基于氢氧同位素示踪的黄土区不同植被类型小流域降雨-径流分割

流域径流过程及其组分来源识别是水资源合理利用的前提。为明确植被类型对流域径流组分的影响与定量贡献,本研究以山西吉县蔡家川主沟流域及5个不同植被类型小流域为研究对象,监测2场典型降雨产流过程及其氢氧同位素时空变化特征,探讨小流域径流过程差异及其组分来源。结果表明：在中雨条件下,事件水对各个流域河道流量的贡献率为封禁森林(94.3%)>蔡家川主沟(83.1%)>农牧复合(64.3%)>人工-次生林(52.4%)>农地(0.3%)>次生林(0.0%);而在小雨条件下,人工-次生林(52.4%)>封禁森林(58.5%)>农地(40.6%)>次生林(15.8%)>农牧复合(12.5%)>蔡家川主沟(9.3%),次生林、封禁森林小流域事件水对径流贡献率大于人工林,次生林具有更强的径流调蓄能力。封禁森林、农牧复合流域在中雨强度条件下事件水的贡献率大于小雨强度条件,而农地、人工-次生林、次生林流域则相反。事件水对林地小流域径流贡献率大于农地小流域,可能与农地小流域沟口建有淤地坝有关。本研究结果可为晋西黄土区水源涵养和径流变化归因分析提供科学依...     

女儿寨小流域3种植被类型林冠层对降水再分配研究

对女儿寨小流域3种植被类型林冠层林冠层对降水再分配过程进行了研究。研究结果表明: 观测期内降雨量达到1971.80 mm, 降雨次数为83次。不同植被类型杜仲林、枫樟混交林和马尾松林的林冠截留量分别为289.75 mm、358.78 mm和351.46 mm, 林冠截留率分别为14.69%、18.19%和18.79%。随着降雨量增大, 不同植被类型的林冠截留量也增大, 二者呈正相关关系。混交林的穿透雨量和林冠截留量大于纯林, 而纯林的树干茎流量大于混交林; 不同植被类型林冠层对降雨的分配表现为穿透雨最多, 其次是林冠截留, 树干茎流最小。     

黄河上游甲积峪小流域生态系统管理能力动态评价

对小流域生态系统管理水平进行有效评价,可为管理者制定相应对策提供依据.在生态环境领域系统评价方法综述的基础上,通过构建指标体系,应用层次分析法对黄河上游甲积峪小流域生态系统管理水平进行了动态评价.研究结果表明,1999年至2006年该小流域生态系统管理能力处于一般偏差水平,但正在向好的方向发展;所建立的指标体系和分级标准对评价黄河上游小流域生态系统管理水平,具有一定的适用性;单指标评价和指标综合评价、静态和动态评价各有优势,只有互相补充才能更好地评价小流域生态系统管理能力.     

基于BP神经网络的流域生态恢复度计算——以福建长汀朱溪小流域为例

以福建省长汀县朱溪小流域为研究对象,通过野外调查、室内分析以及遥感影像提取相结合的方法获取数据。利用Matlab7.0软件建立BP神经网络生态恢复模型,定量评价退化生态系统的恢复程度。选择土壤理化性质(有机质、全N、全P、全K、容重和p H)、植被结构(植被盖度)、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数)和热环境(地表温度)等4个方面的9个指标建立退化生态系统评价体系,并作为生态恢复模型的输入层数据,生态恢复度作为输出层数据。使用Matlab7.0进行数据预处理、样本训练、样本检验并建立生态恢复模型。利用建立的生态恢复模型对整个朱溪小流域生态恢复度进行定量评价。结果表明,生态恢复模型预测结果与流域生态恢复的实际情况基本吻合,利用BP神经网络模型定量评价退化生态系统的恢复程度具有可行性。朱溪小流域内生态恢复程度极低的区域面积仅占0.94%,95.48%区域为中等恢复程度,说明生态保护措施已初见成效;生态恢复程度高的区域面积仅占3.62%,意味着未来仍需加强治理和保护工作。     

火干扰强度对亚热带四种森林类型土壤理化性质的影响

火干扰是通过改变土壤理化性质而影响土壤生态系统功能的重要因素之一。探讨火干扰强度对不同森林类型下土壤理化性质的影响,为利用火干扰促进林分更新及经营提供理论指导。2014年在湖南省株洲市和湘潭市4种次生林(枫香次生林、马尾松-木荷混交林、杉木-木荷混交林及檫木-杉木混交林)内设置16块20 m×20 m样地进行试验,研究了火干扰强度(对照、低强度、中强度、高强度火烧)和林分类型对土壤容重(BD)、土壤斥水性(SWR)、有机质(SOM)、pH、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的影响。通过描述性统计分析、单因素方差分析和Fisher LSD检验研究各土壤性质在同一林分不同火干扰间,以及同一火干扰下不同林分间的显著性差异和变化趋势(P0.05)。研究发现BD、SWR、pH、TK都随火强度的增大呈上升的趋势,而SOM、TP随火强度增大而减少,TN则随火强度增大没有规律性变化。在同一林分内与对照组相比,低强度火烧对BD、SWR、pH和SOM的影响不显著,中强度有一定影响,而高强度火烧影响显著;而TN、TP、TK在火烧前后均无显著性差异。火干扰后,TN和TP在同一火强度下不同林分间均存在显著性差异(P0.05),而BD、pH值和TP在同一林分内不同火强度间均存在显著性差异(P0.05)。BD、SOM、pH、TK在枫香次生林内普遍显著大于其他林分。结果说明火干扰强度和林分类型在影响土壤理化性质方面起着重要作用。高强度火干扰对土壤性质影响最大,枫香次生林中土壤理化性质与其他混交林相比普遍存在显著性差异。BD、pH和TP受火强度影响显著,BD、SOM、pH、TN、TK和TP受林分类型影响显著。     

小流域水源涵养林优化配置

通过对嫩江上游二道桥小流域内不同林分类型林冠截留、枯落物持水以及土壤蓄水的观测与调查,采用层次分析法探讨了小流域水源涵养林的配置.结果表明：该流域水源涵养林最优植被类型结构为天然白桦林24.86%、天然黑桦林16.30%、天然阔叶混交林44.49%、落叶松人工林10.88%、草地3.47%;经过层次分析优化后,流域水源涵养能力显著增加,其中以土壤层有效贮水量和最大贮水量增加幅度最大,分别比现状提高了33.05%和27.78%.层次分析优化结果可以作为试验小流域水源涵养林最优空间配置结构.     

辽河三角洲湿地生态系统健康评价

以生态系统健康及压力 -状态 -响应 (PSR)模型作为研究方法 ,根据湿地生态系统的特点 ,建立一套湿地生态系统健康评价指标体系。以遥感数据及统计监测数据为基础 ,以小流域为评价单元 ,采用 RS和 GIS技术 ,对每个小流域湿地进行单因子和综合评价 ,揭示盘锦市湿地生态系统健康状况的空间分布规律。研究结果表明 :(1)辽河三角洲盘锦市湿地生态系统健康相对较好的区域面积占 2 2 % ,相对一般的占 5 2 % ,相对较差的占 2 6 %。 (2 )双台河口国家级自然保护区湿地生态系统健康相对较好 ,但其中局部地区湿地生态系统健康已经受到威胁 ,健康状况转为一般。 (3)辽河三角洲湿地资源破坏的主要原因是水稻田开发与油田开发     

两种湿地松群落的小气候特点及其与林分结构的关系

由生物学和生态学特性相互适应的树种组成的混交林,是一个较为稳定的森林生态系统。我国混交林营造、研究的历史不长,大量的工作仅在生长效果等表征调查研究居多,对其内在规律的研究尚处于萌芽阶段。混交林的生态效应是这种变化规律的重要内容,国内学者也曾做了一些工作。本文研究的目的在于:了解湿地松(Pinus elliottii)与大叶相     

毛竹扩张对常绿阔叶林土壤微生物群落的影响

毛竹具有独特的生理生态学特征,会不断地向邻近的生态系统扩张。这一现象会造成生态系统退化、土壤理化性质和微生物群落结构改变等问题,引起了人们的高度关注。然而,目前关于毛竹扩张对微生物群落结构的影响研究甚少。以安吉灵峰寺林场的长期定位试验为平台,在4条毛竹扩张样带上依次设置常绿阔叶林(BLF)、竹-阔混交林(MEF)和毛竹林(PEF)样地,测定不同林型的土壤理化性质以及微生物群落特征。结果表明: 随着毛竹的扩张,土壤pH值显著上升,毛竹林土壤pH值分别比竹-阔混交林和常绿阔叶林高0.37和0.32,而有机碳、铵态氮、硝态氮含量显著降低;除丛枝菌根真菌外,其他主要微生物类群都有下降的趋势,且微生物多样性和丰富度显著降低。毛竹扩张对土壤碳输入及养分的改变是影响地下微生物群落生物量及结构的重要因素,其中土壤有机碳、铵态氮含量是影响土壤微生物群落变化的主要因子。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤磷钾养分空间异质性

在木论国家级自然保护区内喀斯特常绿落叶阔叶混交林内建立500 m×500 m长期监测样地,采用经典统计学和地统计学方法研究喀斯特森林土壤磷钾养分含量及其空间变异特征。结果表明:研究区土壤全磷(TP)、全钾(TK)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量分别为(1.60±0.76)g/kg、(5.42±2.74)g/kg、(5.74±3.63)mg/kg、(5.20±2.96)mg/kg;磷钾养分含量均为中等变异,变异强度为APAKTKTP。研究区土壤TP、TK、AP、AK变异函数值的最佳拟合模型均为指数模型,决定系数均很高(0.671-0.995),TP、AP呈中等强度空间自相关,TK、AK呈弱空间自相关。TP、AP的变程较长,分别为336.00 m和373.50 m,空间连续性较好,TK、AK变程较短(33.30 m、64.50 m),空间依赖性较强。土壤TP表现为坡下(含洼地)含量高,坡上含量较低;AK表现为坡中含量高于洼地含量;AP、TK呈斑块破碎化分布。海拔、坡度和地面凹凸度是土壤磷钾养分空间异质性的主要影响因素。喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤磷钾养分存在不同空间异质性和空间关联性,这为小流域尺度上土壤养分管理、可持续利用策略、喀斯特退化生态系统生态恢复提供理论依据。     

小流域治理20年后的千烟洲植物多样性

研究了小流域治理20年后千烟洲植物α多样性和β多样性,结果如下:1)优势度:所有人工林乔、灌、草3层均以乔木层优势度最大,且乔木层优势度均大于天然次生林和枫香(Liquidambar formosana)林,而所有天然次生林及枫香林均以乔木层优势度最小。12种类型群落灌木层优势度都较小,均值仅0.17。草本层,白茅(Imperata cylindrica var. major)草丛和檵木(Loropetalum chinense)-疏花雀麦(Bromus remotiflorus)灌丛优势度较大,分别为0.53和0.51。2)多样性:从乔、灌、草3层比较,枫香林、天然马尾松(Pinus massoniana)林以乔木层最大,其它群落以灌木层最大,而所有人工林以乔木层最低。乔木层中枫香林最高(2.61);灌木层和草本层多样性存在相似之处:马尾松 + 湿地松(Pinus elliottii)林最高,除马尾松+山鸡椒(Litsea cubeba)林、板栗(Castanea mollissima)+枫香林外,其它人工林多样性均高于天然次生林和枫香林。3)丰富度:各群落均以灌木层最大;枫香林乔木层和灌木层种类丰富度均很高,但草本层很低;天然次生林乔木层丰富度指数大于人工林。4)均匀度:从灌、草层比较,除檵木-疏花雀麦灌丛和白茅草丛外,其它群落草本层均匀度均大于灌木层。乔木层,板栗+枫香林和马尾松+山鸡椒林均匀度指数很大,大于0.76,其它人工林均匀度小于天然次生林和枫香林。灌木层,除板栗+枫香林外,其它人工林均匀度都大于天然次生林和枫香林。5)β多样性与α多样性相互补充,很好地反映了不同群落类型之间的差异。β多样性将12种类型群落分成3大类,草丛、灌丛、具乔木层的群落,其中草丛与其它类型群落相异性最大。枫香林是位于人工林与天然次生林之间的过渡类型。     

滇中常绿阔叶林及云南松林水文作用的初步研究

 本文研究了滇中地区山地常绿阔叶林及云南松林的林冠截留量,冠流和茎流量,地表水土流失量,林地枯枝落叶层持水量,土壤含水量以及雨水、冠流、茎流和地表迳流中营养元素(N、P、K、Ca和Mg)的含量,并分析比较了针、阔两类森林调节和涵养水分的作用和降水中林冠养分的淋溶、迁移特点,对了解滇中亚热带山地森林生态系统的功能和生产力的研究,对本区森林资源的保护,林业的合理经营,均有重要意义。     

兴安松引种栽培的研究

兴安松为偃松一变型,近年来才发现,数量甚少,为加强对这一种质资源的保护和利用,我们对其生物,生态学特性及繁殖技术进行了研究。结果表明：嫁接是繁殖兴安松有效的方法;红松和樟子松是最理想的砧木。由于嫁接成功,使兴安松在黑龙江省森林植物园得到了迁地保护。     

鼎湖山地带性植被及其不同演替阶段水文学过程长期对比研究

分析鼎湖山3种植被类型生态系统水文的长期连续观测资料,采用时空互代的方法,得到如下一些结果:1)鼎湖山自然保护区东沟集水区产水量达到降水量的66.5%,日径流量高峰的出现相对降水的发生滞后1d左右。2)地下水位平均稳定在2.22m,最低为2.84m,最高为1.14m。1999、2000、2001、2002和2003年地下水位平均值分别为2.38,2.27,2.08,2.13和2.11m。鼎湖山东沟集水区每日地下水位与前16d每一天的降水量相关。3)随着时间推移3种不同的植物群落中土壤含水量都有减少的趋势。季风林(p<0.01)和混交林(p<0.05)的土壤含水量减少趋势具有统计上的显著性,松林除外。4)鼎湖山3个处于不同演替阶段的植物群落其穿透水量与大气降水皆呈线性相关,它们的R2值随演替的进展而减小。穿透水占大气降水的比例也随演替进展而减少,松林、混交林和季风林分别为83.4%、68.3%和59.9%。松林、混交林和季风林的树干茎流占大气降水的比例分别为1.9%、6.5%和8.3%。树干茎流和胸径的关系受控于整个群落整体的影响而不仅仅是某个单一物种,并且群落的郁闭程度和结构是影响降水在林内再次分配的关键因素。季风林2月大气降水28.7mm林冠截流率为83.3%,而在大气降水为297.8mm的6月林冠截留率仅为18.9%,并且随着植物群落的演替,从松林、混交林到季风林的过程中林冠截留逐渐增大。     

森林降水酸度及电导率的时空变化

在离大气污染源距离不同的两片杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林中建立监测场,对降水化学进行了为期3年(1994～1996)的定位监测。降水通过林冠截留后,其酸度和电导率均明显增加,尤以树干径流为显著。在 FFC监测场,降雨、穿透雨和树干径流雨量加权平均pH值分别为6.13、6.06和4.18,在XQF监测场,其相应的数值分别为5.86、5.67和3.37;降雨和穿透雨的酸度表现出一定的季节变化动态,其最低月均pH值出现在夏委,最高值在冬季。在FFC监测场,降雨、穿透雨和树干径流雨量加权平均EC值分别为28.51μs·cm-1、63.71μs·cm-1、240.85μs·cm-1,在XQF监测场,其相应的数值分别为36.99μs·cm-1、66.41μs·cm-1、501.85μs·cm-1：降水电导率表现出显著一致的季节变化格局,其月均值均以夏季最低,冬季最高,春秋季居中,这种格局强烈受降雨量的影响。离污染源较近的XQF监测场,降水酸度和电导率明显高于相对未受污染的FFC监测场。     

南亚热带三种主要森林降雨及其再分配过程中的养分差异规律

马尾松林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林是南亚热带鼎湖山地区由演替初期到成熟森林过程的典型代表,对3种林地的降雨量及其再分配过程进行观测,并测定该过程中养分(N、P、K、Ca、Mg)浓度。结果表明,大气降雨经过冠层再分配后,除Ca外,各养分浓度在穿透雨和树干流中都有所增加,树干流增加的幅度更大。穿透雨中Ca元素浓度低于大气降水,这一现象在3种林型均有表现。穿透雨和树干流中养分浓度在演替系列上没有显示出一致的规律,但比较不同演替阶段的输入量可以看出,树干流养分输入量随演替进行呈增加趋势。经过冠层作用后,雨水带来的养分输入量大于凋落物分解输入量,这种现象在马尾松林和混交林尤为明显。表明大气降雨不仅促使养分元素从冠层向地表迁移,而且提供了演替初期植物生长所需的重要养分。     

山东赤松种群的个体生长规律

利用Logistic增长模型对山东赤松 (PinusdensifloraSieb .etZucc .)种群个体生长规律进行了初步研究。结果表明 ,赤松个体生长密切符合Logistic方程 ;人工林个体生长好于天然次生林 ;人工林与次生林个体生长规律一致 ;树高成熟龄和连年生长量最大时年龄出现最早 ,胸径成熟龄和连年生长量最大时年龄出现较晚 ,材积成熟龄和连年生长量最大时年龄出现最迟     

Effects of Land Cover Disturbance on Stream Invertebrate Diversity and Metal Concentrations in a Small Urban Industrial Watershed

The landscape surrounding Sudbury, Ontario, has been severely affected by 100 years of mining and forestry and a recent, large-scale ecological risk assessment found that terrestrial plant communities continue to be impaired by remnant metals and poor soil conditions. We investigated the risks of these adverse landscape conditions on a small headwater stream by digitizing land cover at a fine scale and relating it to benthic invertebrate diversity and metal concentrations at 13 sites in the system. The combination of historically barren landscape and modern impervious surfaces such as asphalt, roofs, and hard gravel was associated with decreased benthic invertebrate community diversity at all four watershed spatial scales measured. The same combination of barren bedrock and impervious surface was associated with increased levels of potentially toxic Ni, whereas increased Cu was most strongly associated with bedrock alone. Our results highlight previously undocumented relationships in this historically impacted area between unrestored landscapes, modern impervious surfaces, and their potential risks to aquatic life. We suggest regreening at different watershed scales as a risk mitigation tactic worthy of consideration and further study.     

昆嵛山天然赤松种群的数量特征及更新动态

1　前　言赤松(ＰｉｎｕｓｄｅｎｓｉｆｌｏｒａＳｉｅｂ.ｅｔＺｕｃｃ.)天然分布于朝鲜、日本和中国,它在我国的天然分布从黑龙江东南部(宁安、东宁)、吉林东部(长白山)、辽东半岛经山东半岛(昆嵛山、崂山、沂山东部)到江苏东北部云台山区,是我国暖温带沿海地区温性针叶林的主要建群种之一[1]。昆嵛山地处山东半岛东端,位于Ｎ37°16′,Ｅ121°43′附近,是赤松在山东半岛的最集中分布地。赤松林在该地区从山麓一直到海拔800ｍ左右都有分布,并与落叶栎林共同组成该地区的地带性天然次生森林植被[2],在调节生态系统结构与功能方面起到重要作用…     

Tree-ring element analysis of Korean pine (Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.) and Mongolian oak (Quercus mongolica Fisch. ex Turcz.) from Changbai Mountain,north-east China

Summary Tree-ring analysis of 17 elements (Pb, Cd, Cu, Zn, As, Cr, Ti, Ni, V, Mn, Fe, Al, Ca, Mg, K, Na and P) was performed on Korean pine (Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.) and Mongolian oak (Quercus mongolica Fisch. ex Turcz.) specimens from Changbai Mountain, a remote nature reserve in north-east China. The radial distribution patterns of Pb, Cu, Cr, Ti, Ni, V, As and Fe for both Korean pine and Mongolian oak were similar: concentrations remained generally constant in tree-ring intervals spanning approximately 200 years. These temporal patterns were in accordance with the known stability of the local ecological environment during this period. However, the other elements showed characteristic distribution patterns that differed between Korean pine and Mongolian oak. These patterns can only be interpreted in terms of physiological results; specifically they appeared to be related to the sapwood-heartwood conversion.