黄土高原农牧交错带稀疏自然植被生态系统的地表能量特征

基于2011-2012年黄土高原农牧交错带稀疏自然植被生态系统的地表能量通量以及气象数据,对该地区能量平衡各分量(净辐射、感热、潜热和土壤热通量)以及波文比进行日、季节动态的特征分析,研究了潜热通量和感热通量对不同强度降雨事件响应程度的差异,并分析了潜热通量和感热通量的主控因子.结果表明:该地区净辐射、感热、潜热和土壤热通量的日、季节动态曲线均为单峰型曲线,净辐射、感热通量、潜热通量和土壤热通量的年平均值分别为78.19、33.32、24.91和2.65 W·m-2.在全年能量收支平衡中,感热通量占净辐射的43％,潜热通量占32％,土壤热通量占3％,表明对于黄土高原农牧交错带自然稀疏灌木生态系统,全年能量主要以感热的形式交换.生长季感热和潜热占净辐射的比例相同(36％);而在非生长季,感热占主导,占净辐射的比例高达54％.潜热通量在强、弱降雨事件发生后明显升高,感热通量则明显下降.潜热通量与净辐射、水汽压差及植被参数均显著相关,感热通量与净辐射及空气温度梯度显著相关.     

卧龙自然保护区针阔混交林林隙更新规律

 卧龙自然保护区五一棚大熊猫野外观测站周围的针阔混交林由于历史原因破坏严重,长期以来自然恢复较差。为调查该区林隙更新的现状及其影响因素,作者采用林隙样线调查方法研究了该区针阔混交林林隙更新规律。结果显示,历史上的自然干扰与人为干扰共同影响着该区林隙更新的格局和特征,林隙天然更新受环境因素制约,更新规律表现为：更新幼苗的种类较形成木的种类丰富,更新乔木幼苗的优势度排序与形成木不同;林隙主要树种的更新受各类环境因子的影响而存在差异,桦木（Betula spp.）更新受地形影响较大,岷江冷杉（Abies faxoniana）受土壤因素影响显著,杜鹃（Rhododendron spp.）更新则受地形因子和林隙形成木的特征影响显著;更新物种的多样性指数均表现出受土壤因子的影响显著。由此推测,林隙大小并非影响该区林隙更新的关键因素,而土壤因素可能是制约优势树种天然更新和更新物种多样性的重要原因之一。     

珠江口及毗邻海域营养盐对浮游植物生长的影响

基于2006年7月(夏季),10月(秋季)和2007年3月(春季)的现场调查数据,对珠江口及毗邻海域中的营养盐和叶绿素a等环境生态因子的时空分布特性进行了对比分析,研究了氮磷比与叶绿素a含量和种群多样性之间的联系,探讨了该海域营养盐对于浮游植物生长的影响。结果表明:(1)研究海域营养盐表现出较强的季节和空间差异性,总氮(TN)和总磷(TP)浓度均值春季(1.545 mg/L、0.056 mg/L)和夏季(1.570 mg/L、0.058 mg/L)均大于秋季(1.442 mg/L、0.034 mg/L),且春夏季浓度空间差异更明显。(2)调查期间海域营养盐含量超标现象突出,夏季尤为明显。无机氮(DIN)总体均值0.99 mg/L,超四类海水标准限值1倍,活性磷酸盐(PO4-P)总体均值0.021 mg/L,DIN∶PO4-P平均值为130;叶绿素a浓度与营养盐、p H、温度有较显著的相关性。(3)叶绿素a浓度较高的站位,具有较高的DIN∶PO4-P值,但浮游植物多样性指数偏低,优势种明显,主要为中肋骨条藻。氮磷比的改变会影响不同生长特性的浮游植物间的竞争和种群结构的改变;今后海洋污染治理中,在控制氮、磷污染时要注意氮磷比的改变可能造成的浮游生态影响。     

近十年卧龙地区流域土地覆盖/利用变化分区对比研究

土地利用与生态系统保护之间的矛盾直接影响着卧龙保护区及周边地区的土地覆盖变化,为考察人类活动对卧龙地区土地覆盖／利用变化的影响,对近十年卧龙两流域土地覆盖／变化进行了分区对比研究,结果表明,卧龙地区两流域及其分区土地覆盖／利用变化趋势有所不同。主要差异表现在：①寿溪、渔子溪流域虽然林地面积均有所增加,但林地破碎化程度远远高于渔子溪。灌从在寿溪流域的比重减少而在渔子溪流域增加。②分区比较的结果为,林地的增加主要发生在寿溪保护区的外部和渔子溪保护区内部,草地的减少主要发生在两流域保护区内部。③两流域总体土地利用变化率随河谷缓冲带的扩张变化趋势相反。④两流域各类型转移概率不同导致未来转移方向的不同。Markov模型预测,未来十年渔子溪流域林地、灌从的增加和草地的减少仍较明显,寿溪流域林地面积继续增加,农田、灌丛继续减少。     

黑河流域高寒草甸生态系统水分收支及蒸散发拆分研究

水分收支是对水循环要素降水、蒸发蒸腾、径流以及土壤贮储水量变化等的定量刻画,对水资源的可持续开发及利用至关重要。基于黑河流域阿柔观测站2014和2015年水文气象观测数据,运用水量平衡理论,定量的评估了高寒草甸生态系统的水分收支动态,并结合双源模型对高寒草甸生态系统蒸散发(植被蒸腾和土壤蒸发)进行拆分及评价。研究结果表明(1)在生长季(5—9月)植被蒸腾是高寒草甸生态系统主要的耗水形式,2014和2015年生长季平均蒸散比(T/ET)分别为0.74和0.79;(2)土壤水分的剧烈变化主要发生在0—40 cm处,且受冻融过程影响显著;(3)在降水较多的年份(2014)高寒草甸生态系统水分收支基本平衡,且不受冻融影响的月份(6—9)有地表径流产生约42 mm;在正常年份(2015),生态系统呈现水分亏缺,亏缺量约为134 mm,6—9月约亏缺26 mm;(4)模型估算蒸散发(ET)与实测蒸散发具有很好的一致性,相关系数可达0.90,敏感性分析表明模型输入变量对蒸散发(ET)及蒸散比(T/ET)产生的误差较小,双源模型可以很好地实现对高寒草甸生态系统蒸散发(ET)的拆分。     

1995-2014年拉萨河流域水环境变化及其驱动力

探究自然环境和人类活动影响下的河流水环境变化,对于流域水资源管理和保护有重要意义。目前从较长时间尺度上系统开展拉萨河流域水环境的研究较少,基于拉萨河流域达孜、卡林、才纳3个环境监测中心站近20年（1995-2014）的水质资料,综合单因子指数法和内梅罗指数法评估拉萨河流域水环境状况,并采用Mann-Kendall检验法分析其多年变化趋势。同时,从经济社会和自然环境两个方面通过灰色关联分析法识别了影响流域水环境变化的关键驱动因子,以期为流域水环境保护提供借鉴。结果表明：（1）总体上,拉萨河流域水环境状况良好,满足水功能区要求;（2）水体中pH、溶解氧、化学需氧量、总磷等指标的取值较高,在0.7左右,是拉萨河流域水环境需重点关注指标;（3）水环境质量稍有下降,内梅罗指数从1995年的0.62增加到2014年的0.73;（4）近20年来拉萨河流域水环境变化的主要驱动因子为降水量、牲畜存栏数、人口数、农村人口数和国民经济生产总值等,农牧非点源污染是拉萨河流域的主要污染源,要重点关注和管控。     

卧龙地区流域土地覆盖变化及其对大熊猫潜在生境的影响

土地覆盖变化作为土地利用驱动的显著结果,是人类活动对环境影响的最显著的表现。为了将土地覆盖变化结果用于探讨大熊猫潜在生境与人为活动导致的环境变化之间的关系,利用1：25万数字高程模型和1：10万土地覆盖分类数据（1990年,2000年两期）,采用流域时空对比和景观格局分析的手段,对卧龙地区两流域土地覆盖变化及大熊猫潜在生境的景观格局变化进行了对比研究,结果表明：①10a间,寿溪流域土地覆盖年变化率（0．33％）低于渔子溪流域（1．02％）,且两流域土地覆盖类型的变化趋势有所不同。主要表现为：在寿溪流域,主要土地覆盖类型的斑块均表现出破碎化的趋势,且森林和灌丛的斑块破碎化趋势更显著;而在渔子溪流域,仅是与人类活动相关的草地、农田斑块破碎化加剧,而森林和灌丛的平均斑块大小反而增加了。②两流域大熊猫潜在生境的景观格局变化趋势有所不同。在渔子溪流域,大熊猫潜在生境的景观多样性指数、均匀度指数、破碎度和森林景观形状指数均高于寿溪流域。而与渔子溪全流域相比,该地区大熊猫潜在生境的森林平均斑块大小较小,并且近十年,在渔子溪流域,大熊猫潜在生境景观的森林面积比重及斑块大小的减少,森林景观形状指数的增加等变化趋势与全流域的相反,间接反映出渔子溪流域的大熊猫潜在生境所受的人类活动的压力更大。③两流域分级集水区的大熊猫潜在生境比重分布与居民点密度分布存在空间上的分异。利用缓冲区分析表明,在渔子溪流域,大熊猫潜在生境与居民点范围的重叠更为严重,约57．7％的人类活动范围处于与大熊猫潜在生境重叠的区域。据此推断,大熊猫潜在生境在流域中的分布与人类活动空间上的交错关系是导致近十年渔子溪流域大熊猫生境受到严重干扰的重要原因。     

小江流域不同人工林群落结构变化及其对侵蚀的控制作用

用空间代时间的方法,通过对小江流域不同林龄人工林地的调查,研究了人工林群落结构的变化及人工林对坡面侵蚀的控制作用.以桉树 ( Eucalyptus spp.)、黑荆(Acacia mearnsii)、银合欢( Leucaena leucocephala)及云南松( Pinus yunnanensis)4种人工纯林为研究对象,采用种类、盖度、重要值、香农-维纳指数等指标,分析了人工林乔木层、次生灌木层、次生草本层植物群落特征变化,讨论了其主要影响因子,并比较了不同人工林对坡面侵蚀的控制作用.结果表明:黑荆及银合欢人工林生长迅速,盖度增长快,控制侵蚀的能力较强;云南松林及桉树林冠层盖度增长较缓慢,控制侵蚀的能力较弱.云南松林下次生植物多样性最高,桉树林下次生植物多样性较高,黑荊与银合欢林下次生植物多样性较低,林下次生植物多样性的发展与乔木层盖度变化关系密切.不同人工林类型在促进植物多样性的发展及控制水土流失方面有明显的差异,应该根据自然条件选择适当的造林树种及配置方式,才能加快生态环境的改善.     

温度和水分对科尔沁草甸湿地净生态系统碳交换量的影响

基于涡度相关和波文比气象土壤监测系统,研究了2016年科尔沁草甸湿地生态系统生长季5—9月CO₂通量的动态变化特征,分析了温度、水分等环境因子与其的响应关系.结果表明:生长季累计净生态系统碳交换量(NEE)为-766.18 g CO₂·m^-2,总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸量(R_e)分别为3379.89和2613.71 g CO₂·m^-2,R_e/GPP为77.3%,表现为明显的碳汇.NEE各月平均日变化呈单峰“U”型曲线,其中5—7月和8月中旬表现为吸收CO₂,8月后半月和9月表现为释放CO₂.日间NEE与光合有效辐射(PAR)呈显著的直角双曲线关系,同时受饱和水汽压差(VPD)、土壤含水量(SWC)和气温(T_a)等环境要素调控.回归关系表明,日间NEE达到最大时,VPD和SWC值分别为1.75 kPa和35.5%,而NEE随T_a增加逐渐增大,当T_a达到最大时,并未对NEE产生抑制作用;夜间NEE随土壤温度(T_s)呈指数趋势上升.在整个生长季,生态系统呼吸的温度敏感性指数(Q₁₀)为2.4,且SWC越高,Q₁₀越小,夜间NEE受T_s和SWC共同调控.