Recent changes in the plant composition of wetlands in the Jura Mountains

Aim

To assess vegetation changes in montane fens and wet meadows and their causes over 38 years.

Location

Wetlands, Jura Mountains (Switzerland and France).

Methods

Plots were inventoried in 1974 and re‐located in 2012 (quasi‐permanent plots) on the basis of sketches to assess changes in plant communities. The 110 plots belonged to five phytosociological alliances, two in oligotrophic fens (Caricion davallianae, Caricion fuscae) and three in wet meadows (Calthion, Molinion, Filipendulion). Changes between surveys were assessed with NMDS, and changes in species richness, Simpson diversity, species cover and frequency and the causes of these changes were evaluated by comparing ecological indicator values.

Results

Changes in species composition varied between alliances, with a general trend towards more nutrient‐rich flora with less light at ground level. Species diversity declined, with a marked decreasing trend for the typical species of each alliance. These species were partly replaced by species belonging to nitrophilous and mesophilous grasslands. However, no trend towards drier conditions was detected in these wetlands. The largest changes, with an important colonization by nitrophilous species, occurred in the Swiss sites, where grazing was banned 25 years ago. As a result of floral shifts, many plots previously belonging to fens or wet mesotrophic meadows shifted to an alliance of the wet meadows, generally Filipendulion. Moreover, communities showed a slight trend towards more thermophilous flora.

Conclusions

The investigated wetlands in the Jura Mountains have suffered mainly from eutrophication due to land‐use abandonment and N deposition, with a loss of typical species. Areas with constant land use (grazing or mowing) showed less marked changes in species composition. The most important action to conserve these wetlands is to maintain or reintroduce the traditional practices of extensive mowing and livestock grazing in the wetlands, especially in areas where they were abandoned 25 years ago. This previous land‐use change was intended to improve fen conservation, but it was obviously the wrong measure for conservation purposes.     

戈壁灌丛堆周边地表土壤颗粒的空间异质特征

研究戈壁地区单个灌丛及其下沙堆这一有机整体对周边土壤风蚀的抑制能力, 对加强相关地区的植被类型及其空间配置格局的防沙效应研究十分重要, 可为荒漠化监测的评价和制定科学的防治措施提供参考。该文利用数字图像处理技术, 获取吉兰泰盐湖北部戈壁上单个白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆和沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)灌丛沙堆周边地表不同土壤风蚀颗粒的百分含量; 并采用经典描述性统计及地统计学方法, 对各类土壤风蚀颗粒百分含量的水平空间异质性进行分析。结果表明: (1)灌丛基部和下风向是细物质积累区, 以灌丛堆为中心向外, <0.42 mm的细颗粒含量呈减少趋势; 而且细物质积累的最大值出现在白刺灌丛的迎风侧附近, 沙冬青样地则相反, 出现在灌丛的背风侧附近。在沙源物质有限的戈壁中, 白刺的防风固沙作用集中体现在灌丛附近, 其水平空间尺度范围不及沙冬青, 这亦是白刺样地粗粒化程度高于沙冬青样地的原因。(2)白刺和沙冬青灌丛附近地表中粒径>0.84 mm (不可蚀)、0.84-0.42 mm (半可蚀)及<0.42 mm (高度可蚀)颗粒的空间异质性尺度分别为17.80 m、66.63 m、8.41 m和9.82 m、15.33 m、14.91 m, 均超出了灌丛冠幅覆盖范围, 空间自相关部分比例C/(C₀ + C)在63.40%-99.96%之间, 由此推断灌丛沙堆附近的风沙流特征是造成相应尺度内土壤颗粒空间异质性的主要因子。(3)高度可蚀颗粒的空间异质性尺度略大于灌丛平均间距(8.77 m包括灌丛半径), 从防止土壤风蚀来看, 这说明研究区内的建群种灌丛间存在一定程度的相互促进关系, 有利于该区植被的稳定与发展。     

河网地区小城镇街尘的粒径分布与多环芳烃污染

街尘是重要的环境介质,其携带的污染物在城镇化过程中对河网地区的水环境构成了一定的威胁。以杭嘉湖平原河网地区饮用水水源河流上游典型小城镇的街尘为研究对象,对街尘、河道沉积物、地表径流以及降雨前后地表水中的多环芳烃进行测定。在对不同粒径街尘中多环芳烃浓度的测定中发现,粒径为<63、125-63、250-125和900-250 μm街尘中多环芳烃的平均含量分别为7261、5835、4660和2909μg/kg。小粒径的街尘颗粒含有较高的多环芳烃浓度,较小的密度,并且较难清扫,造成了小粒径街尘易被雨水冲刷随地表径流进入河网水体。在对两场降雨的地表径流中多环芳烃检测发现,颗粒态的多环芳烃分别占总浓度的95%和94%。地表径流过程增加了受纳水体中多环芳烃浓度的43%-62%,其中超过50%的增加表现为颗粒态。在对不同河段沉积物、地表径流中颗粒物和不同粒径街尘中多环芳烃浓度的风险评价中发现,小粒径街尘和地表径流中颗粒物中多环芳烃的浓度相接近并具有较高的生态风险,城镇段河道沉积物较次之。由于河网地区的特殊的水文条件和景观空间格局特征,地表径流沉积物在进入河网水体后易原位沉积,造成了河道沉积物城镇段有较高的多环芳烃浓度。     

西安城市生态系统生命力评价

以西安市为案例地, 借助包含生产力、生活势、生态势和生机度的城市生命力指数框架, 运用灰色关联分析模型, 从时间序列上进行城市生态系统生命力评价, 以期从生命力视角对西安市的生态文明建设和可持续发展提供参考。评价结果显示, 基于目标层, 2007—2016年西安城市生命力与参考序列的关联度排序为: R2007年相似文献   

安徽长江滩地杨树人工林个体生长与水淹状况的关系

通过对长江滩地连续７年的水文动态以及滩地杨树人工林年轮生长序列的研究,分析杨树人工林个体生长与水淹时间、水淹深度以及气候因子的相应关系,建立相关模型。结果表明,林分个体胸径分布格局与滩地的高程具显著的相关性,水淹深度对直径生长的影响大于水淹的时间,而当年的径向生长与前一年８、９月水淹情况以及气候因子的关系明显。在滩地营造杨树人工林,以丰产为目的宜选择深度小于２ｍ的地域造林,淹水深度超过２ｍ的地域宜     

中日“防灾公园”和“城市防灾避险绿地”概念辨析

城市绿地是城市防灾避险体系中的重要载体,近些年城市防灾避险绿地的研究与建设逐渐受到重视。日本灾害频发,因此在防灾避险建设领域拥有较为丰富的经验和信息。在学习和借鉴中,中国的防灾避险研究与建设也在逐步发展。但目前从中日的相关研究来看,“防灾公园”“防灾据点”等概念的实际应用在两国之间存在着一定的差异。本文分析了中、日相关文献,辨析了“防灾公园”“防灾据点”等概念的定义及与“城市防灾避险绿地”的关系,细分了城市防灾避险绿地的类型。最后对中日两国防灾公园的概念定义和范围进行了对比,得到了日本“防灾公园”这一概念的实质更接近于中国“城市防灾避险绿地”这一概念的结论。     

不同林地清理方式对杉木林土壤肥力的影响

研究了杉木林采伐迹地及采伐后的炼山迹地的土壤物理性质、养分含量、微生物数量和酶活性.结果表明,采伐迹地的非毛管孔隙比杉木林地增加23%,自然含水量和毛管持水量则下降2%;炼山迹地土壤容重比杉木林地增加10%,非毛管孔隙、自然含水量和毛管持水量分别下降61%、48%和26%.采伐迹地有机质、全N、全P和全K含量分别比杉木林地下降14%、14%、3%和22%,炼山迹地分别下降37%、37%、47%和7%.采伐迹地碱解N和有效K含量分别比杉木林地增加24%和31%,有效P含量比杉木林地下降1%;炼山迹地的碱解N、有效P和有效K含量分别比杉木林地下降2%、43%和40%.采伐迹地的细菌、真菌和放线菌数量比杉木林地增加1.4、11.3和0.8倍;炼山迹地细菌数量比杉木林地减少24%,真菌和放线菌数量增加了.0和0.倍.采伐迹地脲酶、过氧化氢酶和纤维素分解酶活性分别为杉木林地1.9、1.6和2.1倍,而炼山迹地分别为后者的3.4%、90%和106%.湿润土壤有机质、全N和全P含量高,疏松多孔的土壤有利于碱解N、速效P、速效K积累和脲酶活性的增加.真菌数量随毛管孔隙的增加而减少.通气良好有利于提高土壤过氧化氢酶活性.     

肥沃耕层构建对东北黑土区旱地土壤肥力和玉米产量的影响

有机物料还田是提高土壤肥力、改善土壤结构和增加作物产量的重要农艺措施之一。本研究通过分析有机物料深混还田构建肥沃耕层后土壤的有机质、速效养分含量和玉米产量,明确了黑土区不同土壤类型旱地土壤肥力指标和玉米产量对肥沃耕层构建方式的响应特征,以期为实现东北黑土区旱地保护性利用和农业可持续发展提供科学依据。采用小区试验与大区示范相结合的方式,在黑龙江省、吉林省和辽宁省选取9个生态类型区作为试验点,土壤类型包括黑土(中厚黑土和薄层黑土)、草甸土、黑钙土、白浆土、棕壤、暗棕壤和褐土。每个试验点均设置了玉米秸秆深混构建肥沃耕层(CF_Ⅰ)、秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层(CF_Ⅱ)和无有机物料还田(CK)3个处理。其中,CF_Ⅰ、CF_Ⅱ处理的小区试验和大区示范的秸秆还田量分别为10000 kg·hm^-2和全量还田,CF_Ⅱ处理的有机肥施用量为30000 t·hm^-2;CF_Ⅰ和CF_Ⅱ处理中有机物料的还田深度均为0~35 cm。结果表明: 不同土壤类型旱地的土壤肥力差异较大,不同土层表现为亚耕层土壤肥力小于耕层土壤,其中暗棕壤和白浆土尤为突出;棕壤、褐土耕层和亚耕层的土壤肥力均偏低;黑土和草甸土的质地比较黏重和犁底层较厚。在试验时间为两年以上的5个试验点中,与CK相比,CF_Ⅰ和CF_Ⅱ处理耕层的土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量平均增加1.85 g·kg^-1、20.16 mg·kg^-1、1.56 mg·kg^-1和17.2 mg·kg^-1,亚耕层较耕层增加了2.09 g·kg^-1、12.06 mg·kg^-1、2.18 mg·kg^-1和3.84 mg·kg^-1。与CK相比,CF_Ⅰ处理显著增加了耕作层和亚耕层土壤有机质和速效磷含量,CF_Ⅱ处理显著增加了耕作层和亚耕层的全部土壤肥力指标,说明肥沃耕层构建是提高土壤肥力的重要途径,其中玉米秸秆配施有机肥是快速提升土壤肥力的有效方法。受不同地区水热条件和土壤类型等的影响,不同试验区的玉米产量差异较大;不同处理间差异显著,表现为CF_Ⅱ>CF_Ⅰ>CK,说明肥沃耕层构建方式在不同生态类型区均能有效提高玉米产量。采用玉米秸秆或者玉米秸秆配合有机肥深混的肥沃耕层构建方式能够同步培肥耕层和亚耕层土壤,提高玉米产量。不同生态类型区应根据土壤类型、有机物料来源等采取相应的肥沃耕层构建方式,建议在有机肥源充足的区域,优先采用秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层。     

景观格局的影响——以新疆玛纳斯河流域为例

国家重点基础研究发展计划资助项目（2009CB825105）;中国科学院研究生科技创新与社会实践资助专项（2009）;中国科学院“西部之光”人才培养计划资助项目(XBBS200903)