中国的几种植被类型(Ⅳ) 温带荒漠与荒漠生态系统

温带荒漠分布于偏离亚热带“回归荒漠带”的中高纬度地带。我国与中亚西部的荒漠为地球上最广大的一片温带荒漠。其气候特点除了降水量很低和潜在蒸发力很强等典型荒漠特点外,还以具有寒冷的冬季为特点。因此,其中没有常绿的仙人掌类肉质植物,以叶强度退化的小乔木、灌木和半灌木为代表的生活型;在冬春较湿润的中亚西部荒漠中,尚有丰富的春季短生植物。荒漠生态系统中一切能量转换与物质循环均受制于水分在系统中的运转;由于水分的缺乏,其中的生物活动十分微弱,环境的物理作用则常在系统中占优势。由于系统中各成分间的不平衡,导致了系统的相对脆弱,易于遭到破坏而难以恢复,即所谓的“荒漠退化”。但在局部有较充足水分保证和森林防护的地段,则可形成天然或人工的绿洲。温带荒漠本身含有有价值的生物资源,在合理保护与开发下也可发挥其应有的生产潜力。     

内蒙古高原温带稀树草原生态系统特征与成因

内蒙古高原分布的温带榆树稀树草原生态系统在中国乃至世界上都是一种特殊的生态系统,对于它的研究可加深对植被分布规律的理解,且有利于该系统的保护。本文分析了该生态系统的地理分布、气候特点、土壤状况、物种组成、群落结构及天然更新状况等,比较了草原、森林和稀树草原3个生态系统的特征,提出了在内蒙古高原分布的温带榆树稀树草原生态系统是在独特的气候、土壤和地形条件下形成的经度(水分梯度)地带性顶极植被,决定其存在的最关键因素首先是降水量和土壤的水分条件,其次才是沙质土壤。这种生态系统既不是草原,又不是森林,而是介于落叶阔叶林和草原之间的一种生态系统类型。在此纬度带上,从东到西分布的经度地带性植被谱应为:温带森林、温带稀树草原、典型草原、荒漠草原等。在同一纬度带上,沙质土壤的基质并不完全被稀树草原生态系统所覆盖,还有沙漠等生态系统类型。建议《中国植被》增加一个新的植被类型,温带稀树草原。     

新疆草地净初级生产力(NPP)空间分布格局及其对气候变化的响应

分析植被物候与净初级生产力对气候变化的响应一直是研究全球变化的核心内容之一。新疆草地生态系统极为脆弱,对气候和环境变化的影响十分敏感,在新疆地区开展草地物候和净初级生产力及其对气候变化的响应有着独特的意义。基于遥感数据和野外台站实测数据,利用CASA模型模拟了新疆草地植被净初级生产力(NPP),阐述了2001—2014年新疆地区草地的NPP的空间格局及与气象因子的关系。(1)通过实测生物量精度检验表明,CASA模型基本可以反映新疆地区草地植被NPP。(2)2001—2014年新疆草地NPP平均值为102.49 gC m~(-2) a~(-1)。不同草地类型的NPPA存在明显差异。其中,山地草甸平均NPP最高,达到252.37 gC m~(-2) a~(-1);温性草甸草原次之,为204.93 gC m~(-2) a~(-1)。高寒荒漠和温性荒漠的平均NPP最低,分别为43.94 gC m~(-2) a~(-1),53.11 gC m~(-2) a~(-1)。(3)新疆NPP的空间分布格局具有如下特点:山区NPP高于盆地NPP,北疆NPP高于南疆NPP;(4)降水能够促进新疆草地NPP增加,其中,夏季和秋季的降水对草地NPP的影响最为明显,温度对新疆地区草地NPP影响不大。降雨可以促进新疆草原NPP的增加。特别是在降水量较少但温度较高的草原,如温带荒漠草原、温带草原沙漠、温带沙漠、低地草甸等,年降水量和夏秋降水量对草地NPP有显著影响。温度对新疆草地NPP的影响不大。通过对新疆草地空间格局的分析,研究了草地NPP对气候变化的响应,为合理规划新疆草地的生产和利用,以及草地生态系统的健康发展和应对气候变化提供决策依据。     

温带荒漠生物土壤结皮微生物群落结构与功能演替研究综述

生物土壤结皮(biological soil crusts,BSC)在荒漠植被的恢复及稳定性维持方面发挥了重要作用,被誉为“荒漠生态系统工程师”。BSC微生物群落是其发挥功能的主要成分,参与了BSC的形成、土壤性状的改善、土壤团聚体的稳定及植被的发育等过程。由于技术方法的限制,以往对BSC微生物群落发育如何调控荒漠植被稳定性的机理尚不清楚。近年来,随着土壤微生物组学技术的快速发展,BSC微生物群落组成及其功能的研究取得了较大进展,关于BSC微生物群落对荒漠生态系统贡献的认识日渐清晰。本文总结了温带荒漠BSC演替过程中微生物不同类群细菌、真菌、古菌群落的组成结构及参与碳氮循环的潜在功能变化,并对影响微生物群落结构和功能的土壤因素进行了剖析,阐释了BSC微生物群落与土壤功能性状相互作用及协同演替的模式,厘清了BSC促进荒漠土壤改善的机理,为温带荒漠植被恢复及荒漠生态系统对全球贡献的理解提供了依据。     

基于CSCS和RegCM3模型的21世纪末中国潜在植被

潜在植被作为陆地生态系统的重要组成部分,能够真实反映立地气候环境,对其分布特征的研究可为生态工程评价提供依据。本文以综合顺序分类系统理论为基础,选取RegCM3模型及A2情景下的预测数据,模拟了2071—2100年中国潜在植被的空间分布。结果表明,21世纪中国潜在植被均发生了不同程度、不同方向的变化,具体表现为:温带森林和冻原高山草地向冷干方向变化,其中温带森林为中国主体潜在植被;亚热带森林向较冷地区演替;温带荒漠、热带森林及热带稀树草原向冷湿方向迁移;半荒漠向暖湿地区集中分布;干草原、温带湿润草地及热带荒漠向暖干方向变化,其中温带湿润草地和热带荒漠的空间分布重心迁移显著。本文揭示了21世纪中国潜在植被的变化规律,可为我国21世纪生态建设战略提供参考。     

降水时间对内蒙古温带草原地上净初级生产力的影响

全球气候变化下降水时间的改变将深刻影响草原生态系统地上净初级生产力(ANPP),而草原生态系统ANPP是区域碳循环的重要过程.利用1998-2007年的SPOT-VEG NDVI数据并结合111个样点的ANPP地面样方调查数据,获得了内蒙古温带草原1998-2007年的ANPP区域数据,依此分析了中国内蒙古温带草原以及区域内的3种植被类型(荒漠草原、典型草原、草甸草原)降水时间对ANPP的影响.研究结果表明,对于整个内蒙古温带草原来说,一个水分年内(从上一年9月份到当年地上生物量达最大值时的8月份)影响ANPP较为重要的降水月份为2-7月份,其中,5-7月份降水尤为重要.具体到每个月降水的影响,研究发现,7月份降水最重要,而仍处于生长季的8月份降水相对于其他生长季降水作用最小;影响不同草地类型最重要的降水时期存在一定差异,对荒漠草原和典型草原地区来说,ANPP达最大值前3个月(5-7月份)的生长季降水最重要,而8月份降水影响较小,而草甸草原地区8月份和非生长季的3、4月份降水最重要,但各个降水时期降水对ANPP的影响都较荒漠草原和典型草原小,大部分地区降水对ANPP的影响不显著.     

大漠中的奇葩——吐鲁番沙漠值物园

吐鲁番沙漠植物园隶属于中国科学院新疆生态与地理研究所,成立于1976年,是以中亚及干旱区温带荒漠植物区系为收集引种研究对象的科学型植物园,也是世界上海拔最低的植物园,具有鲜明的地域及植物区系特色。     

新疆种子植物科的区系地理成分分析

对新疆种子植物区系科的组成和地理成分进行了分析。结果表明,新疆种子植物区系地理成分多样,而以温带成分为主,共有55科,包括热带至温带、亚热带至温带、温带、温带至寒带的科,占总科数的47.8%,若除去世界广布科,则所占比例更高,达73.3%,纯粹的热带成分、热带至亚热带成分较少,这反映出新疆种子植物的分布与本地区所处的气候带相适应。该区种子植物的表征科和优势科分属于各类成分,但大部分为世界广布成分。本研究表明,在科级水平上,该区系是安加拉区系的一部分。     

干旱区生态系统健康评价的指标、模型及应用

采用生态系统健康的理论与方法分析干旱地区生态环境问题具有较强的理论和现实意义。本研究以沙坡头地区荒漠景观为背景,着重探讨干旱区生态系统健康评价方法,建立评价指标体系及模型。研究结果表明：单种时,以密度为2500株／hm^2的油蒿样地最为健康;混种时,以样地5最为健康,其密度为5000株／hm^2,覆盖率亦最大。该结果说明适当的种植密度和方式是一种值得提倡的经营管理模式。     

中国北方温带灌丛生物量的分布及其与环境的关系

目前对植物生物量分布格局和分配的研究多集中在森林和草地生态系统,对灌丛的相关研究较少。灌丛是中国北方广泛分布的植被。研究灌丛生物量分布格局及其分配是对估算我国陆地生态系统碳库的重要补充。该文通过对中国北方温带灌丛的大范围野外调查和采样,计算中国北方433个典型灌丛样地的生物量及其在各器官间的分配,并研究它们与气候和土壤营养等环境因子的关系。结果表明:中国北方温带灌丛平均生物量为12.5 t·hm~(–2),其中灌木层地上、地下生物量分别为4.5和5.4 t·hm~(–2),草本层地上、地下生物量分别为0.8和1.8 t·hm~(–2);凋落物量为2.5 t·hm~(–2)。不同类型中,温带落叶灌丛、亚高山落叶阔叶灌丛、荒漠灌丛平均生物量分别为14.4、28.8和5.0 t·hm~(–2)。东西部生物量分布差异较大,东部温带落叶灌丛总生物量高于西部的荒漠灌丛。东部温带落叶灌丛中,东北地区的灌丛生物量稍低于华北地区。灌木的地下-地上生物量比不随水分和土壤养分变化,而叶-枝生物量比受水分影响,在干旱区域叶-枝生物量比较低。     

大漠中的奇葩——吐鲁番沙漠植物园

<正>吐鲁番沙漠植物园隶属于中国科学院新疆生态与地理研究所,成立于1976年,是以中亚及干旱区温带荒漠植物区系为收集引种研究对象的科学型植物园,也是世界上海拔最低的植物园,具有鲜明的地域及植物区系特色。     

荒漠冻融期积雪变化对生物结皮甲烷通量的影响

温带荒漠积雪覆盖是土壤含水量增加的重要方式,在冻融期带来丰富的水分变化。全球气候变化导致温带荒漠积雪深度时空格局发生改变,从而影响荒漠生态系统温室气体的通量。生物结皮在维持荒漠生态系统结构和功能的稳定具有非常重要的作用,但对环境的变化较为敏感,尤其是降水变化。然而,目前有关冻融期不同积雪条件下生物结皮温室气体通量的研究十分匮乏。CH₄是重要的温室气体,选择古尔班通古特沙漠藓和地衣2种类型生物结皮为研究对象,以裸沙为对照,设置增雪、自然降雪(对照)和除雪三种处理,通过静态箱-气相色谱法,探究CH₄通量在冻融期的变化特征。结果表明：冻融期多数情况下积雪处理和结皮类型对CH₄通量影响不显著。荒漠生物结皮对CH₄整体表现为吸收作用,是荒漠生态系统CH₄重要的“汇”。两种结皮类型及裸沙CH₄的吸收速率呈现为地衣结皮(-10.12μg m^-2 h^-1)>藓结皮(-1.73μg m^-2 h^...     

新疆灌木植物地理成分分析

新疆灌木植物共416种(包括20个变种),隶属于109属,35科.对新疆灌木区系科、属的组成和地理成分进行分析,结果表明:新疆灌木植物地理成分多样,区系性质以温带为主.在科级水平上,除去世界分布科,温带分布科占80%.在属级水平上,北温带分布、旧世界温带分布和温带亚洲分布共有54属,占新疆灌木植物非世界属的56.25%;植物区系的种类趋向于集中在有限的少数科内,单种属和寡种属居多,区系的优势现象比较明显;在属的水平上,北温带成分和地中海成分占优势,分别占总属数的37.5%和23.96%,无中国特有成分,表明新疆灌木植物区系与本地区所处的北温带和古地中海地理位置是一致的.     

博格达世界生物圈保护区

新疆博格达新疆博格达生物圈保护区位于新疆阜康市,以保护原始的温带山地森林生态系统、珍稀濒危野生动物及其栖息地以及冰川、河流、湖泊等为主。1 990年加入联合国教科文组织世界生物圈保护区网络。驾车路线:北京→石家庄→太原或郑州至西安→兰州→敦煌→哈密→乌鲁木齐(国道312、连霍高速)→阜康。     

中国西北干旱地区农牧业生态系统碳排放的空间分布与演变趋势

研究西北干旱地区农牧业生态系统碳排放的空间分布特点与演变趋势对于我国制定更具针对性的农牧业减排政策具有重要的指导意义。对2000—2013年中国西北干旱地区农牧业生态系统碳排放量进行测算的基础上,运用非参数核密度方法对中国西北干旱地区农牧业生态系统碳排放的演变趋势进行分析,研究发现:中国西北地区农牧业生态系统碳排放总量增势强劲,但空间非均衡性特征明显,以新疆最高,甘肃次之,陕西和青海居中,宁夏最低,农牧业碳排放源从以畜牧业为主向以种植业为主转变;西北地区农牧业碳排放强度呈下降趋势,省域差距明显,碳排放强度由大到小排序依次是:青海宁夏甘肃新疆陕西。从考察期内西北干旱地区农牧业碳排放的地区差距来看,整体上呈扩大趋势,但相对微弱的变化态势则反映了其变化幅度相对有限,其原因在于四种碳排放的变化趋势不一致,具体表现为:农田土壤碳排放的地区差距明显扩大;农用物资碳排放的地区差距在大幅扩大的同时,还表现出峰值从陡峭变为平缓,变化区间大幅扩大的现象;牲畜肠道发酵碳排放地区差距大幅缩小;牲畜粪便碳排放的地区差距也明显缩小。     

新疆地区结瘤固氮的豆科植物调查

世界上有豆科植物748属19700种,据报告在研究过的365属3108种豆科植物中,实际结瘤的豆科植物为2839种。新疆为典型的内陆干旱地区,分布着47属400种豆科植物,是新疆植被中主要类群之一,为干旱区生态体系中有效氮的主要     

基于草地综合顺序分类系统（IOCSG）的中国北方草地地上生物量高精度模拟

草地生态系统是陆地生态系统中分布最广泛的生态系统类型之一,草地生物量的精确估算一直是陆地生态学研究的重点问题。针对目前草地生物量估算方法的不确定性问题,提出了不依赖于遥感植被指数,而是通过分析草地生物量影响因素的方法去构建草地生物量估算模型。根据年积温(0℃)和湿润度指标将研究区域划分为4种潜在植被类型,即微温干旱温带半荒漠类、微温微干温带典型草原类、微温微润草甸草原类和微温湿润森林草原类,然后对每一种潜在植被类型的草地生物量分析其内在影响因素,研究结果发现,微温干旱温带半荒漠类的草地生物量与年积温存在较好的线性关系,微温微干温带典型草原类的草地生物量可以用表层土壤粘粒含量的二次多项式来模拟,后两种潜在植被类型的草地生物量则随着潜在NPP的变化呈现先减小后增大的变化趋势。对4种潜在植被类型区域分别建立草地生物量与其影响因素之间的回归关系确定研究区域草地生物量的趋势面,结合HASM模型实现研究区域草地生物量的高精度模拟,结果显示上述4种潜在植被类型区的草地平均生物量分别为76.62、110.94、142.69、184.40 g/m2。     

中国灌木生态系统的干旱化趋势及其对植被生长的影响

大量研究表明,21世纪全球气温将持续升高,干旱将不断加剧,具有超强抗旱能力的灌木在未来的区域乃至全球生态系统过程中将会发挥越来越重要的作用。灌木在我国有着广泛的分布,其总面积超过了我国陆地面积的20%。本研究旨在通过计算中国灌木生态系统的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)来分析其干旱变化趋势及其对灌木生态系统植被生长的影响。结果显示,中国灌木生态系统的SPEI在1961—2013年间总体上呈显著地下降趋势,但其趋势在1992年发生了显著变化,这表明中国灌木生态系统正在持续地干旱化,并且在最近二十几年干旱化加剧。我们还分析了不同灌木生态系统EVI(Enhanced Vegetation Index, EVI)对SPEI变化的响应,结果显示不同的灌木生态系统类型对SPEI变化的响应不同。夏季,高寒荒漠灌木半灌木、温带荒漠灌木半灌木和温带落叶灌木EVI与SPEI变化显著正相关,而亚高山常绿灌木和亚热带常绿灌木EVI则与SPEI的变化显著负相关。温带落叶灌木EVI与春季SPEI变化显著正相关,但却与秋季和冬季的SPEI显著负相关。此外,亚热带常绿灌木EVI还与春季SPEI变化显著正相关。从空间上来看,北方的灌木生态系统比南方的灌木生态系统对干旱的变化更加敏感,同时,南方湿润地区的灌木在生态系统尺度也体现了较强的抗旱能力。在全球持续干旱化的大背景下,研究灌木生态系统EVI对干旱变化的响应将有助于对区域生态系统过程变化的理解。     

区域尺度的中国植物功能型与生物群区

利用“生态－外貌”原则,中国的现状植被类型及其分布,确定中国的39种优势植物功能型：高山常绿针叶、北方常绿针叶、北方夏绿针叶、冷温带常绿针叶、温带常绿针叶、暖温带常绿阔叶、暖温带硬叶阔叶、暖温带夏绿阔叶、热带常绿阔叶、热带 雨绿阔叶、热带落叶阔叶、暖温带竹、高山／亚高山灌木、温带草原灌木、温带荒漠灌木、冷温带灌木、温带灌木、暖温带灌木、热带灌木、干旱灌木、高山草、荒漠草、温带草原草、温带草、沼泽草、红树、北方农作物、冷温带农作物、温带农作物、暖温带农作物、热带农作物和裸地。再依据优势植物功能型归并中国的21类潜在生物群区：北方（寒温带）落叶林、北方（寒温带）常绿林、冷温带针阔叶混交林、温带落叶阔叶林、暖温带（亚热带）落叶常绿阔叶混交林、暖温带（亚热带）常绿阔叶林、暖温带（亚）常绿阔叶季风林、热带雨林、热带季雨林、热带落叶林、红树林、干旱疏林／稀树草原、;温带草甸／稀树草原、温带草原、温带半草原、温带荒漠、温带半荒漠、高山／高山针叶林、高山／亚高山灌丛／草甸、高山／亚高山草原和高山／亚高山荒漠。如果考虑现状农业植被类型：一年一熟农作物、二年三熟农作物、一年二熟农作物和一年三熟农作物,可归并为25类现状生物群区。这是全球生态学和古生态学研究中区域尺度旧我国植物功能型和生物群区分类的一次尝试。     

新疆和田古代水果之发现

正新疆位于我国西北边陲,对于大多人来说,这是个非常遥远的地方。在地理位置上,新疆处于亚欧大陆的中心区域,远离海洋。新疆周围的高原和山脉,例如南部的青藏高原、西部的帕米尔高原、中部的天山、北部的阿尔泰山等,进一步阻隔了来自海洋上的湿润空气,造成新疆地区的干旱气候并形成广阔的荒漠地带。位于新疆南部的塔克拉玛干沙漠是我国的第一大沙漠,世界第二大流动沙漠。绿洲成为浩瀚沙漠中蕴育生命的宝地,具有适合人类赖以生存的环境。