中国北方农牧交错带生态系统的独特性及其治理开发的生态学原则

基于我国农牧交错带生态恶化问题迄今未解决的现实,对此带的现行定义进行了再思考,提出它是在独特的历史和人文背景下逐渐形成的一种动态区域,因而似不宜从地理学或生态学或植被学的角度单一地研究其属性,将其仅仅看作为生态过渡带,而应更多注意其生态－社会－经济复合系统的特性,并据此考虑治理对策,我国北方农牧交错带兼具生态服务和支持相当密度人口的生存,发展两大功能,在不可能照搬发达国家治理途径的前提下,须采取跨学科的方法,寻找能较好地协调生态与经济关系,符合自然和经济规律的农业结构及相应资源利用和维护方向的新途径,确立以有利于提高“生态系统生产力”水平,从而为受损生态系统提供较多启动能／物流和货币流的草,畜支柱产业及其植被重建的策略。     

绿洲-荒漠交错带环境特征初步研究

以甘肃省石羊河下游的民勤绿洲为例,对其绿洲外围与荒漠交错地带的植被和植被关系密切的灌丛沙包特征进行了系统研究,结果表明,由于生态交错带边缘效应的存在,植被盖度的变化呈现绿洲附近与交错带外围靠近流沙的地方较低,而位于流沙和绿洲之间的部分相应较高,植被盖度较高的部位主要集中于自流动沙丘至绿洲外600m处,而非紧靠近绿洲、这与地下水自沙漠向绿洲方向运移有关,在绿洲外缘300～600m的范围内植被盖度出现下降,原因可能与绿洲荒漠交错带界外区的形成有关,说明研究区绿洲0～600m范围即是该区域绿洲界外区的存在区域,灌丛沙包上的裸沙率以绿洲界外区为最大,大量沙包裸露,可致沙子的活动性增强,因此该地带是对绿洲土地造成沙质荒漠化的最大流沙来源。     

北方典型农牧交错带草地开垦对地表辐射收支与水热平衡的影响

以北方典型农牧交错带草原和农田生态系统的涡度相关数据为基础,对比分析了生长季两种不同土地利用类型的辐射和水热通量之异同,揭示了草地开垦影响地表辐射收支与水热平衡的机制。结果表明:在植被生长季(5月—9月),草地开垦引起太阳总辐射增加了10.74%,短波反射辐射减少了14.20%,净辐射增加了35.16%;在水热通量方面,草地开垦引起潜热通量日积分平均值增加了0.20MJ/m~2,同时显热通量减少了0.09 MJ/m~2;生长季内地表反照率减小,表征地表吸收太阳辐射增加,有升高气温的趋势;非生长季内地表反照率增加,有降低气温趋势,此外地表反照率与土壤湿度存在负指数关系;波文比在植被生长早期和末期增加,生长旺期减小,说明草地开垦与影响着近地表大气状态,从而改变了区域气候。     

漓江水陆交错带植物叶性状对水淹胁迫的响应及经济谱分析

以漓江水陆交错带为研究区,分两个条带分别量测了适生植物的5个叶性状指标:最大净光合速率(A_(max))、比叶重(LMA)、单位质量叶片全氮含量(N_(mass))、单位质量叶片全磷含量(P_(mass))、单位质量叶片全钾含量(K_(mass))。研究重度淹没带与微度淹没带不同功能型植物叶性状间的差异,分析并讨论重度淹没带叶性状间的关系与全球尺度是否存在差异,探究重度淹没带植物对水淹生境的生理响应机制。结果如下:(1)重度淹没带植物叶片的A_(mass)、N_(mass)、P_(mass)显著高于微度淹没带。(2)乔木、灌木叶片的LMA均显著高于草本植物,而A_(mass)、PPUE均显著低于草本植物。(3)重度淹没带草本叶性状指标的N_(mass)、P_(mass)、PNUE均显著高于微度微度淹没带,而乔木、灌木的叶性状在两个条带的差异则不显著。(4)重度淹没带植物叶性状关系与全球尺度基本一致,其植物叶片具有低LMA,高A_(mass)、Nmas s、P_(mass)。分析可知,重度淹没带植物在出露期提高叶片光合效率及相关营养水平可能是其适应水淹胁迫特殊生境的关键策略之一;不同功能型植物对同一环境的适应能力存在一定的差异,草本对于水淹环境的响应更为积极,适应能力更好;重度淹没带也存在叶经济谱,其植物在经济谱中属于"快速投资-收益"型物种。     

漓江水陆交错带截污效果评价

水陆交错带作为水生、陆地生态系统之间的过渡带,具有拦截水体污染物、保护河流水质等重要作用。根据立地划分原则并结合广西壮族自治区漓江风景区实际情况,将漓江水陆交错带划分为6种立地类型:薄土层河滩地、中土层河滩地、厚土层河滩地、薄土层岸坡地、中土层岸坡地、厚土层岸坡地,筛选了14个指标并建立指标评价体系,利用层次分析法将漓江水陆交错带截污效果分为4个等级:优、良、中、差。评价结果如下:在漓江水陆交错带选取了20块样地,其中,薄土层河滩地占5%、中土层河滩地占10%、厚土层河滩地占10%、薄土层岸坡地占10%、中土层岸坡地占35%、厚土层岸坡地占30%,评价为"优"、"良"、"中"、"差"的样地分别占10%、60%、25%、5%,说明漓江水陆交错带整体截污效果良好,但是有少部分区域急需修复,部分区域有潜在生态危险。根据评价结果,针对不同截污效果的漓江水陆交错带,提出最佳的生态修复措施,对漓江水陆交错带生态修复工作具有指导意义。     

退耕还林(草)工程对中国北方农牧交错带生态系统健康的影响

生态系统健康是生态环境治理的目标,探究国家级生态修复项目退耕还林(草)工程对中国北方农牧交错带生态系统健康的影响,确定合理的生态环境恢复和资源管理策略,有助于加快生态环境建设、促进区域可持续发展。基于“压力-状态-响应”(PSR)模型,构建起一套包括自然、社会和经济等方面的综合指标体系,评估了2000年、2005年、2010年和2015年中国北方农牧交错带的生态系统健康水平,利用Moran′s I分析退耕还林(草)工程和区域生态系统健康的空间相关性,并从普通最小二乘法、地理加权回归模型、时间加权回归模型和时空地理加权回归模型中,选择最优回归模型,揭示退耕还林还草实施强度变化(△NDVI)对生态系统健康变化(△EHI)的影响机制。结果表明：(1)2000—2015年,中国北方农牧交错带的生态系统健康指数呈现“先下降后上升”的变化趋势,区域整体处于亚健康状态和一般健康状态,健康状况逐渐转好。(2)全局双变量Moran′s I结果显示,在2000—2010年工程的开始和发展阶段,退耕还林(草)工程对生态系统健康呈现正相关影响关系,而2010—2015年间,两者之间变为负相关关系。(3)多种回...     

川西农牧交错带“三生”空间冲突演变特征分析及模拟预测——以阿坝州四县为例

川西农牧交错带处于我国第一、第二阶梯的交替地带,是西部生态脆弱典型区,地势起伏显著,地形及生态环境复杂,积极开展川西农牧交错带"三生"空间冲突（生活、生产、生态）研究,将有助于川西农牧交错带生态安全保障与社会经济协调良性发展。研究区域为阿坝藏族羌族自治州四县（马尔康、理县、黑水、松潘）,以2005-2020年土地利用数据为基础,通过CLUE-S软件模拟了未来的土地利用模式;将研究区域"三生"空间分为生活生产空间、生态生产空间、生产生态空间、生态空间4种类型,并建立空间冲突测算模型,对研究区域2005-2025年四期空间冲突水平进行了测算。结果表明：（1）2005-2025年四县域面积所占比重最大的是生态生产空间,之后依次为生态空间、生产生态空间、生活生产空间。生活生产、生产生态空间面积连续上升,仅生态生产空间面积减少,生态空间面积以波动变化为主。（2）2005-2025年该区域以中等空间冲突为主。（3）2005-2025年,总体而言空间冲突值的高-高聚集区主要位于四县域的农牧交错带、生活生产空间的交叉区域且表现明显,高-高聚集区在松潘县和马尔康县的农牧交错带有逐渐扩大的趋势,黑水县和理县集聚区面积先减少后轻微扩张;空间冲突值的低-低集聚区主要位于以生态生产空间为主与生态空间的交叉区域;集聚不显著的区域以生态空间为主。（4）整体来看,川西农牧交错区域"三生"空间中生态生产空间冲突强度最高。     

中国北方农牧交错带生态系统服务空间格局及影响因子——以内蒙古中西部地区为例

中国北方农牧交错带是我国重要的生态安全屏障之一,面临经济发展与脆弱生态环境保护间的突出矛盾。生态系统服务的定量研究是生态可持续管理的重要科学依据,也是当前的研究热点之一。以北方农牧交错带的核心区域--内蒙古中西部地区为例,结合中高分辨率遥感数据和生物物理模型准确量化了2000-2018年关键生态系统服务,基于Getis-Ord G^*方法分析了生态系统服务的空间格局,考虑地理数据的空间自相关性选取了空间回归模型探索其影响因子。结果表明：（1）净初级生产力（NPP,Net primary productivity）、土壤水蚀控制服务（SC,Soil conservation）、产水量（WY,Water yield）及三层土壤含水量（SM1,Soil moisture of top layer;SM2,Soil moisture of middle layer;SM3,Soil moisture of bottom layer）在东部较高,防风固沙服务（SF,Sand fixation）在南部和西部较高;（2）以上生态系统服务受气候变化、景观格局、地形和土壤条件等综合影响,不同影响因素对生态系统服务的作用存在差异。NPP受森林景观格局和归一化植被指数的影响最为显著;WY、SM1、SM2、SM3及SC受降水量的影响较为显著;风速和表层土壤砂粒含量对SF影响最为显著。研究结果可以为优化景观格局和土地系统,缓解中国北方农牧交错带的社会-生态矛盾提供科学依据和案例参考。     

漓江水陆交错带不同淹没区植物多样性与土壤特征

针对旅游区水陆交错带出现植被退化、砾石裸露导致景观观赏度降低的问题,以广西桂林市大圩古镇水陆交错带为研究区域,按照水陆交错带淹没程度将其划分不同淹没区,并在详细调查基础上研究了各淹没区植被指标与土壤理化特征分布特征。结果表明:研究区内水陆交错带物种组成以一年生草本植物为主,物种多样性在各个不同淹没区基本呈现为先增后减的趋势,具体为轻度淹没区中度淹没区重度淹没区微度淹没区;随着水文作用的减弱,土壤砂粒含量呈现逐渐减小的趋势,粉粒和黏粒含量呈现逐渐增加趋势,土壤容重、土壤有机质含量和土壤全磷含量呈现先减后增的趋势;全氮含量呈现先增后减趋势,全钾含量在各淹没区差异不明显;研究表明大圩古镇水陆交错带土壤理化性质与植被多样性强烈地受以水位为主导的水文过程的影响与控制。扁蓄可以作为一种指示水淹时间的物种;此外,大圩古镇水陆交错带除受水文作用影响较大外,高强度旅游干扰也是重要的因素之一,植被恢复工作应兼顾生态和旅游,提升大圩古镇景观游憩度。     

中国北方农牧交错带优化生态-生产范式体系构建

中国北方农牧交错带的生态、生产双重功能决定了其在国民经济发展中的重要战略地位.将系统工程方法论引入对农牧交错带的研究中,构建典型区域内优化的生态-生产范式体系.在建立自然环境要素、生物群落特征、生产与经济以及社会文化和历史变迁四大基本数据库的基础上确定范式体系并设计框架;之后以数学模型和方法为手段分析范式所涉及的植被和其所处的自然、社会环境以及经济等各因素的相互作用的过程和格局及其对区域的贡献,包括对前人工作的综合集成;最终以各种遥感图件、地形图等为基础给出不同范式点的剖面结构图、规划图及说明,设计综合的评价指标体系对范式的可行性、科学性等进行评价择优,为决策者提供优化的生态-生产范式,也就是生态保育阈值内最优的的土地利用格局.最后,给出了农牧交错带内选取的3个范式点的剖面图,建立了范式的初步框架.