地带性植被

又称“显域植被”。地球上各种植被类型的分布,基本上取决于热量和水分等相应的气候条件。太阳辐射供给地球的热量,从赤道向南、北两极形成了不同的气候带,而在分布上与气候带界线大体相符的大面积的植被类型就称为地带性植被。所以地带性植被就住往被用来指水平地带上的各类典型植被,如热带雨林和季雨林、亚热带常绿阔叶林、温带草原、温带落叶阔叶林、温带荒漠、寒温带针叶林等。大多数生物圈保护区中的核心区,都包含了该保护区所在地的地带性植被的各种群落类型。     

内蒙古生态系统质量空间特征及其驱动力

植被作为生态系统的重要组成部分,联结着大气、水分和土壤等自然过程,其变化将直接影响该区域气候水文和土壤等状况,是区域生态系统质量变化的重要指示器。植被状况的好坏,主要通过生物量和植被覆盖度因子来表示。内蒙古自治区是我国北方生态环境问题十分严重的省份,弄清当前区域生态系统质量状况与变化及其近10年来变化的驱动因素,对分析与制定区域生态环境保护决策具有十分重要的意义。基于2000—2010年生物量和植被覆盖度,并结合地区植被区划数据,对内蒙古植被生态系统质量状况进行分析,并评估其与气候(降水、温度),人类活动(交通密度、农业发展、生态恢复工程)的相关关系,在此基础上探讨了气候和人类活动对近年来内蒙古生态系统质量变化的影响。结果表明:(1)内蒙古生态系统质量状况整体偏低,其中森林生态系统平均质量最高,灌丛、草原生态系统次之。空间分布呈明显的经度地带性,由东向西,质量逐渐降低。2000—2010年内蒙古生态系统质量总体上呈现缓慢增长趋势,但局部地区生态系统质量仍存在恶化,其中在107°E以东的草原和森林区域,生态系统质量变化十分剧烈。(2)近10年来内蒙古生态系统质量的变化与气候和人类活动的关系非常密切,其与降水、GDP1、化肥施用量、天保工程和退耕还草工程呈现明显的正相关。而与温度、道路密度和京津风沙治理工程呈现明显的负相关。其中,生态保护工程实施区域内和区域外的相关性存在显著的差异性。随着内蒙古社会经济的快速发展,人类活动对生态系统质量的影响逐渐加强,但降水仍是该地区生态系统质量的主要影响因子。(3)在内蒙古生态系统质量变化典型区域内,质量的增长主要是由于降水的增加、温度的降低、农业的发展、退耕还草工程的作用和交通发展的放缓。质量的降低则是因为降水的减少、温度的增加、农业发展缓慢和交通发展的加快所致。     

基于CSCS和RegCM3模型的21世纪末中国潜在植被

潜在植被作为陆地生态系统的重要组成部分,能够真实反映立地气候环境,对其分布特征的研究可为生态工程评价提供依据。本文以综合顺序分类系统理论为基础,选取RegCM3模型及A2情景下的预测数据,模拟了2071—2100年中国潜在植被的空间分布。结果表明,21世纪中国潜在植被均发生了不同程度、不同方向的变化,具体表现为:温带森林和冻原高山草地向冷干方向变化,其中温带森林为中国主体潜在植被;亚热带森林向较冷地区演替;温带荒漠、热带森林及热带稀树草原向冷湿方向迁移;半荒漠向暖湿地区集中分布;干草原、温带湿润草地及热带荒漠向暖干方向变化,其中温带湿润草地和热带荒漠的空间分布重心迁移显著。本文揭示了21世纪中国潜在植被的变化规律,可为我国21世纪生态建设战略提供参考。     

陆地生态系统碳密度格局研究概述

 准确了解陆地生态系统中碳密度的时空格局及其影响因子和作用机制,对于估算和预测不同类型生态系统中的植被和土壤的碳存储能力、判定碳汇、制定缓解全球变化的合理政策措施,具有重要意义。该文综述了现有研究中发现的世界陆地生态系统碳密度空间分布的地带性规律及中国陆地生态系统碳密度格局的独特特点。在全球尺度上,植被碳密度分布与植物生物量格局基本一致,除北方森林外其余大部分随纬度升高而减小;土壤碳密度则随纬度升高而增大。陆地生态系统中北方森林和热带森林的总体碳密度最高,不同的是,前者的碳主要集中在土壤中,而后者则集中在植被中。但在区域尺度上,由于气候、地形及人类活动影响,这种规律性可能会发生变化甚至不起作用。水热条件、土壤养分、生物多样性、气候和大气CO2浓度的变化以及土地利用与覆盖变化等是碳密度空间格局形成和发生变化的驱动因子。在某一特定区域,它们通过直接或间接提高植被净初级生产力,抑制呼吸和分解作用来增加陆地生态系统碳密度。综合分析特定时空条件下各因子对碳存储量的影响是解释碳密度分布现状,预测碳密度格局变化的关键,但目前的研究对各项驱动因子的作用机制、影响强度及多个因子间的相互作用仍不是很清楚,需要加强该方面的研究力度。碳密度研究中的数据获取、机理分析和过程模拟等方面仍存在很大的不确定性,因此有必要建立规范统一的碳密度测量估算系统和更为精准有效的估算模型,进行多尺度、多精度水平的综合研究。     

松嫩平原南部植物群落的分类和排序

 松嫩平原南部的气候具有温带半湿润大陆性的特点。地带性植被为草甸草原。由于小地形起伏,土壤盐碱和水分含量有差异,影响植物的分布和组合,形成不同的群落。本文采用定性和定量相结合的方法,对该地区的植物群落进行了分类和排序,划分了11个群落类型,归为5类生态组合。通过样地和群落的排序说明植被既是连续的,又是间断的,同时明显看出植物群落随着土壤盐碱和水分含量的变化。     

内蒙古高原东南缘森林草原过渡带景观的若干特征

内蒙古高原东南缘森林草原过渡带位于中国东部暖温带落叶阔叶林向温带草原过渡的区域,本研究区的范围为115°45′～117°45′E,42°00′～43°45′N。以群落分类和分布规律为主要依据,利用遥感影象,划分了研究区内的植被界线,并分析了过渡带内部植被的空间分异。结果表明研究区内森林带、过渡带和草原带的界线明显,过渡带内部由于地貌条件的差异可进一步划分为高原边缘山地森林草甸景观、高原森林草原景观和山地森林草原景观。从东南向西北做一条样带,可以发现,从森林到森林草甸,进而到森林草原和草原,物种的递变明显。森林带有大量的本带特有的种类,这些种类为暖温带落叶阔叶林北部的常见种类,说明本区的落叶阔叶林并没有处在落叶阔叶林带的气候边缘,而是由于地貌的变化才迅速向森林草甸进而向森林草原过渡;高原边缘山地森林草甸景观与高原森林草原景观的共有种类少,二者各自均有大量特有种。从森林带过渡到高原边缘山地森林草甸,水热组合由暖湿向冷湿方向发展,这种变化是由坝缘山地的迅速升高所引起的。从高原边缘山地森林草甸过渡到高原森林草原,温度状况逐渐好转而降水量呈逐渐下降的趋势,说明研究区内高原边缘山地森林草甸与高原森林草原的差异在很大程度上是由海拔高度的分异所引起的。由过渡带进入草原带,降水量逐渐下降而温度状况变化不明显,水分不足是限制森林生长的主要因素。森林草原景观的植被性质为森林和草原/草甸的镶嵌分布。群落调查的结果表明,研究区榆树疏林不属于森林草原,而是草原带的超地带性群落类型。     

广东季雨林的几个问题

 季雨林是分布在具有明显干湿季节变化热带地区,在干季或多或少,甚至全部落叶的森林植被;是介于热带雨林向热带稀疏林过渡的居间类型,而不是由热带雨林向亚热带常绿阔叶林过渡的植被类型。应归属于经向地带性植被,而非纬度地带性植被。并且,在广东南部沿海地区的气候条件下,也不会有季雨林发育。广东南部沿海地区的榕树+香蒲桃+野苹婆(Ficus microcarpa+Syzygium odoratum+Sterculia lanceolata)群落等类型不是季雨林,而是热带季节雨林,属广义的热带雨林范畴。     

全球陆地生态系统光合作用与呼吸作用的温度敏感性

基于全球647套通量数据,定量分析了全球尺度下生态系统光合作用和呼吸作用的温度敏感性(Q10)随纬度、气候和植被的分布规律。结果表明:在全球尺度下,光合作用和呼吸过程的温度敏感性(Q10,G和Q10,R)都随纬度的升高而增加,其中Q10,G和Q10,R的均值分别为3.99±0.21和2.28±0.074。除热带多树草原、常绿落叶林外,Q10,G均大于Q10,R值。不同植被类型的温度敏感性存在显著性差异,表现为:针叶林阔叶林;落叶林常绿林,其中生态系统的季节性变异是造成差异的主要原因。当植被类型和纬度区域共同影响Q10值时,植被类型对Q10值的总变异贡献更大。气候类型对Q10,G和Q10,R都有显著影响。在气候带上,干旱带的Q10,G最小,而冷温带的Q10,G最高。不同气候类型下(除温带草原气候外)的Q10,G都大于Q10,R。在极端条件下,温度可能不在是主导因素,而水分对温度敏感性的影响不可忽略,今后的研究需要更多的关注生态系统温度敏感性对水分变化的响应。     

典型草地的土壤保持价值流量过程比较

内蒙古温带草原和海北高寒草甸的土壤侵蚀以风力侵蚀为主。利用改良的风力侵蚀模型,比较分析了这两类草地生态系统土壤保持价值日流量过程和累积过程。结果表明,风力侵蚀条件下,草地生态系统的土壤保持服务是离散的,不连续的,与风速和植被盖度直接相关。土壤保持价值构成以保持土壤养分为主。内蒙古温带草原的年潜在侵蚀量和年现实侵蚀量都高于海北高寒草甸。但是,内蒙古温带草原的土壤保持年价值高于海北高寒草甸,是海北高寒草甸年价值的7倍。春季和秋季是内蒙古温带草原潜在侵蚀量、现实侵蚀量和土壤保持量最高的两大季节。海北高寒草甸的潜在侵蚀量和现实侵蚀量主要分布在12月份到翌年4月份,土壤保持量主要分布在春季和夏季。     

欧亚大陆植被生态系统平均中心时空偏移的情景模拟

欧亚大陆复杂多样的植被生态系统在全球气候变化的驱动下,其时空分布格局将发生系列的偏移变化,进而对欧亚大陆"一带一路"沿线国家和地区的生态环境产生重要影响。如何从全球气候变化驱动的角度来实现欧亚大陆植被生态系统时空偏移趋势的模拟分析,已成为"一带一路"沿线国家和地区生态环境研究的热点科学问题之一。在对HLZ生态系统模型进行改进和构建植被生态系统平均中心时空偏移分析模型的基础上,基于欧亚大陆的气候观测数据(1981—2010年)和CMIP5 RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种情景数据(2011—2100年),实现欧亚大陆植被生态系统平均中心时空偏移趋势的模拟分析。结果表明:欧亚大陆植被生态系统平均中心主要分布在欧亚大陆的中部和南部地区;3种气候情景下,欧亚大陆的亚热带干旱森林、暖温带湿润森林、亚热带有刺疏林、亚热带潮湿森林、冷温带潮湿森林、寒温带湿润森林、冷温带湿润森林、亚热带湿润森林、暖温带干旱森林、亚极地/高山湿润苔原和极地/冰原等植被生态系统的平均中心偏移幅度大于其他植被生态系统类型;欧亚大陆植被生态系统在RCP8.5情景下的植被生态系统平均中心偏移幅度大于其他两种情景;在2011—2100年期间,3种气候变化情景下,欧亚大陆植被生态系统平均中心整体上将呈向北偏移的变化趋势。     

Biomass carbon storage and net primary production in different habitats of Hunshandake Sandland, China

Terrestrial ecosystems are playing important roles in global carbon cycling. However, the information is still limited with regard to the semi-arid sandland or desert area, compared with the thorough studies on forest and grassland. We here estimated the biomass carbon storage, net primary production (NPP) and rain use efficiency (RUE) of Hunshandake Sandland, a semi-arid sandy region in Inner Mongolia covered with vegetation of Siberian elm (Ulmus pumila L.) sparse forest grassland. Five main habitats, i.e. fixed dunes, semi-fixed dunes, shifting dunes, lowland, and wetland, were compared to analyze the patterns of carbon storage and NPP distribution. The average biomass (9.19 Mg C ha^?1) and NPP (4.79 Mg C ha^?1 yr^?1) of the sparse forest grassland were respectively 82% and 54% higher than the mean level of the surrounding temperate grassland. Governed by the same climate, sparse forest grassland ecosystem had RUE almost twice that of surrounding grassland. The ratio of below to aboveground biomass was 3.5: 1 in the sandland, indicating that most of the vegetational carbon was stored in belowground pool. Although trees were functionally critical in maintaining the integrity of sparse forest grassland, they accounted for only 10.6% and 1.2% of the biomass and NPP, respectively. The sparse forest grassland in Hunshandake Sandland should be recognized as a temperate savanna ecosystem which is distinctively different from typical temperate grassland in the same region as evidenced by the higher NPP and vegetation carbon storage. Well designed management and restoration efforts can potentially sustain ecosystem services in both forage production and carbon sequestration.     

Biomass carbon storage and net primary production in different habitats of Hunshandake Sandland, China

Terrestrial ecosystems are playing important roles in global carbon cycling. However, the information is still limited with regard to the semi-arid sandland or desert area, compared with the thorough studies on forest and grassland. We here estimated the biomass carbon storage, net primary production (NPP) and rain use efficiency (RUE) of Hunshandake Sandland, a semi-arid sandy region in Inner Mongolia covered with vegetation of Siberian elm (Ulmus pumila L.) sparse forest grassland. Five main habitats, i.e. fixed dunes, semi-fixed dunes, shifting dunes, lowland, and wetland, were compared to analyze the patterns of carbon storage and NPP distribution. The average biomass (9.19 Mg C ha^?1) and NPP (4.79 Mg C ha^?1 yr^?1) of the sparse forest grassland were respectively 82% and 54% higher than the mean level of the surrounding temperate grassland. Governed by the same climate, sparse forest grassland ecosystem had RUE almost twice that of surrounding grassland. The ratio of below to aboveground biomass was 3.5: 1 in the sandland, indicating that most of the vegetational carbon was stored in belowground pool. Although trees were functionally critical in maintaining the integrity of sparse forest grassland, they accounted for only 10.6% and 1.2% of the biomass and NPP, respectively. The sparse forest grassland in Hunshandake Sandland should be recognized as a temperate savanna ecosystem which is distinctively different from typical temperate grassland in the same region as evidenced by the higher NPP and vegetation carbon storage. Well designed management and restoration efforts can potentially sustain ecosystem services in both forage production and carbon sequestration.     

1985—2015年中国不同生态系统NDVI时空变化及其对气候因子的响应

植被是陆地生态系统不可或缺的部分,气候是影响其动态变化的重要驱动因素。因此,探究植被的时空变化及其与气候因子的响应关系,有助于理解陆地生态系统的内在演化机制。目前,不同生态系统尺度下的植被动态变化与气候因子的时间响应关系仍未被完整剖析。因此,为了厘清过去30年不同生态系统植被生长对气候因子的响应关系,利用GIMMS NDVI3g数据和气候资料数据,通过Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验分析了1985—2015年中国陆地NDVI的时空变化特征,结合时间序列相关分析探究了NDVI变化与降水、温度和饱和水汽压差的内部关联,探讨了中国不同生态系统植被与气候因子间的时间响应机制。结果表明：(1) 1985—2015年中国陆地植被呈现改善趋势,年均NDVI先减小后增加,拐点时间在1995年左右,整体变化率为0.5×10^-3/a。农田、森林和草地生态系统的植被显著改善的程度最高,湿地生态系统的植被退化趋势最显著。(2)中国陆地植被NDVI与气候因子的相关性存在明显的空间异质性,且受不同生态系统分区影响。内蒙古高原中部草地生态系统NDVI与降水...     

人工榆树林对温带草原植物多样性的影响

在样线和样方调查的基础上,研究了内蒙古四子王旗人工榆树林对温带草原物种多样性的影响.结果表明:榆树林对草原的物种多样性有明显影响.随榆树林树木密度的提高,林下草本植物的丰富度、均匀度和多样性等指数均呈降低趋势.靠近榆树林的草原群落的物种丰富度、均匀度和多样性等指数高于远离榆树林的草原群落.喜生于树林内部的草本植物有旱麦瓶,喜生于榆树林周边草原的草本植物有阿尔泰狗娃花、扁蓄豆、二裂委陵菜、赖草和糙隐子草等.可见,盲目排斥草原地区造林并非科学之举,应选择土壤水分相对丰富的地段营造适当规模的人工林,以促进草原地区的植物多样性保护.     

刈割降低热浪对内蒙古草甸草原碳通量的影响

热浪（Heat waves）是近年来频发的一种极端气候,其短期时间会影响生态系统植被健康并对生态系统碳通量产生长期负面影响,但其影响强度往往因生态系统类型而异。而内蒙古高原草甸草原属高纬度半干旱生态脆弱区,受气候变化影响显著,且正在遭受频繁热浪侵袭。在内蒙古呼伦贝尔草甸草原进行为期2年的野外原位模拟热浪控制实验,关注热浪对生态系统碳循环关键过程的影响和调节机制,并研究人类活动（刈割）与极端气候（热浪）对草甸草原碳通量的交互作用。结果表明,热浪处理显著降低了生态系统的土壤含水量,并显著降低草甸草原净碳交换（NEE）、生态系统呼吸（Re）和生态系统总生产力（GEP）,分别为31%、1%和14%。然而,刈割处理下,能够有效降低热浪的负面影响,表现为热浪后草地恢复所需时间缩短了约1/3。同时,热浪后水分供给能缓解热浪对生态系统碳通量的滞后效应,并缩短生态系统所需的恢复时间。     

Effect of climate change over the past half century on the distribution,extent and NPP of ecosystems of Inner Mongolia

The response of natural vegetation to climate change is of global concern. In this research, changes in the spatial pattern of major terrestrial ecosystems from 1956 to 2006 in Inner Mongolia of China were analyzed with the Holdridge Life Zone (HLZ) model in a GIS environment, and net primary production (NPP) of natural vegetation was evaluated with the Synthetic model, to determine the effect of climate change on the ecosystem. The results showed that climate warming and drying strongly influenced ecosystems. Decreased precipitation and the subsequent increase in temperature and potential evapotranspiration caused a severe water deficiency, and hence decreased ecosystem productivity. Climate change also influenced the spatial distribution of HLZs. In particular, new HLZs began to appear, such as Warm temperate desert scrub in 1981 and Warm temperate thorn steppe in 2001. The relative area of desert (Cool temperate desert scrub, Warm temperate thorn steppe, Warm temperate desert scrub, Cool temperate desert and Warm temperate desert) increased by 50.2% over the last half century, whereas the relative area of forest (Boreal moist forest and Cool moist forest) decreased by 36.5%. Furthermore, the area of Cool temperate steppe has continuously decreased at a rate of 5.7% per decade; if the current rate of decrease continues, this HLZ could disappear in 173 years. The HLZs had a large shift range with the mean center of the relative life zones of desert shifting northeast, resulting a decrease in the steppe and forest area and an increase in the desert area. In general, a strong effect of climate change on ecosystems was indicated. Therefore, the important role of climate change must be integrated into rehabilitation strategies of ecosystem degradation of Inner Mongolia.     

基于生态系统敏感性与生态功能重要性的高原湖泊分区保护研究——以达里湖流域为例

内蒙古高原湖泊流域是我国北方地区重要的涵养水源区域,发挥着防汛抗旱、气候调节、生物多样性维持等多种生态系统功能。近几十年来,全球气候变化加之人类活动加剧,导致内蒙古高原湖泊的数量和面积大幅减少,流域生态系统的损害日益明显,严重威胁到了周边地区的生态安全,保护与治理内蒙古高原湖泊流域已逐渐成为社会各界关注及迫切需要解决的问题。面向内蒙古高原湖泊流域保护和管理需求,以改善和提升流域生态环境质量和生态系统功能为目的,以内蒙古高原湖泊达里湖流域为研究对象,基于流域生态特性和主要生态环境问题,选取水土流失、土壤侵蚀及土地沙化敏感性3个指标评价了流域生态系统敏感性,从水源涵养、土壤保持和生境质量重要性3个方面评价了流域生态系统功能重要性,并在此基础上,通过GIS空间分析技术将流域分为极重要敏感区,一般重要敏感区和低重要敏感区。结合流域内达里诺尔国家级自然保护区的生态重要性与3个区域评价结果,从生态保护角度将流域分为禁止开发区、重点保护区、质量提升区与潜在威胁区4个区域,同时提出针对每个区域特点的保护与管理对策。研究结果对提高高原地区湖泊流域生态环境质量以及对流域实施科学有效的管理提供了科学依据,同时在促进区域乃至全球生态建设和可持续发展方面具有重要的理论与现实意义。     

Ecosystem health assessment on the hill and gully area of Loess Plateau in Inner Mongolia,China

Maintenance of ecosystem health is the primary focus of a sound ecological restoration.Yet methods involved in quantifying and assessing the health level remain a challenge to the ecological community.In this study,we selected the hill and gully area of Loess Plateau,Inner Mongolia,China,as our study area.The soil and water erosions in this area continue to be responsible for many environmental problems in northern China because of its fragility and long disturbance history.In this study,we developed an assessment method of indicator system(AMIS)based on analytical hierarchy process(AHP),fuzzy mathematics.and the theory of net-hierarchy.At ecosystem or catchment scale,three sample areas,that is(1)intact vegetation(i.e., Aguimiao Natural Reserve,110°45'E,39°28'N),(2)reconstructed vegetation(Wufendigou Soil and Water Conservation Experimental Area,111°07'E 39°45'N),and (3)severely degraded vegetation(Yangquangou Catchment,111°06'E,39°45'N)in the hill and gully area of Loess Plateau in Inner Mongolia.China.were selected to examine ecosystem vigor,organizational structure,service function,and soil healm.We applied the AMIS for all three landscapes by categorizing each ecosystem into five health levels.Wle found that the health index for reconstructed vegetation were at levels of Ⅳ,Ⅱ,Ⅳ,and Ⅲ,while those of degraded vegetation were ranked at Ⅴ,Ⅳ,Ⅴ,and Ⅳ.Overall.the comprehensive ecosystem health index of reconstmcted vegetation was lower than that of intact vegetation but higher than that of degraded vegetation.The health index for reconstructed vegetation was at level Ⅲ.and that of degraded vegetation was still at level Ⅳ.The contributing values were:organization structure＞soil health＞vigor＞service function.Based on our results and assessments,we proposed several management recommendations and methods for restoring the regional ecosystems.     

不同降水梯度下草地生态系统地表能量交换

通过对不同降水梯度下的蒙古中部针茅草原(KBU)、内蒙古羊草草原(NM)、海北高寒灌丛草甸(HB)和当雄高寒草甸草原(DX)4个草地生态系统的能量通量连续4-5 a的测定,分析了影响青藏高原和蒙古高原草地生态系统生长季中地表能量交换的主要因素。研究表明:相对于KBU、NM和DX,HB高寒灌丛草甸NDVI(0.58)和土壤含水量(28.3%)最大,因而地表短波反射率(αk)最低(0.12),从而获得了最大的净辐射(Rn)。KBU、NM和DX 3个草地生态系统生长季中αk随着植被的生长而降低,在生长季末期,随着植被的凋落而增加;HB的αk季节变化趋势与其它生态系统相反。从蒙古高原(KBU和NM)到青藏高原(HB和DX),随着降水量的增加,波文比(β)逐渐减小(2.25-0.53),即生态系统与大气的能量交换从显热(H)占主导转变为潜热(LE)占主导。植被状况对草地生态系统与大气之间能量交换的季节动态有重要的调控作用,在NDVI较低的时候,4个生态系统H/Rn都大于LE/Rn,LE/Rn随着NDVI的增加而增加,而H/Rn呈现出与LE/Rn相反的季节变化趋势。