.71,效益高于费用,证明该工程具有一定的经济性。研究将为国家重点生态功能区工程的不断完善以及加快推进实现国家重点生态功能区的功能定位提供一定的科学支撑。

长春市黑土城乡交错区重金属地球化学特征及生态风险评价

以位于东北典型黑土区的长春市城乡交错区为研究区,以土壤-作物系统中Cu、As、Pb和Zn为研究对象,采用Pearson相关性分析及土壤和作物综合质量指数对土壤-作物系统地球化学特征及生态风险进行评价。结果显示,表层土壤重金属存在明显的积累现象,作物籽实重金属含量均未超标,作物籽实对土壤中Zn和Cu的吸收富集能力显著高于As和Pb。不同重金属在土壤-作物系统中的迁移能力不同可能与作物种类、pH值、有机质、N、P和K_(2)O含量有关。作物重金属生物富集系数空间分布特征与作物籽实重金属含量空间分布特征相似,与土壤重金属含量空间分布特征存在显著差异。IICQ介于0.13~4.44,均值为0.62。研究区耕地土壤环境质量整体良好,仅中部存在小范围呈圈层分布的风险区域。