西南喀斯特核心分布区植被对极端气候的响应

为了探究植被变化与极端气候之间的关系,以西南喀斯特核心分布区为研究对象,基于1982~2019年NDVI数据和气象站点日气温和降雨数据,选择气候变化监测和指标专家组(ETCCDI)定义的极端气候指数,运用趋势分析法和相关分析法探讨了NDVI和极端气候时空变化及其响应机制.结果表明:1982~2019年西南喀斯特核心分布区NDVI总体(83.13%)呈显著上升趋势,仅少部分地区(0.51%)呈下降趋势.极端气候指数中,表征极端高温的指数在时间和空间上都呈显著(P<0.05)增加趋势,表征极端低温的指数在时间和空间上(P<0.05)都呈显著下降趋势,而极端降水指数变化趋势不显著(P>0.05).年尺度上,西南喀斯特核心分布区NDVI与极端降水和极端气温暖指数呈正相关,而与极端气温冷指数呈负相关;NDVI与7个具有显著关系(P<0.05)的极端气温指数(TN90P、TX90P、TNX、TXX、TN10P、TX10P、TNN)的相关性在空间上表现出明显的异质性.表征极端气温频率的TN90P、TX90P和TN10P三个指数是影响不同植被生长的主要因子.研究结果对于喀斯特地区生态保护与治理具有一定的指导意义.

近70年来不同地貌和植被类型区水沙特征演变及其对生态恢复的响应

黄土高原水土流失治理和退耕还林(草)等生态环境建设,对不同植被类型区和治理度下的水沙过程均产生了深刻的影响。以北洛河流域为例,基于1952—2019年实测水文数据,采用水文统计法,对比分析了上、中、下游等不同地貌和植被类型区生态恢复对水沙数量、径流调节、影响因素贡献等的影响及其差异。结果显示:(1)上、中、下游年均径流深分别为30、23、21 mm,产沙量为0.6、0.05、-0.02亿t。中游年均产流量占流域总水量的51%,上游年均产沙量占流域总沙量的90%以上。(2)上、中、下游径流深极显著减少,减少率分别为-0.28、-0.16、-0.43 mm/a;上游产沙量以0.02亿t/a速度极显著降低,中、下游产沙量不显著减少。(3)上、中、下游的削洪、补枯程度逐年代增加,与20世纪60年代比,21世纪10年代洪水期流量(Q5)分别减少了63%、45%、60%,上游枯水期流量(Q95)增加了68%,中游20世纪80年代枯水期开始产流。(4)与20世纪60年代比,上、中、下游21世纪10年代人类活动对产流量减少的贡献率分别为94.7%、26.7%、60.7%,而对产沙量减少的贡献率均大于85%。结果表明,植被盖度低但生态恢复程度大的上游,主要受人类活动因素影响,产流产沙量极显著减少,径流调节程度较高,产沙量越集中于暴雨过程;植被覆盖程度高但生态恢复程度小的中游,主要受气候因素主导,产流量明显减少,产沙量微弱降低,径流调节程度弱。水沙数量变化大小及径流调节功能程度,不仅受植被恢复程度的影响,还决定于区域植被盖度的大小。研究可为理解黄土高原的生态水文过程提供理论支撑。

采煤沉陷区典型植被分布与地形地貌及地下水关系研究

植被的生长与土壤水、地下水之间存在一定关系。为了研究大柳塔矿采煤沉陷区植被分布与地形地貌及地下水之间的影响变化关系,采用野外调查结合水文钻孔观测,统计分析了不同地形地貌植被分布特征,分析了沉陷区植被生长分布与地下水之间的影响关系。研究结果表明:植被随地形地貌变化呈非地带性分布,从山顶到山底、沟谷,植被过渡分带依次为草甸植被、灌草植被、乔草植被、水生植被,且山坡面植被的多样性最丰富。沉陷区覆岩移动及裂缝发育使得地下水受损,但对于绝大多数生态植被的生长发育在短期内无显著性影响,且裂缝发育对生态植被的破坏主要出现在裂缝边缘地带,使得植被根系阻断。沙柳、黑沙蒿、柠条、小叶杨、旱柳、芦苇、旋复花、菖蒲、大石灯芯草均与埋深在5 m范围内的地下水存在显著相关性:当地下水埋深介于10~15 m时,沙柳、柠条、小叶杨、旱柳与地下水呈显著相关性;当地下水埋深介于15~30 m时,只有小叶杨和旱柳与地下水呈显著相关性。当地下水埋深在30 m以下时,乔木、灌木、草本植被的丰度与地下水呈弱相关和极弱相关。采煤沉陷区植被与地形地貌及地下水之间存在着联动变化关系,这种变化关系对于深入研究采煤沉陷区生态自修复具有重要参考价值。

黄土丘陵区植被类型对土壤微生物量碳氮磷的影响

选择黄土丘陵区延河流域4种典型植被类型下的土壤为研究对象,测定了土壤微生物量碳、氮、磷和相关基本理化性质。结果表明,在此流域的典型天然草地、人工灌木林、人工乔木林和农地中土壤微生物量碳(MBC)的含量范围分别为315.15—400.89、246.56—321.25、267.76—347.05和118.96—245.14 mg/kg,土壤微生物量氮(MBN)的含量范围分别为35.87—47.63、27.63—42.89、24.66—36.20和15.64—22.56 mg/kg,土壤微生物量磷(MBP)的含量范围分别为14.14—22.96、12.89—19.75、11.54—14.40和7.23—11.59 mg/kg;土壤微生物量总体呈现出天然草地最高、人工乔、灌木林次之,且均显著高于农地的趋势,表明退耕还林还草对土壤微生物生物量有明显的促进作用。不同植被类型下,土壤微生物量碳氮比和碳磷比的变化范围分别为7.49—10.87和16.27—24.11,土壤微生物量碳、氮、磷占土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)百分比的范围分别为2.70%—4.85%、2.56%—4.45%、2.08%—5.34%。其中天然草地、人工灌木林和农地土壤的微生物量碳氮比、碳磷比均显著小于人工乔木林(P<0.05);MBC/SOC在不同植被类型下的差异不显著,MBN/TN和MBP/TP均呈现出天然草地>人工灌木林>人工乔木林和农地的趋势,且差异显著(P<0.05)。微生物量碳、氮、磷与土壤有机碳、全氮和土壤含水率呈现极显著或显著相关性,与土壤pH值呈现出不同程度的负相关性,表明植被类型对这些与土壤微生物量紧密相关的理化性质也有显著影响。

基于遥感技术的广州市城市森林叶面积指数推算

应用叶面积指数(LA,I)及叶面积总量表达城市森林的绿量,并采用2004年遥感影像数据推算广州市不同类型森林的LA,I,建立了不同森林类型叶面积指数(LA,I)与归一化植被指数(ND,V,I)的回归模型,结果表明:不同类型森林的LA,I与ND,V,I的关系均可用逻辑斯蒂方程表达;不同森林类型的LA,I因树种、林龄及空间结构的不同而各异,按平均LA,I排序:有林地0.99>灌木林地0.78≈疏林地0.78>其它林地0.69(3月份数据);广州市森林叶面积总量29.47×108m2,森林的平均LA,I为0.95,市域范围的平均LA,I仅为0.40;不同森林类型对叶面积总量的贡献率与其占有的土地面积比例不相符,应通过采用不同的管理措施来增加其绿量的贡献度。

景电灌区植被类型对风沙流结构的影响

对景电灌区植被类型以及不同植被类型对风沙流结构的影响进行了分析，为有效防止灌区风沙危害及不同植被类型的合理配置提供了理论依据。

林芝地区不同植被类型退耕地的土壤理化性质分析

对林芝地区退耕地不同植被类型下土壤理化性质进行分析,结果表明:不同植被类型退耕地的土壤理化性质存在差异。林芝县布久乡杰麦村退耕还林核桃地内土壤结构疏松,土壤田间持水量大,土壤物理性质最好,其次为同村的退耕还林柳林地、米林县羌纳村退耕还林核桃地,后山退耕还草地最差。从化学性质看,米林县羌纳村退耕还林核桃地的有机质、N、P、K等养分含量最高,说明米林县羌纳村退耕还林核桃地的化学性质最好。

晋西黄土丘陵沟壑区不同森林植被生态水文功能研究

笔者在晋西黄土丘陵沟壑区设置5种不同植被类型的样地,对其土壤物理性质及枯落物特性进行测定,以期探索该地区不同森林植被的生态水文功能。结果表明,同种植被类型样地的土壤含水量随土层深度的增加而降低,同一土层深度不同植被类型样地的土壤含水量变化规律不明显。土壤容重以沙棘样地最大,杨树样地次之,华北落叶松样地最小;总孔隙度以辽东栎样地最大,油松样地次之,杨树样地最小;非毛管孔隙度以辽东栎样地最大,油松样地次之,华北落叶松、杨树和沙棘样地较小。油松样地和辽东栎样地的枯落物最大持水率分别为152.91%和199.16%,枯落物最大持水量分别为118.7 t/hm2和234.6 t/hm2,说明枯落物层具有良好的含蓄水源作用。