北方农牧交错带植被重建中适宜乔、灌、草种的生态区划

因遭受滥垦及过度放牧破坏的中国北方农牧交错带亟待进行植被的恢复和重建。本文从为该区域植被的恢复与重建提供植物物种上的支持出发,对适宜该区域生长与分布的乔、灌、草种进行了生态区划。生态区划的原则概括为4条：生态保育优先、有利生产发展、适地适树适草以及参考行政区划边界。在该原则指导下,依据限定农牧交错带植物生长和分布的主要生态因子：年最低日均温、年大于0℃积温、湿润度指数(年降水量与年大于O℃积温之比)、反映区域地表组成物质、地形及气候特征影响的土壤类型等,将农牧交错带划分为7个不同的生态区域,依次为：I．松辽平原西部及大兴安岭山地区,II．辽河上游风沙区,In．蒙古高原中、东部及冀西北山地区,Ⅳ．吕梁山、太行山、燕山山地区,V．鄂尔多斯高原风沙区,Ⅵ．陕北、陇东黄土高原区,Ⅶ．陇中及青海高原东部黄土区。在上述分区的基础上,对以往文献报道中出现的适宜该区域生长和分布的乔、灌、草,包括乡土种和人工栽培或引种的外来种,按其生态习性分别进行了细致的甄别选择,并在文中择其精要予以列出。     

乡土植物生活型构成对川渝地区边坡植被水土保持效益的影响

乡土植物灌木化建植是高速公路边坡防护的重要生态模式。为了探讨生态恢复过程中乡土植物的生活型构成对边坡植被水土保持效益的影响,揭示乡土植物生活型-物种多样性-生态系统功能间的偶合关系,借助3个物种配置试验,于2009年4月构建了以草本、灌木或乔木为主体的草本型、灌木型、乔木型绿化配置及草-灌-乔混合型试验区。自建植次年(2010年)起,对试验区进行持续5a生态监测。结果表明:1)边坡植被的物种丰富度与乡土植物的生活型有关,呈现乔木型灌木型草-灌-乔混合型草本型趋势;2)植被的物种多样性(Shannon-Wiener指数、Pielou指数)与乡土植物生活型构成及建植年限有关:建植后第1、第2年,多样性水平呈草本型草-灌-乔混合型灌木型乔木型变化趋势;自建植后第三起(2012—2014年),呈草-灌-乔混合型草本型灌木型乔木型波动;3)植被的水土保持性能(径流系数、侵蚀模数)与群落的物种多样性密切相关:多样性水平越高,水土保持性能越强。可见,乡土植物的生活型构成对提高边坡植被的物种多样性、改善生态性能至关重要。     

生态地理分区视角下的辽宁省植被归一化植被指数的时空变化

归一化植被指数(NDVI)是反映植被覆盖及其生长状况的重要指标，探究其时空变化以及对生态因子的响应，对区域生态保护和自然资源管理有重要意义。本研究将辽宁省分为3个生态地理区(西北农牧交错区、中部农业区、东部农林区),基于遥感、植被、气候、地形和人类活动等数据，采用趋势分析法和地理探测器模型，揭示了辽宁省植被NDVI的时空变化趋势，以及各驱动因子对辽宁省植被NDVI分布格局的影响强度和交互作用机制。结果表明：2001—2020年，辽宁省NDVI年均值在0～0.92,呈现东部高西部低、内陆高沿海低的分布格局。植被覆被整体呈增加趋势，其中，NDVI增加的区域主要集中在西北农牧交错区和东部农林区；NDVI减少的区域主要集中在中部农业区与东部农林地区的交界处，以及东部农林区沿海一带。3个生态地理分区的年均NDVI变化各不相同，其中，西北农牧交错区NDVI整体偏低，但呈缓慢上升的波动趋势；东部农林地区NDVI整体偏高，NDVI年际变化基本稳定；中部农业区的NDVI高值和低值错落分布，NDVI年际变化呈减少趋势。3个生态地理分区中，自然因子是NDVI变化的关键驱动力，其中，积温和降水的影响最大。各因...     

漓江流域水陆交错带植被配置型式分类及生态特征

通过以漓江流域水陆交错带为研究对象,选取了40个样地实地调查其草本层盖度、植被类型、河岸带宽度、坡度、周边土地利用类型、位置、人为干扰度等指标,运用聚类分析的方法将漓江流域水陆交错带现有植被配置型式进行汇总分类研究,划分结果为:江心洲天然灌草型式(T1)、远郊天然林乔灌草型式(T2)、城区人工乔草型式(T3)、缓坡边滩天然草本型式(T4)、农商用地人工林乔灌草型式(T5)和城外天然乔灌草型式(T6)。通过对各种植被配置型式的生态特征分析,探讨了漓江流域现有的不同植被配置型式的退化状况及其存在的生态退化问题和原因,提出了生态恢复建议:江心洲天然灌草型式和远郊天然林乔灌草型式生态退化程度较小,宜采取保护和自然恢复的方法;城区人工乔草型式采用近自然方法治理;缓坡边滩天然草本型式适当采用引种和育植方法治理;农商用地人工林乔灌草型式生态恢复应注重生境多样性的恢复;城外天然乔灌草型式退化较为严重,采用全系列生态护坡和土壤生物工程护坡进行治理。     

中国北方农牧交错带生态系统的独特性及其治理开发的生态学原则

基于我国农牧交错带生态恶化问题迄今未解决的现实,对此带的现行定义进行了再思考,提出它是在独特的历史和人文背景下逐渐形成的一种动态区域,因而似不宜从地理学或生态学或植被学的角度单一地研究其属性,将其仅仅看作为生态过渡带,而应更多注意其生态－社会－经济复合系统的特性,并据此考虑治理对策,我国北方农牧交错带兼具生态服务和支持相当密度人口的生存,发展两大功能,在不可能照搬发达国家治理途径的前提下,须采取跨学科的方法,寻找能较好地协调生态与经济关系,符合自然和经济规律的农业结构及相应资源利用和维护方向的新途径,确立以有利于提高“生态系统生产力”水平,从而为受损生态系统提供较多启动能／物流和货币流的草,畜支柱产业及其植被重建的策略。     

退化天坑倒石坡林下优势物种生态位特征

以典型的中度退化天坑——巴家陷塘天坑为例,对其倒石坡生态交错带森林群落优势种种群进行生态位特征分析,以期为喀斯特天坑的生物多样性保护及天坑地表区域植被的生态修复提供科学参考.结果表明:土壤养分铵态氮、速效钾、有效磷相较于土壤水分和温度对天坑物种分布影响最显著,解释量分别为37.4%、32.8%、29.3%.随着天坑倒石坡坡位(坑口-上坡位-中坡位-下坡位-坑底)的变化,其林下植物生活型由常绿旱生向常绿湿中生变化,草本种群生态位重叠程度较灌木种群更大.灌木植物密花荚蒾、小雀花和草本植物一把伞南星、荩草有较宽的生态幅和抗逆性,占据天坑林下灌草层的上层.随着土壤碱性不断加强,灌木植物长圆叶梾木和草本植物尼泊尔老鹳草、黄龙尾失去竞争力.巴家陷塘林下优势种的生态位特征与针阔混交林的冠层结构、林下灌草的生态策略、天坑独特的生境、优势物种的重要值等密切相关.     

中国西南喀斯特植物群落演替特征及驱动机制

植被恢复是西南喀斯特石漠化治理和生态重建的关键步骤。通过总结已有的结果和分析中国科学院环江喀斯特试验站部分试验数据,研究了西南喀斯特植被演替过程中群落的动态特征,结果发现:西南喀斯特沿北、中、南亚热带至北热带的海拔递减、气温和降雨量升高的梯度格局下,群落的高度、盖度增加,密度、科属种数量和物种多样性呈递减趋势;不同区域沿草丛、灌丛、灌乔丛、乔丛的顺向演替方向上,群落的高度、盖度增加、密度减小,科属种数量及物种多样性除北亚热带持续增加外,其他3个区域的最大值均出现在灌乔丛,乔丛反而有所下降;西南喀斯特植被演替是生物驱动因素与环境阻力相互作用的结果,不同区域不同演替阶段植被演替的建群种和关键种不同,其植物群落的稳定性受多样性和结构性的共同控制,因地质和生态环境恶劣,植被退化容易恢复难,充分理解和认识植被演替规律对西南喀斯特植被恢复和生态重建意义重大。     

从植物群落学原理谈黄土高原植被建造的几个问题

依据植被地带性分布规律及植物群落结构原理,对黄土高原大面积建造林草植被的实践和学术上存在的有关问题进行了分析讨论。认为对造林而言应强调适地适林,“适地适树”的提法有不确切性,因为很多适地适树的树种用作主要造林树种则不适宜,指出应选择相应地带植被优势种用于造林种草,辅以伴生种,建立不同类型的复层混交植被,森林带,森林草原带,草原带分别以针阔混交,乔灌草混交,稀树灌草丛模式为主。从人工林草地土壤水分动态看,“草灌先行”的造林途径是不可行的。     

西安城市绿地生态功能研究

通过调查,将西安市片状绿地按种植结构分为乔灌草、乔草、灌草、乔木、灌木和草坪6种类型,并定点定时测定绿地中心和对照点的光强、湿度、温度、噪音、空气中细菌数.结果表明,在片状绿地中,除草坪外,其他绿地均具有一定的遮荫效应,不同结构绿地遮荫效应依次为灌木＞乔灌草＞乔草＞灌草＞乔木＞草坪;各绿地也有明显的降温效应,降温效应依次为乔灌草＞乔木＞灌木＞乔草＞灌草＞草坪;各绿地还有一定的增湿效应,增湿效应依次为乔草＞乔灌草＞乔木＞灌木＞灌草＞草坪;各绿地也具有降噪效应,降噪效应依次为乔灌草＞乔草＞乔木＞灌草＞灌木＞草坪;各绿地在灭菌方面也有明显的作用,灭菌效应依次为乔灌草＞乔草＞乔木＞灌草＞灌木＞草坪.相同种植结构的绿地中复层结构绿地的生态效益均大于单层结构的绿地.最后,根据以上结论提出了提高城市绿地生态功能的措施.     

云南热带、亚热带山地灌草丛植被特点及利用途径

灌草丛植被在云南的热带、亚热带山地广泛分布。这一植被类型主要由热带(或起源于热带)的禾草所组成,形成一个很明显的禾草草层,其上散生少数乔、灌木。现已分出5个植被亚型,12个群系和17个群丛。5个植被亚型是：热性灌草丛、干热性灌草丛、暖热性灌草丛、暖温性灌草丛和温凉性灌草丛。其中干热性灌草丛可认为是“半热带草原”或“次生热带草原”。在长期演替中,5个灌草丛可分别向5个最后的气候顶极演替。在开发利用上,山地坡度大于20˚者可发展林业,小于20˚者可发展畜牧业及其他种植业。在已划定的自然保护区(或点)内,必须严格保护,并可开展一些重要科研工作。     

Spatial patterns of leaf nutrient traits of the plants in the Loess Plateau of China

The spatial patterns of leaf nutrient traits of plants in seven sites, Yangling, Yongshou, Tongchuan, Fuxian, Ansai, Mizhi and Shenmu, standing from south to north in the Loess Plateau of China, were studied. The results showed that of the 126 plant samples in the Loess Plateau, the mean leaf organic carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) were 43.8, 2.41, 0.16 and 1.67%, respectively, and ranked in the order of C > N > K > P. Leaf C, N, P and K ranged from 32.6 to 54.8%, 0.82 to 4.58%, 0.06 to 0.35%, and 0.24 to 4.21%, respectively. The mean leaf C/N, C/P and N/P ratios were 21.2, 312 and 15.4, respectively. It is indicated that leaf N in the Loess Plateau was significantly higher than those in Chinese and global flora, but leaf P was significantly lower than that in global flora, which resulted in a higher N/P ratio in the Loess Plateau. The results also showed that leaf C, N, P, K, C/N and C/P ratios varied significantly among the seven life-form groups, which were trees, shrubs, herbages, evergreen trees, deciduous trees, C₃ and C₄ herbages, but leaf N/P ratio differed little among the seven life-forms. In the sampled species in the Loess Plateau, leaf C was negatively correlated with leaf N, P and K, while leaf N, P and K were positively correlated with one another. In general, leaf N/P ratio increased as the latitude and annual solar radiation increased and the mean annual rainfall and mean annual temperature decreased.     

黄土高原林草植被建设的地带性特征

 针对黄土高原现有人工林草植被存在的主要问题,依据天然植被地带性分布规律和实测资料,分析了以水分为主的生态条件及林草植被对水分利用的地带性特征,提出了黄土高原林草植被建设的群落学原理和关键技术。即：依据植被地带分布规律指导人工林草植被建设;选择地带性植被优势种作为主要造林种草的植物种;模拟天然植被结构实行乔灌草复层混交是快速建造稳定植被的科学途径。根据一些“适地适树”树种并不能正常成林的现象,提出造林应强调“适地适林”的原则,同时给出适宜黄土高原不同植被地带林草植被建设的主要树草种和伴生种或四旁绿化树种。     

Spatial patterns of foliar stable carbon isotope compositions of C<Subscript>3</Subscript> plant species in the Loess Plateau of China

The spatial pattern of foliar stable carbon isotope compositions (δ¹³C) of dominant species and their relationships with environmental factors in seven sites, Yangling, Yongshou, Tongchuan, Fuxian, Ansai, Mizhi and Shenmu, standing from south to north in the Loess Plateau of China, was studied. The results showed that in the 121 C₃ plant samples collected from the Loess Plateau, the foliar δ¹³C value ranged from −22.66‰ to −30.70‰, averaging −27.04‰. The foliar δ¹³C value varied significantly (P<0.01) among the seven sites, and the average δ¹³C value increased by about 1.69‰ from Yangling in the south to Shenmu in the north as climatic drought increased. There was a significant difference in foliar δ¹³C value among three life-forms categorized from all the plant samples in the Loess Plateau (P<0.001). The trees (−26.74‰) and shrubs (−26.68‰) had similar mean δ¹³C values, both significantly (P<0.05) higher than the mean δ¹³C value of herbages (−27.69‰). It was shown that the trees and shrubs had higher WUEs and employed more conservative water-use patterns to survive drier habitats in the Loess Plateau. Of all the C₃ species in the Loess Plateau, the foliar δ¹³C values were significantly and negatively correlated with the mean annual rainfall (P<0.001) and mean annual temperature (P<0.05), while being significantly and positively correlated with the latitude (P<0.001) and the annual solar radiation (P<0.01). In general, the foliar δ¹³C values increased as the latitude and solar radiation increased and the rainfall and temperature decreased. The annual rainfall as the main influencing factor could explain 13.3% of the spatial variations in foliar δ¹³C value. A 100 mm increment in annual rainfall would result in a decrease by 0.88‰ in foliar δ¹³C values.     

四川贡嘎山地区杜鹃属的地理分布及区系组成

贡嘎山地区位于青藏高原的东南缘,横断山系的东北段,现有杜鹃属植物73种4变种2亚种。在贡嘎山地区东坡的不同垂直高度上分布有43种(包括变、亚种)杜鹃,西坡则分布有63种(包括变、亚种)。贡嘎山地区杜鹃属植物的区系组成属于泛北极植物区,大致分为:1、中国-日本森林植物亚区,只有1种杜鹃。2、中国-喜马拉雅森林植物亚区,有78种(包括4变种, 2亚种),其中(1)1种分布于西藏、云南,并经云南入缅甸分布;(2)44种为四川特产;(3)5种为贡嘎山地区特有种。另外,贡嘎山地区杜鹃属植物区系还有其特点:1、贡嘎山地区是杜鹃属植物分布中心之一;2、贡嘎山地区是杜鹃属植物分化中心之一;3、贡嘎山地区杜鹃属植物有垂直替代现象。     

Spatial patterns of photosynthetic characteristics and leaf physical traits of plants in the Loess Plateau of China

The spatial patterns of photosynthetic characteristics and leaf physical traits of 171 plants belonging to nine life-forms or functional groups (trees, shrubs, herbs, evergreen trees, deciduous trees, C₃ and C₄ herbaceous plants, leguminous and non-leguminous species) and their relationships with environmental factors in seven sites, Yangling, Yongshou, Tongchuan, Fuxian, Ansai, Mizhi and Shenmu, ranging from south to north in the Loess Plateau of China were studied. The results showed that the leaf light-saturated photosynthetic rate (P_max), photosynthetic nitrogen use efficiency (PNUE), chlorophyll content (Chl), and leaf mass per area (LMA) of all the plants in the Loess Plateau varied significantly among three life-form groups, i.e., trees, shrubs and herbs, and two groups, i.e., evergreen trees and deciduous trees, but leaf nitrogen content differed little among different life-form groups. For the 171 plants in the Loess Plateau, leaf P_max was positively correlated with PNUE. The leaf nitrogen content per unit area (N_area) was positively correlated but Chl was negatively correlated with the LMA. When controlling the LMA, the N_area was positively correlated with the Chl (partial r = 0.20, P < 0.05). With regard to relationships between photosynthetic characteristics and leaf physical traits, the P_max was positively correlated with N _area, while the PNUE was positively correlated with the Chl and negatively correlated with the N_area and LMA. For all the species in the Loess Plateau, the PNUE was negatively correlated with the latitude and annual solar radiation (ASR), but positively correlated with the mean annual rainfall (MAR) and mean annual temperature (MAT). With regard to the leaf physical traits, the leaf Chl was negatively correlated with the latitude and ASR, but positively correlated with the MAR and MAT. However, the N_area and LMA were positively correlated with the latitude and ASR, but negatively correlated with the MAR and MAT. In general, leaf N_area and LMA increased, while PNUE and Chl decreased with increases in the latitude and ASR and decreases in MAR and MAT. Electronic supplementary material The online version of this article () contains supplementary material, which is available to authorized users.     

黄土高原植被-降水关系的临界现象及其在植被建设中的意义

以退耕还林还草为主要内容的大规模的生态环境建设正在我国兴起,如何进行科学的植被配置规划,是一个急待解决的理论和实践问题。以自然植被初级生产力(NPP)表征潜在的即最大可能的植被条件,并与现在的森林覆盖率分布以及植被构成特征进行了比较。通过大量实测资料的分析,查明了降水条件对森林覆盖率和NPP的影响及其临界条件。研究表明,以NPP表征的天然植被特征值在黄土高原地区的分布具有显著的地带性。NPP与年平均降水量的关系中存在着两个临界点,分别代表着植被类型的变化,Pm=250mm可视为荒漠与草原植被之间的临界点,而Pm=480mm则为草原(森林草原)与森林(落叶阔叶林)之间的临界点。尽管次生的人工植被受人为因素的控制,由于存在着自然稀疏化过程,将使人工林地最终达到某种与水分承载能力相一致的平衡状态,自然条件如年降水仍然是决定其覆盖度的重要因素。在森林覆盖率与年平均降水量的关系中表现出一个临界点。当Pm<480mm时,森林覆盖率很低,且随年降水的增大而增大的速率很慢;当Pm>480mm时,森林覆盖率随年降水量而急剧增大。人为建造的水土保持植被,是一个自然的人工生态系统,也是一个自组织系统,它通过自我调节而趋向于达到某种平衡,建立一定的群落结构甚至于趋向于某种顶极群落,从而实现乔木、灌木、草本植物组成的最优组合。从这一原理出发,提出了一个基于实测资料进行统计分析的方法,来确定使乔木面积在乔木、灌木、草本总面积中的最优或较优的比例,得出了具体的数据。     

中国北方农牧交错带优化生态-生产范式体系构建

中国北方农牧交错带的生态、生产双重功能决定了其在国民经济发展中的重要战略地位.将系统工程方法论引入对农牧交错带的研究中,构建典型区域内优化的生态-生产范式体系.在建立自然环境要素、生物群落特征、生产与经济以及社会文化和历史变迁四大基本数据库的基础上确定范式体系并设计框架;之后以数学模型和方法为手段分析范式所涉及的植被和其所处的自然、社会环境以及经济等各因素的相互作用的过程和格局及其对区域的贡献,包括对前人工作的综合集成;最终以各种遥感图件、地形图等为基础给出不同范式点的剖面结构图、规划图及说明,设计综合的评价指标体系对范式的可行性、科学性等进行评价择优,为决策者提供优化的生态-生产范式,也就是生态保育阈值内最优的的土地利用格局.最后,给出了农牧交错带内选取的3个范式点的剖面图,建立了范式的初步框架.     

黄土峁状丘陵区牧草引种及立地水分动态研究

为丰富黄土高原峁状丘陵区牧草种质资源,为退耕还林还草提供科技支撑,自1998年起从国内外陆续引进牧草品种4科、14属、36种100余份,经5年的适应性驯化,鉴选出了适宜该区生态条件的优质牧草4科9属21种.鉴选出的良种牧草抗旱、耐瘠薄、优质、高产,在坡地退耕还草中有重要意义.同时对其立地条件进行了研究,结果表明不同牧草对立地土壤水分利用强度及空间分布有很大的差异,提出了不同牧草混播比例及立地范围.     

宁夏哺乳动物区系与地理区划研究

宁夏现有哺乳动物75种,隶属于6目19科52属 。本文分析了宁夏哺乳动物区系特征,将宁夏划分为3个动物地理省、6十动物地理州,并对各省及各州动物区系之间的相似性等问题进行了探讨。     

中国北方农牧交错带优化生态—生产范式体系构建

中国北方农牧交错带的生态、生产双重功能决定了其在国民经济发展中的重要战略地位。将系统工程方法论引入对农牧交错带的研究中,构建典型区域内优化的生态．生产范式体系。在建立自然环境要素、生物群落特征、生产与经济以及社会文化和历史变迁四大基本数据库的基础上确定范式体系并设计框架;之后以数学模型和方法为手段分析范式所涉及的植被和其所处的自然、社会环境以及经济等各因素的相互作用的过程和格局及其对区域的贡献,包括对前人工作的综合集成;最终以各种遥感图件、地形图等为基础给出不同范式点的剖面结构图、规划图及说明,设计综合的评价指标体系对范式的可行性、科学性等进行评价择优,为决策者提供优化的生态一生产范式,也就是生态保育阈值内最优的的土地利用格局。最后,给出了农牧交错带内选取的3个范式点的剖面图,建立了范式的初步框架。