半干旱区人工林草地土壤旱化与土壤水分植被承载力

近年来在黄土高原地区多年生林草地。出现了以土壤旱化为主要特征的土壤退化现象。退化土壤反过来影响植物的生长和发育,最终将导致植物群落衰败和生态系统的退化,从而影响到林草植被的长期稳定,经济效益和生态效益的持续稳定发挥,这已成为当前林草植被建设的重大问题之一。分析了土壤旱化现象与土壤干层的关系,探讨了土壤干层的划分标准。认为防止土壤旱化的主要措施就是控制林草地密度和生产力,而控制林草地密度和生产力的理论依据就是土地植被承载力。在黄土高原大部分地区植物吸收和利用的土壤水分主要依靠当地的天然降水。土壤水分是限制植物生长的决定因子,该类地区土地植被承载力实质上为土壤水分的植被承载力。作者定义土壤水分植被承载力为土壤水分承载植物的最大负荷。它是指在较长时期内,在现有的条件下,当植物根系可吸收和利用土层范围内土壤水分消耗量等于或小于土壤水分补给量时,所能维持特定植物群落健康生长的最大密度。探讨了土壤水分植被承载力的确定方法和影响因素,认为凡是影响林草地土壤水分的补给和消耗,植物群落生长发育和植物水分利用效率的因素,包括地理位置、地形、气候、植被类型及其发育阶段,抚育管理措施都影响土壤水分植被承载力数值。开展土壤水分植被承载力研究对于林草地合理经营与管理具有重要意义。     

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。     

晋西北黄土区人工林土壤水分动态的定量研究

本文根据１９８８－１９９０年在定位观测资料,对晋西北黄土丘陵区河北杨林、刺槐林和柠条藻木林的土壤水分动态规律进行了定量分析。依次就水分分布分层、水分剖面特征、水分季节动态、水分循环模式与水分循环水分等问题进行了探讨。本文采用的新的分析途径和方法将有助于对黄土区不同植被类型土壤水分生态研究的进一步深化。     

黄土丘陵区植被的土壤水文效应

采用定位监测与普查相结合方法,对黄土丘陵区主要降水量级地区不同植被下土壤水分状况进行了系统的总结分析。研究认为：农林草地土壤水分剖面有较大差异,土壤水分由高到低依次为农地、草地、灌木地、乔木。部分地区灌木林土壤水分可能不如乔木林地。在特旱年份,不同植被下的土壤水分严重亏缺,但不同植被利用引起的土壤水分差异变小。森林带土壤水分明显好于过渡带,该带刺槐生长正常;在过渡带,特旱年份油松、刺槐林不能正常生长,且乔、灌、草均引起土壤干层。所以在林草植被建设中需要一些辅助措施来保证土壤水分供应的可持续性。     

植被类型对晋西北地区土壤含水量的影响

晋西北地区是黄土高原及北方农牧交错带的重要组成部分和典型的生态环境脆弱区, 土壤水分是该区限制林草生长的主要因子, 其土地植被承载力实质上是土壤水分植被承载力。为确定晋西北地区土壤干层深度、了解不同植被土壤的水分差异, 对岚县5 种植被类型下0-600 cm 土壤深度的水分含量变化进行对比研究, 并得出以下结论: 不同植被类型下土壤含水量变化范围为沙棘>柠条>草地>落叶松>青杄, 数值分别为10.23%- 36.91%、11.28%-24.83%、10.69%-24.06%、11.12%-24.01%、10.07%-19.47%、5 种植被的土壤含水量均呈现上升趋势; 不同植被下土壤平均含水量大小为沙棘>草地>柠条>落叶松>青杄, 数值分别为(20.68±7.83)%、(18.41±3.47)%、(17.42±5.42)%、(16.71±4.32)%、(15.29±3.13)%; 土壤含水量与土壤深度的曲线拟合呈线性关系; 土壤含水量与植被类型呈极显著负相关(P < 0.01), 与土壤深度呈极显著正相关(P < 0.01)。     

六盘山叠叠沟小流域典型坡面土壤水分的植被承载力

确定土壤水分的植被承载力是我国北方半干旱地区合理调控土壤水分和植被生长关系、科学恢复林草植被的核心问题。我国北方半干旱地区的土壤水分主要来自大气降水, 作为土壤水分限制型生态系统的坡面植被, 植物种类和植被密度等结构特征与降水量紧密相关。根据六盘山石质山区的特点, 基于水量平衡原理, 建立了阴坡华北落叶松(Larix principis-rupprechti)和阳坡草地的土壤水分植被承载力数学模型, 即由4~10月的生长季降雨量(P)计算得到可承载的叶面积指数(Leaf area index, LAI)公式: LAI_tree= exp((0.773 1×P-186.12)/146.46)和LAI_grass= exp((0.511 2×P-345.93)/227.89), 并提出了考虑坡面水分再分配影响的不同坡位的土壤水分植被承载力计算方法。阴坡华北落叶松的植被承载力(用LAI表示)从坡顶的1.45升高到坡中的4.83, 然后稳定在3.0~3.3。对于阳坡草地, 土壤水分可承载的LAI从坡顶的0.37上升到坡中的0.46, 然后在0.41~0.47之间变动, LAI的计算值与实测值较为接近, 计算结果比较合理。     

皇甫川流域柠条林地水分动态模拟——坡度、坡向、植被密度与土壤水分的关系

在皇甫川流域,随着林草覆盖度的增加,植被与水的矛盾日益突出,其中一个重要的问题就是植被密度与土壤水分之间的矛盾。土壤水分的降低影响了植被的生长,甚至导致了部分植被的死亡,因此对土壤水分与植被密度之间的关系进行研究非常重要,有助于合理造林密度的确定。在已有研究及实验观测的基础上,建立了柠条(Caragana intermedia)林地土壤水分动态模拟模型,模型考虑了主要的土壤、植物过程,包括土壤性状、降雨入渗、植物蒸腾、地表蒸发等;模拟了从1971至2000年,30年里各种立地条件(不同盖度、坡向和坡度)下的柠条林地土壤水分、蒸腾和蒸发等的日动态过程。通过比较不同立地条件下的土壤水分动态,研究了皇甫川流域典型柠条林地土壤水分与植被盖度、坡向和坡度之间的关系,并得出了它们之间的关系式。由得到的平地上柠条的适宜密度,同时结合上述关系式,得出了不同坡度、坡向的适宜密度。坡度小于10°时,适宜造林密度对坡度反应敏感,在10°~30°时,适宜盖度对坡度反应不敏感。对于小于10°的坡地,植被建设时要特别注意设计合理的植被密度。     

黄土高原植被建设与土壤干燥化:问题与展望

黄土高原大规模植被建设有效减少了水土流失、改善了区域生态环境,大规模人工植被种植也造成了土壤水分的过度消耗,导致了土壤干燥化,成为当前黄土高原生态恢复的重要制约因素,威胁区域生态系统健康与稳定。系统综述了黄土高原地区人工植被恢复对土壤干燥化的作用机制,植被群落特征与土壤干燥化的耦合关系,多尺度土壤干燥化时空分异规律及其影响因素,明确了当前大规模人工植被恢复过程中土壤水分持续利用面临的问题与挑战。建议今后加强植被动态对水文过程影响的研究,明确多尺度植被格局与土壤干燥化时空分异的耦合关系,系统开展变化环境下不同尺度植被与土壤水分相互作用的模拟研究,探讨基于植被格局优化的土壤水分调控机制,维护黄土高原地区土壤安全,提升区域生态系统服务功能。     

科尔沁沙地人工小叶锦鸡儿植被水分入渗动态研究

通过对科尔沁沙地不同年龄人工小叶锦鸡儿固沙植被降雨入渗的研究 ,阐明植被对沙地水分入渗的影响。结果表明 ,在降雨量 4 3 4mm ,降雨强度 3 9mm·h-1时 ,降雨后 12 0h内流动沙丘和 5年生人工小叶锦鸡儿植被的水分入渗深度分别为 180cm和 15 0cm ,15年生人工小叶锦鸡儿植被降雨入渗深度为 10 0cm。流动沙丘降雨后土壤水分变化剧烈 ;有植被沙地降雨后土壤水分变化平缓 ,水分下渗浅 .随着植被年龄的增加 ,浅层土壤截留降雨能力不断加强 ,最终形成不透水土层。降雨后短期内流动沙丘浅层土壤中含水量高 ,后期有植被沙丘深层土壤含水量高     

嘉峪关草湖湿地土壤水分含量与植被盖度的空间格局

土壤水分含量是植被格局形成和演变的主要因素。探讨干旱区盐沼湿地土壤水分含量的空间异质性,有助于揭示湿地植物的环境适应机理和土壤水分与湿地植物的相互关系。本研究利用地统计学方法建立了嘉峪关草湖湿地3个不同长势(植被盖度高、中、低)假苇拂子茅(Calamagrostis pseudophragmites)单优种群斑块土壤(0～90 cm)水分含量与植被盖度的变异函数理论模型,以Kriging插值法绘制了土壤水分含量与植被盖度的空间格局分布图,采用Moran I系数确定了湿地土壤水分含量和植被盖度的空间自相关关系,分析了湿地土壤水分含量与植被盖度的空间异质性及其相互作用关系。结果表明:草湖湿地样地土壤的平均含水量为湖边干湖沙丘间平地;盐分平均含量为干湖湖边沙丘间平地;在斑块尺度上,土壤水分含量和植被盖度均符合正态分布;各层土壤水分含量和假苇拂子茅盖度的空间结构均具有明显的斑块状分布特点,且均存在高度的空间异质性; 3个样地各层土壤的水分含量和植被盖度均具有空间正相关性和空间集聚特征,60～90 cm土壤水分含量的空间集聚强度较0～30和30～60 cm土层更大,湖边样地植被盖度空间集聚特征更明显。假苇拂子茅最大限度利用土壤水分资源,提高了其对干旱生境的适应力,且在一定程度上影响小尺度土壤水分的空间分布格局。     

景电灌区开发建设对区域生态环境的影响

利用１９９４￣１９９６年实地抽样调查资料和全县２５ａ的气象,农林业生产统计资料,对景泰县引黄新灌区开发建设以来区域内的生态环境变化进行分析,结果表明,灌区建设使区域内形成了以新型人工植被和被改造保护的自然植被协调发展的植被景观;灌溉面积增加地和地表植被盖度的提高,使区域内地表蒸发量明显降低,大风日数,沙暴日数,年均风速最大风速值有所下降,并使年降水量,空气温湿度在一定程度上妥生了变化,而人为作用强     

乌鲁木齐河源区高寒冰缘植被的生态特征研究

对乌鲁木齐河源区高寒冰缘植被进行了调查和生态环境分析。研究了高寒冰缘植物对寒区环境在形态结构和繁殖方式等方面的适应特征及其生态对策,在该区域垂直带谱中,植被包括了两个垂直带;高山草甸和高山垫状植被。主要植物群系有：苔草群系、蒿草群系、早熟禾群系、四蕊山莓草系、高山红景天群系、族生柔籽草群系、珠芽蓼群系等７个,共包括２７类植物群（群丛）此外,在高山流石堆上具有有牌演替早期阶段的高山植物群聚。决定该区     

德兴铜矿矿山废弃地植被恢复与重建研究

对德兴铜矿1号尾矿库库面纯尾砂立地植被恢复与重建进行了研究。结果表明：纯尾砂植被恢复与重建的主要是土壤因子,即土壤组成、结构、水分、养分和毒性。矿区自然植被的次生演替序列为：次生裸地→草丛→灌丛→针叶林→常绿与落叶阔叶混交林、针阔叶混交林→常绿阔叶林6个阶段。纯尾砂立地13种试验先锋草种的优劣热比较结果依次顺序为：水蜡烛1．06＞假俭草1．05＞苇状羊茅1．01＞芒草1．00＝弯叶画眉草1．00＞狗牙根0．98＝百喜草0．98＝香根草0．98＞象草0．87＞荩草0．85＞矮象草0．74＞节节草0．73＞苏丹草0．55。水蜡烛、假俭草、苇状羊茅、芒草、弯叶画眉草、狗牙根、百喜草、香根草、象草、荩草、矮象草、节节草被认为是纯尾砂植被恢复与重建的优良先锋草种。纯尾砂立地植被恢复与重建的途径主要包括植被恢复演替、土壤生物改良和客土复垦3种模式。     

西南岩溶槽谷区隧道建设的水文生态环境效应研究进展

西南岩溶槽谷区隧道分布密集,隧道突水引发了一系列的生态环境问题。梳理了隧道建设产生的生态环境效应现状,包括:改变水资源分布格局及水文过程,诱发地质灾害,降低土地质量和引起土壤污染,影响植被生长与分布等。在隧道影响水文和水资源方面已有丰富的研究成果,而在对土壤和植被的影响研究方面缺乏统一认识。指出了未来研究的总体趋势和方向:隧道影响水资源分布格局与水文过程的水文地质模式,降水、地表水、土壤水、地下水及隧道水的转换过程与地下水流场演化机制,岩溶隧道区植被生理过程与多样性变化等。     

Factors Controlling Vegetation Establishment and Water Erosion on Motorway Slopes in Valencia, Spain

In semiarid Mediterranean areas, the widespread environmental impact caused by the construction of motorways, railways, and pipelines has created an increasing need for effective restoration. We examined the influence of slope characteristics on vegetation and water erosion on 71 motorway slopes in a semiarid Mediterranean region. Specifically, we studied the effect of slope angle, type (roadfill vs. roadcut) and aspect (north vs. south) on soil properties, vegetation cover, species richness, floristic composition, and water‐caused erosion. Temporal dynamics of soil water content was monitored and related to the soil water potential in order to explain possible differences in vegetation cover between slope types. The main factors influencing vegetation on motorway slopes were the angle, type, and aspect of the slope. Vegetation was almost completely lacking on roadcuts with slopes greater than 45°. On gentler slopes, vegetation cover was 44–78% on roadfills but did not reach 10% on roadcuts, regardless of aspect. The main soil properties affected by the slope type and aspect were the organic matter content, soil available P, and water content. Rill erosion, gully erosion, and mass movement were all significantly higher on roadcuts than roadfills. A total of 308 spontaneous colonizers and seeded species were recorded. The type and aspect of the slope also controlled species composition. The short duration of available water in the soil with respect to soil water potential proved to be a limiting factor to plant colonization on roadcuts and south‐facing slopes as well as the low soil fertility in the case of roadcuts. Our results underscore the difficulty of revegetating slopes with angles greater than 45°, where the probability of seeds moving downhill is high. Future efforts should focus on increasing the surface roughness or building terraces at regular intervals in order to reduce slope angle to less than 45° and favor seed trapping and germination. On gentler slopes, adjusting of seed mixes according to dominant species associated with each slope type and aspect should improve considerably the success of roadside revegetation.     

上海外高桥保税区可持续发展的生态环境规划研究

以可持续发展理论和生态规划理论为指导,应用环境监测、遥感分析和GIS等方法评价了上海外高桥保税区大气、水体、土壤、噪声、绿化等生态环境质量现状和发展趋势,从生态环境建设的指标体系、环境保护规划和管理、绿地系统规划等方面提出了对策措施。     

山东省沂蒙山区蒙阴县植被与水土保持的关系

山东省水土流失面积44300平方公里,占全省山地、丘陵的79.3%。以沂蒙山区最为严重,蒙阴县具有代表性,平均每亩耕地每年流失土壤2.09米3,使土层减少3毫米。对自然植被的破坏是造成水土流失的主要原因,其他原因如开荒、滥牧、栽培植被的不合理布局和种植等。恢复森林是水土保持的根本措施,同时必须禁止不合理的开荒、滥牧和耕作方式,以及搞好农田基本建设,才能有效的控制水土流失,从而发展生产和提高群众的生活。     

黄土高原不同植被类型土壤特性与植被生产力关系研究进展

针对黄土高原不同类型植被,不同立地条件下植被及不同的演替阶段的土壤特性进行了综述,包括土壤养分,土壤酸碱度和土壤水热条件与植被生产力的关系。众多的研究表明,土壤水分与营养供应是影响植被生产力的主要因素,而植被的根系分布和细根周转能够影响土壤有机质和理化性质,植被的演替过程改变着土壤的特性,土壤特性的改变驱动着植被演替。     

基于遥感及突变理论的生态环境脆弱性时空演变——以黄河三角洲垦利县为例

本文应用熵、突变论等非线性科学理论研究生态环境脆弱性问题,借助遥感手段,设置生态环境样方,对黄河三角洲垦利县典型生态脆弱区的生态环境脆弱性的时空演变进行了系统研究,建立了生态环境脆弱性的分析与判断方法.结果表明：在1987—2005年间,样方生态环境趋于恶化,其生态环境脆弱性在1997年和2004年发生了两次突变,前者主要源于风暴潮和黄河来水量的减少,主要表现为生境的变化和优势种的更替;后者主要源于黄河来水量的减少和蒸降比的升高及水库的大量修建、道路和人口密度的增加,生态环境脆弱性主要表现为植被类型和覆盖率的变化.在空间层面,从与黄河和海洋不同距离的两个方向上,分析了生态环境脆弱性的空间变化,证明了生态环境脆弱性空间上的渐变性.该研究对生态环境脆弱性的定量化研究是一个新的尝试,并提供了一种新的有效方法.