贵州省区域生态系统特征分析

本文从区域生态系统的角度,分析贵州省资源、经济、人口和环境之间的动态关系。指出经济、人口的增长和区域生态环境质量退化相对应是贵州省区域生态系统的主要特征,其原因则是经济、人口与资源、环境之间不相适应。贵州省山地占总面积97％,耕地资源十分缺乏。但迫于人口三十余年成倍增长的压力,只能成倍地扩大耕地面积,上山毁林毁草,陡坡开垦,因此造成亚热带山地森林生态系统严重破坏,森林覆盖率下降到12.6％。水土流失、旱、涝等自然灾害日益加重。同时由于工矿发展,又叠加着环境污染。近年,随着乡镇企业的兴起,污染已向农村扩散。目前区域生态环境的退化已成为经济发展的重要障碍和农村贫困的根源。     

青藏高原高寒草甸群落特征和代表性植物生存状态对草地退化的响应

植物群落和代表性植物的生存状态是反映草地退化程度的重要标志之一。以青海省果洛州玛沁县的未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化的高寒草甸为研究对象,分析了植物群落特征、代表性植物地上性状及生存状态对退化程度的响应。结果表明:群落物种组成由禾本科、莎草科过渡到杂类草,Shannon多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数先平稳变化后降低,群落平均高度、Patrick丰富度均先增加后降低,群落盖度依次降低,群落特征指标均在极度退化时最低(P<0.05);总体来看,与轻度退化样地相比,中度退化、重度退化和极度退化样地的植物株高均显著降低,分别降低了6.8%、36.8%和31.6%(P<0.05);生存状态指数表现为小嵩草(Kobresia pygmaea)逐渐降低,山地早熟禾(Poa orinosa)和垂穗披碱草(Elymus nutans)的生存状态指数分别在轻度退化和中度退化时最高,肉果草(Lancea tibetica)和黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)的生存状态指数分别在重度退化和极度退化样地中最大。说明高寒草甸退化导致群落特征...     

土地退化过程、机制与影响——以土地退化与恢复专题评估报告为基础

土地退化已成为威胁32亿人口福祉的全球性重大环境问题之一,近年来受到UN、IPBES、IPCC等组织的广泛关注。然而,当前的土地退化研究中,还存在概念不清、过程和机理不明、影响认识不彻底等问题,因此,厘清土地退化的概念、过程和机制是防止土地退化和恢复退化土地的关键。以生物多样性和生态系统服务政府间科学-政策平台（IPBES）土地退化与恢复专题评估报告为基础,剖析了土地退化的概念、过程、机制及影响：土地退化过程受自然环境和人类活动两大因素驱动,退化过程包括疑似退化、历史退化、敏感退化、弹性退化、持续退化和永久退化6种状态;土地退化类型可根据土地利用类型分为城市土地退化、农田退化、森林与草地退化、湿地退化等;土地退化具有多重影响,包括威胁食物和水安全,影响生物多样性及生态系统服务,引发地区冲突、大规模人口迁徙和疾病传播,加剧贫困及全球气候变化。土地退化过程、机制及影响的审视将为我国沙漠化、石漠化等土地退化的进一步研究提供理论指导,并为我国"山水林田湖草"土地系统的统筹治理和"美丽中国"、"生态文明"建设提供决策支持。     

北方草甸退化草地治理技术与示范

国家重点研发计划"北方草甸退化草地治理技术与示范"项目(2016YFC0500600),重点针对我国草甸和草甸草原生态系统所受干扰强度大、退化机理错综复杂、恢复机制及有效治理技术缺乏等问题,从"十三五"规划有关"美丽中国"、"绿色发展"与"生态文明"建设的战略需求出发,着重开展草地退化恢复机理、恢复治理技术、生态产业技术创新应用等三个方面的研究,创建可复制、可移植、系统性的综合治理技术及新型生态产业技术,提出草甸退化草地治理的整套技术方案,为我国草牧业与生态环境和谐发展、牧民稳定增收提供技术支撑。     

武功山退化山地草甸土壤种子库的研究

采用典型样地法研究了武功山重度退化、中度退化和无退化三种类型山地草甸的土壤种子库特征。结果表明:武功山山地草甸主要建群种为五节芒(Miscanthus floridulus)和毛秆野古草(Arundinella anomala); 草甸生活型以多年生草本为主, 其物种多样性表现为菊科>禾本科>唇形科>毛茛科。重度和中度退化草甸上物种数仅占无退化草甸的8.3%和19.4%。重度退化、中度退化和无退化三种类型草甸表层土壤(0-10 cm)种子密度差异极显著(P<0.01), 分别为764 粒m–2、1371 粒m–2、2355 粒m–2。三种退化类型土壤种子库在空间垂直分布上表现为随土壤深度的增加而减少, 随着海拔高度的增加而降低。     

让山常青,水常绿——成都生物研究所茂县生态站简记

中国科学院成都生物研究所长江上游岷江段干燥河谷山地生态系统定位研究站,位于四川省茂县静州村附近,因此简称“茂县生态站”。站址中心位置为东经103°53′,北纬31°40′,海拔1820米,地处岷江上游左岸一级支流——大沟流域。这里是岷江上游山地生态系统的典型代表地段,属青藏高原东缘高山峡谷区,是较为典型的生态环境脆弱带,立体气候显著,生物多样性丰富。但由于人类活动,过伐森林破坏植被严重,环境严重退化,是典型的退化生态系统。因此,这里是研究生物多样性、退化生态系统和少数民族地区持续发展对策的理想之地。     

新疆阿勒泰地区草地类型特征及其分类经营

草地退化已严重制约着阿勒泰地区畜牧业的健康发展．通过分析不同草地类型的群落特征、生态服务价值、功能多样性和主导性,提出了阿勒泰地区草地资源分类经营的模式和策略．研究表明,生态功能区面积为164．66×10^4hm^2,占草地面积的16．73％,草地类型主要有高寒草甸和草原、沼泽、山地荒漠草原、山地草原化荒漠和部分平原荒漠,经营策略为禁牧和封育;经济功能区面积为116．33×10^4hm^2,占草地面积的11．82％,主要草地类型有山地草甸、低地草甸和草甸草原,经营策略为通过施肥、灌溉等手段,集约化管理,提高单位面积产值;混合功能区的面积为703．21×10^4hm^2,占草地总面积的71．45％,草地类型主要有山地草原、平原荒漠草原和大部分平原荒漠,经营策略是以草定畜,合理轮牧．     

漓江流域水陆交错带植被配置型式分类及生态特征

通过以漓江流域水陆交错带为研究对象,选取了40个样地实地调查其草本层盖度、植被类型、河岸带宽度、坡度、周边土地利用类型、位置、人为干扰度等指标,运用聚类分析的方法将漓江流域水陆交错带现有植被配置型式进行汇总分类研究,划分结果为:江心洲天然灌草型式(T1)、远郊天然林乔灌草型式(T2)、城区人工乔草型式(T3)、缓坡边滩天然草本型式(T4)、农商用地人工林乔灌草型式(T5)和城外天然乔灌草型式(T6)。通过对各种植被配置型式的生态特征分析,探讨了漓江流域现有的不同植被配置型式的退化状况及其存在的生态退化问题和原因,提出了生态恢复建议:江心洲天然灌草型式和远郊天然林乔灌草型式生态退化程度较小,宜采取保护和自然恢复的方法;城区人工乔草型式采用近自然方法治理;缓坡边滩天然草本型式适当采用引种和育植方法治理;农商用地人工林乔灌草型式生态恢复应注重生境多样性的恢复;城外天然乔灌草型式退化较为严重,采用全系列生态护坡和土壤生物工程护坡进行治理。     

IPBES土地退化和恢复专题评估报告及其潜在影响

随着国际社会对生物多样性保护和人类福祉关注度的提升, 土地退化作为全球面临的重要问题逐渐成为国际公约和进程关注的热点问题。生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, IPBES)将“土地退化和恢复”列入2014-2018年工作方案, 开展评估。2018年3月, 该评估报告在IPBES第六次全体会议上获得通过。本文概述了评估报告的主要内容和结论, 探讨了对其他国际进程的可能影响。评估报告在IPBES概念框架的基础上, 厘清了土地退化的概念与内涵, 全面梳理了土地退化对人类生活质量的影响, 阐明了土地退化的现状和进程, 分析了直接和间接驱动因素与土地退化的作用, 揭示了土地退化与人类福祉的关系, 提出了土地退化和恢复的对策建议。该项评估将为各国决策者制定政策工具提供最有效的技术支撑, 为相关国际进程谈判提供重要的科学参考。中国作为生物多样性大国, 应重视IPBES的评估机制并积极参与, 加强促进生物多样性和生态系统服务领域的科学成果转化, 适时针对国内关键问题启动相关评估, 促进我国生态文明建设和山水林田湖草系统治理, 实现美丽中国的建设目标。     

植被恢复对干热河谷退化土壤改良的影响

土地退化和土壤恶化是我国干热河谷主要环境问题。树种筛选及树种与土壤关键限制因子间的相互作用是生态恢复的基础和前提。对比研究了干热河谷地区植被恢复22年间不同时期(1991、1997、2005和2013年)5种人工林(新银合欢Leucaena leucocephala,苏门答腊金合欢Albizia kalkora,大叶相思Acacia auriculiformis,印楝Azadirachta indica和赤桉Eucalyptus camaldulensis)和1种自然恢复样地中土壤主要物理、化学和微生物性质。结果表明植被恢复处理和取样时间对土壤性质有显著影响。在22a的植被恢复期内,土壤物理性质提高幅度为3.0%—20.2%,远不及土壤微生物和化学性质。通过自然恢复机制改良的退化土壤,其改良率(63.6%)高于印楝(54.9%)、苏门答腊金合欢(54.3%)和赤桉(53.2%)人工林,但改良率不及新银合欢(68.2%)和大叶相思(67.3%)人工林。研究得出造林树种类型决定干热河谷土壤改良进程。与自然恢复相比,人工植被恢复(如造林)并不一定能加速退化土壤改良。新银合欢和大叶相思适合作为改良干热河谷退化土壤的先锋树种,而生态系统自然恢复也可作为改良干热河谷退化土壤的一种适宜方式。     

云南干热河谷水库气候效应对车桑子幼苗生长发育的影响及其作用机制

干热河谷地区水电站建设对当地植被的潜在影响是一个值得关注的生态学问题。车桑子是当地植被灌木层的主要成分,开展水库气候效应对车桑子生长、发育影响的研究具有现实价值。以车桑子的实生幼苗为材料,将土壤含水量控制为13%、7%和1.5%,空气湿度控制为50%、65%和75%,从幼苗生长、构件发育、根系发育、生物量分配等方面研究了降水减少和大气湿度增加的气候效应对车桑子的影响,通过叶绿素含量、Fv/Fm、丙二醛(MDA)含量和叶片可溶性糖含量等指标,从光合系统特性、膜质过氧化和渗透调节3个方面研究了车桑子的受损与适应机制。结果表明,土壤干旱能够抑制车桑子幼苗高生长和根系发育的各项指标,并促进生物量向根系分配;当大气湿度增加时,幼苗高生长和根长虽呈增加趋势,但生物量积累、根系发育指标及RMR却具有单峰效应,显示空气湿度过高时对其生长发育具有抑制作用。综合而言,由于大气湿度增加能够部分补偿土壤的干旱效应,干热河谷区水库建设的气候效应不会对车桑子幼苗的生长和发育产生重要影响。结果还表明,土壤干旱和大气湿度变化对叶绿素含量无影响,土壤水分胁迫和空气湿度下降导致Fv/Fm显著下降,说明光合电子传递链受损是车桑子光合抑制的主要原因;土壤水分胁迫导致MDA含量升高,说明细胞膜质过氧化是车桑子幼苗受损的重要机制;而土壤干旱导致叶片可溶性糖含量升高,说明车桑子幼苗具有较好的渗透调节机制。研究结果对评估干热河谷区水电站建设对植被的影响具有参考价值。     

基于GIS和RUSLE的滇南山区土壤侵蚀时空演变——以云南省元阳县为例

滇南山区土壤侵蚀时空演变研究对于水土保持规划及世界文化遗产区的生态保护具有重要意义。本研究基于RUSLE模型和GIS/RS空间信息技术,分析元阳县2005—2015年间土壤侵蚀状况的时空变化趋势,以及其侵蚀成因和影响机理。结果表明: 研究期间,元阳县土壤侵蚀空间分异显著,流失区主要集中于县域东南部、西南部,藤条江沿岸区域侵蚀广泛,极强度和剧烈侵蚀呈点状分布。元阳县2005—2015年平均土壤侵蚀模数为11.06 t·hm^-2·a^-1,微度和轻度侵蚀所占面积比例近80%,而轻度和中度侵蚀则构成了近50%的全年土壤侵蚀总量,是县域水土流失治理的重点侵蚀级别。研究期间,随着森林覆盖率的提高,县域水土流失有减缓趋势。元阳县地形复杂多变,土壤侵蚀分布与海拔、坡度有很大的相关性,这种分布格局的形成受自然和人为因素的共同影响,海拔500 m以下、1500 m以上且坡度25°～45°的山地区是水土防护治理的重点区域。     

干热河谷区不同坡位土壤水分对降雨的响应特征

研究干热河谷地区土壤水分在降雨过程中的短时动态变化,有助于揭示该地区的土壤水文功能。本研究选取贵州花江干热河谷作为研究区,运用原位监测法,获取不同坡位的高频土壤水分监测数据,分析土壤水分对降雨的短时动态响应特征。结果表明: 在整个监测期间,无论是坡上还是坡中,研究区各层土壤水分均为中等变异水平(15.2%≤变异系数CV≤29.7%),坡上土壤水分的波动幅度(CV=21.1%)大于坡中(CV=19.1%),0～5 cm土层(CV=26.2%)大于20～40 cm土层(CV=16.5%)。与坡中相比,坡上土壤水分对降雨的响应速度更快,降雨对土壤水分的补给量大、补给速率快;坡上的土壤水分补给速率与消退速率之差(2.3%·h^-1)大于坡中(1.8%·h^-1)。随土层深度增加,下层土壤水分对降雨的响应早于或同步于上层,降雨对土壤水分的补给量减少、补给速率减慢,土壤水分的消退速率也减慢。与坡中相比,坡上土壤水分入渗能力更强,保水能力更优。干热河谷的微观环境和小气候影响土壤水分对降雨的响应特征,而岩-土界面优先流的快速补给则会加快下层土壤水分对降雨的响应速度,使得该地区的坡面更容易形成混合产流机制。     

GIS支持下岷江上游土壤侵蚀动态研究

利用TM数据,采用3S技术和通用土壤侵蚀方程(RUSLE)研究岷江上游地区3个典型时期的土壤侵蚀动态,并对影响侵蚀的主要因子进行初步分析.结果表明,研究区3个时期侵蚀面积分别占研究区总面积的1.2%、1.4%和1.70%;年平均侵蚀模数分别为32.64、1 04.74和1 362.11 t·km^-2,以微度侵蚀、轻度侵蚀为主,伴有少量的中度侵蚀.侵蚀面积比较小,侵蚀程度比较轻.侵蚀与坡度呈显著正相关,侵蚀大多发生在＞25°的区域,196年占总侵蚀量的93.65%,1995年为93.1%,2000年为92.71%;在海拔上,中山、亚高山、高山以及干旱河谷是侵蚀发生的主要地带,1986年占总侵蚀量的9.21%,1995年为97.63%,2000年为99.27%;不同类型的植被直接影响到侵蚀的发生,灌木林地以及新退耕的疏林地是3个时期侵蚀的主要发生地,过度放牧导致草场退化,也产生了微度侵蚀;侵蚀的发生和土壤类型密切相关,燥褐土、石灰性褐土最易发生侵蚀,是控制侵蚀的重点区域;人口的增长、户数的增加是侵蚀发生的驱动因子,人口与户数增长导致资源需求压力的增大,侵蚀呈线性增加.     

Effects of vegetation cover and precipitation on the process of sediment produced by erosion in a small watershed of loess region

With growing concerns over changes of the living environment and ecological environment, more and more scholars have focused their researches on understanding how vegetation covers and atmospheric conditions respond to soil erosion in watersheds. Former studies show that both the natural factors such as precipitation, vegetation, slope of terrain, soil properties and human activities are the main factors to affect the amount of sediment produced by erosion in the watershed, and there are special conditions of climate and soil that are unique to loess areas for water and soil conservations. Thus the relationships between soil erosion and vegetation and precipitation are very complicated and interesting. As a loess area, the Lüergou watershed with the area of 12.1 km2 lies in west of China. The watershed was a key area of high water and soil erosion forty years ago, but the area of vegetation cover has become larger because of highly effective methods of water and soil conservation. In the factors affecting the amount of sediment produced by erosion in the study area, which is more important for soil erosion: vegetation cover or precipitation? The experts, community has discussed this question for a long time. And the Lüergou watershed has become the natural and ideal test watershed. Based on water observation data, climate data and NOAA/AVHRR NDVI images collected from 1982 to 2000 in the Lüergou watershed of loess areas, analyses of the correlation and multi-variable regression were used to discuss the relationships among the amount of sediment produced by erosion, water indexes, precipitation factors and vegetation cover. The conclusions showed that with the increase of precipitation indexes and the decrease of plant indexes, and the amount of sediment produced by erosion in the study area would become larger. In order to distinguish the influences of erosion due to human activity and natural factors, the paper introduced multi-variable regression method by standardization data to determine the relative contributing ratio to soil erosions in the study area. The conclusions showed that the contributing ratio of vegetation cover and precipitation changes were 45.7% and 54.3%. It was obvious that the influences of precipitation were larger than those of vegetation for the soil erosion in the study area.     

Effects of vegetation cover and precipitation on the process of sediment produced by erosion in a small watershed of loess region

With growing concerns over changes of the living environment and ecological environment, more and more scholars have focused their researches on understanding how vegetation covers and atmospheric conditions respond to soil erosion in watersheds. Former studies show that both the natural factors such as precipitation, vegetation, slope of terrain, soil properties and human activities are the main factors to affect the amount of sediment produced by erosion in the watershed, and there are special conditions of climate and soil that are unique to loess areas for water and soil conservations. Thus the relationships between soil erosion and vegetation and precipitation are very complicated and interesting. As a loess area, the Lergou watershed with the area of 12.1 km² lies in west of China. The watershed was a key area of high water and soil erosion forty years ago, but the area of vegetation cover has become larger because of highly effective methods of water and soil conservation. In the factors affecting the amount of sediment produced by erosion in the study area, which is more important for soil erosion: vegetation cover or precipitation? The experts, community has discussed this question for a long time. And the Lergou watershed has become the natural and ideal test watershed. Based on water observation data, climate data and NOAA/AVHRR NDVI images collected from 1982 to 2000 in the Lergou watershed of loess areas, analyses of the correlation and multi-variable regression were used to discuss the relationships among the amount of sediment produced by erosion, water indexes, precipitation factors and vegetation cover. The conclusions showed that with the increase of precipitation indexes and the decrease of plant indexes, and the amount of sediment produced by erosion in the study area would become larger. In order to distinguish the influences of erosion due to human activity and natural factors, the paper introduced multi-variable regression method by standardization data to determine the relative contributing ratio to soil erosions in the study area. The conclusions showed that the contributing ratio of vegetation cover and precipitation changes were 45.7% and 54.3%. It was obvious that the influences of precipitation were larger than those of vegetation for the soil erosion in the study area.     

Exposed roots as indicators of geomorphic processes: A case-study from Polylepis mountain woodlands of Central Argentina

Soil erosion is a serious problem of land degradation in many parts of the world, and particularly in mountain rangelands. To understand this process it is necessary to develop methods to assess soil erosion rate in a quick, economic and accurate manner. Based on the analysis of exposed Polylepis australis roots, we tested a dendrogeomorphological method for determining soil loss rate in rills and gullies. Few studies considered non-coniferous tree rings in soil erosion analysis and we used, for the first time, an experimental procedure of root exposure and provided a comparison with roots exposed by gully erosion. Our main results showed that as a consequence of soil erosion, exposed roots changed from root-like to a more stem-like wood anatomical structure. The percentage of vessel area per tree-ring area decreases by an average of 22% to 43% during the first and second year after exposure, respectively. Moreover, and during the same time interval, the mean vessel area decreased 32% and 65%, and the number of vessels increased 7% and 48%, respectively. Scars formed at the upper side of the exposed roots are coincident with changes in wood anatomy, and both evidences may be applied to reconstruct an erosion process. This study confirms that the wood anatomy analysis of partially exposed roots can be used to determine the year in which roots are exposed and provides a useful tool to monitor soil erosion rates with a high accuracy.     

川西低山区土壤侵蚀经济损失及其评估模式——以名山县蒙山为例

借助中国坡面土壤流失预报方程（CSLE）估算研究区的土壤侵蚀量,并重点对该区土壤侵蚀生态经济损失进行计算和分析,结果表明研究区土壤侵蚀的直接经济总损失为1776．387万元,占同期当地第一产业总产值的5．001％,其中经济损失最严重的是林地和坡耕地,其次探讨了水土流失生态．经济面积边际损失比的概念,通过分析得出侵蚀所造成的直接经济边际损失每增加1万元,在此基础上,其生态价值的边际损失将增加76—91元。     

黄土高原典型小流域综合治理的水文生态效应

从流域产流规律及水土保持措施改变引起的土壤水分状况和流域蒸散发的变化等方面评价了黄土丘陵沟壑区泉家沟流域水土保持措施变化对流域水分生态环境的影响.结果表明:水土保持与生态建设过程改变了土地利用结构,对小流域水环境变迁具有很大的影响作用,主要表现在:减少地表径流量,径流模数1996～2000年平均较1980～1985年减少了36.1%;不同治理措施土壤水分状况不同,灌木林地、人工草地和乔木林地均存在深度和厚度不等的土壤"干层";不同地貌部位土壤储水差异很大,阴坡的水分环境优于阳坡,沟底优于峁顶,缓坡优于陡坡;林草措施对流域总蒸散量起着决定性作用,1991～1995年流域林草地面积达到最大,总蒸散量也达到最大,与治理初期相比,总蒸散量累计增加了56.3 mm.     

黄土丘陵沟壑区景观格局对流域侵蚀产沙过程的影响——斑块类型水平

在黄土丘陵沟壑区,景观格局对侵蚀产沙过程有着复杂的影响,且与尺度密切相关。选取河口-龙门区间内42个水文站控制流域为研究对象,以侵蚀模数、输沙模数和泥沙输移比作为表征各流域单元内土壤侵蚀、产沙及泥沙输移过程的特征指标,运用景观指数和CCA排序,系统分析了斑块类型水平上景观格局对流域侵蚀产沙过程的影响。结果表明:流域侵蚀产沙及泥沙输移过程中,空间分异特征随景观类型不同而异;对于不同用地类型,影响"过程"空间分异的景观格局指标不同,显著影响流域侵蚀产沙及泥沙输移过程的景观指数有草地平均斑块面积(AREA_MN3)、居民建设用地景观面积百分比(PLAND5)、居民建设用地和其它类型用地景观的斑块密度(PD5和PD6),其中斑块密度(PD)是影响流域侵蚀产沙及泥沙输移过程的共性指标;草地、居民建设用地、其它类型用地的景观格局特征对"过程"变化的解释程度要高于其它景观类型。开展景观格局与生态过程关系研究时,不仅需要考虑景观格局的整体效应,更应关注单一景观类型及其格局特征对一些生态过程的指示意义。