绿洲生态系统的群落特征——以荒漠河岸林生态系统为例

以胡杨为代表的荒漠河岸林生态系统的群落组成及结构特征 ,反映了干旱区天然绿洲的独特景观。它们主要依靠洪水泛滥形成的有利自然地理环境而生存 ,气候背景及地形地貌所影响的水盐、水热的时空分布差异 ,是群落演替的主要原因。绿洲的生态安全受区域地质背景和地貌格局的控制 ,也受到气候条件的制约。自然界的各种物理的、化学的和生物的相互作用 ,对于绿洲的发育和发展具有决定性的作用 ,人类的社会经济活动对绿洲的演化起着加速和促进的作用。应以保护生物多样性为核心 ,以水资源的合理利用为出发点 ,保证生态用水 ,遵循生态学原理和群落演替规律 ,进行绿洲系统的生态建设。

塔里木河下游生态输水对荒漠河岸林生态恢复力的影响

生态恢复力是指生态系统在外界干扰下通过自我调节、恢复到未受损前状态的能力,研究生态恢复力可为有效应对外界干扰对生态系统的威胁提供理论基础。基于对过去20 a近河岸荒漠河岸林植被归一化植被指数(NDVI)和气象数据的分析,研究了塔里木河下游不同河段4个时期(2001—2005年、2006—2010年、2011—2015年和2016—2019年)植被净初级生产力(NPP)的均值以及生态系统抵抗力、稳定性和恢复力状况,得到了不同时期不同河段生态系统的恢复状况。结果表明:(1)2016—2019年具有最大的NPP均值和最大值,与2006—2015年相比,生态系统恢复力较大,但略小于2001—2005年。(2)上段2011—2015年恢复力最大,中、下段2016—2019年恢复力最大,上、中和下段2006—2010年恢复力最低。(3)输水20 a后,上段生态系统的恢复状况较中、下段好。(4)生态恢复是相对于某种状态而言的,生态输水后前10 a生态恢复力较低,表明生态系统不容易恢复到未退化状态,而后10 a生态恢复力较大,说明生态系统越来越接近未退化状况,植被整体生长状况在改善。

塔里木河下游断流河道整治引发的生态问题与重建对策分析

长期断流导致塔里木河下游主河道发育受阻,自然生态系统萎缩。河道治理措施保障了主河道输水的顺畅和水文生态的完整性,实现了上下游补偿性生态大转移(生态回归),但却抑制了河道自然发生规律,改变了原生种繁殖更新环境,河道两侧自然生态过程受阻,可持续维持的生命带变窄,人类需借助外力才能实现生态修复。塔里木河下游断流区生态恢复重建需要尊重客观历史,依托区域原有植被自然发生规律,应选择以柽柳灌丛为主要恢复种类,辅助人工引水渠系设施建设、断根萌蘖、人工补植等辅助手段,逐步实现对退化生态系统修复。

蒙古人民共和国主要生态系统类型及动态

对蒙古国自然条件的特点、生态系统的主要类型的现状及变化趋势进行了阐 述，并探讨了这些变化趋势对中国相近地区的借鉴意义。

荒漠森林生态系统健康评价与分析——以塔里木河下游为例

针对传统森林生态系统健康评价指标过多、评价周期较长和空间信息不够精确等问题,协同多源遥感和基础地理数据,采用“驱动力-压力-状态-响应-影响”模型选取23个指标,确定了适用于塔里木河下游的荒漠森林生态系统健康评价方法,并分析生态输水前后其健康时空变化特征及趋势。结果表明:1)1989—2018年,森林生态系统健康等级Ⅰ和Ⅱ的比例从1989年的19.61%迅速降低到2000年的0.29%;生态输水后,这一比例又波动性增长到2018年的40.96%,呈整体改善、局部退化、恢复与受损并存的时空分布格局;2)热点由强聚集组团式向弱聚集条带式转变,平均中心由兵团农垦区向生态保护区移动,其健康恢复速度高于受损速度;3)当生态输水量大于5×10^(8)m^(3)时,即可保证25%左右的荒漠森林生态系统处于较健康水平,这可有效降低其健康对间断性输水的敏感性。

“山水林田湖草沙”的形成、功能及保护

"山水林田湖草沙"是对我国多样化生态系统的简要概括和通俗表达。它们在外观和结构上存在明显差异,但又相互联系、相互影响,共同构成生命共同体,为人类社会延续发展提供物质基础和必要条件。当前,"山水林田湖草沙"的一体化治理、保护和修复,已成为推动我国生态文明建设的重要抓手。文章较为系统地总结了我国"山水林田湖草沙"的本底情况,简要介绍它们形成的条件和原因,并从生产、生态、文化与景观等三个方面阐述各自的主要功能。在此基础上,文章基于生态学视角,对生态文明建设中应如何开展"山水林田湖草沙"的治理、保护和利用进行了讨论,回顾国内外若干对生态环境产生负面影响的案例,并简要阐述生态文明建设的生态学途径。

基于山水林田湖草项目的荒漠绿洲生态系统服务评价研究——以喀什市为例

以喀什市为研究区,使用千年生态系统评估(MA)方法,从生态系统供给服务、调节服务、支持服务、文旅服务等4个生态服务功能方面开展了基于山水林田湖草项目的荒漠绿洲生态系统服务评价研究。结合山水林田湖草项目实施方案,将工程项目实施的生态效益价值量化,对比工程项目投资,评价项目实施方案的科学合理性。结果表明:(1)喀什市各生态系统单位面积生态服务价值,水域>湿地-草地>阔叶乔木-灌木林地>绿洲农田>荒漠-戈壁;(2)喀什市各生态系统生态服务价值总量,水域>湿地-草地>绿洲农田>阔叶乔木-灌木林地>荒漠-戈壁;(3)喀什市各生态系统中,绿洲农田主要提供供给服务,水域主要提供调节服务,湿地-草地主要提供支持服务和文旅服务;(4)《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划的喀什市工程项目科学合理,工程项目的实施能使喀什市荒漠绿洲生态系统更好地发挥生态服务功能,为当地提供更多的生态产品。

河套平原沙漠区3种乡土树种人工栽培后的生态适应性

乌兰布和沙漠东北段的防护林是保护东部河套平原农业生产的重要生态屏障,由于对人工造林研究缺乏重视,许多防护林体系中的林分有一定的衰退趋势。研究乡土树种人工栽培后的生态适应性,是指导人工防护林建设和可持续经营的重要举措。为了深入探究乌兰布和沙漠乡土树种人工栽培后的生态适应性,本文以3种乡土树种沙冬青(Ammopiptathus mongolicus)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)和蒙古扁桃(Prunus mongolica)为研究对象,通过测定功能性叶片表皮形态、解剖结构、生理指标,结合当地气象数据,阐释3种植物对沙漠环境的适应机制。结果表明:3种植物分别以不同方式适应沙漠环境。沙冬青通过增大叶面积来增加受光面积、提高光合效率,利用密集的表皮毛和发达的角质层强化叶片机械防御能力,降低强光灼伤及水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化。蒙古扁桃叶片簇生,通过增加叶片数量增加受光面积、提高光合效率,通过卷曲叶片躲避强光灼伤,通过特化气孔位置(将气孔全部分布于叶片下表面),利用发达的维管束、丰富的黏液细胞和晶体结构来降低水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化。霸王叶片呈圆柱状条形结构,通过降低风阻,降低叶片遭受风沙流危害的概率,通过生理代谢调节提高叶片抗氧化物酶活性和渗透调节物质含量,维持细胞水分和活性氧代谢平衡。这些发现揭示了3种植物在应对荒漠环境时所采取的不同的适应策略,为乌兰布和沙漠东北部乡土树种的引种驯化提供了新思路。

荒漠河岸林生态系统的结构分析

在以塔里木河为中心的荒漠河岸林生态系统中 ,植物种类及生活型单一 ;动物种群也不够丰富。荒漠环境下的微生物种群在河岸林风沙土中 ,细菌、放线菌及真菌数量分别占 6 3.1% ,2 6 .8%和 10 .1% ,在柽柳根际土壤中 ,细菌及放线菌分别占 96 .74 %和 3.2 6 % ,而胡杨根际土壤中则全部为真菌。生物种群的这种特点 ,决定了荒漠生态系统中生态过程的特殊性。生产用水及生态用水的矛盾长期得不到解决 ,造成了天然植被衰退、土壤干旱、盐渍化、沙漠化发展 ,加之大风及沙尘暴频繁 ,生态环境脆弱特征明显。以胡杨为建群种的荒漠生态系统的组成群落十分多样 ,随着系统内的水文、土壤、植被、地形及气候条件的相应更替 ,群落的结构及组成也自然要随之变化 ,最终一种生态系统将为不同群落生态系统所替代。以水资源为中心 ,大力营造生态工程 ,优化系统结构 ,实行动态监测与管理 ,实现荒漠河岸林生态系统的可持续发展。

以地下水位估算的荒漠河岸胡杨(Populus euphratica)林生态系统地下水蒸散发

基于2014年和2020年地下水位监测数据,估算了黑河下游额济纳绿洲七道桥胡杨(Populus euphratica)林生态系统生长季旺盛期的地下水蒸散发(ET_(g)),并与从涡度观测系统测定的蒸散发(ET)作比较,同时分析了不同模型的估算结果及其主要影响因素。结果表明:(1)基于昼夜水位波动法(White、Hays和Soylu方法)估算的ET_(g)均与生态系统ET变化趋势一致且显著相关,经过对比分析得出,Hays方法精度最高,推荐使用该方法计算ET_(g)。(2)地下水位、太阳辐射、气温和饱和水汽压差是影响ET_(g)的主要因子,风速对ET_(g)无显著影响。(3)生长季,ET_(g)占生态系统ET的比例随干旱时间的增大而增大。