近20年青藏高原东北部禾本科牧草生育期变化特征

利用1988—2010年青藏高原东北部地区5个站点牧草生育期地面观测数据,分析了近20年代表性牧草返青、开花、黄枯期及生长季的变化趋势,并通过偏相关分析探讨了气温和降水对牧草生育期的关系。结果表明,近20年青藏高原东北部牧草生育期北部推迟南部提前的特征明显。南部的三江源区域返青、开花与黄枯期总体呈显著提前趋势,其中曲麻莱羊茅返青期提前的倾向率达到-4 d/10 a,开花期为-13 d/10 a,黄枯期达到-9 d/10 a,且均通过0.01的显著性检验水平。北部环青海湖区域的海北西北针茅生育期则表现出一定的推迟趋势。生长季长度北部地区延长,而南部除甘德(垂穗披碱草)外均呈明显缩短趋势。近20 a黄枯期的变化幅度明显大于返青期,使得生长季长度的变化更多地受黄枯期变化的影响。1月和3月气温是影响研究区牧草返青最主要的气候因子,气温增高返青提前。开花期南北差异明显,北部与同期气温呈明显负相关关系,南部则主要与开花前2—3个月的降水量密切相关,降水增多大部地区开花期提前。此外,降水也是各地牧草黄枯的主要影响因子。     

禾本科牧草植物的结构、生长特性及其生理学基础

阐述了禾本科牧草植物形态结构特征,生长特点及其光合生理基础,比较了暖季Ｃ４型牧草和寒季Ｃ３型牧草的差异。对不同发育阶段牧草的田间管理以及提高水分利用效率的途径进行了讨论．     

低温处理下不同禾本科牧草的生理变化及其抗寒性比较

研究牧草根系抗寒性的动态变化,对寒冷地区的牧草引种筛选意义重大.试验以美国引进的禾本科牧草高山早熟禾(Poa Aalpine)、俄罗斯野麦(Elymus junceus)、无芒冰草(Agropyron inerme)、爱达荷冰草(Agropyron inerme)(品种名Secar)和爱达荷冰草(Agropyron inerme)(品种名Goldar)为研究材料,人工控温进行低温抗寒锻炼、冷冻处理和解冻恢复生长,测定每一阶段下根系中MDA、可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸的含量及SOD活性.结果表明,MDA含量在抗寒锻炼后略有增加,随后维持基本稳定;SOD活性在抗寒锻炼后升高,冷冻处理后显著降低;返青后又显著升高(P＜0.05);可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量在抗寒锻炼和冷冻处理后升高,返青后降低;其中,SOD活性、可溶性糖和脯氨酸的含量随处理不同变幅较大,MDA和可溶性蛋白质的含量随处理不同变幅较小.运用Fuzzy数学中隶属函数法进行抗寒性综合评判,得出抗寒性强弱顺序为:高山早熟禾＞俄罗斯野麦＞爱达荷冰草(Secar)＞无芒冰草＞爱达荷冰草(Goldar).     

新疆哈密山区天山马鹿种群数量和冬季生境选择

2010年12月至2011年2月,在新疆哈密山区,采用截线抽样法和遥感技术,对野生天山马鹿（Cervus elaphus songaricus）种群现状和冬季生境选择进行了研究。在不同区域和不同类型栖息地共布设了28条样线,样线总长度达60.1 km。其中,16条样线上发现马鹿共233头,调查区域平均种群密度（2.83±1.01）头/km²,种群数量（1 684.56±379.71）头,与1993年的调查结果相比有所上升。雌雄性比为2.24：1,幼体和亚成体总数多于成体和老体总数,种群数量呈增长趋势。根据野外考察GPS数据并解译天山马鹿分布生境2006秋季的LANDSAT TM/ETM+遥感影像,将生境要素分为山地针叶林、草甸、灌木丛、农田和戈壁5种类型,其中,草甸与山地针叶林为天山马鹿冬季适宜生境。     

不同植被类型物候对冰冻事件的响应差异及其驱动力

全球气候变化导致极端气候发生频率和强度增加,探究植被对极端气候的响应与适应是评估区域植被脆弱性和制定适应性经营策略的重要前提。以2008年中国南方极端冰冻事件为例,利用2003-2009年日光诱导叶绿素荧光(SIF)遥感数据提取植被物候,探讨了极端冰冻事件对不同植被类型物候的影响,并采用地理探测器分析各环境因子及其交互作用对植被物候变化的贡献度。结果表明:(1)极端冰冻事件导致植被生长季开始期(SOS)提前2.96 d、生长季结束期(EOS)推迟10.47 d和生长季长度(LOS)延长12.79 d,其中常绿阔叶林物候变化趋势最大,而落叶阔叶林物候变化趋势最小。(2)研究区水热条件的空间分异性影响了植被物候空间变化格局,如东南部水热条件充足区的物候变化趋势更明显,而西北部山区植被物候变化与整体变化趋势相反,即呈现SOS推迟和EOS提前趋势。(3)降水、气温、相对湿度、土壤类型和植被类型是影响植被物候的主导因子,其中气温和降水对植被EOS的解释力最高,分别为0.6522和0.5280。(4)各因子交互作用结果均表现为双因子增强或非线性增强效应,其中气候因子间的交互作用最强,而气候因子与土壤类型、植被类型、冰冻天数的交互效应次之。     

2000-2017年秦岭山地植被物候变化特征及其南北差异

气候变化背景下开展山地过渡带植被物候变化规律及区域差异研究对于揭示过渡带对气候变化的响应方式具有重要意义。基于2000-2017年MODIS EVI₂数据,反演了秦岭山地植被物候参数并建立了遥感物候数据集,分析了近18年来秦岭山地植被物候变化的时空特征及其南北差异。结果表明：①秦岭山地植被物候变化表现出明显的地形和气候地域分异规律,尤以高海拔区的变化最为显著,全区GSS （物候始期）主要发生于70-130DOY （Day of Year）,83.29%的区域呈提前趋势,提前主要集中在0-5d/10a （44.46%）与5-10d/10a （28.60%）;GSE （物候末期）主要发生于270-310DOY,50.17%的区域呈推迟趋势,变化趋势不明显;GSL （生长期）集中在150-210d,65.34%的区域呈延长趋势,延长在0-5d/10a （19.28%）、5-10d/10a （20.71%）及10-15d/10a （14.12%）均有分布。②秦岭山地GSS对气候变化的响应程度显著大于GSE,南北坡植被物候变化不仅存在区域差异且存在季节差异,GSS北坡较南坡平均约早6.2d且南坡提前趋势较北坡显著,GSE南坡较北坡平均约晚5.8d且北坡推迟趋势较南坡显著,GSL北坡较南坡约长18.7-23.2d。③GSS、GSS及GSS变化表现出显著的海拔敏感性,随着海拔上升,GSS逐渐推迟,GSE逐渐提前,GSL逐渐缩短,三者在海拔≤600m及≥2700m地区随海拔变化的波动幅度较大,南北坡三者随海拔的变化亦存在明显的差异,海拔每上升100m,北坡GSS推迟1.76d,GSE提前0.25d,GSL缩短2.01d;南坡GSS推迟1.50d,GSE提前0.44d,GSL缩短1.94d。④不同植被垂直带上GSS、GSE及GSL的变化存在明显差异,尤以≤600m植被带上及高山灌丛草甸带上的差异最为明显,且三者在高山灌丛草甸带的发生时间及时长北坡与南坡发生转换,表现为GSS、GSE、GSL北坡较南坡分别平均早3.5d、晚2.9d、长6.4d。     

南亚热带阔叶林展叶物候及其种内种间差异探讨

植物的展叶物候与植物的生长和生存密切相关,但未见有定性的研究植物展叶物候的种间和种内差异与验证亚热带常绿阔叶林植物展叶物候系统发育关系的报道。为了更好地理解南亚热带常绿阔叶林物种共存机制和预测不同物种对气候变化的响应,该研究于2013年1月至2014年12月期间,在中国科学院华南植物园鼎湖山自然保护区内对44个树种的展叶物候进行了连续观测,利用变异系数定性分析了气候因子、系统发育关系对展叶始期及其种内和种间差异和展叶期的影响。结果表明:鼎湖山自然保护区植物展叶始期主要集中在3-5月,植物展叶物候受气候因子影响不显著;不同物种的展叶物候种内变异差别较大,其中种内差异最大的是红皮紫棱(Craibiodendron kwangtungense)(变异系数为0.74),最小的是广东润楠(Machilus kwangtungensis)(变异系数为0.09);基于APGⅢ物种数据库构建谱系树,发现植物间的系统发育关系对展叶物候无显著影响,即亲缘关系近的物种,展叶期并不相似。该研究结果对于理解生态系统过程,如碳循环、物质能量流动,以及展叶物候对气候变化的适应性具有重要意义。     

结缕草属（Zoysia Willd．）植物物候期的差异分析

于2005年至2006年在南京市对结缕草属（Zoysia Willd．）5种1变种共109份种源的物候期进行了系统观测分析。结果表明,不同种源间各植物物候期的时间存在不同程度的差异,其中进入盛花期、枯黄期、返青期、结实期、初花期和孕穗初期的时间分别相差58、56、38、35、33和29d;不同种源的青绿期为215～277d。孕穗初期的早晚与初花期、盛花期、结实期和枯黄期的早晚及青绿期的长短呈显著正相关,返青期早晚与青绿期的长短呈极显著负相关,而枯黄期的早晚与青绿期的长短则呈极显著正相关,说明返青期越早青绿期越长,枯黄期越早青绿期越短。另外,结缕草属植物的返青期、孕穗初期、初花期、盛花期及枯黄期均随原分布地纬度的增加显著提前。     

新疆哈密山区天山马鹿(Cervus elaphus songaricus)的种群数量调查*

查清新疆东部哈密山区野生天山马鹿(Cervus elaphus songaricus)种群的现状,可为有效保护与合理利用野生马鹿资源提供科学依据。我们通过截线抽样法和遥感技术,弄清哈密山区天山马鹿的栖息地范围,估算马鹿的种群数量及种群密度。在哈密山区野生天山马鹿分布区域共设计了28条样线,总长度60.1 km,遇见马鹿233头,通过计算得到该地区马鹿天山亚种种群平均密度为(2.83?1.01)头/km2。栖息地面积374.35 km2,估计马鹿总数为(1 057.56?379.71)头左右。雌雄比例2.24:1,幼体和亚成体的总数量多于成体和老体总数。研究区域内马鹿的种群密度和资源总数量比往年的调查结果有所上升;马鹿的分布海拔高度比较一致,但种群的大小具有不均匀性;从性比和年龄结构来看该研究区域的马鹿种群面向着数量的增长趋势。     

中国城市化速度区域差异及其主要影响因素分析

在分析2000—2014年全国地级及以上城市的人口城市化速度和建成区面积城市化速度的基础上, 评价了城市化发展与城市规模、资源、环境、经济、社会等相关指标的关系, 明确了影响中国城市化速度区域差异的关键因子。结果表明: ①人口平均年增长率的范围在-2.18%—6.74%之间, 均值为1.06%;建成区面积平均年增长率的范围在0%—15.00%之间, 均值为5.35%。建成区面积城市化速度总体上远高于人口城市化速度, 不利于集约型和节约型社会建设。②西北地区和华北地区的人口城市化速度较快, 主要受到资源因素尤其是水资源的影响;华东、西南和中南地区的建成区面积城市化速度较快, 主要受到地理因子的影响, 具有地理区位优势地区(东南沿海)的城市化速度较快。但长此以往, 将会造成东南地区的资源(尤其是土地资源)紧张及环境污染的加重, 不利于城市的可持续发展。因此, 在城市化发展的过程中, 应该遵循集约、紧凑的发展理念, 不仅要考虑每个区域的资源环境承载力, 也要提高资源开发利用和输送调配的效率, 减小对资源的浪费和生态环境的破坏。     

秦岭地区林地与草地景观格局变化及其驱动因素

以1980—2015年土地利用数据集为数据源,利用GIS空间分析、景观格局指数和主成分分析法,研究了秦岭地区林地与草地景观格局时空变化特征,并探讨其演化的驱动因素。结果表明:(1)林地和草地是秦岭地区主要景观类型,约占研究区总面积的72%,其中有林地为优势景观类型,其次为高覆盖度草地和中覆盖度草地,其他林地和低覆盖度草地分布面积相对较少。(2)35年来,林地和草地总面积整体呈减少趋势,净减少了309.44km²,其中草地减少占主导地位;空间变化上,损失严重的区域主要分布于以西安市为中心的周边区域,主要向建设用地和耕地转移。(3)林地和草地景观破碎化程度逐渐增加,连通性降低,景观异质性增强且景观形状更为复杂,草地较林地变化明显;空间分布上,林地和草地景观格局指数空间分布特征明显,在地形因子作用下呈现一定的地形梯度性,尤其与海拔的相关性最好。(4)人为活动干扰是影响秦岭地区林地和草地景观格局变化的主要驱动因素,气候因素次之,同时国家宏观政策起着重要的导向作用。减缓人为活动对秦岭地区的过度影响,维护林地和草地的平衡性及完整性,是实现该区生态系统科学管理和资源的可持续利用...     

气候变化对内蒙古鄂温克旗典型草原植物物候的影响

植物物候作为气候变化敏感的指示指标,已成为全球气候变化研究的焦点。利用内蒙古典型草原区鄂温克牧业气象试验站1959—2017年的气候资料和1983—2017年的植物物候观测资料,采用趋势倾向率和逐步回归等方法,分析了鄂温克旗气候变化特征,代表性牧草大针茅和羊草返青期、开花期、黄枯期及生长季的变化趋势,并通过偏相关分析探讨了气温、降水和日照时数与牧草生育期的关系,建立了主要牧草物候期的气候模型。结果表明:(1)鄂温克旗近60年平均气温呈极显著波动增加趋势,年降水量和年日照时数的变化很小;(2)30多年来,鄂温克旗大针茅和羊草返青期总体呈推迟趋势,倾向率分别为2.2 d/10a和1.4 d/10a;开花期的变化趋势不明显;黄枯期分别以2.8 d/10a和1.5 d/10a的趋势提前;生长季长度呈明显缩短趋势;(3)3月和4月气温是影响研究区牧草返青最主要的气候因子,气温升高返青期提前;前2个月降水量对大针茅开花期的影响较大;气温升高使得黄枯期提前,而降水量增加则使得黄枯期推迟。     

大兴安岭呼中林业局森林景观格局变化及其驱动力

以大兴安岭呼中林业局为研究区,利用TM数据、森林资源清查数据和采伐统计资料,结合野外调查,以GIS为技术手段,剖析研究区1989～2000年景观变化,结果表明该区主要景观类型为针叶林、针阔混交林和阔叶林,这3种类型面积总比例达90%以上,其他景观类型面积比例小于10%,主要有荒草地、火烧迹地、采伐迹地、沼泽、居民点和道路.10a间景观由原有的大面积连续的针叶林为基质、小面积的阔叶林和针阔混交林斑块散布其中的格局,转变成大面积针阔混交林为基质的格局.研究区1989年是成过熟林、高公顷蓄积量、高郁闭度占优势的景观,2000年中幼龄林、低公顷蓄积量和低郁闭度森林面积增大,并趋于连续,形成低质量的相对均质化的景观.最后,结合历史资料,通过比较分析火烧、人工更新、土地利用和人为采伐活动这几种主要驱动力的特征,论证了采伐活动在该地区景观变化中所发挥的主导作用.     

1962—2009年天山北部湿润指数变化的区域差异

湿润指数揭示了地表干湿变化趋势,与降水变化相比,它更能客观地诠释在全球增暖背景下区域干湿演变特征及变化趋势。本文运用消除趋势波动分析、样条函数法和最小二乘法等方法,对天山以北5个不同区域1962—2009年的地表湿润指数的时空变化趋势和降水、气温变化趋势的空间分布进行统计,以分析各分区的不同年份、季节气候干湿变化特征。结果表明:各分区分季节湿润指数序列在48年的时间尺度上具有微弱的Hurst效应,即具有较弱的长期持续性和较强的随机性,并且各分区不同季节差异较明显;近48年来天山北部荒漠绿洲区降水整体呈现统计意义上的增加趋势,但地表湿润指数变化趋势差异较大;干化趋势最显著的地区与增暖最强烈的地区对应,干化趋势最显著的地区在伊犁谷地及其周围地区,准噶尔西部山地和东部边缘地区干化趋势次之;干湿变化表现出明显的季节差异,干化趋势最显著的季节为冬季和秋季,春季次之,夏季全区表现为明显的变湿趋势。     

中国天山的平蒴藓属（Plagiobryum Lindb.）植物

平蒴藓属PlagiobryumLindb.(真藓科Bryaceae)植物在世界上共有8种(IndexMuscorum;Ochi1959,1970;Hedderson1990;Hedderson&Harold1990).中国大陆记录有3种分布(陈邦杰等1963;张满祥1978;Redfearn&Wu1986;Redfearn,Tan&He1996).其中,钝叶平蒴藓(P.giraldii(C.Muell.)Par.)特产于秦岭太白山(张满祥1978).作者基于在天山的实地考察和对标本的研究,报道了中国天山产的平蒴藓属植物共有2种即平蒴藓(P.zierii(Hedw.)Lindb.)和尖叶平蒴藓(P.demissum(Hoppe&Hornsch.)Lindb.),其中的平蒴藓为该区分布的首次记录.从种的现代地理分布和区域地理特点来看,这2种均属泛北极分布类型.依据所采的标本对它们进行了详细描述和绘图.中国天山平蒴藓属分种检索表如下1.植物体上部银白色或白色,下部红褐色.叶覆瓦状排列,卵圆形,内凹;中肋及顶或达于叶尖稍下处终止.孢蒴长棒状,平列或略倾斜1.平蒴藓P.zierii(Hedw.)Lindb.1.植物体红褐色.叶直立,披针形至卵圆状披针形;中肋突出叶尖.孢蒴梨形,下倾2.尖叶平蒴藓P.demissum(Hope&Hornsch.)Lindb.     

Intra-annual radial growth of Schrenk spruce (Picea schrenkiana Fisch. et Mey) and its response to climate on the northern slopes of the Tianshan Mountains

Schrenk spruce (Picea schrenkiana Fisch. et Mey.) is widely distributed in the Tianshan Mountains. In this study, four Schrenk spruce trees were continuously monitored with dendrometers from 27 April to 30 September 2014 on the northern slopes of the Tianshan Mountains in northwest China. The goal of this monitoring study was to determine the main growing season of Schrenk spruce and to analyze intra-annual radial growth variability and its relation to daily meteorological factors. Our studies have shown that the critical growing season of Schrenk spruce is from late May to late July and that the rapid growth stage is from mid-June to early July. Meanwhile, in the growing season, changes in the radial growth of Schrenk spruce were negatively correlated with daily temperature, evaporation, sunshine hours and vapor pressure deficit (VPD), and were positively correlated with precipitation and relative humidity (RH). The correlation coefficient between radial growth and RH can be as high as 0.750 (Pearson, p < 0.0001, n = 60). Dates in which precipitation occurred corresponded to periods of rapid growth. The results of the climate-growth analysis show that changes in radial growth reflect the effect of water stress on tree growth, whether or not the changes are positively or negatively correlated with the above climatic factors. This indicates that moisture plays a major role in the growth of Schrenk spruce. We suggest that precipitation between late May to late June is a limiting factor for radial growth of Schrenk spruce on the northern slopes of the Tianshan Mountains.     

新疆天山野生果树研究及保护

根据多年调查和初步统计,新疆天山山区的野生果树种类有81种,由于新疆天山野果林生态系统受到人类经济活动的强烈影响,野果林分布范围缩减、面积下降,物种减少,有的濒临灭绝状态,必须引起重视,本研究提出了新疆野生果树资源保护和可持续利用的建议及对策：（1）加强新疆野生果树种质资源的收集和保存;（2）开展资源调查、评价与利用工作,保育和开发利用并重,实现资源的永续利用;（3）应及早建立新疆新源野苹果林自然保护区和霍城大西沟野生樱桃李自然保护区。     

天山北坡中段草地植物资源构成及垂直分布

通过野外考察数据和现有文献资料,分析了天山北坡地区草地植物物种资源的组成特征。结果表明。复杂的生态地理环境条件造就了天山北坡中段草地植物种类非常丰富;在山地草地垂直分布带上,山地草甸的物种丰富度最大;8多样性指数可以直观地反映垂直带间物种组成的差异性或不同地段的生境多样性;垂直带间的植物物种资源的特征是生境特征和环境演变对该地区植物分布共同作用的结果。在垂直方向上对天山北坡中段草地植物的空间变化进行分析,揭示了植物物种资源在北坡的垂直变化规律,为该地区的生物多样性资源保护提供科学依据。