Land cover change and eco-environmental quality response of different geomorphic units on the Chinese Loess Plateau

Land cover in the Chinese Loess Plateau has undergone dramatic changes since the late 1980s.Revealing the trend in land cover change and eco-environmental quality response of different geomorphic units in this stage is a realistic requirement for promoting sustainable development of the Chinese Loess Plateau.Based on the data of geomorphic units and land cover in 1990,2000,2010 and 2018 of the Chinese Loess Plateau,we studied the trend of land cover change and eco-environmental quality response of different geomorphic units by using a significance index of land cover change,a proportion index of land cover change and an eco-environmental response model.The results indicated that from 1990 to 2018,the areas of forestland and construction land substantially increased,whereas those of cropland,grassland,wetland and unused land considerably decreased.Land cover change exhibited large geomorphic differences,and the main conversion of land cover was from cropland into other land types.Unstable trend of land cover change in the loess tablelands and sandy loess hills declined,whereas the unstable trends in the other geomorphic units enhanced.Eco-environmental quality varied among different geomorphic units.The expansion of construction land and degradation of forestland,grassland and wetland resulted in the deterioration of eco-environmental quality.The conversion of cropland and unused land into forestland and grassland,and the conversion of grassland into forestland were the main factors that drove the improvement of eco-environmental quality.The findings of this study may provide theoretical reference and support decision making for the optimization of land use structure and the improvement of eco-environmental quality on the Chinese Loess Plateau.

放牧强度对晋北盐碱化草地植物经济类群的影响

通过在晋北盐碱化草地设置不放牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和极度放牧(EG)5个放牧强度研究该草地群落物种类群的变化,为确定草地合理的载畜量和放牧利用奠定基础。研究表明,随着放牧强度的增大,禾本科类群比例减小,CK与其他4个放牧强度之间差异显著(P<0.05);豆科类群比例呈增大的趋势,但各放牧强度之间差异不显著(P>0.05);菊科类群比例减小,EG与其他4个放牧强度之间差异显著(P<0.05);委陵菜属比例增大,CK和LG之间差异显著(P<0.05);杂草类群减小,CK与LG、HG、EG之间差异显著(P<0.05)。随着放牧强度的增大,草地中禾本科类群、豆科类群和菊科类群的质量指数减小,委陵菜属和杂草类的质量指数增大。

高寒小嵩草草甸牦牛优化放牧强度的研究

高寒小嵩草草甸牦牛放牧强度试验表明:(1)不同放牧强度下各植物类群的地上生物量和总的地上生物量之间差异极显著,莎草科植物地上生物量的百分比组成之间差异极显著,禾本科和杂类草地上生物量的百分比组成之间差异显著,而且禾本科和莎草科(除对照外)植物的地上生物量及其百分比组成随放牧强度的增加而减小,杂类草的变化与之相反;(2)优良牧草比例和草地质量指数与放牧强度之间均呈负相关,而优良牧草比例的年度变化和牦牛个体增重的年度变化之间呈正相关;(3)群落的相似性系数随放牧强度的增加而减小.通过建立植被变化度量指标,认为优良牧草比例的年度变化是评价高寒小嵩草草甸放牧价值的直接度量指标,而相似性系数的变化和草地质量指数的变化与牦牛生产力没有明显的联系,不能反映草场植被放牧价值的变化,只能指示植物群落整体的相对变化程度;牦牛的放牧强度约为1.86头/hm2是小嵩草高寒草甸暖季草场可持续生产而不退化的最大放牧强度.

氮素添加对典型草原区割草场植物群落结构及草场质量指数的影响

养分添加对维持割草场养分平衡具有重要意义,本研究通过不同割草制度下添加氮素试验,探讨了氮素添加对割草地产量、群落物种多样性及草群质量指数的影响。结果表明,1)氮素添加对一年割1次草地的增产效果显著。添加氮素当年N3(64.4kg/hm2)、N4(78.2kg/hm2)较对照显著增产,幅度近50%,且次年也表现出明显的肥料残效;对一年割2次,仅在N4梯度上有显著的增产效果,表现出肥料施用量不足。对不割草处理区,添加氮素未达到显著增产(P<0.05)。2)割草处理下,物种多样性指数随氮素添加梯度的增加呈波动状增长趋势;而均匀性指数呈下降走势。3)添加氮素后羊草和大针茅在一年割1次和不割草处理中都表现出等补偿和超补偿,但在一年割2次中均为不足补偿;糙隐子草则相反,在不割草处理中仅为等补偿而在割草处理后刈割频度越高超补偿现象越明显。添加氮素后3种群的氮含量都明显提高,但在不割草处理中的糙隐子草在N2(50.6kg/hm2)梯度达到最高之后,基本保持该水平。4)氮素添加对不同轮割制度下草地质量有明显的提高作用。施用N4梯度的试验区在2年的综合效果中表现最佳,草地质量维持的最好。

甘南亚高山草甸人工草地的演替和质量变化

甘南亚高山草甸不同时间建立的垂穗披碱草（Ｅｌｙｍ ｕｓ ｎｕｔａｎｓ）人工草地植物群落结构和草地质量变化及其原因的研究结果表明： １． 垂穗披碱草人工草地只有在播种后第二年的产量最高，而草地质量指数ＩＧＱ （ｉｎｄｅｘ ｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ）在七年生群落中最低； ２． 垂穗披碱草人工草地群落的种类数量和种多样性随年龄而增加，但其增加的模式各不相同； ３． 人工草地中垂穗披碱草地上部生物量的下降和草地质量指数的下降与土壤中速效磷含量的下降有关，而速效氮的含量对其影响不明显。因此。

山地荒漠草地封育对土壤质量的影响

[目的]评价封育草地土壤的质量.[方法]以北疆山地荒漠草地放牧和围封7年草地土壤为研究对象,分析土壤总有机碳、活性有机碳及碳库管理指数的变化.[结果]随着土层深度的增加土壤有机碳、土壤易氧化碳、土壤微生物量碳含量均呈降低趋势.与放牧相比,围封7年土壤易氧化碳与土壤有机碳含量升高,但差异不显著;土壤微生物量碳含量在5～ 50 cm各土层显著升高（P＜0.05）.0～20 cm、35～ 50 cm土层碳库管理指数＞ 100.表明草地封育使土壤有机碳活度增大,同时增加了土壤碳的截存,土壤质量有所提升.[结论]围封后,土壤易氧化碳与土壤有机碳含量升高;土壤微生物碳含量显著升高;土壤表层与下层碳库管理指数高于放牧;荒漠漠地长期封育改善了土壤有机质状况和土壤碳库质理,增强了土壤碳汇功能.

应用土壤质量退化指数计算松嫩盐碱草地土壤营养位

土壤质量退化指数是一种定量评价土壤质量的方法,以某一土壤类型为基准,计算其他土壤类型与基准土壤类型之间各土壤属性的差异,进而反应土壤质量退化或改善的程度。采用1999年的数据应用该方法评价土壤营养状况,计算土壤营养位,分析松嫩盐碱草地植被种群分布格局与土壤营养的关系,从而探讨应用土壤质量退化指数计算土壤营养位的可行性。应用土壤质量退化指数评价土壤营养位得到的结果与主成分分析法的基本一致,并且方法更为简便,更利于土壤营养位分析在生产实践中应用。

青藏高原典型高寒草甸退化草地的恢复——施肥刈割对草地质量的影响

对甘南典型高寒草甸退化草地2年的实验研究表明,1)施肥后草地生产力、草地质量明显提高;2)在每个施肥水平上,刈割处理都对草地质量、生产力没有显著影响;3)施肥刈割的交互作用不显著;4)施肥、刈割对群落结构有明显影响,施肥使群落结构简化。对照处理有10个物种地上生物量超过最大单种生物量的1/2,而且2年中都是如此;最高施肥水平中1个物种占了绝对优势。沿施肥梯度物种最大重要值从0.107,0.183,0.585一直增加到0.775。在短期内施肥可以使退化草地恢复生产力,退化草地在恢复的同时可以利用。

内蒙古典型草原区土壤理化性质对不同利用方式的响应

草原土壤理化性质对草原生物多样性、畜牧业发展有重要影响。选取内蒙古锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗天然牧场下不同利用方式的典型草原区为研究对象,运用土壤质量指数(SQI)对土壤理化性质与利用方式之间关系进行综合研究。结果表明:土壤有机质和速效氮含量随土层加深呈现先增加后减少的趋势,0~10 cm表层土壤含量显著高于其他土层,20~30 cm土层夏季草场有机质含量低于刈割草场(P<0.05),土壤速效磷,速效钾随土层呈现减少趋势且土层间差异显著(P<0.05),冬季草场0~5 cm速效磷显著高于其他利用方式(P<0.05),冬季草场速效钾含量高于低于其他利用方式(P<0.05),其余土层速效磷在利用方式间、冬季草场在土层间不显著;冬季草场土壤pH值显著高于其他利用方式(P<0.05),土层间pH值差异不显著,冬季草场表层土壤含水量极显著低于其他利用方式(P<0.01)。冬季草场SQI在0~5,10~20、20~30 cm三个土层上显著高于其他草场(P<0.01),5~10 cm刈割草场土壤质量指数最高(0.914),且显著高于其他利用方式(P<0.05),综合来看刈割草场和冬季草场土壤质量优于夏季草场,应当加强对夏季草场的合理利用,促进草地可持续发展。

退化高寒草甸暖季休牧恢复过程中植被和土壤特性

为探讨暖季休牧恢复过程中退化高寒草甸植被和土壤恢复特性,本研究对泽库县退化高山嵩草草甸暖季休牧样地不同恢复阶段植被和土壤特性进行调查,结果显示植被高度、地上生物量、土壤含水量、土壤有机碳含量等生态功能属性随自然恢复时间的延长不断得到改善(P<0.05),在恢复末期(9—10年)恢复最好;植被盖度、地下生物量、多样性、土壤容重等恢复效果逐渐增强,并在恢复后期、恢复末期趋于稳定;随着休牧时间的延长,垂穗披碱草(Elymus nutans)生存状态指数逐渐增大,在恢复末期达到了10.27,而植被退化的指示物种黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)和瑞苓草(Saussurea nigrescens)生存状态指数逐渐减小,从较高的优势物种逐渐被垂穗披碱草等物种所替代。对草地质量进行综合评价发现,暖季休牧样地草地质量在恢复末期的草地质量评分最好。本研究为推广实施暖季休牧来恢复退化高寒草甸提供了理论基础。

基于红边谱段的草地品质评价方法研究

草地资源是我国畜牧业发展的坚实基础。但由于长期不合理的开发利用,导致全国近90%的可利用草地都存在不同程度的退化。因此及时准确地监测草地生长状况和掌握反应草地生势的品质参数,对草地管理具有重要的现实意义。近年来,随着遥感技术的不断发展,越来越多的高分辨率卫星增加了红边谱段。红边谱段对受病虫害影响的植被反映较为明显,且受背景影响较小,被广泛应用于植被品质研究中。笔者基于吉林一号遥感影像中的B4红边波段对植被的显著表达特点进行分析研究,构建草地品质指数(GQI:Grassland Quality Index),与单一植被指数相比,该指数可以更全面的衡量草地品质不同指标的优劣程度。通过选取与草地品质相关度高的植被指数进行计算并进行主成分分析,得到草地品质指数(GQI)的得分公式,计算得到草地品质指数结果。结果表明:向海自然保护区80%的草地处于品质中等水平,生长状况优良的草地范围大概占15%,与实际情况比较吻合。

那拉提山地草甸合理放牧强度研究

【目的】明确山地草甸毒害草蔓延现状下的合理载畜量,研究不同放牧强度下草地植被特征、毒害草白喉乌头种群的变化规律。【方法】采用野外调查取样的方法,在那拉提山地草甸测定不同放牧强度(轻牧13.5只羊/hm^2,中牧20.3只羊/hm^2,重牧26.3只羊/hm^2,极牧33.0只羊/hm^2)下绵羊增重量、白喉乌头的种群特征以及草场质量指数状况。【结果】(1)随着放牧强度的增加,可食牧草的生物量、高度、盖度均呈逐渐下降的变化趋势,放牧区可食牧草生物量和草场质量指数比对照区极显著降低了32.2%~70.2%、23.6%~65.7%(P<0.01);(2)白喉乌头重要值随放牧强度的增加呈逐渐下降的变化趋势,且放牧区极显著高于对照的51.5%~114.7%(P<0.01);(3)放牧强度与单位绵羊增重、可食牧草生物量、草场质量指数呈显著(P<0.05)或极显著负相关系(P<0.01),但与白喉乌头重要值呈极显著正相关关系(P<0.01)。【结论】在毒草增生的山地草甸合理的放牧强度为20.0只羊/hm^2。

钢轨打磨廓形设计在朔黄重载铁路道岔上的应用

依托朔黄铁路,分析道岔钢轨廓形设计打磨后其廓形、轨面状态、轮轨几何接触关系和动力学性能的变化,并与修理性打磨进行对比。结果表明:廓形设计打磨后,钢轨打磨质量指数整体明显提升;钢轨表面病害明显去除,光带明显收窄且位置居中、宽度合理;轮轨关系明显改善,轨距角接触情况得到明显优化;轮轨横向力、纵向蠕滑率、横向蠕滑率以及磨耗指数降低明显。修理性打磨后道岔钢轨状态未见明显改善,甚至有所恶化。廓形设计打磨效果明显优于修理性打磨。

鼢鼠土丘植物群落演替生态位动态及草地质量指数

采用"空间代替时间"的方法,以不同演替系列的鼢鼠土丘植物群落为对象,通过种群生态位动态和功能群变化探讨其演替机制。选取20个主要群落组分种,采用Shannon生态位宽度和Pianka生态位重叠指数进行定量分析。结果表明:较大的生态位宽度常伴随着较大的生态位重叠,但一些具较小生态位宽度的物种之间也存在着较大的生态位重叠;物种之间的生态位重叠普遍较大。功能群变化分析表明:随着演替的进行,1、2年生杂草先迅速减小后缓慢增大,但总体减小;多年生杂草先增大后减小;多年生禾草类线性增加。反映了多年生禾草类最终在演替顶极群落中占据主导地位。采用草地质量指数分析了鼢鼠土丘植被状况,表明随着演替的进行,草地质量指数显著增加。

基于土壤微生物生物量碳和酶活性指标的土壤肥力质量评价初探

土壤质量评价是分析土壤管理措施对土壤质量影响的最重要的手段。以松嫩平原草地为对象,分析玉米地、苜蓿地、自然恢复草地、羊草地和羊草割草地5种利用方式短期(4年)内土壤微生物生物量碳含量以及过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的变化,采用土壤质量指数法对不同土地利用方式下的土壤肥力质量进行定量评价,探讨基于土壤微生物生物量碳和酶活性指标的土壤肥力质量变化的原因。结果表明,土地利用方式对土壤微生物生物量碳含量、脲酶活性和蔗糖酶活性具有极显著(P<0.01)的影响,而对过氧化氢酶活性和碱性磷酸酶活性没有显著影响。草地恢复明显提高了土壤微生物生物量碳的含量与土壤酶的活性,其中蔗糖酶活性增加幅度最大,4种草地利用方式的敏感性指数均大于1.94,响应最敏感,而过氧化氢酶活性的增加幅度最小,4种草地利用方式的敏感性指数均小于1.13,响应最差。苜蓿地、自然恢复草地、羊草地和羊草割草地中分别有4个、3个、2个和1个土壤微生物指标的敏感性指数大于1.5,研究区内种植苜蓿对土壤微生物指标的改善作用最大。线性与非线性土壤质量指数间具有极显著的正相关关系,表明它们均能准确的反映出土地利用变化对土壤肥力质量的影响。草地恢复显著提高了研究区内的土壤肥力质量,其中苜蓿地的土壤质量指数最高,其线性和非线性土壤质量指数分别为0.89和0.60,自然恢复草地、羊草割草地和羊草地次之,玉米地最低,其线性和非线性土壤质量指数仅为0.55和0.30。研究表明,在松嫩平原土壤条件较差的地区种植苜蓿可能是改善土壤肥力质量最佳的利用方式之一。

基于退耕还草背景的科尔沁沙地生态环境质量评价

基于研究区2000、2005年土地利用图形数据、土地沙漠化监测数据、环境状况公报数据以及统计年鉴数据,依据《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T192-2006),从整个研究区及旗、县尺度上对科尔沁沙地退耕还草工程实施初期、实施5年后的生态环境状况及动态变化进行定量分析和评价。结果表明:退耕还草工程实施5年后,科尔沁沙地整体生态环境状况虽有所改善,但仍属于"较差"级别。研究区各旗县的生态环境状况表现为阿鲁科尔沁旗、科尔沁左翼后旗、扎鲁特旗(含霍林郭勒市)和科尔沁右翼中旗的生态环境状况属于"一般"级别,而巴林左旗的生态环境状况则由退耕初期的"一般"级别退化为"较差"级别。整体看,科尔沁沙地沙尘治理中不存在"局部改善、整体恶化"的局势,但一些旗县在实施退耕还草工程过程中仍面临着草地数量、质量有待提高的局面。