放牧对黄河低阶地盐化草场土壤水盐空间异质性的影响

选定黄河低阶地地形大致相近的放牧草场与封育草场,按实地情况分别设置长770m（放牧）、370m（放牧）和240m（封育）3条样线,采用校正后的便携式WET Sensor以10m为间隔进行土壤水盐的分层（0～10cm,10～20cm）测定,并对其进行地统计学分析.结果表明：黄河低阶地盐化草场表层土壤水盐的变异系数和相关性高于下层,土壤水分的变异系数低于土壤盐分且层间的相关性较高;放牧使土壤水盐之间的相关程度增大,变异降低,且使土壤水分存在一定的冗余.所研究草场的土壤水盐表现为中等或强烈空间自相关,封育盐化草场水盐空间相关尺度的差异较小,而放牧草场则相反.持续放牧已经成为一种稳定影响盐化草场水盐空间分布的结构性因素,使盐化草场的水盐空间异质性减弱.盐生植物在草场内随机分布且不受放牧干扰,是封育盐化草场随机作用较强的最可能原因;而放牧草场内牲畜的啃食和践踏对盐生植物和土壤结构改变所形成的反馈作用大大降低了这些植物对水分特别是盐分的再分配,进而导致放牧草场水盐的含量趋于增大且分布格局趋于简单.     

浑善达克沙地不同微地形的土壤物理性质和草本群落分布及其相关性分析

采用样方调查和室内检测相结合法对内蒙古浑善达克沙地迎风坡、坡顶、背风坡和丘间地不同土层(0~10、10~20和20~40 cm)的土壤物理性质(包括含水量、田间持水量、容重、总孔隙度和毛管孔隙度)及草本群落的生产力(包括盖度和地上部生物量)和物种多样性(包括Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数)进行比较分析;在此基础上,采用Pearson相关性分析法对不同微地形的土壤物理性质与草本群落各指标间以及草本群落生产力与物种多样性各指标间的相关性进行分析.结果表明:4种微地形的土壤物理性质总体上差异显著,但不同土层的土壤物理性质总体上无明显差异;从丘间地、背风坡、坡顶到迎风坡,土壤的含水量、田间持水量、总孔隙度和毛管孔隙度依次递减,而土壤容重则依次递增,说明迎风坡的土壤结构较差且水分散失较多,而丘间地的土壤结构和水分状况均相对较好.不同微地形间草本群落生产力和物种多样性总体上也存在明显差异,从背风坡、丘间地、坡顶到迎风坡,草本群落的生产力和物种多样性依次递减,仅Margalef丰富度指数表现为在丘间地最高、在迎风坡最低,说明迎风坡的草本群落物种多样性较低,群落稳定性差,而背风坡和丘间地的草本群落物种多样性和生产力水平均较高,群落稳定性较好.相关性分析结果表明:该区域的草本群落生产力和物种多样性与土壤容重呈负相关,与土壤的其他物理性状呈正相关,但仅部分指标间有显著或极显著相关性;草本群落生产力与物种多样性各指标间呈正相关,但多数指标间的相关性并不显著.研究结果显示:微地形能够显著影响浑善达克沙地的土壤物理性质和草本群落的分布特征,气候和人为干扰使该沙地的土壤物理性质受到严重破坏,导致草本群落生产力降低并处于不稳定状态.     

基于样带的唐古特白刺灌丛沙包空间格局尺度研究

黄河河岸与库布齐沙漠之间生态过渡带上的唐古特白刺(Nitraria Tangutorum)灌丛沙包由于遭受到不同程度的破坏而表现出一定程度的退化,空间格局尺度从一定程度上表征了其破碎化程度。我们分别应用样方方差法,小波分析,分维,谱分析以及空隙度分析等方法对鄂尔多斯高原北缘唐古特白刺灌丛沙包的空间格局尺度进行了比较研究,旨在选出适合分析干旱半干旱区白刺灌丛沙包空间格局尺度的方法,并确定研究区内唐古特白刺灌丛沙包的空间格局尺度,为保护唐古特白刺灌丛沙包提供科学依据。结果表明:(1)TTLQV法得到的格局尺度过大,而小波分析得到的格局尺度过小,分维分析得到的格局尺度除了相对较小之外,趋势也不明显,因此都不适合分析干旱半干旱区白刺灌丛沙包的空间格局尺度;(2)而3TLQV,tQV,谱分析和空隙度分析所得到的结果则相对容易接受,其大小顺序是:3TLQV>tQV>空隙度分析>谱分析;(3)独贵塔拉、呼和木独和巴拉贡唐古特白刺灌丛沙包的空间格局尺度分别为16.7～27.1m,10.2～25.0m和8.8～17.0m,这一结果将有助于在今后的研究中合理地确定研究范围和尺度。     

基于特征属性的中国自然保护区分类体系

基于114个自然保护区典型样本的特征属性,采用聚类分析方法建立了新的中国自然保护区分类体系.结果表明:与现行的国家分类标准相比,新的分类体系更具简明性和实用性;同时,新体系中的C1、C2、C3、C4类型分别与世界自然保护联盟(IUCN)分类体系中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ类保护区相对应.新体系保持了分类标准和尺度的一致性,一定程度上避免了主观分类的偏差,为中国自然保护区的分类提供了量化依据.     

生物土壤结皮——荒漠化地区研究的热点问题

生物土壤结皮在荒漠化地区广为分布。从结皮的概念、结皮对生态系统和景观变化的影响（包括水文循环、土壤侵蚀、土壤养分循环、维管植物的萌发和生长、动物多样性、景观异质性以及生态系统和景观变化监测和评价等）以及生物土壤结皮对干扰的反应及其恢复机理等方面详细地论述了生物结皮在荒漠化发生发展及其防治中所起的重要作用,并提出了今后生物土壤结皮研究的方向和着眼点。     

林分因子对张北杨树人工林林下草本层物种多样性的影响

研究人工林林分因子对林下草本层物种多样性的影响,对于人工林的抚育及合理经营有着重要意义。本研究调查了张北杨树人工林的林分死亡率、平均树高、平均枝下高、平均胸径、平均冠幅及林分密度等6个林分因子及林下草本层的群落特征,并计算出物种多样性指数,探究张北杨树人工林林分结构和林下物种多样性随林分因子的变化特征。结果表明:研究区林下草本层共发现维管植物44种,隶属于17科38属,其中以菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)、禾本科(Gramineae)植物最多;林下草本层物种水分生态类型主要以旱生类植物为主,合计25种,占总种数的56.82%,植物生活型谱中以地面芽植物为主,共27种,占总种数61.36%;物种丰富度指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数在各样地内存在显著差异,且物种丰富度指数变异系数最大,Simpson指数在各样地之间不存在显著差异,变异系数最小;各样地之间的林分因子均存在显著差异,其中林分死亡率的变异程度最高,平均胸径的变异程度最低;影响林下草本层物种丰富度指数的主要林分因子有林分死亡率、平均枝下高、平均胸径和林分密度,影响Shannon指数的主要林分因子有林分死亡率、平均树高、平均胸径和林分密度,各林分因子对Simpson指数和Pielou均匀度指数的影响均无显著差异。适当调控林分密度,保持树种针阔混交,将有利于张北杨树人工林林下草本物种多样性的维持。     

半干旱区湿地-干草原交错带边界判定及其变化

鉴于目前国内对于半干旱区及小尺度上湿地-干草原交错带边界界定的研究较少,利用交错带对其周围环境变化具有提前指示作用的原理,以宁夏盐池四儿滩湿地为例,首先探讨游动分割窗技术在半干旱区湿地-干草原交错带边界判定中的可行性,其次再对2006年—2010年湿地-干草原交错带的宽度和边界进行判定,通过交错带的宽度和边界变化并结合交错带内植被的变化情况,综合对整个湿地生态系统的健康状况和湿地退化进行研究。结果表明:研究的尺度大小以及交错带过渡性是否明显将决定适宜窗口宽度的大小,这点在选择最小适宜窗口宽度时体现更为显著;降雨量是决定该区交错带的位置与宽度的最主要因素,但降雨量并不是决定该区交错带内植被变化状况的最主要因素,交错带距湿地核心区的距离是影响交错带内物种丰富度指数变化的最主要因素;由于保护区的成立,四儿滩湿地在2006年—2007年间,交错带宽度变大,湿地状况转好,2008年—2010年,由于铁路建设,湿地遭到破坏,交错带萎缩,湿地出现退化现象。湿地-干草原交错带作为一个敏感地带,它的变化情况可以对整个湿地生态系统的变化情况作出一定的提前预示;在半干旱区湿地的健康评价和退化研究中,通过交错带的变化来反映整个湿地生态系统的健康情况是一种可行的思路和方法。     

中国三种常见蒿属植物潜在地理分布及其主导气候因子

裂叶蒿(Artemisia tanacetifolia)、大籽蒿(Artemisia sieversiana)和艾(Artemisia argyi)是我国常见的蒿属(Artemisia)植物,其分布区域遍布全国。本文利用MaxEnt模型预测3种蒿属植物在当前气候条件以及未来两种气候情景下的潜在分布区。采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)检验模型精度。训练数据和测试数据的AUC值均在0.8以上,表明预测结果可靠性良好。在当前的气候条件下,裂叶蒿最适分布区主要为黄土高原、内蒙古高原和东北平原;大籽蒿的最适分布区为西藏南部谷地、横断山地区、黄土高原、内蒙古高原和东北平原;艾的最适分布区有两个,一个位于台湾岛南部,另一个为大巴山、巫山、云贵高原北部、黄土高原和东北平原南部区域。2070年RCP2.6和RCP8.5情景下,裂叶蒿及大籽蒿的高适宜区面积减小,艾的最适分布区面积增加。Jackknife检验结果表明,年均降水量是预测裂叶蒿分布最有效的气候因子,5月降水是预测大籽蒿分布的最显著的气候因子,8月水汽压对艾的影响最大。本研究结果为蒿属植物资源的合理利用提供了科学依据。     

防治荒漠化的“三圈”生态-生产范式机理及其功能

防治荒漠化的“三圈”生态-生产范式,是干旱生态系统优化与重建的新结构。根据在鄂尔多斯和新疆等地的研究和实践,从干旱生态系统结构、过程和功能来讨论荒漠化防治的“三圈”范式。地理圈层结构（地理地带性）是“三圈”范式的自然地理背景。从宏观尺度和功能方面划分,“三圈”范式在空间尺度上有大“三圈”和小“三圈”之分,大“三圈”控制洲际范围的荒漠化扩展及沙尘暴蔓延,小“三圈”则以控制区域性风沙活动、沙尘暴和就地起沙的危害。防治荒漠化工程是复杂的多元组合和多功能的系统,我国西北地区受荒漠化影响严重,宏观的大“三圈”与多区域的小“三圈”有机结合,形成圈圈相护、层层设防的严密防护与生产系统,有效地控制大范围风沙危害、改善地方气候与小气候,并对发展经济,提高人民生活发挥重要作用。因此,“三圈”范式的概念与结构既是以自然地理地带性为基础,又是人类对自然、环境与生态系统格局的规律认识,更是科学的人类恢复、重建干旱区生态环境与可持续发展的生态设计范式。     

地表火干扰时间序列上樟子松林竞争强度的变化

林火是樟子松林重要的干扰因子,通过空间代替时间对地表火干扰时间序列上的天然樟子松林进行全林木定位调查,以单木竞争模型分析林分不同组分的竞争强度,通过Kriging法估计了火后林下更新幼树的密度。结果表明,存活林木各组分的竞争强度均显著地降低;地表火干扰12 a后存活林木各组分的竞争强度均比火后1 a存活林木相应各组分的竞争强度显著地降低;另外,火后更新幼树也更多地趋于地表火干扰形成的林隙中。因此,地表火干扰时间序列上林木竞争强度显著的持续降低,火后存活个体将有更充足的可利用资源和环境,林火成为樟子松林发育演替的重要驱动力。