内蒙古草原植被覆盖度遥感估算

以内蒙古锡林浩特市南部中国科学院草原生态系统定位研究站周围的草场为研究对象, 分析比较了统计模型和亚像元分解模型进行草地植被覆盖度(vegetation coverage, VC)遥感估算的适用性。结果表明, 根据Landsat-5 TM影像数据计算的比值植被指数(simple ratio vegetation index, SR)与观测的VC的相关性最高(R² = 0.761); 统计模型和亚像元分解模型生成的VC空间分布特征相似, 但亚像元分解模型得到的VC平均值比统计模型的结果高0.091; 在VC的低值和高值区, 两种方法得到的VC结果相似; 但在VC的中值区, 亚像元模型得到的结果较统计模型的结果偏高。     

土壤种子库对漫溢区受损植被更新的贡献

在塔里木河下游选择两个典型漫溢区,在野外进行了土壤种子库萌发试验,并与河水漫溢区的幼苗库进行比较,以确定土壤种子库对受损植被更新的贡献度.结果表明：两个漫溢区土壤种子库物种数均为12种,生活型组成以多年生草本和灌木为主;种子库密度分别为282.5和173.2粒·m^-2,表层土壤(0～2 cm)种子密度分别占总密度的76.9%和71.0%.土壤种子库对实生幼苗的物种组成和密度具有显著影响,两个漫溢区实生幼苗数量分别有84.7%和99.4%来源于土壤种子库.两个漫溢区土壤种子库与实生幼苗库物种相似性系数分别为0.72和0.63;实生幼苗密度与种子库密度具有很好的正相关性,说明土壤种子库对植被更新具有重要贡献.     

青海省湟水地区森林灌丛植被遥感分析及其主要特征

湟水地区地处黄土高原和青藏高原过渡带 ,界于北纬 36°0 2′～ 37°2 8′,东经 1 0 0°41′～1 0 3°0 4′之间。海拔 1 650～ 4395m,总面积为 1 61 2 0 km2。本研究根据卫星遥感影像资料 (以TM为主 ) ,结合以往野外调查工作 ,研究并综合分析了湟水地区的森林、灌丛植被及其主要特征。森林灌丛植被的遥感解译采用综合分析法。研究表明湟水地区森林灌丛植被具有明显的生态地理分布特征 ,其分布多集中于黄土低山丘陵与中高山地形结合地带 ,即黄土覆盖的边缘交错区域。这一空间分布特征可能与本区的黄土覆盖边缘地区的多样化生态地理特点存在一定的联系。生境的干湿状况直接影响本地区天然林的分布特征、森林灌丛植被覆盖率的高低、森林的类型结构和种类组成 ,并成为人工造林效果的重要环境因素。本区森林灌丛植被长期受到人类活动的深刻影响 ,具有人类活动的明显痕迹。人类活动的规模范围、作用方式、影响强度等因素成为本区森林灌丛植被及其生境变化与差异的重要原因之一。     

The distribution of heath balds in the Great Smoky Mountains,North Carolina and Tennessee

Abstract. We used remote sensing and a geographic information system to model the distribution of evergreen shrub communities, called ‘heath balds’, in the Great Smoky Mountains, North Carolina and Tennessee, USA. The 421 heath balds averaged 1.8 ha in size and covered 0.3% of the landscape. They reached their greatest importance on upper slopes (92% had relative slope positions > 80), convex topography (82% occurred on sites with a curvature greater than 2.6), and elevations between 1100 and 1600 m (94% of the balds). Although heath balds were found in old‐growth watersheds, the two watersheds with the greatest number of balds burned extensively after logging in the early 1900s. Bald occurrence was positively correlated with burned sites, old growth condition, and a highly acidic rock type. Heath balds showed a striking geographic pattern, with 88.1% of the area of this community found in six watersheds comprising only 35.4% of the study area. Despite similar topography, geology, and history, the eleven other watersheds had only 11.9% of the bald area while comprising 64.4% of the study area. Multivariate models showed that this community occurs on only 0.4 to 9.0% of the seemingly appropriate sites. Once established, this shrub community, with its dense evergreen canopy and thick leaf litter, is resistant to tree invasion. Both forest and shrub communities are stable on sites that are seemingly ideal for heath bald occurrence.     

植被覆盖度和综合治理对纸坊沟流域土壤氮素流失的影响

同小流域土壤侵蚀一样,小流域土壤氮素随洪流流失也受到植被覆盖度的影响,通常经过调整小流域内土地利用结构以达到控制水土流失。该研究以8.27 km2纸坊沟流域和1:400比例流域模型为研究对象,研究植被覆盖度和综合治理对纸坊沟流域土壤氮素流失的影响。结果表明:在模拟降雨下,当流域植被覆盖度分别为60%、40%、20%和0时,流域模型铵态氮流失量分别为87.08、44.31、25.16和13.71 kg/km2,硝态氮为85.50、74.05、63.95和56.23 kg/km2,全氮为0.81、1.18、1.98和7.51 t/km2;在自然降雨下,1998年与1992年相比,全流域年土壤侵蚀量为1 086 t/km2和1 119 t/km2,氮素流失量为8 758.5和7 562.2 kg,减少了15.8%,其中农地减少了52.0%。流域对降水中的矿质氮具有过滤作用,硝态氮的过滤作用明显高于铵态氮。洪流泥沙中<20 mm微团聚体富集造成了泥沙有机质和全氮的富集。植被覆盖虽能有效地减少流域土壤侵蚀和全氮的流失,却能增加土壤矿质氮的流失。坡地退耕还林草可显著减少流域土壤氮素流失。     

千岛湖库区岛屿面积对植物分布的影响及植物物种多样性保护研究

修建大坝形成水库蓄水是造成景观破碎化的原因和形式之一.本研究选取了浙江千岛湖库区景观破碎化的典型区域小金山林场,调查了74个大小不一的岛屿,研究了面积对植物物种分布的影响,并比较了使物种多样性最大化的几种植物物种保护方案:小岛组合、中岛组合、大岛组合、大中小组合岛.调查共记录到乔木物种56种,灌木物种79种.将岛屿按照面积由大到小排序,将相对应分布的乔木、灌木绘制成植物物种分布表.结果显示:乔木中分布不受面积影响的物种有15种,受面积影响的有11种,介于两者之间的有30种;灌木物种中不受面积影响的有24种,受面积影响的有16种,介于两者之间的有39种.将乔木、灌木和总物种数分别累加,同时将相对应的岛屿面积按不同组合累加,绘制累加物种和面积关系图,发现在特定的相同累加面积下,组合岛的累加乔木、灌木、总物种数最多,小岛组合次之,大岛组合最少.因此,建立相同面积的保护区时,组合岛有利于保护更多的物种.     

塔里木河上游荒漠区4种灌木植物叶片与土壤生态化学计量特征

分析了塔里木河上游荒漠区灌木植物叶片和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征以及二者之间的相关性,旨在阐明荒漠植被在极端环境下养分循环及限制状况,为塔里木河上游荒漠生态系统的恢复与保护提供理论依据。以塔里木河上游多枝柽柳(Tamarix ramosissma)、盐穗木(Halostachys caspica)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、铃铛刺(Halimodendron halodendron)4种荒漠灌木植物叶片和土壤为研究对象,分析植物叶片和土壤C、N、P生态化学计量特征及其相关性。结果表明:在4种不同荒漠灌木植物叶片中柽柳叶片的C含量为(484.77±59.74)mg/g,显著高于其他灌木植物(P0.05);铃铛刺的N含量是(14.20±1.58)mg/g,显著高于其他灌木植物(P0.05);柽柳叶片的P含量为(0.54±0.16)mg/g,显著低于其他灌木植物(P0.05)。4种灌木植物叶片C/N比值大小为黑果枸杞柽柳铃铛刺盐穗木,且黑果枸杞的C/N比值显著最高为(37.83±7.74)(P0.05);C/P为柽柳铃铛刺盐穗木黑果枸杞,盐穗木和黑果枸杞的C/P显著低于其他灌木(P0.05),其比值分别为(379.76±158.63)和(383.47±128.95);N/P为柽柳铃铛刺盐穗木黑果枸杞,柽柳的N/P比值显著最高为(22.34±4.60)(P0.05)。4种不同荒漠灌木土壤的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其化学计量比特征均未表现出显著的差异。由相关性分析可知柽柳叶片仅P含量与土壤TP含量呈现出显著正相关(P0.05);铃铛刺叶片C含量与土壤TN、叶片P含量与土壤TN/TP均呈显著负相关(P0.05),而叶片C含量与土壤TN/TP呈极显著负相关(P0.01);盐穗木和黑果枸杞叶片化学计量特征与土壤的化学计量特征均未表现出显著相关性(P0.05)。说明植物叶片化学计量特征并非是由土壤养分含量特征直接决定的,更多受植物自身遗传特性的影响,体现了荒漠灌木植物对极端生境的适应性。     

半干旱黄土区坡面尺度柠条生长状况及影响要素分析

以半干旱黄土丘陵区典型小流域坡面大规模人工种植柠条林为例,基于坡面不同部位柠条生长状况和生境条件调查,定量分析了地形变化、土壤水分及灌木密度对柠条生长的直接、间接影响及其贡献率。结果表明:(1)东坡大株柠条生长明显好于南坡,下坡位柠条生长状况略好于中上坡位,其他各坡位之间柠条生长状况差异较小;(2)大株柠条生长与浅层土壤水分有正相关关系,而与灌木密度和深层土壤水分则呈负相关关系;大株柠条灌木高度、灌木纵截面积和冠幅体积对浅层土壤水分的响应敏感,冠幅长度对坡向和坡位的响应较为敏感,冠幅宽度对灌木密度的响应较为敏感;(3)地形和土壤水分变化解释了59.9%的大株柠条生长变异,其中坡向、坡位和浅层土壤水分是影响大株柠条生长的主导环境因子,它们分别解释了21.1%、16.0%和13.1%的柠条生长变化。研究认为半干旱黄土区人工植被恢复既要重视空间布局,也要在后期实施必要的管理措施以维持人工林地的稳定性。     

基于MODIS数据的中国三种主要土地类型变化的空间特征分析

人类活动使得土地利用和植被覆盖发生了巨大变化,直接影响着全球气候。本研究通过从2000—2013年对中国三种主要土地利用类型的NDVI变化特征进行了分析,结果表明:(1)14年来,中国三种主要土地利用类型NDVI平均值均有增强的趋势。(2)三种主要土地利用类型中除耕地中的水田,林地中的有林地和草地中的高覆盖草地增长速率不显著外,其他土地类型增长速率均显著。(3)三种土地利用类型均以改善面积大于退化面积,耕地中改善面积占总耕地的64.21%,退化的区域占18.50%;林地改善的区域占总林地的54.21%,退化的区域占20.13%;草地改善的区域占55.53%,退化的区域占18.23%。三种土地类型均有所改善且改善明显的区域主要集中在甘肃以南,陕西以北和东北部分地区。     

Circumpolar arctic tundra biomass and productivity dynamics in response to projected climate change and herbivory

Satellite remote sensing data have indicated a general ‘greening’ trend in the arctic tundra biome. However, the observed changes based on remote sensing are the result of multiple environmental drivers, and the effects of individual controls such as warming, herbivory, and other disturbances on changes in vegetation biomass, community structure, and ecosystem function remain unclear. We apply ArcVeg, an arctic tundra vegetation dynamics model, to estimate potential changes in vegetation biomass and net primary production (NPP) at the plant community and functional type levels. ArcVeg is driven by soil nitrogen output from the Terrestrial Ecosystem Model, existing densities of Rangifer populations, and projected summer temperature changes by the NCAR CCSM4.0 general circulation model across the Arctic. We quantified the changes in aboveground biomass and NPP resulting from (i) observed herbivory only; (ii) projected climate change only; and (iii) coupled effects of projected climate change and herbivory. We evaluated model outputs of the absolute and relative differences in biomass and NPP by country, bioclimate subzone, and floristic province. Estimated potential biomass increases resulting from temperature increase only are approximately 5% greater than the biomass modeled due to coupled warming and herbivory. Such potential increases are greater in areas currently occupied by large or dense Rangifer herds such as the Nenets‐occupied regions in Russia (27% greater vegetation increase without herbivores). In addition, herbivory modulates shifts in plant community structure caused by warming. Plant functional types such as shrubs and mosses were affected to a greater degree than other functional types by either warming or herbivory or coupled effects of the two.