华北石质山区油松林对降水再分配过程的影响

森林通过降水再分配过程影响着流域的水量平衡和物质循环。根据2005-2008年汛期华北石质山区主要造林树种油松林的林外降雨、穿透降雨、树干径流定位观测数据,探讨了人工油松林对降雨再分配过程的影响。结果表明,测定期间32场次降雨过程中油松林穿透雨量、树干径流量和林冠截留量平均值分别为8.67,0.11,1.07mm;透过率,树干径流率和林冠截留率分别为82.18%(57.74%-87.55%),1.07%(0.22%-2.07%),16.75%(11.01%-42.07%)。油松林冠层穿透降雨量、树干径流量和林冠截留量均与林外降雨量呈明显的线性关系(R2=0.995,R2=0.907,R2=0.855),根据回归方程,当林外降雨量大于0.3mm时,可发生穿透降雨,当林外降雨量大于3.51mm时,可发生树干径流;林冠截留率与林外降雨呈双曲线衰减趋势,回归方程为y=12.091+55.537/(x+0.426)(N=32,R2=0.685)。典型次降雨再分配过程表明,林冠不仅在量上对降雨进行再分配,还在时程上进行了再分配。     

贡嘎山地区主要植被类型的分布

贡嘎山位于青藏高原东南缘横断山系大雪山脉中段,主峰海拔高7556m。该地区有维管束植物185科,869属,约2500种。其植物区系特点为：区系成分起源古老;物种分化显著,特有种丰富;成分复杂,地理替代明显。贡嘎山主要植被类型有：冷杉、云杉组成的亚高山针叶林;松、铁杉组成的中山针叶林;松、杉、柏、油杉组成的低山针叶林;铁杉、桦木、槭树组成的针叶,阔叶混交林;樟、楠、阔楠、石栎,青冈等组成的常绿阔叶林;栎、桦、槭、杨、桤等组成的落叶阔叶林;高山栎类组成的硬叶常绿阔叶林;杜鹃、柳、圆柏等组成的高山灌丛;仙人掌(Opuntia monacantha)、金合欢、羊蹄甲等组成的河谷灌丛;嵩草(Kobresia)、羊茅(Festuca ovina), 韭和风毛菊、绢毛菊、绵参(Eriophyton wallichii)等组成的高山草甸与高山流石滩稀疏植被。贡嘎山地区水平地带性植被为常绿阔叶林,它兼有我国亚热带东部和西部常绿阔叶林的特点。 贡嘎山东坡植被垂直带谱是：1．常绿阔叶林带,海拔1100—2200m。2．山地针叶、阔叶混交林带,2200—2500m。3．亚高山针叶林带,2500—3600m。4．高山灌丛草甸带,2600—4600m。5．高山流石滩稀疏植被带,4600—4900m。6．永久冰雪带,海拔4900m以上。贡嘎山西坡植被垂直带谱是：1．亚高山针叶林带,海拔2800一4000m。2．高山灌丛草甸带,4000—4800m。3．高山流右滩稀疏植被带,4800—5100m。4．永久冰雪带,海拔5100m以上。     

美国大陆五个山区集水区的河溪结构分析

河溪结构及其关联的空间特征,是研究集水区中能量和物质移动规律所不可缺少的内容,利用美国地质调查局的水文数据库和地理信息系统（ＡＲＣ／ＩＮＦＯ）,对美国大陆５个主要山地中典型集水区河溪的数据量、密度,分布结构以及河溪岸边带的组成,进行了分析和比较。５个山地分别是：西北太平洋沿岸,西部卡斯卡特山,中部落矶山,东部阿巴拉契亚山和南部欧扎克山,发现这５个集水区中的河溪网络结构非常相似,一级河溪大约占河溪总     

高寒山区草本植物的保护酶系统及其在低温生长中的作用

研究了高寒山区几种草本植物在低温生长过程中植物叶中抗氧化酶、抗氧化物和膜脂过氧化产物的变化及其作用。结果表明,耐寒性差、生长期短的一年生植物微孔草MDA含量较低,保护酶活力也较低。耐寒性强、生长期长的苜蓿、垂穗披碱草、草地早熟禾、无芒雀4种多年生植物MDA含量较高,保护酶活力和抗氧化物含量也较高。其生长季平均MDA含量分别比微孔草高2．27倍、1．64倍、2．07倍和1．55倍,超氧化物歧化酶（SOD）活力分别比微孔草高16．7％、27．1％、46．2％和11．5％;地氧化氢酶（CAT）分别高51．5％、123．0％、25．3％和9．4％,类胡萝卜麦含量分别高126．5％、142．7％、138．4％和394．4％。当气温低于0℃后,微孔草死亡,完成生活史,以种子越冬,在生理上无明显抗冻特征。而此时多年生植物SOD活力趋于增强,仍能一定生长,至－5℃～10℃低温时地上部才枯死,其细胞具有较强的耐膜脂过氧化能力和抗氧化酶系统,对环境的快速反应可能是其在高寒山区低温生长的重要生理机理。     

祁连山浅山区不同植被类型土壤水分时间异质性

资源供给的时间异质性与环境异质性对植被群落动态甚至景观格局的形成有着同等重要的意义.干旱区山地生态系统植被通常具有明显的空间自组织特征,土壤水分时间异质性可能在这种自组织格局的形成和稳定过程中扮演了重要角色.以祁连山排露沟小流域林草复合景观为例,通过连续监测林线附近草地、灌丛及林地对应的土壤水分状况,比较不同植被类型降水截留以及植物根系提水作用对土壤水分的影响,发现在生长季内典型月时间尺度上草地、灌丛及林地之间土壤水分时间异质性(变异系数CV)具有显著差异(5cm深度,F2,27 =11.25,P <0.01;20cm深度,F 2,27 =5.51,P<0.01),草地与灌丛5cm深度土壤水分时间异质性(CV=0.65、0.61)明显高于林地(0.52),灌丛与林地20cm深度土壤水分时间异质性(CV=0.84、0.84)明显高于草地(0.72).灌丛5cm深度土壤水分具有较高的时间异质性是因为其较高的冠层截留率,而草地表层5cm深度具有相对较高的时间异质性是因为强烈的土壤蒸发;20cm深度土壤水分时间异质性差异则主要由植被截留差异所致.不同植被类型5cm深度土壤水分时间异质性均明显低于20cm深度(P<0.01),土壤湿度变异系数最大值并不一定发生在表层.     

高寒山区一年生混播牧草生态位对密度的响应

生态位指一个种群占据的时空位置及其与相关种群之间的功能关系,密度是混生种群生态位发生变化的主要制约因子.2010年6-9月采用取代系列实验方法,在石羊河上游建立1年生人工混播草地,按燕麦(Avena sativa L)与毛苕子(Vicia villosa Roth)的密度比例设置KY(1∶0)、A(8∶2)、B(6∶4)、C(5∶5)、D(4∶6)、E(2∶8)和KM(0∶1)7个密度组,研究了时间序列和密度梯度下燕麦与毛苕子生态位宽度和生态位重叠.结果表明:随着牧草的生长,5种混播草地中燕麦的生态位宽度逐渐减小,毛苕子的生态位宽度逐渐增加,燕麦与毛苕子的生态位重叠逐渐减小;混播草地中随着燕麦相对密度的减小和毛苕子相对密度的增加,燕麦的生态位宽度逐渐减小,毛苕子的生态位宽度逐渐增加,燕麦与毛苕子生态位重叠逐渐增加.牧草生长过程中密度制约使两种混播牧草应对种内、种间竞争的资源分配策略发生了调整,使种间关系和群落结构趋于稳定,形成一个相互稳定和相互影响的生态系统,实现了资源利用的最大化.     

基于GIS的秦岭山区聚落用地适宜性评价

利用自然地理、生态和社会经济方面共14个因子构建秦岭山区聚落建设用地适宜性评价指标体系,采用AHP法确定各评价因子的权重,在地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术支持下,利用适宜性评价模型定量评价聚落建设用地适宜性,将聚落建设用地适宜性分为五个等级,并结合已建设区进行空缺分析。结果表明:(1)秦岭山区最适宜聚落用地面积为3378.1 km2,占研究区总面积的5.87%,说明秦岭山区适宜聚落开发的土地相对较少。(2)最适宜聚落用地集中在秦岭北、南坡山麓和东部的山间河谷地带,山地型特征明显。(3)有9.15%已建成区分布在限制建设区内,存在生态安全风险。(4)可用适宜聚落建设用地为3192.27 km2,空间分布不平衡。研究结果可为该区域城镇体系布局与用地规模的核算提供科学依据。     

社区水平森林景观格局动态特征与驱动因素

基于高分辨率SPOT-5影像、TM影像和农户调查数据,以及相关辅助数据,选取三峡库区典型森林大县石柱县三星乡石星村为样区,利用景观格局指数与Logistic回归分析法,对1994—2014年间的森林景观格局的动态特征及其影响因素进行分析,旨在丰富人们对社区水平森林景观格局动态的理解和认识,为森林景观恢复和可持续经营策略的制定提供科学依据。结果表明:(1)样区森林景观一直占据20年间景观基质的主导地位,空间分布上退化原始林主要集中分布在中东部低山、深丘区,次生林、退化林地和人工林呈镶嵌格局,分散于主要基质性景观中;(2)20年间样区森林景观整体呈先减少后增加的"U"型格局,表现为1994—2004年间的退化与2004—2014年间的恢复两个截然相反的过程,且这一过程主要发生在森林景观与水田、旱地、居民点、道路等接壤区;(3)2004—2014年间森林景观的演化趋势与1994—2004年间整体上呈反向趋势,空间格局上,这一阶段森林景观的恢复主要出现在1994—2004年间森林景观所发生退化的区域;(4)20年间样区森林景观在斑块水平上呈明显异质性分布,3个截面年份不同森林景观破碎化程度的总排序均为退化林地人工林次生林退化原始林,且退化原始林、次生林和退化林地的破碎度变化趋势相同,均为先增后减;(5)20年间样区森林景观在景观水平上的破碎度呈现先增强后减弱趋势,且2014年的破碎化程度恢复至低于1994年的水平,进一步说明在退化后的森林景观恢复过程中,生态完整性的恢复速度远低于破碎速度;(6)社会经济因素对20年间样区森林景观变化的影响最突出,其中,最主要的影响因素是人口密度变化,先增后减的变化使生态压力随之增减,进而导致森林景观的退化与恢复。其次是农民人均纯收入变化,特别是2004—2014年农民人均纯收入的增加,促进能源结构的转型,减少了对森林景观的依赖和干扰。空间距离对森林景观的影响具有稳定的持续作用,居民对森林景观的干扰多经由距离因素而实现。自然因素控制大地貌格局,中短时期内对森林景观变化影响不大,次生林和退化林地因处于适宜开发的边缘地带,受自然环境影响较大。     

宁南山区紫花苜蓿(Medicago sativa)土壤干层水分动态及草粮轮作恢复效应

以各类作物农田水分为对照,连续两年对宁南山区不同生长年限苜蓿深层土壤水分以及10年生苜蓿地耕翻后轮作不同年份作物农田的水分进行了测定.结果表明,随着苜蓿生长年限的增加,干层深度与厚度先增加后减小.3年生苜蓿干层深度为720cm,6年生干层最深可达1000cm以下,10年生干层深度为920cm,3～12年生苜蓿地0～700cm土层基本上均属于土壤干层范围.苜蓿地0～800cm土壤湿度随生长年限增加而降低,2004年测定的4、7年生和12年生苜蓿地0～700cm土层平均含水率分别为5.30%、5.22%和5.01%;2005年测定的3、6年生和10年生苜蓿地0～800cm土层湿度分别为6.26%、5.60%和5.27%;而800～1000cm土层湿度在一定年限后有恢复趋势.300cm为苜蓿地降水下渗的最大临界深度,300cm以下土壤干层一旦形成,将长期存在,7～12年生苜蓿300～700cm土层湿度仅维持在4.0%左右.苜蓿地和农田的土壤干层厚度与湿度有较大差异,草粮轮作可使苜蓿土壤干层水分基本恢复到农田湿度,而且轮作年份越长,土壤各层次水分恢复效果越好,10年生苜蓿轮作18年后土壤水分基本恢复到农田状态.     

岩溶山区水分时空异质性及植物适应机理研究进展

西南岩溶地区虽然降水充沛,但因具有二元水文结构,地表水大量渗漏、地下水深埋,加上土层浅薄且分布不连续、土壤储水能力低,岩溶干旱严重,水分亏缺仍然是植被恢复重建的关键限制因子。如何有效地进行植被的恢复重建和实现水土资源的协调利用,是该地区石漠化综合治理面临的主要难题。由于地质背景的特殊性、地形地貌的复杂性和生境的高度异质性,岩溶山区水分运移过程与其他类型区显著不同,亟需综合考虑岩性、地形地貌、土壤与岩石分布、植被等因素的影响。在简要介绍岩溶山区土壤-岩石环境特征的基础上,综述了降雨入渗产流规律、水分时空异质性、植物水分来源及适应机理等几个方面的研究进展,探讨了当前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望。今后应以大气-植被-土壤-岩石系统为研究对象,将水分运移过程与植物的水分利用方式有机结合,综合运用土壤物理学、生态水文学、植物生理学、岩溶地质学等多学科研究手段,探讨表层岩溶带的水文调节功能及其主要影响因素,揭示坡面、小流域尺度植被与水文过程的相互作用机理,为西南岩溶山区水源涵养型植物群落的优化配置提供科学依据。