三江源自然保护区高寒草地草情诊断研究

三江源生态保护和建设工程的实施对生态环境产生了积极的影响,草地是该地区最主要的生态系统类型,准确的草情诊断对该地区的生态稳定和畜牧业发展具重要意义,可更好的指导三江源区生态环境的保护和发展.基于长时间序列的遥感观测资料和野外采样数据,通过构建草情诊断基准值,结合草地覆盖度和产草量的变化率,根据加权求和计算出草情指数,诊...     

基于MODIS-EVI评估三江源高寒草地的保护成效

三江源是我国生态保护的优先区域。自2005年以来, 国家投入大量资金在三江源实施了一系列生态保护措施和工程, 主要目的之一是保护和恢复草地生态系统。本文基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)增强型植被指数(EVI)数据和野外实测样方, 从草地生物量的角度评估了三江源工程的保护成效, 以期为后续的保护措施提供参考。本文使用2000-2016年间在青藏高原248个样地的实测地上生物量数据和同期的EVI数据, 比较了通过EVI估算草地地上生物量的不同建模方法, 并从中选择表现最佳的乘幂模型反演了三江源高寒草地的地上生物量, 用趋势分析法得出了生物量的变化。结果显示, 2000-2016年间, 三江源高寒草地地上生物量没有发生显著变化的面积占62%, 显著增加的地方主要在西部和北部, 占22%, 显著减少的地方则主要在中部和南部, 占16%; 2000-2016年间, 草地地上生物量的年际波动较大, 但总趋势不显著; 在2012年后, 地上生物量表现出显著降低的趋势。三江源国家级自然保护区外部的草地地上生物量高于内部, 使用匹配法比较保护区内外草地地上生物量变化的情况, 结果发现在生态保护工程实施的2005-2012年间, 三江源保护区内的草地生物量没有显著增加。     

三江源国家公园草地地上生物量时空动态及其气候影响

三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要的生态安全屏障。基于三江源区域草地AGB的野外调查数据,本研究采用多种机器学习算法集成分析的方式构建模型,实现了高精度的三江源国家公园草地AGB时空估算。基于AGB时空模拟结果,分析了近19年(2000—2018年)三江源国家公园区域草地AGB的时空动态变化。研究结果显示：(1)通过多种机器学习结合贝叶斯平均模型,草地AGB模拟值与实测值的r为0.88,RMSE为71.60g/m²,表明多模型集成分析的方式对草地AGB估算获得了较好的模拟效果。(2)三江源国家公园区域草地AGB的空间分布具有明显的空间异质性,呈从东南向西北递减的趋势。(3)2000—2018年长江源国家公园、黄河源国家公园和澜沧江国家公园区域草地AGB多年平均值分别为82.96 g/m²、117.54g/m²和168.39 g/m²。(4)近19年间,在黄河和长江源园区受到温度上升的影响草地AGB呈现出非显著性上升趋势;澜沧江区域,由于2015和2016年的...     

三江源区冬虫夏草资源适宜性空间分布

冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)是生长在青藏高原高寒地区的一种珍稀物种资源,具有极高的药用和经济价值,然而冬虫夏草资源的数量特征与空间格局尚不明确。以三江源区为例,结合冬虫夏草的生境条件,选取适宜冬虫夏草生长的生态环境指标,利用地理信息系统(GIS)中的空间分析方法对冬虫夏草资源的适宜性空间分布进行了研究,并用野外实地采样和入户调研数据进行验证。结果表明:三江源区冬虫夏草资源主要分布在东南部和中南部,分布面积约为18.45×10~4km~2,占该区总面积的50.74%。达日县、甘德县、玉树县、称多县、玛沁县、班玛县、久治县这7个县冬虫夏草适宜性面积占到了该县50%以上的面积,是三江源区冬虫夏草资源的主产区。基于GIS空间分析的结果与实地调查结果相符,说明利用空间分析方法划分冬虫夏草资源的适宜性分布区域是可行的,可为系统的全面调查冬虫夏草资源的分布及保护与合理开发利用冬虫夏草资源提供科学依据。     

三江源地区高寒草原土壤微生物活性和微生物量

为了揭示青藏高原高寒草地土壤微生物活性和微生物量碳、氮情况,同时探讨气候变化对土壤微生物的影响,以青藏高原腹地三江源自然保护区高寒草原土壤为研究对象,选择土壤质地、植被类型基本一致,海拔高度不同（3400—4200m）的4个样地,分析测定了土壤微生物（细菌、真菌、放线菌和部分生理功能微生物群）数量、土壤微生物量（碳、氮）、土壤酶（纤维素酶、蛋白酶、脲酶用、蔗糖酶）活性。结果表明：研究区域均含有较丰富的土壤有机碳和养分,微生物数量多少为细菌>放线菌>真菌,主要功能微生物菌群数量为氨化细菌>好气性固氮菌>硝化细菌>亚硝化细菌,样地间的微生物生物量碳、氮含量差异显著。相关性分析表明,除与亚硝酸细菌具有弱正相关性外,海拔高度与其它因子均具有负相关性,其中与细菌和氨化细菌具有极显著负相关性,与好气性固氮菌和硝酸细菌具有显著负相关性。因此,温度的升高可能明显的影响了三江源地区高寒草原的土壤微生物活性。     

基于三江源高寒草甸群落结构变化评估围栏封育对草地恢复的影响

围栏封育是三江源生态保护与修复主要措施之一,目前缺少基于多样地长时间序列监测数据和从植物群落结构变化角度来评估草地生态保护与修复成效的相关研究。基于多样地各经济类型群2005—2017年的地上生物量及其占总生物量比例数据,对比分析三江源草原围栏封育与放牧区植物群落结构变化差异,评价围栏封育对草地恢复的影响。研究结果表明围栏封育显著提高了地上生物量,在围栏封育期间地上生物量稳定,但群落结构出现恶化趋势,研究时段内禾本科和莎草科优良牧草生物量占比分别减少48.2%和23.9%,毒草增加了230.2%。同期放牧区禾莎草生物量占比先减少后增加,毒草杂草生物量占比先增加后减少,群落的种群结构改善可能与草畜平衡措施的实施有关。现有的持续围栏封育措施不可能但降低了草地的经济价值,也带来了一定的生态风险。因此基于草地实际产草量以及生态保护要求,确定更为合理的载畜量,实施更为精准的草畜平衡管理,应该比切断牲畜与草地关系的长期禁牧封育更为有效。     

青藏高原气候变化与高寒草地

综述了近五十年来青藏高原气候和高寒草地的变化趋势,阐述了气候变化对高寒草地的可能影响。气候变化主要通过水、热过程及其诱导的环境变化对青藏高原高寒草地产生显著的影响。主要过程包括：气候变化对气候带、植被带、植物、植物群落、农业生产以及生态系统固碳潜力等的影响。从目前的观测和研究结果来看,有关青藏高原气候变化及其对高寒草地的可能影响都还很难得出一致的结论。因此,如何科学评价气候变化及其预测和评价对高寒草地结构和功能的潜在影响,以及如何将已经发生的变化纳入到全球变化模型或评价体系中,以便更加精确地评估气候变化的长期影响,将成为必须要回答的关键科学问题。     

三江源区草地植被返青及其与气候因子的关系

为厘清三江源地区草地植被返青及其与气候因子的关系。以三江源地区为研究对象,选取该区2003—2012年日照时数、平均气温和降水以及草地植被返青资料,采用线性倾向率和Pearson相关分析法,较为系统地分析探讨了近10年三江源地区气候变化趋势及其与草地植被返青的相关关系。结果表明:(1)近10年来,三江源地区草地植被返青呈\"提前—推迟—再提前—再推迟\"的变化趋势。(2)海拔4000 m以上的地区草地植被返青期极差较大,相差约40 d;且高寒草原和高寒荒漠草地植被返青时间突变最为显著。(3)三江源地区草地植被返青日期与返青期前30 d光、温、水的相关性较好。除局部地区草地植被返青与光、温、水呈显著负相关外,其余地区均显著正相关。以上研究结果表明,三江源地区草地植被返青期不是由单一因素决定,而是光照、气温和降水等因素综合作用的结果。     

三江源区退化高寒草甸土壤真菌群落特征

为了明确高寒草甸退化演替过程中土壤真菌物种组成、群落多样性及功能结构等的响应规律,本研究采用高通量基因测序技术和FUNGuild功能预测,分析了三江源区未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化高寒草甸土壤真菌群落特征及其调控因子.结果 表明:高寒草甸土壤优势真菌为子囊菌门、担子菌门和被孢霉菌门.与未退化草地土壤相...     

草地资源缀块聚集分布时草食动物时空分布模型

针对草地上草食动物(家畜)种群空间格局—缀块型,综合考虑整体和局部两种信息,运用渗透理论及数学分析方法研究了草地资源点(缀块)在空间上聚集分布时草食动物的分布,建立了描述草地资源与草食动物时空分布的扩散模型．研究结果表明：资源利用尺度n随资源浓度p的降低而增大,随资源聚集程度q的增大而增大．资源浓度越低,资源利用尺度越大;资源聚集程度越高,资源利用尺度也越大、只有能够在较大尺度上利用资源的动物才能利用破碎化的低浓度资源、这将为草原放牧及管理提供科学依据、     

柠条细根的空间分布特征及其季节动态

以晋西北黄土区30年生柠条(Caragana korshinskii Kom.)人工林为研究对象,2007年应用Minirhizotron技术,分别在距茎干水平距离0、50、100 cm处设点,对林地0-100 cm土层深度范围内的柠条细根空间分布及其生长季的动态进行了研究。结果表明:(1)生长季柠条细根根长密度(RLD)总平均值为1.3423 mm/cm²。在水平方向上,距茎干水平距离50 cm处分布最多(1.5369 mm/cm²),其次为0 cm处(1.3855 mm/cm²), 100cm处分布最少(1.1044 mm/cm²)。在垂直深度上,各土层RLD平均值大小顺序为40-60 cm>60-80 cm>20-40 cm>0-20 cm>80-100 cm;(2)在0-100 cm土层范围内,月平均RLD在生长季的波动范围为0.4405 2.1040 mm/cm²,其中9月份最多,4月份最少;RLD在5个土层深度3个水平距离处随季节变化均表现先增加后减少的趋势,且不同空间位置RLD峰值变化均在秋季(8 10月份)波动。细根的这种时空分布差异,可能主要受林下土壤资源空间异质性及其季节性变化的影响,但也不排除其它因素的影响(如真菌,植食性昆虫)。     

松嫩盐碱草地植物种群的土壤营养位季节动态

针对松嫩盐碱草地的特点,综合评价了18项土壤因子,以植物的相对地上生物量为土壤营养位效能,分析了松嫩盐碱草地植物种群的土壤营养位季节动态。伴随季节的更替,碱蓬等强耐盐碱植物的土壤营养位中心点逐渐向土壤盐碱程度严重的一侧移动,土壤营养位体积也逐月增加,土壤营养位宽度的扩大是土壤营养位体积增加的主要原因。虎尾草(Chloris virgata)和羊草(Aneurolepidium chinense)的土壤营养位中心点数值和土壤营养位体积7月份时最大。7月份时虎尾草的土壤营养位效能峰值明显高于其它月份的,使得虎尾草此月份的土壤营养位体积在整个生长季内最大,而羊草7月份的土壤营养位宽度和土壤营养位效能峰值都较大,共同决定了该月份羊草的土壤营养位体积最大。除上述植物外,其他轻度耐盐碱植物的土壤营养位中心点随季节更替的变化趋势与碱蓬等强耐盐碱植物的刚好相反,是向土壤盐碱程度越轻的方向。其他轻度耐盐碱植物的土壤营养位宽度8月份时最小,但因为此时土壤营养位效能峰值明显高于其它月份的,它们8月份的土壤营养位体积仍是整个生长季内最大的。松嫩盐碱草地植物种群土壤营养位重叠也存在着明显的季节变化。     

银杏种实发育过程中营养成分的动态变化研究

以银杏良种桂 G86 - 1为试材 ,对种实发育过程中种仁和种皮的维生素 C、 N、 P、 K、灰分、粗蛋白、粗脂肪、蔗糖、还原糖、粗纤维、淀粉等 11种营养成分的含量和积累的变化动态进行系统研究。结果表明 ,在种仁发育过程中 ,蔗糖、粗纤维、淀粉的含量和积累均随生长发育期的变化而递增 ,呈极显著相关关系 ;还原糖、粗脂肪、 N、 P、 K、灰分等养分在幼果期含量较高 ,但随发育期的变化而降低 ,呈显著相关关系 ,除还原糖外 ,这些养分的积累逐渐增加 ,呈极显著相关关系 ,还原糖的积累在盛花后 110 d前明显增加 ,随后逐渐下降 ;维生素 C在种实发育初期含量较高 ,至盛花后 80 d达到最高 ,随后逐渐下降。在种皮发育过程中 ,除还原糖、维生素 C外 ,其它营养成分的含量和积累的变化动态规律与种仁相一致 ;维生素 C在种皮的含量和积累均逐渐上升 ,呈显著相关关系 ;还原糖的含量变化没有明显的规律 ,呈上升趋势 ,积累逐渐增加 ,呈极显著相关关系。     

竹裂爪螨自然种群消长及空间格局研究

本文对毛竹害螨优势种竹裂爪螨Schizotetranychus bambusae Reck自然种群在主要发生季节的消长情况进行了调查。结果表明,竹裂爪螨在林间发生的高峰期为5—6月份。发生的严重度与林份条件有密切关系,在土壤瘠薄、林相较差的林区发生重;海拔较高、人为干扰度大的林区的发生重且高峰有所延后。竹裂爪螨在林间不同年龄竹株上存在转移危害,即4—5月,3年生竹上(当年不换叶)的有螨叶率与平均每叶螨量大于2年生竹;5月下旬以后,2年生竹换叶完成、新竹开始上林,竹裂爪螨逐渐转移到新叶上为害,使得在1年生竹、2年生竹上的发生量逐渐超过3年生竹上的发生量。通过对5、6月发生高峰期的空间格局研究表明,竹裂爪螨在毛竹林间呈聚集分布,且密度越高,聚集度越大。利用Iwao的m-m回归分析表明,竹裂爪螨是以个体群的方式存在。从空间格局的动态规律上看,5月份的聚集度大于6月份的聚集度,其中5、6月份的m'-m回归式分别为：m＝2．265 2．342m(R＝0．853,5月份)、m＝1．612 2．171m(R＝0．952,6月份)。     

中国北方典型草地物种丰富度与生产力的关系

利用2002–2004年内蒙古和甘肃南部几种典型草地的实测资料,研究了不同尺度物种丰富度与生产力的关系,并初步探讨了其形成机制。结果显示,温带草地的物种丰富度随生产力的增加而增加,但受空间尺度影响。在群落尺度(同一群落),在7种样方数大于15的群落中,仅沙生针茅(Stipaglareosa)群落物种丰富度与生产力呈现单峰型关系,其余均呈现线性正相关关系;在植被类型尺度,物种丰富度–生产力之间表现为显著的正相关关系;在研究区尺度,物种丰富度随生产力的增加而显著增加。研究还表明,研究区群落生产力的变化范围为13–368g·m–2·yr–1,物种丰富度为4–35种;生产力从高到低的顺序为:高寒草甸>草甸草原>典型草原>荒漠草原。     

遂渝铁路边坡草本植物多样性季节动态和空间分布特征

以遂渝铁路边坡植物群落为研究对象,自然边坡为对照,分别于2008年9月、12月、2009年3月和6月对其进行植物调查。采用Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数等指标评价不同季节、坡位和植被类型条件下草本植物多样性的变化。结果表明：在时间尺度上,铁路边坡坡中物种丰富度呈现明显的季节性差异(P<0.05),以秋季最大为2376;铁路边坡各坡位草本植物多样性和均匀度指数也呈现显著季节性变化(P<0.05),且变化规律一致：春季>夏季>冬季>秋季;与铁路边坡不同,自然边坡草本植物丰富度、多样性和均匀度指数变化趋势不明显(P>0.05)。在空间分布上,坡位对铁路边坡物种丰富度影响显著(P<0.05),其中,夏季坡上植物丰富度最大为2.164,春季、秋季和冬季丰富度最大值均在坡中最大,分别为2.261、2.376和1.983;坡位仅对自然边坡秋季物种丰富度和均匀度影响显著(P<0.05),其中,物种丰富度表现为坡上>坡下>坡中,而均匀度为坡中>坡上>坡下。不同植被类型的物种丰富度、多样性和均匀度也有较大差异,自然边坡物种多样性明显大于铁路边坡,总体上自然边坡植被恢复优于铁路边坡。因此,加强对植被恢复的管理是铁路边坡生态恢复的重要环节。